耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的感染機(jī)制及治療研究進(jìn)展

姚美竹，孫旭，盧旭亞，張朝暉，徐強(qiáng)

1天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津301617；2天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院

由于抗生素的不斷開發(fā)與應(yīng)用，細(xì)菌不斷變異，抗生素耐藥現(xiàn)象日益嚴(yán)重。20世紀(jì)80年代，出現(xiàn)了耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)譜系，導(dǎo)致了全球范圍內(nèi)的MRSA大流行，至今仍在繼續(xù)。研究表明，在皮膚和軟組織感染中，金黃色葡萄球菌是最常見的病原體，是手術(shù)部位感染的主要原因[1]。外用抗生素的不當(dāng)使用使得金黃色葡萄球菌的耐藥率居高不下，成為影響傷口愈合的不利因素[2，3]。近幾十年來，MRSA的爆發(fā)給臨床治療帶來了巨大挑戰(zhàn)[4]，尤其是在發(fā)展中國家及地區(qū)更為嚴(yán)峻[5]。現(xiàn)就近年來MRSA的感染機(jī)制和治療研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 MRSA的感染機(jī)制

1.1 MRSA的毒性與毒力因素 MRSA的毒力主要是由一系列毒素的黏附和免疫逃逸為主的多種因素共同決定的。MRSA毒素和毒力的決定因素都編碼在可動遺傳因子(MGEs)上。MGEs上編碼的毒素包括超抗原-中毒性休克綜合征毒素(TSST)和一些白細(xì)胞介素，如殺白細(xì)胞素(PVL)和表皮剝脫毒素(ET)。

PVL是MRSA的一種強(qiáng)大的外毒素，其可誘導(dǎo)白細(xì)胞溶解，特別是誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞的溶解[6]。PVL與早期的皮膚感染有關(guān)，如癤、癰、外科切口、創(chuàng)傷等局部化膿性感染。MRSA的這一分子特征有助于區(qū)分社區(qū)獲得性和醫(yī)院獲得性感染菌株。社區(qū)獲得性感染菌株中包括USA300菌株，其通常攜帶PVL基因，而在醫(yī)院獲得性感染菌株中則很少見?？偟膩碚f，產(chǎn)毒基因在社區(qū)獲得性感染菌株中的表達(dá)高于醫(yī)院獲得性感染菌株，且毒性更強(qiáng)[7]。

在與醫(yī)院獲得性感染相關(guān)的MRSA菌株中，有一些以含有特定毒素基因?yàn)樘卣鞯淖V系，如TSST與CC30/USA200譜系?，F(xiàn)在的隔離CC30攜帶的附屬基因調(diào)節(jié)子C(Agr C)突變和HLA(α-toxin)位點(diǎn)顯著降低了MRSA的急性毒性。然而，當(dāng)代CC30克隆如EMRSA-16的Agr C突變僅輕微降低了Agr活性；EMRSA-16還產(chǎn)生高水平的δ-toxin毒素和大量的苯酚可溶調(diào)節(jié)蛋白(PSM-mec)。PSM-mec是金黃色葡萄球菌肽毒素PSM類的成員之一，但與其他已知的PSM不同，它是在MGEs上編碼的，因此與特定的MRSA譜系相關(guān)[8, 9]。PSM是一類兩親性多肽，其中一些具有明顯的細(xì)胞溶解能力，對中性粒細(xì)胞和紅細(xì)胞具有溶細(xì)胞活性。因此，它是金黃色葡萄球菌感染毒力的一個(gè)重要決定因素。

表面蛋白在金黃色葡萄球菌的感染過程中起著重要作用。除了在細(xì)菌細(xì)胞壁代謝中的關(guān)鍵功能外，它還與宿主組織結(jié)合，促進(jìn)免疫逃避，并參與細(xì)菌聚集和生物膜的形成。大多數(shù)表面蛋白編碼在核心基因組上。Agr長期以來被認(rèn)為是毒力的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，對毒素有正調(diào)節(jié)作用，對表面蛋白的表達(dá)有負(fù)調(diào)節(jié)作用[9]。然而，最近的數(shù)據(jù)表明Agr也可能正向調(diào)節(jié)表面蛋白表達(dá)，這可能是一種依賴于條件變化的方式[10]。

1.2 MRSA生物膜的形成 生物膜是細(xì)胞外基質(zhì)表面附著的細(xì)菌團(tuán)塊。葡萄球菌被認(rèn)為是很好的生物膜形成體，這主要是由于產(chǎn)生了一系列促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)形成的表面分子。生物膜除了能使細(xì)菌附著在生物或非生物表面外，還能有效防止抗生素和宿主的免疫攻擊。由此可見，生物膜有助于MRSA的感染和細(xì)菌定植。

