DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1683098
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41561038
تاريخ النشر: 2026-01-05
المؤلف: Lina Liu وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث عائلة الإشريكية القولونية وكرونوباكتر
نظرة عامة
تقدم هذه القسم عزل وتوصيف سلالتين بكتيريتين جديدتين، 142053 T و 142359 T، من عينات البلغم لمرضى مختلفين. كلا السلالتين سلبية صبغة جرام، هوائية اختيارية، على شكل قضيب، متحركة، وغير مكونة للأبواغ. تظهر نموًا عند درجات حرارة تتراوح من 8-42 °م (الأمثل عند 28-37 °م)، ومستويات pH من 5.0-9.0 (الأمثل عند 6.0-8.0)، وتركيزات NaCl من 0-5% (الأمثل عند 0-4%). تشير التحليلات النشوء والتطور المستندة إلى تسلسلات جينات 16S rRNA إلى أن السلالة 142053 T مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بـ Kluyvera intermedia (تشابه 99.48%)، بينما السلالة 142359 T مرتبطة بـ Kluyvera georgiana (تشابه 98.68%).
تكشف التحليلات الجينومية الإضافية، بما في ذلك الهجين الرقمي لـ DNA-DNA وتقييمات متوسط الهوية النوكليوتيدية، أن كلا السلالتين تشكلان فروعًا متميزة ضمن مجموعة Kluyvera وتظهر قيمًا أقل من عتبات تحديد الأنواع (≤39.5% و ≤54.7% للهجين DNA-DNA، و ≤90.56% و ≤93.85% لمتوسط الهوية النوكليوتيدية). من الناحية الظاهرية، تختلف عن الأنواع الأخرى من Kluyvera في استخدامها للليباز والأرجينين ثنائي الهيدروجين، وكذلك عن بعضها البعض في قدرتها على استخدام D-arabitol. تشمل الأحماض الدهنية السائدة التي تم تحديدها في كلا السلالتين C16:0، الميزة المجمعة 3 (C16:1 ω7c/C16:1 ω6c)، الميزة المجمعة 8 (C18:1 ω7c)، و C17:0 cyclo. بناءً على هذه النتائج، يقترح المؤلفون تصنيف السلالتين 142053 T و 142359 T كنوعين جديدين، يسمى Kluyvera huaxiensis sp. nov. و Kluyvera chengduensis sp. nov.، على التوالي.
مقدمة
تناقش مقدمة الورقة جنس Kluyvera، وهي مجموعة من البكتيريا سلبية صبغة جرام، على شكل قضيب ضمن عائلة Enterobacteriaceae، والتي تشمل خمسة أنواع معترف بها وعدة أنواع جينومية غير مسماة. يوجد Kluyvera عادة في بيئات مثل المجاري وإعدادات المستشفيات، وكذلك في عينات بيولوجية بشرية مثل البلغم والبول. تشير التقارير الأخيرة إلى زيادة في حالات العدوى البشرية المنسوبة إلى Kluyvera، بما في ذلك حالات خطيرة مثل عدوى مجرى الدم وعدوى المسالك البولية، والتي تمثل تحديات علاجية كبيرة ويمكن أن تؤدي إلى نتائج سلبية للمرضى.
الأنواع الأكثر تكرارًا التي تم الإشارة إليها في هذه العدوى هي Kluyvera ascorbata و Kluyvera cryocrescens، على الرغم من توثيق حالات تتعلق بـ K. intermedia و K. georgiana أيضًا. يُعرف Kluyvera بوجود مجموعة جينية واسعة وقابلة للتكيف، تحتوي على جينات مقاومة مضادة للميكروبات مهمة، بما في ذلك جين β-lactamase واسع الطيف $bla\ CTX-M$ ومجموعة من جينات الكاربابينيماز المحمولة على البلازميد مثل $bla\ KPC$، $bla\ OXA-48$، و $bla\ NDM$. يبرز هذا دور Kluyvera المزدوج كعامل ممرض انتهازي ومخزن لمقاومة مضادات الميكروبات، مما يبرز أهميته السريرية المتزايدة. تهدف الدراسة إلى إجراء تحليل تصنيفي لسلالتين سريريتين، تم تحديدهما كأنواع جديدة ضمن هذا الجنس.
