文章题目：Colony phase variation switch modulates antimicrobial tolerance and biofilm formation in Acinetobacter baumannii
通讯作者：Fizza Mushtaq & Irfan Ahmad
作者单位：于默奥大学分子生物学系，瑞典
期刊：Microbiology Spectrum
发表时间：2024年1月
DOI号：10.1128/spectrum.02956-23
鲍曼不动杆菌是世卫组织最优先的耐药微生物，对全世界的医院相关感染有显著影响。一个特别有趣的方面是它能够在琼脂平板上可逆地切换其菌落形态型，这一直没有得到充分的探索。在这项研究中，我们采用了各种显微技术和表型测定来研究不同临床和环境相关条件下的菌落相变异开关。我们的研究结果表明，聚N-乙酰氨基葡萄糖阳性细胞外基质层的存在有助于保护细菌免受黏菌素的杀菌作用。此外，我们对鲍曼不动杆菌的多细胞生活方式提供了有趣的见解，特别是在其捕食性宿主棘阿米巴（Acanthamoeba castellanii）内的菌落转换变异的背景下。
1、不透明菌落表面存在 WGA 阳性细胞外多糖层有关
荧光染料偶联小麦胚芽凝集素 （WGA） 与不透明和半透明菌落表面的结合。WGA 是一种碳水化合物结合凝集素，对鲍曼不动杆菌糖蛋白中的 N-乙酰氨基葡萄糖部分具有高亲和力。WGA标记细菌的共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）显示，与来自半透明菌落的细菌相比，WGA可以更有效地与来自不透明菌落的细菌表面结合。在生长过夜后，监测不同临床分离株的成对不透明和半透明菌落变体在96孔微量滴定板中的WGA结合。对于所有测试的临床分离株，不透明变体的WGA荧光标记明显大于半透明变体。
综上所述，这些发现和SEM图像分析表明，不透明菌落形态与围绕细菌细胞形成不透明菌落的细胞外碳水化合物部分的存在有关。
多阳离子药物多黏菌素B和黏菌素 （polymyxin E） 是治疗碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌感染的首选选择之一。在18孔玻璃板中生长的鲍曼不动杆菌用黏菌素处理，随后用WGA和碘化丙啶（PI）标记，后者用于监测死细菌细胞的外观。CLSM成像显示黏菌素介导的细菌杀伤仅发生在WGA阴性细胞中。这一发现表明，WGA结合的多糖部分在单细胞水平上保护不透明变体免受黏菌素的杀菌作用。
使用人工尿液作为生长培养基，然后分析生物膜的形成以模拟临床生长条件。使用SEM可视化在气液间期形成的生物膜结构，使用共聚焦激光显微镜可视化形成的生物膜。不透明变体的薄膜含有细胞外基质成分和分布不均匀的生物膜团块，而半透明变体的薄膜仅包含空间排列的细胞。
鲍曼不动杆菌不透明和半透明变种在各种应激诱导条件下的生存比较分析。（A） 存活曲线说明了在干燥下长达 150 天的时间内，在代表临床分离株的不透明和半透明变体的样品中保持存活的细菌数量。（B）乙醇耐受性试验，估计鲍曼不动杆菌分离株的不透明和半透明变体在室温下用5%乙醇在PBS中处理4小时后的存活率。（C）在补充有5%或10%乙醇的LB培养基中的微量滴定板中生长的不透明和半透明鲍曼不动杆菌AB5075的生长曲线。（D） 补充了羧苄青霉素、IPTG 和 X-gal 的 LB 琼脂平板上鲍曼不动杆菌和大肠杆菌混合菌落的摄影图像。白点代表鲍曼不动杆菌，蓝点代表大肠杆菌MC 20;左图：初始接种物由 10 个组成6细菌（鲍曼不动杆菌和大肠杆菌的比例为1：1）;右图：初始接种物由 10 个组成3细菌（鲍曼不动杆菌和大肠杆菌的比例为1:1）。（E） 条形图比较了在琼脂平板上一起生长时大肠杆菌 MC 20 和鲍曼不动杆菌变体的数量。
这些发现表明，鲍曼不动杆菌的不透明变体在几种与环境相关的胁迫条件下表现出比其半透明变体更强的适应性优势，例如短期干燥、暴露于乙醇以及与大肠杆菌竞争。
鲍曼不动杆菌临床分离株可产生细胞外 MV 。半透明变体分泌的囊泡数量似乎高于不透明变体。然而，原子力显微镜对细菌细胞样品中的MVs检查表明，来自半透明菌落变体的样品含有明显与细菌细胞分离的MV，而囊泡似乎仅与不透明变体的细菌细胞表面相关。涉及细胞外MVs结合的DNA、应激诱导刺激（如四环素）和应激反应调节因子的复杂调控网络在介导菌落形态型转换中发挥作用。
细胞外膜的产生保护不透明变体免受次优浓度黏菌素的影响。