1.3 MRSA定植的影響因素 醫(yī)療廢棄物、受污染的醫(yī)療設(shè)備可能是MRSA感染的中間來源，但最終的感染源來自攜帶MRSA的患者或醫(yī)院人員。鼻腔是攜帶MRSA的主要部位。鼻腔攜帶MRSA與疾病之間的聯(lián)系早在1931年就已被發(fā)現(xiàn)[11]。除了鼻腔以外，人體內(nèi)也有金黃色葡萄球菌的定植位點(diǎn)，如會陰和喉，但對這些位點(diǎn)作為感染源的作用卻知之甚少。人群中只有約20%的個(gè)體是MRSA的持續(xù)鼻腔攜帶者，30%是間歇性攜帶者，約50%從未有MRSA的定植[10]。不同種族人群的帶菌率不同，某些疾病患者的帶菌率更高?？梢钥闯?，宿主的自身因素對MRSA的定植具有較大影響，但其具體的分子機(jī)制尚不清楚。

1.4 MRSA的耐藥性 研究表明，甲氧西林耐藥性與SCCmec基因的克隆變異相關(guān)[12]。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)五種不同的SCCmec子類型。所有SCCmec類型均包括mecA基因，該基因編碼低親和力青霉素結(jié)合蛋白(PBP2a)，是耐甲氧西林的必要因素，可阻礙細(xì)菌細(xì)胞壁的合成。mec基因可能起源于其他葡萄球菌屬的細(xì)菌，可能是通過水平轉(zhuǎn)移獲得。另外，包括編碼β-內(nèi)酰胺酶的bla基因和編碼耐甲氧西林必須因子的fem基因在內(nèi)的其他基因也會影響細(xì)菌對甲氧西林的耐藥性。對甲氧西林的耐受是多基因共同作用的結(jié)果。環(huán)境因素不同，表現(xiàn)出甲氧西林耐受表型的細(xì)菌種群比例也不同，如醫(yī)院獲得性感染的MRSA菌株通常含有SCCmec Ⅱ型，而在社區(qū)獲得性感染MRSA中最常見的則是SCCmec Ⅳ型。

1.5 MRSA與創(chuàng)面感染 MRSA易在創(chuàng)面感染或定植，給臨床診治帶來一定困難[13]。慢性感染性創(chuàng)面是一個(gè)“細(xì)菌庫”[14]，糖尿病足患者的創(chuàng)面中MRSA存在的發(fā)生率可達(dá)40%[15]，MRSA是糖尿病足患者重要的創(chuàng)面感染病原菌[16]?，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，壓瘡創(chuàng)面以MRSA等耐藥菌為主，呈現(xiàn)機(jī)會性感染特征，且存在細(xì)菌生物膜[17]。迄今為止，社區(qū)獲得性MRSA感染最常見的部位是皮膚和軟組織[18]。此外，社區(qū)獲得性感染MRSA菌株還會導(dǎo)致骨骼、關(guān)節(jié)及呼吸道感染。合并感染的創(chuàng)面會直接延長臨床治療時(shí)間，并且療效較差。針對性地控制MRSA感染，解決耐藥問題、降低感染率成為學(xué)者們關(guān)注的重點(diǎn)。

2 MRSA感染的治療

2.1 新型藥物制劑治療 萬古霉素是治療嚴(yán)重MRSA感染的標(biāo)準(zhǔn)藥物，然而低易感菌株的出現(xiàn)、不理想的臨床效果和高劑量治療導(dǎo)致的腎毒性正在挑戰(zhàn)其作為一線治療的地位。美國FDA批準(zhǔn)了5種抗感染藥物治療MRSA感染，包括利奈唑胺、達(dá)普霉素、替加環(huán)素、特拉萬辛和頭孢洛林。

利奈唑胺是第一種可用的惡唑烷酮類抗菌藥物[19]，其具有100%的生物利用度，并顯示出廣泛的組織穿透性，可進(jìn)入糖尿病患者感染的皮膚和軟組織[20]。許多研究為利奈唑胺在MRSA所致復(fù)雜皮膚和皮膚結(jié)構(gòu)感染(SSSI)中的應(yīng)用提供了支持。利奈唑胺的耐藥性文獻(xiàn)報(bào)道極少，目前還不明確。

