动物源金黄色葡萄球菌生物被膜形成能力与分子分型关系研究

摘要

【目的】调查产生生物被膜的金黄色葡萄球菌流行病学特征,探究生物被膜形成能力与分子型之间的相关性,为治疗动物金黄色葡萄球菌感染提供理论依据。【方法】以广东省兽药研制与安全评价重点实验室保存的98株金黄色葡萄球菌为研究对象,用结晶紫半定量法测定所有菌株生物被膜形成能力,将产膜菌株进行22种常见抗菌药的最小抑菌浓度测定,通过金黄色葡萄球菌常见3种(spa、MLST和PFGE)分型方式进行分子分型,并分析产膜能力与分子型之间的相关性,最后通过全基因组测序技术分析生物被膜产生菌株中耐药基因和毒力基因携带状况。【结果】结晶紫半定量结果显示,98株金黄色葡萄球菌中能产生生物被膜的菌株共计23株,占23.47%。包括牛乳源22株(占比25.29%,22/87),其中14株(占比60.87%,14/22)来自浙江奶牛养殖场,8株(占比39.13%,8/22)来自福建奶牛养殖场,以及猪源1株(占比9.10%,1/11),来自广东屠宰场,说明牛乳源金黄色葡萄球菌产膜潜力高于猪源;将产膜能力划分为强、中、弱3个等级,23株产膜菌株中,其中强产膜菌株2株(占比8.70%,2/23),中产膜菌株9株(占比39.13%,9/23),以及弱产膜菌株12株(占比52.17%,12/23)。药敏试验显示,牛乳源产膜菌株对所有受试抗菌药物敏感,而猪源产膜菌株对青霉素、阿莫西林、头孢噻呋、头孢西丁、恩诺沙星、环丙沙星、克林霉素、多西环素、红霉素、氟苯尼考、复方新诺明、泰妙菌素、替米考星13种抗菌药均表现出耐药;spa分型结果显示,98株金黄色葡萄球菌共获得8种spa型,产膜的23株金黄色葡萄球菌占其中3种:1株t2922型来自广东猪源,14株t2119来自浙江牛乳源,8株t189来自福建牛乳源;MLST分型结果显示,98株菌共分为9种ST型,其中6种ST型不具有产生生物被膜的能力,分别为ST398、ST522、ST705、ST1651、ST479和ST151,仅3种ST型的菌株具有生物被膜产生能力,分别为ST9、ST7和ST188。结果表明,强产膜菌株分子型主要为ST7-t2119,中产膜菌株主要为ST7-t2119和ST188-t189,弱产膜菌株为ST9-t2922、ST7-t2119和ST188-t189;同时结合PCA分析不同ST型组间差异性发现,弱产膜菌株的ST型能与中强产膜菌株很好的区分开来,只有特定ST型的金黄色葡萄球菌才具有产生生物被膜的能力。23株产膜菌株PFGE分型全部成功,结果显示,广东、福建、浙江三省产膜菌株共分为3种PFGE型,且PFGE型存在地域分布特征,同一地区的分离株可能存在克隆传播,但克隆株之间生物被膜产生能力有明显差异;全基因组测序结果显示,产膜菌株中耐药基因和毒力基因根据分子型不同携带情况呈现多样性。【结论】不同来源的金黄色葡萄球菌有不同程度产生生物被膜的潜力,且均携带多种不同的产膜基因,牛乳源金黄色葡萄球菌产膜潜力远远高于猪源;菌株能否产膜与ST型存在强相关性,特定的ST型如ST9、ST7和ST188更容易产生生物被膜。