金黃色葡萄球菌對(duì)莫匹羅星和氯己定的耐藥研究進(jìn)展

嚴(yán) 明，吳建國(guó)，黃文祥，賈 蓓

·綜述·

金黃色葡萄球菌對(duì)莫匹羅星和氯己定的耐藥研究進(jìn)展

嚴(yán) 明1，吳建國(guó)2，黃文祥1，賈 蓓1

金黃色葡萄球菌； 莫匹羅星； 氯己定； 耐藥

金黃色葡萄球菌（金葡菌）是引起醫(yī)院感染最為常見的革蘭陽(yáng)性球菌，早在100多年前，人們就已經(jīng)開始了對(duì)它的研究；目前，該菌所導(dǎo)致的感染仍有很高的病死率。1961年JEVONS等在英國(guó)首次發(fā)現(xiàn)了耐甲氧西林金葡菌（MRSA），隨著抗生素的廣泛應(yīng)用，甚至濫用，世界各地MRSA的檢出率有快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，其在醫(yī)院感染比例也逐漸上升。MRSA具有多重耐藥，其所致感染有較高的致死率，成為當(dāng)今感染醫(yī)學(xué)面臨的一大難題。人類是金葡菌的天然宿主，特別是醫(yī)務(wù)人員，金葡菌帶菌者高達(dá)70 %，多位于皮膚黏膜和鼻咽腔中；局部抗生素、消毒劑以及殺菌劑的使用是減少其傳播的主要方式之一，但是與菌株對(duì)大多數(shù)全身使用抗生素耐藥一樣，金葡菌對(duì)局部使用的抗生素及消毒劑的耐藥也會(huì)導(dǎo)致和加重醫(yī)院獲得性感染的流行和傳播［1-2］。本文就近年來金葡菌對(duì)局部使用抗菌藥物莫匹羅星及消毒劑氯己定的耐藥流行情況及耐藥機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1　莫匹羅星及氯己定的耐藥流行情況

1.1莫匹羅星的耐藥流行情況

莫匹羅星（假單胞菌酸A）在結(jié)構(gòu)上是異亮氨酸結(jié)構(gòu)類似物，其主要通過作用于菌體內(nèi)的異亮氨酸t(yī)RNA合成酶與異亮氨酸結(jié)合位點(diǎn)，選擇性滅活異亮氨酸酶從而阻礙氨基酸的合成，以終止蛋白質(zhì)的合成以及減緩細(xì)菌生長(zhǎng)，從而發(fā)揮抗菌作用［3］。在上世紀(jì)80年代，莫匹羅星首先在英國(guó)用于控制MRSA感染，現(xiàn)該藥廣泛用于MRSA所致局部皮膚軟組織和手術(shù)部位感染的治療，以及清除MRSA的鼻腔定植；調(diào)查發(fā)現(xiàn)在愛爾蘭MRSA對(duì)其耐藥率為2 %，在新西蘭為12.4 %，而在美國(guó)則高達(dá)24 %［4］；在馬來西亞分離的MRSA中莫匹羅星的耐藥率也呈逐年上升趨勢(shì)，在2001年、2003年、2010年以及2014年的耐藥率分別是1.3 %、3.8 %、5 %以及8.4 %；2014年新加坡報(bào)道顯示其分離的MRSA中莫匹羅星的耐藥率為11 %，在我國(guó)MRSA對(duì)其耐藥率為6 %，而在韓國(guó)則達(dá)17 %［5-6］。這些均與莫匹羅星的大量使用明確相關(guān)。