達(dá)普霉素是一種環(huán)狀脂肽，對革蘭陽性菌(包括MRSA和對萬古霉素耐藥的腸球菌)具有活性[21]。目前最新的MRSA創(chuàng)面感染治療指南建議，對于MRSA菌血癥患者，將達(dá)普霉素作為靜脈注射的替代方案。一些專家建議可增加藥物劑量，如1次/d、8～10 mg/kg。達(dá)普霉素嚴(yán)重的不良反應(yīng)包括橫紋肌溶解、周圍神經(jīng)病變和嗜酸性肺炎。研究發(fā)現(xiàn)用達(dá)普霉素可使血清肌酸磷酸激酶水平升高，并可引起藥物性肌病。故推薦達(dá)普霉素的用藥頻率應(yīng)限制在1次/d。

替加環(huán)素是二甲胺四環(huán)素的半合成衍生物，是廣譜抗菌藥。但是在最新的MRSA創(chuàng)面感染治療指南中沒有提到替加環(huán)素，因?yàn)镕DA在2010年9月的安全聲明中描述了使用替加環(huán)素治療嚴(yán)重感染患者的總體病死率(4%)高于比較療法(3%)。雖然在復(fù)雜的SSSI中，替加環(huán)素和替代劑的療效沒有顯著差異[22]，但當(dāng)無法使用替代制劑時(shí)，替加環(huán)素經(jīng)常被推薦作為MRSA感染的二線或三線制劑。

特拉萬辛是一種胃腸外脂糖肽，用法為1次/d，可用于MRSA所致的復(fù)雜SSSI的治療[23]。FDA于2013年6月批準(zhǔn)特拉萬辛用于包括MRSA在內(nèi)的革蘭陽性菌引起的院內(nèi)肺炎。該適應(yīng)證已在歐洲獲得批準(zhǔn)，僅限于確診或懷疑MRSA感染的病例。

頭孢洛林是FDA批準(zhǔn)的第一個(gè)對MRSA有活性的頭孢菌素[24]。臨床試驗(yàn)(CANVAS Ⅰ和CANVAS Ⅱ)表明，靜脈注射頭孢洛啉600 mg、每12 h給藥、用藥5～14 d耐受性良好，不良反應(yīng)發(fā)生率<5%。

外用抗生素在防治MRSA創(chuàng)面感染中占有較重要地位，這是因?yàn)槠渲苯幼饔糜谄つw，對表皮和真皮淺層感染治療效果最佳。外用藥物在局部停留時(shí)間長，可較好發(fā)揮其抗菌作用；與內(nèi)服藥物相比，可有效減少抗生素的使用量，從而減輕患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。另外，外用抗生素吸收少，可減少其他給藥途徑所致的體內(nèi)大量吸收而引起的不良反應(yīng)及菌群失調(diào)等。治療MRSA所致的創(chuàng)面感染，目前最理想的外用抗菌藥物為莫匹羅星軟膏。莫匹羅星軟膏是以莫匹羅星為主藥、聚乙二醇為基質(zhì)組成的水溶性軟膏，適用于各種皮膚細(xì)菌性感染以及濕疹合并感染、潰瘍合并感染、創(chuàng)傷合并感染等繼發(fā)性合并感染。研究表明，莫匹羅星軟膏除了對革蘭陽性球菌高度敏感，還對部分革蘭陰性菌敏感。該藥物皮膚表層穿透力強(qiáng)，可快速滲透皮膚組織，使局部藥物濃度升高，且抑菌活性可以維持到用藥后24 h，具有良好的組織相容性和通透性，不會影響創(chuàng)面皮膚正常呼吸和出汗，對病灶面水性分泌物有較強(qiáng)吸附作用，并可快速誘導(dǎo)藥物有效成分?jǐn)U散至皮膚深層。

2.2 外科局部治療 由于單一使用抗生素?zé)o法根治MRSA皮膚感染，因此創(chuàng)面的外科局部治療尤為重要。據(jù)報(bào)道，細(xì)菌對抗生素產(chǎn)生耐藥性的原因是生物膜的形成[25]，而非抗生素的外科局部治療可以抑制生物膜的形成，甚至破壞已形成的生物膜。此外，外科治療還可通過去除壞死組織、減輕微生物負(fù)擔(dān)、減少局部水腫，使創(chuàng)面收縮、重塑，促進(jìn)血管生成，進(jìn)而促進(jìn)傷口愈合[26]。外科治療中，最重要的是清創(chuàng)術(shù)。清創(chuàng)術(shù)可以通過破壞基質(zhì)團(tuán)來促進(jìn)噬菌體的穿透，從而提高特異性噬菌體對金黃色葡萄球菌生物膜的局部作用[27]。