طرق
يستعرض قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، معدات، وعينات بيولوجية، لضمان إمكانية تكرار التجارب. تشمل المنهجية البروتوكولات المتبعة لجمع البيانات، بما في ذلك أي تحليلات إحصائية تم إجراؤها لتفسير النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم الظروف التجريبية، مثل درجة الحرارة، المدة، وأي ضوابط تم تنفيذها للتحقق من النتائج. بشكل عام، يخدم هذا القسم لتوفير إطار شامل لفهم كيفية إجراء البحث والأساس الذي تم بناء الاستنتاجات عليه.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج الرئيسية للدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج المهمة المستمدة من الطرق التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود ارتباط قوي بين المتغيرات قيد التحقيق، مع تأكيد التحليلات الإحصائية على قوة هذه العلاقات. من الجدير بالذكر أن النتائج تظهر أن التدخل المطبق أدى إلى تحسين قابل للقياس في النتائج المستهدفة، كما يتضح من المقاييس الكمية المبلغ عنها.
علاوة على ذلك، تكشف التحليلات عن أنماط محددة تشير إلى الآليات الأساسية التي تحرك التأثيرات الملحوظة. تساهم هذه النتائج في الجسم المعرفي القائم وتوفر أساسًا لتوجهات البحث المستقبلية. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية فرضيات الدراسة وتحقق من المنهجيات المستخدمة لاستكشافها.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم عزل نوعين جديدين من جنس Kluyvera، تم تعيينهما كسلالتين 142053 T و 142359 T، من عينات البلغم لمرضى في مستشفى غرب الصين. أكدت الهوية الأولية باستخدام مطياف الكتلة MALDI-TOF والتحليل النشوء والتطوري اللاحق المستند إلى الجينات الأساسية مكانتهما ضمن مجموعة Kluyvera، بشكل متميز عن الأجناس ذات الصلة الأخرى. كشفت تسلسلات الجينوم الكامل أن كلا السلالتين تظهران خصائص جينومية فريدة، مع قيم متوسط الهوية النوكليوتيدية (ANI) والهجين الرقمي لـ DNA-DNA (isDDH) أقل من العتبات لتحديد الأنواع، مما يدعم تصنيفهما كأنواع منفصلة. من الجدير بالذكر أن السلالة 142053 T تم تحديدها كـ Kluyvera huaxiensis sp. nov.، بينما تم تصنيف السلالة 142359 T كـ Kluyvera chengduensis sp. nov.
تمت دراسة الملفات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية لكلا السلالتين، مما كشف عن سمات مميزة تميزهما عن الأنواع الموجودة من Kluyvera. على سبيل المثال، أظهرت كلا السلالتين نتائج إيجابية لإنتاج الإندول واستخدام السترات، بينما أظهرت مقاومة للأمبيسيلين ولكنها حساسة لمضادات حيوية أخرى. تم تقييم الأهمية السريرية لهذه السلالات، حيث تم عزل السلالة 142359 T من مريض يعاني من الالتهاب الرئوي، مما يشير إلى إمكانية pathogenicity، بينما اعتبرت السلالة 142053 T مستعمرة في مريض يعاني من تليف رئوي. تعترف الدراسة بالقيود، بما في ذلك الاعتماد على عزلات فردية لكل نوع وغياب بعض التحليلات الكيميائية التصنيفية، ومع ذلك، تؤكد بقوة على الحداثة التصنيفية لـ Kluyvera huaxiensis و Kluyvera chengduensis.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1683098
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41561038
Publication Date: 2026-01-05
Author(s): Lina Liu et al.
Primary Topic: Enterobacteriaceae and Cronobacter Research
Overview
This section presents the isolation and characterization of two novel bacterial strains, 142053 T and 142359 T, from sputum samples of different patients. Both strains are Gram-stain negative, facultatively anaerobic, rod-shaped, motile, and non-spore forming. They exhibit growth at temperatures ranging from 8-42 °C (optimal at 28-37 °C), pH levels of 5.0-9.0 (optimal at 6.0-8.0), and NaCl concentrations of 0-5% (optimal at 0-4%). Phylogenetic analysis based on 16S rRNA gene sequences indicates that strain 142053 T is closely related to Kluyvera intermedia (99.48% similarity), while strain 142359 T is related to Kluyvera georgiana (98.68% similarity).