另外，通過細(xì)菌表型的不同可將莫匹羅星分為高水平耐藥（MIC＞512 mg/L）及低水平耐藥（MIC 8～256 mg/L）兩類［5-7］。然而對(duì)于莫匹羅星中MIC在256～512 mg/L范圍菌株的研究報(bào)道很少，這可能與分布于此區(qū)域的菌株本來就很少有關(guān)。目前關(guān)于其耐藥機(jī)制還不是很明確，當(dāng)然部分研究將其歸為高水平耐藥范圍內(nèi)［6］，這值得我們進(jìn)一步關(guān)注。在莫匹羅星耐藥的研究中，細(xì)菌對(duì)莫匹羅星高水平耐藥因其早期可表現(xiàn)出明顯的耐藥情況，受到人們的廣泛重視。值得注意的是，有研究報(bào)道在2003年韓國(guó)莫匹羅星主要是高水平耐藥，其耐藥率為4.7 %，而在2006-2009年韓國(guó)莫匹羅星主要為低水平耐藥，其耐藥率達(dá)12 %，同時(shí)在韓國(guó)也有研究顯示莫匹羅星低水平耐藥率在2006-2009年由14 %增長(zhǎng)到22 %；在瑞士，莫匹羅星低水平耐藥率在1999-2008年由0增長(zhǎng)到80 %［5］。在莫匹羅星低水平耐藥菌株中，莫匹羅星可在耐藥菌定植的初期將其清除，但是隨著莫匹羅星的長(zhǎng)期、廣泛使用，耐藥菌在被清除后可在短期內(nèi)重新定植，造成感染的持續(xù)存在［3，5］，這使得低水平耐藥菌株的控制變得越來越嚴(yán)峻。因此，隨著莫匹羅星的大量、長(zhǎng)期使用，莫匹羅星低水平耐藥情況將成為未來耐藥的主要形式之一。

1.2氯己定的耐藥流行情況

氯己定作為消毒劑與莫匹羅星一樣也被廣泛用于局部感染控制（包括外科手術(shù)洗手、外科操作前的清潔及一般情況下的手衛(wèi)生、清潔導(dǎo)尿管等）或鼻腔內(nèi)金葡菌去定植［8］。氯己定主要通過損傷胞質(zhì)膜、凍結(jié)細(xì)胞質(zhì)或是破壞磷脂雙分子層達(dá)到抑菌的作用［6］。在我國(guó)臺(tái)灣氯己定是1973年開始用于臨床，在1990年就發(fā)現(xiàn)多重耐藥的MRSA，該菌對(duì)氯己定的耐藥率從1990年的1.7 %上升至2005年的47 %［9］；在我國(guó)香港一項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)5年的研究探索發(fā)現(xiàn)隨著氯己定的使用，MRSA對(duì)其耐藥率從1995年的26.7 %上升到2005年的33.3 %；2003年日本相關(guān)研究顯示MRSA對(duì)氯己定等消毒劑的耐藥率達(dá)32.6 %；我國(guó)2008年的研究顯示MRSA對(duì)氯己定的耐藥率達(dá)62 %［10］。MRSA菌株對(duì)氯己定耐藥的高發(fā)顯示大量使用氯己定可能導(dǎo)致該菌耐藥情況急劇增加；同時(shí)菌株長(zhǎng)時(shí)間暴露在氯己定中與鼻腔菌株去定植失敗相關(guān)［11］。