傷口護(hù)理中最常見的局部治療方法是使用敷料。創(chuàng)面敷料能促進(jìn)創(chuàng)面愈合和組織修復(fù)?，F(xiàn)代傷口敷料表現(xiàn)出了良好的抗菌活性[28]。近年來，一種由導(dǎo)電碳纖維材料制成的電化學(xué)支架e-scaffold被提出作為一種替代的無抗生素創(chuàng)面敷料，以消除難以處理的生物膜[29]。該敷料通過向e-scaffold施加電勢，使氧發(fā)生電化學(xué)轉(zhuǎn)化，從而破壞MRSA形成的生物膜。

負(fù)壓創(chuàng)面治療(NPWT)用于處理創(chuàng)面大而復(fù)雜的傷口，已被證明能有效降低慢性非愈合傷口和急性污染開放性傷口的感染率[26]。研究結(jié)果表明，使用NPWT與皮膚結(jié)構(gòu)感染率降低之間存在關(guān)聯(lián)[30]。

2.3 中醫(yī)藥治療 抗生素的不當(dāng)應(yīng)用使越來越多的致病菌產(chǎn)生了耐藥性，這使得學(xué)者們開始關(guān)注中醫(yī)藥在耐藥致病菌感染中的治療效果。中醫(yī)藥材料含有復(fù)雜的活性化合物，受多效性的影響，適應(yīng)證廣泛。此外，中醫(yī)的辨證論治、整體治療也有望成為藥理研究的優(yōu)勢方法[31]。目前研究發(fā)現(xiàn)的具有抗MRSA的中草藥主要包括車前草科、肉桂、豆科和水蛭，其中肉桂和水蛭還具有抗生物膜的作用。這些中草藥制劑對浮游微生物及生物膜都表現(xiàn)出了復(fù)雜的活性，其殺菌機(jī)制是抑制病原體微生物最基本的生存因素和生物酶的活動。在生物膜水平上，這些制劑針對病原體微生物所有的形成階段，包括浮游階段、與表面的初始黏附階段和無柄微菌落形成階段，抑制生物膜形成的關(guān)鍵基因的表達(dá)[32]。

外用中藥濕敷療法是中醫(yī)非常重要的外治法之一，此法一般藥味較輕，藥物劑量大，藥物直達(dá)病灶，藥液不僅可洗滌創(chuàng)面，且不影響內(nèi)服藥的功效，具有顯著的控制創(chuàng)面感染和促進(jìn)組織修復(fù)的作用。據(jù)報(bào)道，由姜黃、大黃、黃柏、蒼術(shù)、厚樸、陳皮、甘草等藥材組成的金黃散，具有清熱解毒、消腫止痛、活血化瘀、燥濕化痰、通經(jīng)活絡(luò)、生肌止痛的功效，臨床上主要用于治療潰瘍、靜脈炎及過敏等疾病。外敷金黃散治療MRSA所致的創(chuàng)面感染，能起到較強(qiáng)的抗炎作用，清除局部壞死組織，保護(hù)神經(jīng)髓鞘形成，保持創(chuàng)面濕潤，改善局部血液循環(huán)，促進(jìn)表皮干細(xì)胞生長，促進(jìn)肉芽生長及潰瘍愈合[33]。同時(shí)，金黃散臨床使用方便，每2～3 d換藥一次，方便在社區(qū)醫(yī)院開展，易于患者掌握并且安全可靠。

研究發(fā)現(xiàn)，以黃芪、丹參、皂角刺、當(dāng)歸、金銀花、大黃、黃柏等為主要成分的丹黃消炎洗液對于感染性創(chuàng)面后期熱毒尚盛但正氣已虛、膿腐難托者，具有調(diào)補(bǔ)氣血、平衡陰陽、去腐生新的功效[34]。藥理學(xué)研究表明，丹黃消炎液具有明顯的抗菌消炎、調(diào)節(jié)免疫功能、抑制血小板聚集、改善局部微循環(huán)、促進(jìn)新生肉芽組織生長及表面上皮修復(fù)的作用，從而加速創(chuàng)面?zhèn)谟?。?jīng)臨床外用證實(shí)其能有效促進(jìn)傷口愈合，控制創(chuàng)面感染，減輕中醫(yī)證候，不良反應(yīng)少。

綜上所述，MRSA感染的機(jī)制及治療手段仍在持續(xù)積極探索中。隨著MRSA菌株不斷變異產(chǎn)生更多耐藥基因，高毒力且難以治療的“超級細(xì)菌”成為創(chuàng)面感染治療的一大難題。因此，當(dāng)前MRSA創(chuàng)面感染機(jī)制研究的重要任務(wù)是找到影響MRSA菌株耐藥性的因素，以便發(fā)現(xiàn)具有更廣泛、更持久抗MRSA效果的藥物。