《Infection and Immunity》：Spatial organization of Gardnerella species, Prevotella bivia, and Fannyhessea vaginae in the bacterial vaginosis biofilm
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本研究通过肽核酸荧光原位杂交（PNA-FISH）技术，首次纵向解析了细菌性阴道病（BV）生物被膜在发病前、中、后期的三维空间结构动态。研究发现加德纳菌（Gardnerella spp.）在生物被膜形成初期即广泛分布各层，而芬尼赫瑟菌（Fannyhessea vaginae）在BV发病当日于上层富集，二者协同促进生物被膜成熟。该成果为靶向生物被膜的BV精准防治策略提供了关键时空证据。
引言
细菌性阴道病（BV）是全球育龄女性最常见的阴道感染，年复发率高达60%，其典型特征为保护性乳杆菌（如Lactobacillus crispatus）的减少和包括加德纳菌（Gardnerella spp.）、普雷沃菌（Prevotella bivia）及芬尼赫瑟菌（Fannyhessea vaginae）在内的多种厌氧菌过度增殖。BV相关细菌（BVAB）通过附着于阴道上皮细胞（VECs）形成多微生物生物被膜，但其时空形成机制尚不明确。本研究基于前期提出的BV生物被膜形成模型，利用高分辨率成像技术，首次揭示了关键BVAB在发病关键窗口期的层状分布动态。
材料与方法
研究纳入2020年11月至2024年8月期间招募的 heterosexual 女性，通过每日自采集阴道样本，连续监测60天或直至 incident BV（iBV，Nugent评分7–10分且连续≥4次）发生。iBV病例与健康对照按年龄、种族和避孕方式1:1匹配。选取iBV诊断前2天（Day -2）、诊断当日（Day 0）及诊断后2天（Day +2）的样本，通过PNA-FISH探针标记加德纳菌、P. bivia和F. vaginae，并在NanoZoomer S60 Slide Scanner上以Z-stack模式采集生物被膜5个光学层面（z、z+2、z+4、z+6、z+8 μm）的图像。细菌计数采用Fiji ImageJ软件，统计分析使用GraphPad Prism 10.0.2。
结果
- 1.
生物被膜细菌总量在iBV诊断当日显著上升
三菌种总计数在Day 0较Day -2显著增加（P=0.011），Day +2仍维持高位。对照样本中细菌计数始终极低（Fig. 4A、4B）。
- 2.
加德纳菌主导生物被膜各层
在所有时间点及多数层面，加德纳菌平均计数均显著高于F. vaginae（P≤0.022–0.0003），仅在Day 0的z+8 μm层二者无显著差异（P=0.065）（Fig. 5）。
- 3.
F. vaginae于iBV发病后向上层聚集
Day 0及Day +2时，加德纳菌与F. vaginae计数在生物被膜上层（z+6、z+8 μm）显著增加（P≤0.043–0.0012），且F. vaginae在z+4 μm层计数较基底层（z）显著升高（P=0.040）（Fig. 6）。
- 4.
P. bivia检出率低
所有样本中P. bivia计数均低于10个，提示其他普雷沃菌种可能在BV发病中发挥更重要作用。
讨论
本研究证实BV生物被膜在临床诊断前2天已开始形成，加德纳菌作为早期定植菌贯穿生物被膜各层，而非仅局限于基底层；F. vaginae则作为次级定植菌，在iBV发病当日向生物被膜上层富集。这一发现修正了既往认为加德纳菌仅构成生物被膜基底、F. vaginae主导上层的假设。P. bivia的低检出率提示需开发针对其他普雷沃菌种（如P. timonensis）的检测工具。研究局限性包括样本冻融可能影响生物被膜完整性，且仅聚焦三种BVAB。未来需扩大菌种检测范围，并探索针对生物被膜多重靶点的治疗策略。
意义
BV生物被膜的早期形成与空间结构化是导致抗生素治疗失败及高复发率的关键因素。本研究为开发抑制生物被膜形成的新型干预手段提供了关键时空证据，对降低BV相关并发症（如HIV感染风险、不良妊娠结局）具有重要意义。
