麦迪逊 - 新研究表明，与糖尿病患者常见的慢性伤口相关的微生物群落会影响这些伤口是否愈合或导致截肢。由威斯康星大学医学院和公共卫生学院领导的医学微生物学和免疫学教授Lindsay Kalan和她在宾夕法尼亚大学的同事发现，常见病原体金黄色葡萄球菌的特定菌株完全感染了从未愈合的糖尿病足溃疡，表明这些菌株可能会延迟愈合。
研究人员还发现，这些伤口的其他常见细菌成员可能会损害甚至改善愈合。总之，该研究表明，监测糖尿病足溃疡的微生物组可以为医生提供有关如何最好地治疗这些慢性和衰弱性伤口的信息。这项新工作于4月18日发表在Cell Host and Microbe杂志上。
糖尿病足溃疡影响美国四至六百万人，每年花费在90亿至130亿美元之间。四分之一的糖尿病患者会出现足部溃疡，因为高血糖导致麻木，使得伤口不被注意并减少血液循环，从而恶化愈合时间。伤口可持续数月甚至数年，是糖尿病患者截肢的主要原因。当溃疡确实导致截肢时，死亡率超过70%，高于许多癌症。
“治疗这些伤口的创新很少，”卡兰说，他长期研究慢性伤口，并开始在宾夕法尼亚大学伊丽莎白格里斯实验室担任博士后研究员。
最近，科学家研究了这些伤口的细菌定植在它们是否愈合中的作用。但之前的工作依赖于低分辨率技术，这些技术只能识别伤口中的广泛细菌群，而不是社区的特定成员。
因此，Kalan和她的团队转向DNA测序，提供特定物种或亚种的高分辨率鉴定，这可能是了解微生物群落如何影响愈合的关键。
研究人员在伤口清创之前立即从46名患者的溃疡微生物组中收集了这些数据，这是一种常见的治疗方法，用于刮去死亡或感染的组织，试图开始新的治疗。然后他们每两周收集一次新的微生物样本，持续26周，同时追踪溃疡的结果。细菌金黄色葡萄球菌在绝大多数的伤口被发现。众所周知，金黄色葡萄球菌对抗生素具有抗药性，是一种常见且常常难以治疗的病原体。在物种层面，金黄色葡萄球菌的存在并不能预测伤口是否会愈合 - 它只是到处都是。
但是，对于金黄色葡萄球菌的单个菌株的高分辨率数据，研究人员发现一些菌株仅存在于研究期间未愈合的伤口中。
“当我们观察这些菌株的基因组时，我们发现它们富含肠毒素等毒力因子，并且它们具有更多的抗生素抗性基因，因此与其他一些菌株相比，它们能够更好地引起更具侵袭性的感染。检测到，“卡兰说。
由于研究人员在整个研究过程中对溃疡的微生物组进行了采样，他们能够观察到微生物群落随着治疗的变化而变化。根据抗生素很少改善溃疡结果这一事实，Kalan的研究小组发现接受治疗的患者的溃疡微生物组几乎没有变化。
相比之下，清创术减少了溃疡中愈合伤口的细菌的多样性。这些结果表明，破碎的微生物群落可以作为成功清创的标志，有助于为治疗过程提供信息。
“如果我们能够利用微生物界在24小时内告知清创无效并且患者需要回来接受更多治疗，那么就会大大减少护理时间和患者的工作时间，”卡兰说。
为了更好地了解微生物组如何直接影响伤口愈合，研究人员在糖尿病溃疡的小鼠模型中重建了微生物群落。他们将从人类患者中分离出的单个细菌菌株转移到小鼠的溃疡中，并监测伤口如何愈合。
毫不奇怪，仅在非愈合性溃疡中发现的金黄色葡萄球菌菌株将愈合延迟数周，进一步暗示这些特定菌株产生更差的临床结果。
但伤口微生物群的另一个常见成员，即粪产碱菌，实际上减少了小鼠模型中溃疡的生长，并且感染细菌的伤口愈合几乎与未感染的伤口一样快。卡兰说，粪肠球菌对伤口的相对良性影响可能是因为它刺激了受伤皮肤的有益炎症，这表明一些社区成员甚至可以抵消更多有害细菌的有害影响。
“我们现在有证据表明我们可以使用微生物组来尝试和预测治疗效果，并利用它来创新治疗，”卡兰说。“这是我们的最终目标 - 试图缩短愈合时间并防止截肢。”
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