大多数尿路感染是尿道致病菌通过尿道口进入泌尿道，然后上行至膀胱引发¹。尿路微生物在致病菌的生长和建立中发挥着重要作用，但尿路致病菌对尿路微生物生长的影响更为显著。一项评估从尿路感染老年患者中分离出的尿路致病菌与从无症状人群的尿道中分离出的细菌之间的相互作用的研究发现，与尿路微生物对尿路致病菌的作用相比，尿路致病菌对尿路微生物的负相互作用更强，主要体现在种群规模（P=0.0036）、倍增时间（P=0.0042）和滞后期响应长度（P=0.014）等方面（图1）¹。

图1 尿路微生物与尿路致病菌之间的相互作用¹

(A） 尿路微生物暴露于尿路致病菌的条件培养基；(B) 尿路致病菌暴露于尿路微生物的条件培养基相互作用强度分为较强抑制（深蓝色）、轻微抑制（浅蓝色）、中性（灰色）、轻微促进（浅红色）和较强促进（深红色）

通常来自同一宿主的尿路微生物菌群是稳定的，但泌尿系统的生态系统稳定性还受膀胱的排空与再充盈的影响，可清除及稀释尿路感染的细菌。如果膀胱的排空与再充盈对尿路微生物的有效稀释率超过临界值，所有细菌都会被洗掉，但大肠埃希菌始终是最后2种可在最高稀释率下持续存在的菌株之一²。与既往研究结果一致，泌尿系统致病菌大肠埃希菌会附着在膀胱和肠道内壁上，以防止在体内被冲洗掉²。

33%的老年尿路感染患者为混合感染³；混合感染不仅给抗感染治疗带来挑战，还可能加强大肠埃希菌的致病性⁴。与单一微生物感染尿液样本相比，从混合感染样本中分离出的大肠埃希菌在体外细胞侵袭试验中表现出更高的致病潜力，其中44%的菌株具有高度侵袭性，较侵袭性参考菌株大肠埃希菌CFT073的侵袭能力增加10 倍（图2）⁴。此外，阴道微生物菌群在尿路中的短暂暴露可激活膀胱中休眠的大肠埃希菌，导致严重的尿路感染，发生肾盂肾炎、尿脓毒症及死亡等严重后果⁵。

图2  尿路感染分离出的大肠埃希菌与侵袭性参考菌株大肠埃希菌CFT073的侵袭能力比较⁴

灰条：多种微生物尿路感染样本；黑条：单一微生物感染尿液样本

混合感染常表现出群体耐药性特征：细菌间往往相互保护，免受抗生素的侵害，最敏感的菌株受益最大²。研究发现，细菌间相互作用可导致25%的多种微生物尿路感染的分离菌株对磺胺甲唑/甲氧苄啶的耐药率增加3.5倍以上，18%的分离菌株对呋喃妥因的耐药率增加3.5倍以上（图3）；菌株对抗菌药物耐药性越低，耐药率增加越显著，并与其对2种抗菌药物的共耐药显著相关（P<0.01）²。

图3  14种条件培养基中的72株多种微生物尿路感染分离菌株

对磺胺甲唑/甲氧苄啶（A）及呋喃妥因（B）的耐药率变化²

接合型质粒在细菌耐药性( AMR )基因跨细菌病原体传播中发挥关键作用⁶，细菌间相互作用可影响耐药质粒在不同细菌间的接合转移率⁷。一项评估细菌间相互作用对尿路混合感染老年患者分离出的大肠埃希菌的碳青霉烯类耐药质粒pOXA-48接合率的影响的研究结果显示，粪肠球菌、屎肠球菌及模仿葡萄球菌等革兰阳性菌可显著影响大肠埃希菌质粒pOXA-48的接合率，但铜绿假单胞菌、奇异变形杆菌等革兰阴性菌对其影响并不显著（图4）⁷。

图4 在多微生物尿路感染情况下6株不同大肠埃希菌分离株（A-F）的接合率⁷

对照组代表在不存在多微生物尿路感染的情况下的基础接合率；圆圈表示实验均值；实心圆表示对照组和实验组间的显著差异

参考文献：

1.Zandbergen LE, et al. Front Microbiol. 2021;12:659450.

2.de Vos MGJ, et al. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017;114(40):10666-10671.

3.Tal, S., et al. J Infect. 2005;50(4):296-305.

4.Croxall G, et al. J Med Microbiol. 2011;60(Pt 1):102-109.

5.Gilbert NM, et al. PLoS Pathog. 2017;13(3):e1006238.

6.Alonso-Del Valle A, et al. Proc Natl Acad Sci U S A. 2023 Dec 19;120(51):e2314135120.

7.Bustamante M,  et al. bioRxiv, 2024: 2024.01. 30.577951.