研究控制表面上的C. auris生物膜的方法

时间:2026年2月15日
来源:Journal of Hospital Infection

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隐球菌auris三种谱系在非多孔塑料表面的生物膜形成能力及环境持久性研究,开发实验室模型评估消毒剂效果,发现南亚谱系I生物膜显著增强细胞在干燥表面存活至28天并降低氧化消毒剂敏感性。

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L. Brown|E. Fraser|G. Martinez-Garcia|J. Clarke
研究员中心,North Dean 商业园,Stainland 路,Greetland,Halifax,Gama Healthcare Ltd,英国

摘要

Candidozyma auris(旧称 Candida auris)是一种新兴的真菌病原体,在临床环境中具有高度传染性,这可能与其能够在皮肤和硬表面上存活有关。
我们研究了三种 C. auris 分离株在非多孔塑料表面形成生物膜的能力,并开发了一种相关且可重复的实验室模型,用于评估消毒干预措施的效果。
来自 I 簇(南亚)的分离株在真实环境条件下形成了强健的生物膜,使活细胞在干燥表面上存活时间长达 28 天,同时对氧化性消毒剂的抵抗力降低。尽管如此,所有簇的分离株在 15 分钟内都表现出对表面的初始附着能力。
研究结果强调了制定有效的环境消毒策略的重要性,包括在 C. auris 流行期间增加清洁频率,以及在真实条件下评估消毒剂的效果(包括其针对生物膜的状态)。

引言

Candidozyma auris(旧称 Candida auris)是一种新兴的真菌病原体,世界卫生组织(WHO)最近将其列为关键优先病原体。这一分类反映了该病原体能够引起高死亡率的侵袭性感染,并且经常对抗真菌治疗产生耐药性 [1]。迄今为止,已经确定了六种基因不同的 C. auris 簇(I-VI),全球范围内都报告了医院内的暴发事件 [2],[3]。
与其他医疗相关感染类似,C. auris 在临床环境中具有高度传染性。这可能归因于其能够在患者皮肤上定植并迅速扩散到医疗环境中(在 4 小时内),并且已知它能够在干燥、硬表面上长期存活,从而通过接触受污染的设备或表面进行传播 [4],[5]。
与其他酵母菌种(例如 C. albicans)相比,C. auris 对高温和盐度的耐受性更强,并且能够形成保护性生物膜(附着在表面的细胞被细胞外聚合物物质包裹),这可能有助于其在皮肤和硬表面上持续存在 [6],[7]。
目前英国 C. auris 的感染率正在上升,由于缺乏强制报告制度,最近的报告可能低估了实际的定植和感染程度 [8]。新发布的英国国家指南旨在通过概述临床和实验室监测建议来解决这一问题,同时回顾有效的感染预防和控制措施,包括消毒 [9]。
在欧洲,欧洲标准化委员会(CEN)定义了一组替代微生物,如果消毒剂对这些微生物的有效性得到验证,那么就可以声称其对相应类别的微生物有效。例如,基于 EN 标准声称具有杀菌效果的消毒剂也适用于其他酵母菌,如 C. auris [10]。
对于医疗领域,可以使用 EN 13624:2021(第二阶段,第一步测试)来验证消毒剂对 C. auris 的杀菌效果,即悬浮液测试,将产品液体与浮游酵母细胞混合在试管中;如果产品使用擦拭剂或拖把进行应用,则结合 EN 16615:2015 [11];如果产品使用喷雾进行应用,则结合 EN 17387:2021 [11]。后两种测试被称为“模拟使用”有效性测试,根据产品形式反映了实际应用情况。在这些测试中,浮游细胞被干燥在硬表面上,然后分别施加消毒剂产品,有时伴有机械作用,有时不伴有机械作用。
一些微生物可以采取改变的表型状态,如孢子或生物膜,从而提高其在环境表面上的存活能力,同时降低其对消毒剂的敏感性 [12]。虽然目前已有针对细菌内孢子的消毒剂评估标准(包括 Clostridioides difficile [13]),但尚无针对生物膜的标准,尽管众所周知生物膜对抗微生物剂的耐受性可以大大增强(比浮游细胞高出 1000 倍)[12]。
迄今为止,许多针对 C. auris 生物膜的消毒剂产品评估依赖于悬浮液测试,即将生物膜浸入消毒剂液体中 [14],[15]。很少有研究报道使用机械擦拭的方法 [16],也没有研究采用标准的最佳实践 S 形原则(一次线性擦拭一个表面)[17]。
因此,本研究首先旨在开发一种针对环境中的 C. auris 的实验室生物膜测试模型,以实现真实的擦拭产品应用,涵盖多个临床相关的簇;其次探讨 C. auris 浮游细胞和生物膜细胞在干燥表面上的存活情况;第三评估常用氧化性消毒剂的效果,比较其对浮游细胞和生物膜状态下的杀菌效果。

部分摘录

微生物:

从培养物收集中获得了三个簇的 C. auris 分离株,并通过生物库珠子在 -80°C 下储存直至使用:I 簇(南亚,NCPF 8971),II 簇(东亚,标准株 DSM 20192),III 簇(南非,NCPF 8977)。为启动生物膜实验准备了单独的甘油储备液(补充信息 S1)。

生物膜生长:

应用了静态生物膜生长模型的原理,并进行了调整,以开发新的生长模型来接种 5 x 5 厘米的塑料方块:

生物膜生长:

所有三个 C. auris 簇在水合时间为 15 分钟内都表现出对 PVC 表面的初始附着,生物量分别为 0.59 ± 0.05、0.22 ± 0.05、0.75 ± 0.02 log10 μg/mL,活细胞回收率分别为 7.46 ± 0.08、7.32 ± 0.08、7.47 ± 0.18 log10 cfu/25 cm2(图 1A 和 B)。
随着水合时间的延长,II 和 III 簇的生物量和活细胞略有增加。然而,I 簇(南亚)的增加更为显著

讨论

我们开发了一种新的 C. auris 生物膜生长模型,以研究其在环境中的持续存在性和消毒策略。生物膜生长条件选择反映了真实的环境条件,包括温度(23 ± 2°C)、湿度(50 ± 5%rH)和可利用的营养物质(模拟体液的培养基),并在水合条件下对塑料表面进行 24 小时的初始附着。这种实验设置可以模拟 C. auris 在临床环境中的早期沉积

结论

本研究揭示了三种 C. auris 簇在非多孔表面形成生物膜的能力,强调了南亚 I 簇在真实环境条件下形成的强健生物膜,这不仅提高了其持续存在性,还降低了其对氧化性消毒剂的敏感性。此外,它提供了一种相关且可重复的基于生物膜的有效性测试方法,确保在真实条件下评估消毒剂的效果,考虑到其应用方式和微生物状态。

CRediT 作者贡献声明

Gema Martinez-Garcia:写作 – 审稿与编辑。James Clarke:写作 – 审稿与编辑、监督、项目管理、数据管理、概念化。Lauren Brown:写作 – 审稿与编辑、初稿撰写、项目管理、方法学、调查、数据分析、概念化。Elly-Olivia Fraser:写作 – 审稿与编辑、方法学、调查

伦理声明:

无需声明。

披露声明:

L. Brown、E. Fraser、G. Martinez-Garcia 和 J. Clarke 是 GAMA Healthcare Ltd 的员工;该公司生产包括本研究中测试的现场生成过氧乙酸(APA)在内的消毒产品。

资金声明:

本研究的资金由 GAMA Healthcare Ltd 提供。

致谢:

无。

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