2　莫匹羅星及氯己定的耐藥機(jī)制

2.1莫匹羅星的耐藥機(jī)制

細(xì)菌對(duì)莫匹羅星低水平耐藥主要是由染色體編碼異亮氨酸的基因產(chǎn)生點(diǎn)突變；當(dāng)菌株在莫匹羅星的作用下可致低水平耐藥的快速發(fā)生，并且莫匹羅星低水平耐藥是菌株長(zhǎng)時(shí)間暴露在莫匹羅星中逐步的點(diǎn)突變獲得的［7］。低水平莫匹羅星耐藥可以分為2個(gè)階段：第1步單個(gè)氨基酸突變，第2步雙重氨基酸突變。在異亮氨酸內(nèi)，因堿基突變所致的V588F、V631F或G592V的單個(gè)氨基酸的變異可導(dǎo)致細(xì)菌對(duì)莫匹羅星產(chǎn)生低水平耐藥，而雙重突變，即單個(gè)氨基酸突變的組合（比如：V588F-V631F、G593V-V631F和 H67QF-563L、R816C-F563L）會(huì)使莫匹羅星的耐藥程度進(jìn)一步提高；單個(gè)氨基酸突變的MIC在8～128 mg/L，而雙重氨基酸突變的MIC在128～256 mg/L，目前很少見到雙重氨基酸突變的耐藥菌株［12］。到目前為止，研究均顯示低水平莫匹羅星耐藥菌株最主要的是V588F氨基酸的突變，當(dāng)然還有V631F、G592V、S634F等氨基酸的改變，大部分菌株是獲得1個(gè)突變［7，13］。另外部分菌株暴露于莫匹羅星時(shí)繼續(xù)產(chǎn)生新的突變，但是在表型上，它們卻是敏感菌株，這就是沉默突變，隨著菌株長(zhǎng)時(shí)間暴露在莫匹羅星中，沉默突變位點(diǎn)也越來越多（包括 G297A、T336A、A741T、C753T、A810T、G873A、G879A、T912C、T1215C、T1242C等），這些沉默突變，可能導(dǎo)致不同地區(qū)或同一地區(qū)不同醫(yī)院的流行病學(xué)變化，它們可能在未來成為耐藥菌株的主要耐藥類型之一。莫匹羅星的低水平耐藥情況與菌株暴露在莫匹羅星中時(shí)間長(zhǎng)短相關(guān)，當(dāng)一些菌株暴露在莫匹羅星中，可檢測(cè)到S634F位點(diǎn)的突變，但是莫匹羅星的MIC卻是波動(dòng)在敏感菌和低水平耐藥菌之間，延長(zhǎng)其在莫匹羅星中的暴露時(shí)間可以提升低水平耐藥菌的產(chǎn)生；而將已經(jīng)產(chǎn)生低水平耐藥基因位點(diǎn)突變的菌株停止暴露在莫匹羅星中時(shí)，該菌株盡管可以恢復(fù)為敏感菌株，但是在基因型上可長(zhǎng)期攜帶上述點(diǎn)突變基因，再次暴露于莫匹羅星又可被誘變?yōu)槟退帲?3］，因此低水平耐藥菌株在未來可能給我們帶來極大挑戰(zhàn)，應(yīng)加關(guān)注。

莫匹羅星高水平耐藥與mupA基因相關(guān)，其主要編碼額外的異亮氨酸酶，這種mupA主要存在于耐藥菌質(zhì)粒上，它與細(xì)菌染色體本身編碼的異亮氨酸在結(jié)構(gòu)上存在很大的差異，莫匹羅星對(duì)其不產(chǎn)生作用；同時(shí)該基因主要存在質(zhì)粒的可變區(qū)（variable region），因此不同細(xì)菌質(zhì)粒之間可以相互接合、重組，進(jìn)一步促進(jìn)其耐藥機(jī)制的水平傳播，最后導(dǎo)致廣泛的耐藥，這是目前莫匹羅星耐藥的主要形式［12，14］。莫匹羅星高水平耐藥導(dǎo)致其去MRSA定植作用喪失，同時(shí)不同地區(qū)分離的與莫匹羅星高水平耐藥基因相關(guān)的質(zhì)粒大小各不相等，其主要的差異存在于外圍序列，mupA基因在結(jié)構(gòu)上非常保守，但其外圍序列卻具有多樣性，比如在莫匹羅星耐藥菌株中，其質(zhì)粒長(zhǎng)度可在25～41.4 ku區(qū)間，在長(zhǎng)度為25 ku的質(zhì)?？赡苤淮嬖趍upA基因，而41.4 ku的質(zhì)粒卻同時(shí)存在耐甲氧芐啶、四環(huán)素等基因，這些外圍序列與多重耐藥有關(guān)［15］。

