金黄色葡萄球菌的耐药是其感染者不良预后的主要因素，在我国，儿童耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的检出率逐年上升，尤以社区获得性MRSA(CA-MRSA)为主。现就CA-MRSA的分子学特征、耐药机制和耐药进展展开论述，分析近年我国儿童CA-MRSA的分子流行病学情况和耐药变迁，为儿童感染防控提供理论依据。
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金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus，SA)是一种常见的病原菌，可引起皮肤和软组织感染(skin and soft tissue infection，SSTIs)、败血症、感染性心内膜炎、肺炎等重症感染[1,2]。根据是否对苯唑西林等β-内酰胺类药物产生耐药，SA分为耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus，MRSA)和甲氧西林敏感的金黄色葡萄球菌(Methicillin-susceptible Staphylococcus aureus，MSSA)。研究表明，MRSA菌血症患者较MSSA生存时间短、预后差[3]。中国细菌耐药监测网(CHINET)报道，成人的MRSA检出率呈缓慢下降趋势，但儿童的检出率却在不断升高[4]。我国成人以医院获得性MRSA(hospital-acquired MRSA，HA-MRSA)检出为主，儿童以社区获得性MRSA(community-acquired MRSA，CA-MRSA)为主[5]，且CA-MRSA的耐药性近年来呈上升趋势[6]。因此，需引起对CA-MRSA的重视，尤其是易感染的儿童群体。
分子分型的意义在于追踪疫情、判断定植来源(如与牲畜或人相关)等。MRSA流行病学研究一般以多位点序列分型(multi-locus sequence typing，MLST)、葡萄球菌染色体mec盒(Staphylococcal cassette chromosome mec，SCCmec)基因分型、葡萄球菌A蛋白(Staphylococcal protein A，spa)分型3种分型方法组合分析。MLST基于SA 7个管家基因(慢进化基因)的核心序列与公共数据库(https：//pubmlst.org/organisms/staphylococcus-aureus)的比对确定ST型别(如ST59)；SCCmec分型是通过mec基因复合物和盒式染色体重组酶ccr基因复合物所在位点的不同组合分为Ⅰ~Ⅷ 13种型别(表1)[7]；spa分型既可跟踪长期分型进化情况，也可反映医院感染暴发情况，通过测序spa蛋白编码X区串联重复序列与已知数据(https：//spa.ridom.de/)的比对而命名(如t473)。
金黄色葡萄球菌的13种SCCmec分型特点
Thirteen SCCmec types of Staphylococcus aureus
金黄色葡萄球菌的13种SCCmec分型特点
Thirteen SCCmec types of Staphylococcus aureus
| SCCmec分型 | 耐药基因 | mec基因复合物 | ccr基因复合物 | 流行环境 |
|---|---|---|---|---|
| Ⅰ | mecA | B(IS1272-ΔmecR1-mecA-IS431) | 1(A1B1) | 社区相关 |
| Ⅱ | mecA | A(mecⅠ-mecR1-mecA-IS431) | 2(A2B2) | 医院相关 |
| Ⅲ | mecA | A(mecⅠ-mecR1-mecA-IS431) | 3(A3B3) | 医院相关 |
| Ⅳ | mecA | B(IS1272-ΔmecR1-mecA-IS431) | 2(A2B2) | 社区&医院相关 |
| Ⅴ | mecA | C2(IS431-mecA-ΔmecR1-IS431) | 5(C1) | 社区&医院相关 |
| Ⅵ | mecA | B(IS1272-ΔmecR1-mecA-IS431) | 4(A4B4) | 医院相关 |
| Ⅶ | mecA | C1(IS431-mecA-ΔmecR1-IS431) | 5(C1) | |
| Ⅷ | mecA | A(mecⅠ-mecR1-mecA-IS431) | 4(A4B4) | |
| Ⅸ | mecA | C2(IS431-mecA-ΔmecR1-IS431) | 1(A1B1) | |
| Ⅹ | mecA | C1(IS431-mecA-ΔmecR1-IS431) | 7(A1B6) | |
| Ⅺ | mecC | E(blaZ-mecA--mecR1-mecI) | 8(A1B3) | 牲畜相关 |
