2 型糖尿病患者の口鼻腔、皮膚および糖尿病性足潰瘍の微生物学的および全ゲノム解析の比較から、口鼻腔潰瘍感染の可能性が示唆された

Comparative Microbiological and Whole-Genome Analysis of Populations in the Oro-Nasal Cavities, Skin and Diabetic Foot Ulcers of Patients With Type 2 Diabetes Reveals a Possible Oro-Nasal Reservoir for Ulcer Infection.

• Brenda A McManus
• Blánaid Daly
• Ioannis Polyzois
• Pauline Wilson
• Gráinne I Brennan
• Tanya E Fleming
• Liam D Grealy
• Marie-Louise Healy
• David C Coleman

抄録

2型糖尿病患者は、歯周病や糖尿病性足潰瘍感染症（DFUI）のリスクが高く、後者はブドウ球菌が主な原因となっています。ブドウ球菌は歯周病患者の口や鼻、歯茎（口腔鼻腔）からも検出されており、口と鼻の間を移動することがある。本研究では，口腔鼻腔や歯周ポケット（PP）がDFUIsの微生物貯留場所となり得るかどうかを検討した．2型糖尿病患者18人と少なくとも3本の天然歯を有する患者（潰瘍のある患者13人、潰瘍のない患者5人）を対象に、PP、口腔鼻腔、皮膚、潰瘍部位の非侵襲的微生物学的サンプリングを行った。ブドウ球菌は選択的発色性寒天培地を用いて回収され、DNAマイクロアレイプロファイリング、全ゲノムシークエンシング、コアゲノム多株配列タイピング（cgMLST）を行った。ブドウ球菌プロテインA（）遺伝子に基づく分子タイピングとDNAマイクロアレイによるプロファイリングの結果，各患者の口腔鼻腔部位と潰瘍部位の菌株は同一であることが明らかになった．cgMLSTで比較したところ，各患者の複数の解剖学的部位から分離された株は，密接に関連した患者別クラスター（クラスター1～7）に分類されていた．同じクラスターに属する単離株は、平均2.9の対立遺伝子の違いを示した（範囲0～11）。対照的に、本研究で同定された各配列型の代表として選択されたGenBankからダウンロードされた参照ゲノムは、各クラスター内で最も密接に関連した分離株と平均227の対立遺伝子の違いを示した。

Patients with type 2 diabetes are at higher risk for periodontal disease and diabetic foot ulcer infections (DFUIs), the latter of which are predominantly caused by staphylococcal bacteria. Staphylococci have also been detected in the mouth, nose and gums (the oro-nasal cavity) of patients with periodontal disease and can move between the mouth and nose. The present study investigated if the oro-nasal cavity and/or periodontal pockets (PPs) in diseased gum tissue can provide a microbial reservoir for DFUIs. Eighteen patients with type 2 diabetes and at least three natural teeth (13 patients with ulcers and 5 patients without ulcers) underwent non-invasive microbiological sampling of PP, oro-nasal, skin and ulcer sites. Staphylococci were recovered using selective chromogenic agar, definitively identified and subjected to DNA microarray profiling, whole-genome sequencing and core-genome multilocus sequence typing (cgMLST). and were recovered from both the oro-nasal and ulcer sites of 6/13 and 5/13 patients with ulcers, respectively. Molecular typing based on the staphylococcal protein A () gene and DNA microarray profiling indicated that for each patient investigated, strains from oro-nasal and ulcer sites were identical. Comparative cgMLST confirmed that isolates from multiple anatomical sites of each individual investigated grouped into closely related, patient-distinct clusters (Clusters 1-7). Isolates belonging to the same cluster exhibited an average of 2.9 allelic differences (range 0-11). In contrast, reference genomes downloaded from GenBank selected as representatives of each sequence type identified in the present study exhibited an average of 227 allelic differences from the most closely related isolate within each cluster.

Copyright © 2020 McManus, Daly, Polyzois, Wilson, Brennan, Fleming, Grealy, Healy and Coleman.