關(guān)于mupA基因還有2點(diǎn)發(fā)現(xiàn)：①DRISCOLL 等［16］的研究結(jié)果表明自然界存在的mupA基因本身就存在著基因的多樣性，mupA基因可由于一對(duì)堿基的缺失而發(fā)生移碼突變，造成mupA的暫時(shí)失活，在表型上表現(xiàn)出對(duì)莫匹羅星的敏感，當(dāng)含有這種質(zhì)粒的菌株長(zhǎng)期接觸到莫匹羅星后會(huì)出現(xiàn)高頻率的突變修復(fù)這種移碼突變，迅速恢復(fù)成高水平莫匹羅星耐藥型菌株；因此，莫匹羅星長(zhǎng)期、大量使用將篩選出更多耐藥菌株。②有些mupA基因陽(yáng)性菌株呈現(xiàn)出低水平耐藥或呈現(xiàn)出敏感菌的情況，這部分菌株的mupA基因主要是存在于染色體，而不是質(zhì)粒上，它與低水平耐藥相關(guān)［3，17］。但是這些導(dǎo)致低水平耐藥的基因是通過垂直傳播播散的，豐富了耐藥菌株的傳播方式，使得更多暴露在莫匹羅星中的菌株存在耐藥的高風(fēng)險(xiǎn)。

另外，在一些研究中發(fā)現(xiàn)，莫匹羅星對(duì)部分菌株的MIC≥512 mg/L，但是卻檢測(cè)不到mupA基因的存在［3］，提示金葡菌對(duì)莫匹羅星還存在其他耐藥機(jī)制。最近研究提出莫匹羅星的新耐藥基因mupB［12］。該基因與mupA有65.5 %序列同源，但是與異亮氨酸只有45.5 %序列同源，mupB基因位于一種穿梭質(zhì)粒上，該質(zhì)粒可以通過電穿孔轉(zhuǎn)移耐藥表型到敏感的金葡菌中導(dǎo)致耐藥；mupB是高水平耐藥的另一個(gè)決定因素，其起源尚不清楚，Southern blot檢測(cè)提示該基因可能存在于非結(jié)合的質(zhì)粒上，最近的研究顯示，目前臨床上出現(xiàn)了非mupA基因介導(dǎo)的高水平耐藥，mupB可以解釋這些情況的存在［12，14］。

2.2氯己定的耐藥機(jī)制

研究顯示含有qacA/B基因的金葡菌中，氯己定的MIC明顯升高，與其他消毒劑一樣，qac基因家族被認(rèn)為是氯己定等消毒劑耐藥的主要原因，它介導(dǎo)金葡菌產(chǎn)生的耐藥主要是由質(zhì)粒編碼的多重耐藥外排蛋白實(shí)現(xiàn)［13］。QacA為多藥轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，因其介導(dǎo)對(duì)親脂性消毒劑季胺類化合物外排而命名，編碼基因與qacB相比，它們僅有7個(gè)bp的差異，可導(dǎo)致第323位氨基酸的置換，通常PCR 及Southern blot等檢測(cè)難以區(qū)別兩個(gè)基因；它們通過細(xì)胞膜兩側(cè)形成的電化學(xué)梯度使抗菌藥物、消毒劑外排而致耐藥。另外，qacC/qacD編碼的蛋白也是主要通過質(zhì)子泵的動(dòng)力介導(dǎo)對(duì)季胺類消毒劑的低水平耐藥。根據(jù)消毒劑耐藥表型的不同，研究發(fā)現(xiàn)qacA/B屬于耐藥超家族基因（the facilitator superfamily），而qacC/qacD（smr）屬于耐藥小家族成員（small multidrug resistance protein family），它們分別編碼相應(yīng)蛋白介導(dǎo)菌株對(duì)氯己定的高水平耐藥及低水平耐藥；同時(shí)，qacA/B基因是導(dǎo)致金葡菌對(duì)氯己定耐藥的主要機(jī)制。與mupA相似的是qacA/B等基因也存在于接合質(zhì)粒，它們可以在不同菌株中水平傳播，這使得耐藥菌株的控制更加困難［8］。