| Ⅻ | mecA | C2(IS431-mecA-ΔmecR1-IS431) | 9(C2) | |
| ⅩⅢ | mecA | A(mecⅠ-mecR1-mecA-IS431) | 9(C2) |
注：SCCmec：葡萄球菌染色体mec盒 SCCmec：Staphylococcal cassette chromosome mec
除基因分型外，杀白细胞毒素(Panton-Valentine Leukocidin，PVL)也是CA-MRSA分子流行研究的重要依据。PVL由SA噬菌体编码的lukS-PV和lukF-PV基因表达，是一种能募集白细胞等吞噬细胞并激发其凋亡和裂解的穿孔外毒素蛋白，与感染严重程度相关，Tsouklidis等[8]报道95%的CA-MRSA菌株表达PVL。
CA-MRSA的遗传背景复杂，基因分型多样。对于SCCmec型别，我国及其他各国CA-MRSA均以Ⅳ、Ⅴ型为主[9]。而对于spa分型，各国的流行型别呈散在分布、各不相同，其中我国以t437(20%~50%)检出率最高，其次为t114、t172或t441[10,11]。对于ST分型，美国以ST8(USA300克隆)为主要感染菌株型别，拉丁美洲以ST5(pediatric克隆)菌株为流行菌株[12]。在我国，成人以ST239HA-MRSA菌株为流行菌株(CA-MRSA感染少见)[13]，儿童以ST59为优势菌株(检出率30%~80%)，其他流行分型ST121、ST1、ST398、ST188等型别也均有散在分布菌[10,11,14]。总体而言，我国儿童感染CA-MRSA菌株以ST59-SCCmecⅣ-t437最常见(表2)。
2017年至2020年我国报道的儿童感染CA-MRSA菌株的分子特征、耐药性和PVL基因检出率
Molecular characteristics，drug resistance and PVL gene detection rate of CA-MRSA strains from pediatric patients from 2017 to 2020 in China
2017年至2020年我国报道的儿童感染CA-MRSA菌株的分子特征、耐药性和PVL基因检出率
Molecular characteristics，drug resistance and PVL gene detection rate of CA-MRSA strains from pediatric patients from 2017 to 2020 in China
| 参考文献 | 发现年代 | 城市 | 优势ST分型百分比 | SCCmec分型(例) | spa分型(例) | 感染类型 | PVL检出率(%) | 耐药性(%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 刘盈等[18] | 2009年至2011年 | 多中心 | ST121(18/44，40.9%) | Ⅳ(11)/Ⅴ(7) | t2086(6) | 皮肤软组织 | 9.1 | 易对CRO耐药 |
| ST59(9/44，20.5%) | － | t437(9) | － | |||||
| Song等[20] | 2013年至2016年 | 宁波 | ST59(15/20，75%) | Ⅳ(11)/Ⅴ(4) | t172(7)/t437(6)/t163(2) | 呼吸道(气管内抽吸物/痰/咽拭子)，血液 | － | DA/E/CIP耐药率较高 |
| Geng等[21] | 2015年至2016年 | 北京 | ST59 (10/17，58.8%) | Ⅳa(8)/Ⅴ(1)/NT(1) | t437(9)/t1212(1) | 正常无菌部位(如血液)或临床怀疑感染部位(如皮肤或眼睛) | 80.0 | 对RIF/TMP-SMX/MUP/LEV/VAN/ LZD/TIG均敏感 |
| ST1 (5/17，44.4%) | Ⅳg(5) | t114(5) | 20.0 | |||||
| Dong等[22] | 2014年至2017年 | 柳州 | ST338(8/29，27.6%) | Ⅳd(3)/Ⅳa(2)/I(2)/NT(2) | － | 侵袭性：无菌体液(如脑脊液/血液)；非侵袭性：皮肤软组织(如脓肿)等 | 75.0 | 侵袭性：E(40.0)/DA(60.0)/TET(80.0)/LZD(20.0)/RIF(20.0)/CHL(20.0) |
| Wang等[10] | 2012年至2017年 | 上海 | ST59(12/27，15.4%) | Ⅳ(8)/Ⅴ(4) | t172(4)/t437(3)/t441(3)/t437(3)/t441(3)/t1751(1)/t3485(1) | 血液 | 41.7 | DA(83.3)/E(83.3)/TET(50.0)/P(100.0)/OXA(100.0) |
