《Infection and Drug Resistance》：Profile of Biofilm Formation and Antimicrobial Susceptibility Patterns of Escherichia coli Isolated from Adult Patients Presenting with Urinary Tract Infections at Ruhengeri Level Two Teaching Hospital, Rwanda
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本文于2025年4-6月在卢旺达鲁亨盖里二级教学医院开展了一项横断面研究，旨在分析尿路感染(UTI)成年患者中分离出的大肠杆菌(E. coli)的生物膜形成情况及抗菌药物耐药性。研究发现，近半数(43.2%)大肠杆菌分离株能形成生物膜，且这些菌株对多种常用抗生素(如阿莫西林、复方新诺明等)呈高度耐药。年龄是唯一与生物膜形成显著相关的风险因素。研究凸显了UTI管理中生物膜筛查与抗生素管理的紧迫性。
研究设计与人群
本研究是一项于2025年4月至6月在卢旺达鲁亨盖里二级教学医院开展的横断面实验室研究。研究共纳入了151名疑似患有尿路感染的成年患者。通过问卷收集参与者的社会人口学特征及尿路感染风险因素。收集患者的中段尿样本进行培养和生化分析以鉴定大肠杆菌。使用纸片扩散法测定抗菌药物敏感性谱，并采用刚果红琼脂法检测大肠杆菌分离株的生物膜产生能力。
主要发现
在所有研究对象中，女性占多数(64.2%)，男性占35.8%，大部分参与者年龄在29-39岁之间(34.4%)。在151份样本中，大肠杆菌的检出率为24.5%(37/151)。对这些大肠杆菌分离株进行生物膜检测发现，其中43.2%(16株)被确认为生物膜产生菌。
抗菌药物敏感性测试结果揭示了生物膜产生菌与非产生菌之间显著的耐药性差异。生物膜产生菌对多种常用抗生素表现出极高的耐药率：对阿莫西林(100%)、甲氧苄啶-磺胺甲噁唑(复方新诺明，93.8%)、呋喃妥因(87.5%)、氨苄西林(87.5%)完全或高度耐药。此外，对头孢克肟(56.2%)、庆大霉素(50%)、头孢他啶(37.5%)和阿莫西林/克拉维酸(37.5%)也表现出不同程度的耐药。相比之下，非生物膜产生菌对这些药物的耐药率普遍较低，例如对甲氧苄啶-磺胺甲噁唑和呋喃妥因的耐药率分别为47.6%和66.7%。值得关注的是，无论是否形成生物膜，所有菌株对环丙沙星和美罗培南均保持100%的敏感性，这提示在治疗当地尿路感染时，这两种药物可能仍然有效。
在分析生物膜形成的风险因素时，研究发现，在年龄、性别、婚姻状况、尿路感染既往史、基础慢性病、住院、导管使用、生殖器消毒剂使用以及怀孕等因素中，只有年龄与大肠杆菌的生物膜形成存在统计学上的显著关联(p= 0.000)。具体而言，年龄≥62岁的患者群体中，生物膜阳性感染的比例最高(43.75%)，而在同一年龄段的非生物膜组中，这一比例仅为14.28%。
讨论与意义
生物膜形成是导致尿路感染迁延不愈和复发的重要原因，其形成的胞外基质(Extracellular Polymeric Substance, EPS)能有效阻碍抗生素渗透和宿主免疫清除，使得嵌入其中的细菌对抗生素的耐受性可比其浮游状态高出100-1000倍。本研究首次在卢旺达评估了尿路感染患者中大肠杆菌的生物膜形成情况，发现43.2%的菌株具备此能力，这一比例虽低于埃及(58.5%)、乌干达(62.5%)等部分非洲国家的研究数据，但与全球报告(13.3%至99%)的变化范围一致，凸显了生物膜作为关键毒力因子在尿路感染中的普遍性。
本研究中观察到的耐药谱与东非其他地区的报告相似。例如，坦桑尼亚的一项研究也报告了分离株对复方新诺明和氨苄西林的普遍耐药。生物膜产生菌对头孢菌素类药物(如头孢克肟、头孢他啶)和β-内酰胺/β-内酰胺酶抑制剂(如阿莫西林/克拉维酸)的敏感性显著低于非生物膜菌株，这可能与生物膜基质中孔蛋白表达改变或β-内酰胺酶浓度升高有关。尽管庆大霉素对非生物膜菌株仍保持较高活性(95.2%敏感)，但其对生物膜产生菌的敏感性大幅下降至43.8%，这与生物膜诱导的氨基糖苷类耐药机制相符。
年龄成为唯一与生物膜形成显著相关的风险因素，这与既往研究结论一致。高龄患者由于合并症多、免疫衰老以及可能更频繁的住院和导尿管使用，其感染生物膜形成菌的风险更高。尽管女性在生物膜阳性组和阴性组中占比都更高(符合全球尿路感染流行病学特征)，但性别本身并未显示出与生物膜形成的显著关联。此外，有尿路感染病史、患有糖尿病或高血压等基础疾病、以及住院或使用导管的患者，其生物膜阳性比例也相对较高，尽管在本研究中未达到统计学显著性，但仍具临床提示意义。值得注意的是，使用消毒剂的患者在非生物膜组中比例更高(23.8% vs 12.5%)，这可能提示良好的个人卫生习惯有助于降低生物膜定植风险。
结论与建议
本研究证实，在卢旺达鲁亨盖里二级教学医院的成年尿路感染患者中，大肠杆菌是重要病原体，且近半数分离株具有生物膜形成能力。这些生物膜产生菌对阿莫西林、复方新诺明、呋喃妥因、氨苄西林等多种一线抗生素表现出高度耐药，使得感染治疗尤为棘手。年龄是生物膜形成的显著风险因素。
这些发现对当地的感染控制具有重要意义，突显了实施针对性干预策略的紧迫性。建议包括：在实验室条件允许的情况下，将生物膜筛查纳入常规工作流程；加强抗生素管理计划，根据本地药敏数据指导临床用药；以及对高风险年龄组患者进行重点监测。需要指出的是，本研究采用的刚果红琼脂法虽然成本低廉、适用于资源有限的环境，但其敏感性和客观性不如微量滴定板法或分子检测等定量方法。此外，样本量有限可能影响了一些风险因素分析的统计效力。未来需要更大样本量和更先进方法的研究来进一步阐明卢旺达地区尿路感染病原体的生物膜形成与耐药机制。