2.3莫匹羅星與氯己定聯(lián)合耐藥情況

有研究報(bào)道金葡菌對(duì)莫匹羅星和氯己定耐藥的相關(guān)性：在攜帶qacA/B基因的MRSA菌株中可以檢測(cè)出的mupA基因的存在，qacA/B基因存在于細(xì)菌可傳播質(zhì)粒上，比如PSK1、PSK107上，在這些質(zhì)粒上也有編碼抗生素耐藥基因，現(xiàn)在金葡菌去定植失敗率越來越高，可能與mupA和qacA/B基因的共同存在有關(guān)，但目前還沒有關(guān)于編碼它們的相關(guān)基因是否存在同一質(zhì)粒上的報(bào)道，這可以作為我們未來研究的一個(gè)方向［3］。

有研究也顯示，在莫匹羅星低水平耐藥菌株中可以檢測(cè)出qacA/B基因的存在，它對(duì)氯己定呈現(xiàn)高水平耐藥，同時(shí)顯示出了對(duì)MRSA更高的去定植失敗率；這告訴我們莫匹羅星與氯己定共同用于預(yù)防或控制感染可能導(dǎo)致金葡菌耐藥率的明顯升高，同時(shí)可能篩選出2種耐藥基因同時(shí)存在的菌株，它們是未來耐藥菌的發(fā)展趨勢(shì)，這也是莫匹羅星低水平耐藥明顯升高的一個(gè)原因［18-19］。

總之，目前金葡菌特別是MRSA的感染仍然是一個(gè)嚴(yán)峻問題，局部用抗菌藥物莫匹羅星以及氯己定等消毒劑廣泛的用于鼻腔MRSA去定植，以及皮膚金葡菌感染等，其耐藥情況及相應(yīng)的機(jī)制值得關(guān)注。首先，長(zhǎng)期暴露在莫匹羅星或氯己定中是誘導(dǎo)金葡菌耐藥的重要因素，其既可以誘導(dǎo)基因突變、也可篩選出新的耐藥基因，促進(jìn)耐藥基因的傳播，無論低水平抑或高水平耐藥都會(huì)導(dǎo)致預(yù)防或治療失敗風(fēng)險(xiǎn)增加，并且近年來全球不同國(guó)家和地區(qū)莫匹羅星、氯己定耐藥率都有明顯升高趨勢(shì)［4，9］，因此有必要進(jìn)行相應(yīng)的耐藥監(jiān)測(cè)，合理使用莫匹羅星及氯己定。由于目前新型耐藥方式及耐藥基因的產(chǎn)生，我們需要新的對(duì)策。其次，目前有研究顯示在同一MRSA菌株中檢測(cè)到mupA 和qacA/B基因的同時(shí)存在，并且對(duì)MRSA鼻腔去定植的失敗率更高，是未來MRSA相關(guān)菌株耐藥的主要發(fā)展趨勢(shì)。目前關(guān)于兩者耐藥相互關(guān)聯(lián)的研究較少，因此在未來的研究中，有必要進(jìn)一步研究?jī)烧叩年P(guān)聯(lián)性。

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Research update on mupirocin and chlorhexidine resistance in Staphylococcus aureus

YAN Ming，WU Jianguo，HUANG Wenxiang，JIA Bei. （Department of Infectious Diseases，the First Affiliated Hospital of Chongqing Medical University，Chongqing 400016，China）

R378.11

A

1009-7708（2016）04-0506-04

10.16718/j.1009-7708.2016.04.024

重慶市中青年醫(yī)學(xué)高端后備人才培養(yǎng)計(jì)劃。

1. 重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院感染科，重慶市傳染病寄生蟲病學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400016；2. 重慶市奉節(jié)縣人民醫(yī)院感染科。

嚴(yán)明（1990—），女，碩士研究生，主要從事細(xì)菌耐藥方面的研究。

賈蓓，E-mail：beijia7410@163.com。

2015-10-27

2016-01-05