| ST398(5/27，18.5%) | Ⅴ(4)/Ⅳ(1) | t034(3)/t1446(1)/NT(1) | 20.0 | DA(40.0)/E(40.0)/TET(25.0)/P(100.0)/OXA(100.0) | ||||
| Yang等[14] | 2012年至2017年 | 北京 | ST59(73/104，70.2%) | Ⅳ(68)/Ⅴ(5) | － | 呼吸道(咽拭子/痰/支气管肺泡灌洗液)，皮肤和软组织(脓/脐炎分泌物)等 | 43.8 | CHL(67.0)耐药率较其他分型显著升高 |
| ST1(5/104，4.8%) | Ⅳ(5) | － | 20.0 |
注：CA-MRSA：社区获得性耐甲氧西林金黄色葡萄球菌；PVL：杀白细胞毒素；SCCmec：葡萄球菌染色体mec盒；spa：葡萄球菌A蛋白；NT：无法分型；CRO：头孢曲松；DA：克林霉素；E：红霉素；CIP：环丙沙星；RIF：利福平；TMP-SMX：复方磺胺甲
唑；MUP：莫匹沙星；LEV：左氧氟沙星；VAN：万古霉素；LZD：利奈唑胺；TIG：替加环素；CHL：氯霉素；TET：四环素；P：磷霉素；OXA：苯唑西林；－：无相关数据 CA-MRSA：community-acquired Methicillin-resistant Staphylococcus aureus；PVL：Panton-Valentine Leukocidin；SCCmec：Staphylococcal cassette chromosome mec；spa：Staphylococcal protein A；NT：non-typeable；CRO：Ceftriaxone；DA：Clindamycin；E：Erythrocin；CIP：Ciprofloxacin；RIF：Rifampicin；TMP-SMX：Trimethoprim-Sulfamethoxazole；MUP：Mupirocin；LEV：Levofloxacin；VAN：Vancomycin；LZD：Zinezolid；TIG：Tigecycline；CHL：Chloramphenicol；TET：Tetracycline；P：Phosphonomycin；OXA：Oxacillin；－：no data
不同克隆型的CA-MRSA菌株具有不同特征。ST59菌株的流行进化与食物链的传播相关[15]，可通过母乳传播至新生儿[16]；ST398菌株最初由MSSA临床分离株或牲畜相关的MRSA(LA-MRSA)分离得到，而现在从感染部位的检出率逐渐增加[17]；ST121菌株主要在儿童皮肤软组织感染CA-MRSA时检出[18]。
分子分型曾作为HA-MRSA和CA-MRSA的区分标志，以往CA-MRSA以ST59、ST1、ST8、ST30及SCCmecⅣ/Ⅴ为主要分型；HA-MRSA以ST239、ST5、ST2470以及SCCmecⅠ/Ⅱ/Ⅲ为主[8]。但近年来研究发现，我国儿童HA-MRSA同样以ST59-SCCmecⅣ检出为主，HA-MRSA克隆向CA-MRSA克隆逐渐趋同的原因可能为SCCmecⅣ/Ⅴ型的基因座分子量较小，易转移耐药基因并易激活毒力基因的调节系统，从而使HA-MRSA菌株获得耐药基因转移性和高毒性[14]。随着ST239的大幅降低以及ST59的持续增高，以ST239为流行的成人群体MRSA检出率呈总体降低趋势，而以ST59为流行的儿童群体MRSA检出率呈逐年升高的趋势[13]。
传统认为，CA-MRSA较HA-MRSA更高表达PVL[8]，但近年来HA-MRSA的PVL基因检出率逐渐升高，并接近CA-MRSA检出率(40.9%比51.2%)[19]。我国儿童感染CA-MRSA的PVL检出率见表2[10,14,18,20,21,22]，其中Dong等[22]研究发现，侵袭性CA-MRSA的PVL携带率较非侵袭性CA-MRSA高(38.5%比13.9%，P<0.05)。He等[23]通过对ST398菌株的全基因测序分析发现，CA-MRSA的进化不伴随毒力的增加，认为PVL的检出不能作为CA-MRSA的确认依据。因此，CA-MRSA和HA-MRSA仍应按照分离株检出时间结合临床病史区分，即患者入院48 h内检出MRSA或在送检前6个月内不存在超过24 h的住院史、无医疗机构的长期居住史、未接受过透析或手术则为CA-MRSA标准，其余为HA-MRSA[24]。
MRSA对甲氧西林等β-内酰胺类抗生素的耐药是通过mecA(或其同系物mecC、mecB、mecD)基因编码的青霉素结合蛋白PBP2a对青霉素等广谱β-内酰胺类抗菌药物亲和力降低，使得这类抗菌药物无法发挥作用。mec耐药基因还可通过SCCmec遗传元件的转移而使MSSA转变为MRSA，mecA是临床MRSA菌株主要的耐药基因，mecC多见于LA-MRSA菌株[7]，mecB和mecD在国内尚未见报道。此外，MRSA还可通过质粒介导表达的β-内酰胺酶水解这类抗生素[9]。
