北京地区社区获得性耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的流行病学和分子机制研究

摘要

背景:社区获得性耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(Community-associatedmethicillin-resistant Staphylococcus aureus,CA-MRSA)与院内获得性MRSA相比,在耐药性、分子特征和流行方式等诸多方面有着明显的区别。CA-MRSA在社区的流行为疾病已经开始威胁健康人群,为社区疾病的预防和治疗带来了新的挑战。院内获得性MRSA在世界范围内进行了深入和广泛的研究,而对于CA-MRSA则认识有限,本研究目的在于对CA-MRSA进行前瞻性研究,以获取CA-MRSA在我国的流行情况和耐药数据,并通过分子生物学方法探求CA-MRSA和HA-MRSA在遗传背景上的异同;利用DNA芯片技术对CA—MRSA和HA-MRSA进行全基因组范围的比较和分析,试图揭示在CA-MRSA中是哪些基因对其传播,毒力和致病其着至关重要的作用。
　　 方法:前瞻性收集北京4所医院的社区获得性皮肤软组织感染的病例,对每一位病例填写病例报告表收集病史信息,分析CA-MRSA感染的疾病特点。对分离标本进行病原学检查,收集所有的分离菌株。对所有分离到的金黄色葡萄球菌进行琼脂稀释法抗生素敏感性试验和SCCmec、MLST、spa和毒素基因筛查的研究。采用DNA芯片技术进行HA-MRSA和CA-MRSA的比较基因组学分析。
　　 结果:从4所不同的医院-共入组皮肤软组织病例501例,总共分离到164株金黄色葡萄球菌,其中有5株为CA-MRSA菌株。这5株CA-MRSA菌株SCCmec分型分别是SCCmecⅠ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ和一株未分型。药敏实验结果显示这5株CA-MRSA对β内酰胺类抗生素、左氧氟沙星、红霉素和克林霉素具有较高的耐药性,而对万古霉素、替考拉宁、利奈唑胺和复方磺胺敏感。分子特征的研究显示PVL基因在甲氧西林敏感的金黄色葡萄球菌中的阳性率为41.9％,在5株CA-MRSA中共发现2株为PVL阳性菌株。其他的毒素在MSSA和MRSA中的表达水平也相当。结合MLST分型和spa分型在MSSA中主要的克隆是ST398-t034,ST7-t796,ST398-t571,ST1-t127,和ST188-t189;而在CA—MRSA中主要的克隆是ST239-t037-SCCmecⅠ,ST239-t632一SCCmecⅢ,ST59-t437-SCCmecⅤ,ST8-t008-SCCmecⅣ。除去功能未知的基因,利用基因芯片技术在CA-MRSA中共检测出30个基因是HA—MRSA菌株所没有的,此外CA-MRSA缺少HA-MRSA中的12个基因。这些基因多为荚膜多糖合成酶、丝氨酸蛋白酶、整合酶、转座酶和毒素等。正是这些基因的作用提供CA-MRSA在社区传播的生存优势。
　　 结论:CA-MRSA在北京地区的SSTI中的分离率为1％,CA-MRSA在SSTI中分离的金黄色葡萄球菌中的比例为3.05％,低于国际其他地区的报道。分子特征研究显示CA-MRSA与HA-MRSA的遗传背景差异明显,提示其来源的不同。分离的ST239-t037克隆提示从医院环境传播到社区的可能,而USA300菌株则提示CA-MRSA在不同地区间的传播。对CA-MRSA和HA-MRSA的主要流行克隆进行比较基因组学分析,结果提示CA-MRSA和HA-MRSA在分子结构上具有比较明显的差异,CA-MRSA具有更多的HA-MRSA所不具有的基因,为CA-MRSA在社区传播提供了生存优势。