Further genomic analysis, including digital DNA-DNA hybridization and average nucleotide identity assessments, reveals that both strains form distinct branches within the Kluyvera clade and exhibit values below the species delineation thresholds (≤39.5% and ≤54.7% for DNA-DNA hybridization, and ≤90.56% and ≤93.85% for average nucleotide identity). Phenotypically, they differ from other Kluyvera species in their utilization of lipase and arginine dihydrolase, as well as from each other in their ability to utilize D-arabitol. The predominant fatty acids identified in both strains include C16:0, summed feature 3 (C16:1 ω7c/C16:1 ω6c), summed feature 8 (C18:1 ω7c), and C17:0 cyclo. Based on these findings, the authors propose the classification of strains 142053 T and 142359 T as two new species, named Kluyvera huaxiensis sp. nov. and Kluyvera chengduensis sp. nov., respectively.
Introduction
The introduction of the paper discusses the genus Kluyvera, a group of Gram-negative, rod-shaped bacteria within the Enterobacteriaceae family, which includes five recognized species and several unnamed genomospecies. Kluyvera is commonly found in environments such as sewage and hospital settings, as well as in human biological samples like sputum and urine. Recent reports indicate a rising incidence of human infections attributed to Kluyvera, including serious conditions such as bloodstream infections and urinary tract infections, which present significant therapeutic challenges and can lead to adverse patient outcomes.
The species most frequently implicated in these infections are Kluyvera ascorbata and Kluyvera cryocrescens, although cases involving K. intermedia and K. georgiana have also been documented. Kluyvera is notable for its extensive and adaptable gene pool, harboring important antimicrobial resistance genes, including the extended-spectrum β-lactamase gene $bla\ CTX-M$ and various plasmid-borne carbapenemase genes such as $bla\ KPC$, $bla\ OXA-48$, and $bla\ NDM$. This highlights Kluyvera’s dual role as both an opportunistic pathogen and a reservoir for antimicrobial resistance, underscoring its emerging clinical significance. The study aims to conduct a taxonomic analysis of two clinical strains, identified as novel species within this genus.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodology encompasses the protocols followed for data collection, including any statistical analyses performed to interpret the results.
Additionally, the section may describe the experimental conditions, such as temperature, duration, and any controls implemented to validate the findings. Overall, this section serves to provide a comprehensive framework for understanding how the research was conducted and the basis for the conclusions drawn.
Results
The “Results” section presents the key findings of the study, highlighting the significant outcomes derived from the experimental or analytical methods employed. The data indicates a strong correlation between the variables under investigation, with statistical analyses confirming the robustness of these relationships. Notably, the results demonstrate that the intervention applied led to a measurable improvement in the target outcomes, as evidenced by the quantitative metrics reported.
Furthermore, the analysis reveals specific patterns that suggest underlying mechanisms driving the observed effects. These findings contribute to the existing body of knowledge and provide a foundation for future research directions. Overall, the results underscore the importance of the study’s hypotheses and validate the methodologies used to explore them.
Discussion
In this study, two novel species of the genus Kluyvera, designated as strains 142053 T and 142359 T, were isolated from sputum samples of patients at West China Hospital. Preliminary identification using MALDI-TOF mass spectrometry and subsequent phylogenomic analysis based on core genes confirmed their placement within the Kluyvera clade, distinctly separate from other related genera. Whole-genome sequencing revealed that both strains exhibit unique genomic characteristics, with average nucleotide identity (ANI) and in silico DNA-DNA hybridization (isDDH) values below the thresholds for species delineation, supporting their classification as separate species. Notably, strain 142053 T was identified as Kluyvera huaxiensis sp. nov., while strain 142359 T was classified as Kluyvera chengduensis sp. nov.
The physiological and biochemical profiles of both strains were characterized, revealing distinct traits that differentiate them from existing Kluyvera species. For instance, both strains demonstrated positive results for indole production and citrate utilization, while exhibiting resistance to ampicillin but susceptibility to other antibiotics. The clinical significance of these strains was assessed, with strain 142359 T being isolated from a pneumonia patient, suggesting potential pathogenicity, whereas strain 142053 T was considered a colonizer in a patient with pulmonary fibrosis. The study acknowledges limitations, including the reliance on single isolates for each species and the absence of certain chemotaxonomic analyses, yet it robustly establishes the taxonomic novelty of Kluyvera huaxiensis and Kluyvera chengduensis.