除β-内酰胺类抗生素外，MRSA还可通过整合入SCCmec的转座子和质粒介导对非β-内酰胺类抗生素的耐药。如位于mecA基因上游的转座子Tn554携带编码红霉素、奇霉素和大环内酯-林可酰胺-链霉素B的耐药基因(如ermA、msr等)，及下游的整合质粒pUB110携带耐卡那霉素、妥布霉素、博来霉素基因(如aadD、ble)[25]；下游的整合质粒pT181包含编码对四环素的耐药基因(如tetM、tetK)[26]。
2014年至2019年，CHINET报道在我国MRSA对利福平、左氧氟沙星、庆大霉素总体耐药率有所下降，分别由47.2%降至11.5%、71.7%降至34%、62.3%降至22.4%；复方磺胺甲
唑耐药率趋于平稳，均在7%左右；而克林霉素和红霉素的耐药率呈上升趋势，分别由52.9%升至58.3%、51.4%升至79.8%[27,28]。目前我国尚未发现MRSA对糖肽类、头孢洛林和替加环素耐药，但万古霉素敏感性下降的金黄色葡萄球菌(Vancomycin intermediate Stapylococcus aureus，hVISA/VISA)的检出率在CA-MRSA中达30.9%[29]。在美韩等发达国家，成人患者CA-MRSA的耐药性呈上升趋势[6,30]，但在我国部分地区有报道CA-MRSA感染株mecA表达水平显著降低[23]，CA-MRSA中ST59等克隆株因基因变异对青霉素的体外敏感率高达96%[31]；儿童中，CA-MRSA对红霉素和克林霉素耐药率(分别约为85%和65%)较高[14]，其中ST7、ST9、ST88、ST398、ST630型CA-MRSA菌株的耐药谱更复杂，可对复方磺胺甲
唑、莫西沙星、环丙沙星、四环素、左氧氟沙星等广谱抗菌药物产生耐药[32,33]。四环素和复方磺胺甲
唑在不同ST型别菌株间的耐药率差异有统计学意义(P＝0.004、0.019)，其中ST398、ST7和ST5可对这2种药物均耐药[10]。
近年来引起广泛关注的苯唑西林敏感甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌分离株(Oxacillin susceptible Methicillin-resistant Staphylococcus aureus，OS-MRSA)在体外药敏试验中表现为苯唑西林敏感，但对感染患者使用β-内酰胺类抗生素治疗常失败(因其同样表达mecA基因而耐药)[34,35,36]。OS-MRSA的克隆型别多为CA-MRSA谱系，如印度流行的ST217和ST772[37]、欧洲流行的ST8和ST1649[38]，以及我国大陆流行的ST59(58.8%)[34]和ST338(47.0%)[36]、中国台湾地区流行的ST45(7/17例)[35]。Liu等[34]报道我国上海地区OS-MRSA多在儿童标本中检出(64.7%)，而OS-MRSA较苯唑西林耐药甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌(OR-MRSA)的多重耐药率显著降低(23.5%比76.0%)。
在所有健康人群中，<6岁的儿童CA-MRSA携带率最高[5]。研究表明，儿童CA-MRSA复发性SSTIs与家庭成员的定植及环境的污染相关[39]，宠物、日常用品及家庭成员手卫生等均是导致感染或传播的重要因素[40]。因此，美国感染病学会(IDSA)指南就CA-MRSA复发性SSTIs传播的管理中指出[41]：(1)保持良好的个人卫生：定期洗澡、用肥皂或含酒精的凝胶洗手、避免共用接触皮肤的个人物品(如一次性剃须刀、衣物和毛巾)。(2)家庭或社区环境卫生措施：重点清洁可能接触皮肤的物体表面(如柜台、门把手、浴缸和马桶)、日常使用洗涤剂保持清洁卫生。(3)在2种情况下实施去定植：即在伤口护理和卫生措施都进行了优化后患者仍存在复发性SSTIs或家庭成员、其他密切接触者之间仍存在不断传播。(4)去定植措施包括鼻用莫匹罗星、用杀菌剂(如氯己定)或稀释漂白剂进行局部清洗。
综上，我国儿童MRSA检出率逐年升高，且以CA-MRSA感染为主。HA-MRSA的流行分型和PVL检出率逐渐向CA-MRSA趋同，分型以ST59-SCCmecⅣ-t437克隆为主，因此不能将分子型别和PVL的检出作为二者区分标志。MRSA对利福平、左氧氟沙星、庆大霉素的耐药率降低，但对克林霉素和红霉素的耐药率呈升高趋势，不同分型CA-MRSA存在不同的耐药谱，呈异质耐药性的OS-MRSA易在患儿CA-MRSA菌株中检出。这提示，对儿童感染CA-MRSA分离株的分子流行及耐药进展应持续保持监控，加强社区及医院的感控及防治，以降低儿童这一特殊群体的感染率。
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