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Jun 01, 2024

가래에서의 Pseudomonas aeruginosa 응집과 Psl 발현은 낭포성 섬유증이 있는 어린이의 항생제 박멸 실패와 관련이 있습니다

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 21444(2022) 이 기사 인용 우리는 이전에 P. aeruginosa 분리균이 흡입에도 불구하고 낭포성 섬유증(CF)이 있는 어린이에게 지속된다는 것을 입증했습니다.

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 21444(2022) 이 기사 인용

우리는 이전에 흡입된 토브라마이신 치료에도 불구하고 낭포성 섬유증(CF)이 있는 어린이에게 지속된 P. aeruginosa 분리주가 성공적으로 박멸된 것과 비교하여 시험관 내에서 항-Psl 항체 결합을 증가시켰다는 것을 입증했습니다. 우리는 CF 가래에서 P. aeruginosa를 직접 시각화하여 이러한 결과를 검증하는 것을 목표로 했습니다. 이것은 흡입 토브라마이신 제균 치료를 받은 새로 발병한 P. aeruginosa 감염이 있는 CF 어린이에 대한 전향적 관찰 연구였습니다. 미생물 식별 수동 투명도 기술(MiPACT)을 사용하여 P. aeruginosa를 치료 전에 얻은 가래 샘플에서 시각화하고 결과에 따라 지속성 또는 박멸된 것으로 분류했습니다. 전처리 분리물은 또한 시험관 내에서 생물막으로 성장했습니다. 등록된 11명의 환자 중 4명은 지속적인 감염이 발생했고 7명은 감염이 사라졌습니다. P. aeruginosa 생체량과 P. aeruginosa 응집체의 수와 크기는 박멸된 감염에 비해 지속성 객담에서 더 컸습니다(p < 0.01). 가래에서 결합하는 Psl 항체의 양은 P. aeruginosa 생체량이 증가한 샘플에서 전체적으로 더 컸습니다(p < 0.05). 객담에서 시각화할 때 P. aeruginosa는 ​​Psl이 더 많이 발현되어 생체량이 더 많았으며 감염을 성공적으로 제거한 어린이에 비해 박멸 치료에 실패한 CF 어린이에서 더 많고 더 큰 집합체를 형성했습니다.

낭포성 섬유증(CF) 환자는 점액섬모 청소 장애를 초래하는 낭포성 섬유증 막횡단 전도도 조절기(CFTR)의 결함으로 인해 녹농균에 의한 폐 감염에 취약합니다1. 항균제 치료 없이 P. aeruginosa는 ​​기도에 만성 감염을 일으킬 수 있으며 이는 CF2,3 환자의 보다 빠른 폐 기능 저하 및 조기 사망과 관련이 있습니다. 따라서 초기 P. aeruginosa 집락화의 조기 항생제 박멸 치료(AET)는 CF 소아의 표준 임상 치료이며 AET의 성공률을 높이는 것이 장기적인 결과를 개선하는 데 중요합니다4,5.

CF 환자에게 AET가 실패하는 이유에 대한 설명은 거의 없습니다. 우리는 이전에 공초점 현미경으로 시각화된 생물막 모델을 사용하여 AET에 실패한 어린이로부터 분리된 초기 P. aeruginosa가 P. aeruginosa6를 제거한 사람들의 분리주에 비해 항-Psl 항체 결합을 크게 증가시켰다는 것을 보여주었습니다. 증가된 항-Psl 항체 결합은 박테리아 응집 및 토브라마이신 내성과 연관되었습니다. Psl은 P. aeruginosa 엑소폴리사카라이드(EPS)로서 시험관 내에서 세포-세포 및 세포-기질 부착 접착 및 생물막 형성에서의 역할에 대해 잘 설명되어 있습니다. 우리의 연구 결과는 두 가지 별도의 AET 시험에서 분리된 초기 P. aeruginosa 임상 분리주에 대한 별도의 컬렉션에서 확인되었지만 이러한 결과는 유리 슬라이드 챔버 시스템에서 P. aeruginosa에 대한 시험관 내 연구를 기반으로 했습니다.

CF 기도를 모방한 임상 분리균 및 박테리아 성장 조건의 사용에도 불구하고 CF 병원체의 거동과 항생제 효과를 조사하는 실험실 기반 모델은 환자 기도의 상태를 정확하게 반영하지 못할 수 있습니다13. 예를 들어 배양 시간, 성장 매체 및 항균 농도에 대한 결정은 실험 결과를 크게 바꿀 수 있으며 CF 폐 환경의 복잡성을 완전히 포착하는 것은 매우 어렵습니다. 이러한 과제로 인해 항균제 감수성 테스트 결과와 CF14의 임상 결과 사이에 단절이 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

그러나 최근 호흡기 검체 처리 및 영상화 기술의 발전으로 환자 검체 내 미생물 종의 직접적인 시각화 및 상호작용이 가능해졌습니다. DePas 등이 개발한 미생물 식별 수동 선명도 기술(MiPACT)은 CF 가래에서 rRNA를 검출하기 위해 혼성화 연쇄 반응을 사용하여 박테리아를 수정하고 시각화합니다15. 이러한 방법론은 시험관 내 결과를 생체 내 결과로 변환할 때 추론할 필요성을 제거합니다. 이 연구의 목표는 AET를 겪고 있는 CF 아동에 대한 전향적 관찰 시험에서 가래의 P. aeruginosa 생물막을 직접 시각화하여 지속적인 P. aeruginosa 분리주에서 증가된 항-Psl 항체 결합 및 박테리아 응집에 대한 이전 연구 결과를 검증하는 것이었습니다. 우리는 또한 시험관 내 생물막 슬라이드 챔버 모델을 사용하여 임상 표본의 현장 결과를 실제로 복제할 수 있는지 여부를 결정하는 것을 목표로 했습니다.