金黃色葡萄球菌對莫匹羅星和氯己定的耐藥研究進展

嚴 明，吳建國，黃文祥，賈 蓓

·綜述·

金黃色葡萄球菌對莫匹羅星和氯己定的耐藥研究進展

嚴 明1，吳建國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）是引起醫院感染最為常見的革蘭陽性球菌，早在100多年前，人們就已經開始了對它的研究；目前，該菌所導致的感染仍有很高的病死率。1961年JEVONS等在英國首次發現了耐甲氧西林金葡菌（MRSA），隨著抗生素的廣泛應用，甚至濫用，世界各地MRSA的檢出率有快速增長趨勢，其在醫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，成為當今感染醫學面臨的一大難題。人類是金葡菌的天然宿主，特別是醫務人員，金葡菌帶菌者高達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，但是與菌株對大多數全身使用抗生素耐藥一樣，金葡菌對局部使用的抗生素及消毒劑的耐藥也會導致和加重醫院獲得性感染的流行和傳播［1-2］。本文就近年來金葡菌對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制的研究進展進行綜述。

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）在結構上是異亮氨酸結構類似物，其主要通過作用于菌體內的異亮氨酸tRNA合成酶與異亮氨酸結合位點，選擇性滅活異亮氨酸酶從而阻礙氨基酸的合成，以終止蛋白質的合成以及減緩細菌生長，從而發揮抗菌作用［3］。在上世紀80年代，莫匹羅星首先在英國用于控制MRSA感染，現該藥廣泛用于MRSA所致局部皮膚軟組織和手術部位感染的治療，以及清除MRSA的鼻腔定植；調查發現在愛爾蘭MRSA對其耐藥率為2 %，在新西蘭為12.4 %，而在美國則高達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，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年新加坡報道顯示其分離的MRSA中莫匹羅星的耐藥率為11 %，在我國MRSA對其耐藥率為6 %，而在韓國則達17 %［5-6］。這些均與莫匹羅星的大量使用明確相關。

另外，通過細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］。然而對于莫匹羅星中MIC在256～512 mg/L范圍菌株的研究報道很少，這可能與分布于此區域的菌株本來就很少有關。目前關于其耐藥機制還不是很明確，當然部分研究將其歸為高水平耐藥范圍內［6］，這值得我們進一步關注。在莫匹羅星耐藥的研究中，細菌對莫匹羅星高水平耐藥因其早期可表現出明顯的耐藥情況，受到人們的廣泛重視。值得注意的是，有研究報道在2003年韓國莫匹羅星主要是高水平耐藥，其耐藥率為4.7 %，而在2006-2009年韓國莫匹羅星主要為低水平耐藥，其耐藥率達12 %，同時在韓國也有研究顯示莫匹羅星低水平耐藥率在2006-2009年由14 %增長到22 %；在瑞士，莫匹羅星低水平耐藥率在1999-2008年由0增長到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期、廣泛使用，耐藥菌在被清除后可在短期內重新定植，造成感染的持續存在［3，5］，這使得低水平耐藥菌株的控制變得越來越嚴峻。因此，隨著莫匹羅星的大量、長期使用，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（包括外科手術洗手、外科操作前的清潔及一般情況下的手衛生、清潔導尿管等）或鼻腔內金葡菌去定植［8］。氯己定主要通過損傷胞質膜、凍結細胞質或是破壞磷脂雙分子層達到抑菌的作用［6］。在我國臺灣氯己定是1973年開始用于臨床，在1990年就發現多重耐藥的MRSA，該菌對氯己定的耐藥率從1990年的1.7 %上升至2005年的47 %［9］；在我國香港一項長達5年的研究探索發現隨著氯己定的使用，MRSA對其耐藥率從1995年的26.7 %上升到2005年的33.3 %；2003年日本相關研究顯示MRSA對氯己定等消毒劑的耐藥率達32.6 %；我國2008年的研究顯示MRSA對氯己定的耐藥率達62 %［10］。MRSA菌株對氯己定耐藥的高發顯示大量使用氯己定可能導致該菌耐藥情況急劇增加；同時菌株長時間暴露在氯己定中與鼻腔菌株去定植失敗相關［11］。

2　莫匹羅星及氯己定的耐藥機制

2.1莫匹羅星的耐藥機制

細菌對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生點突變；當菌株在莫匹羅星的作用下可致低水平耐藥的快速發生，并且莫匹羅星低水平耐藥是菌株長時間暴露在莫匹羅星中逐步的點突變獲得的［7］。低水平莫匹羅星耐藥可以分為2個階段：第1步單個氨基酸突變，第2步雙重氨基酸突變。在異亮氨酸內，因堿基突變所致的V588F、V631F或G592V的單個氨基酸的變異可導致細菌對莫匹羅星產生低水平耐藥，而雙重突變，即單個氨基酸突變的組合（比如：V588F-V631F、G593V-V631F和 H67QF-563L、R816C-F563L）會使莫匹羅星的耐藥程度進一步提高；單個氨基酸突變的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，當然還有V631F、G592V、S634F等氨基酸的改變，大部分菌株是獲得1個突變［7，13］。另外部分菌株暴露于莫匹羅星時繼續產生新的突變，但是在表型上，它們卻是敏感菌株，這就是沉默突變，隨著菌株長時間暴露在莫匹羅星中，沉默突變位點也越來越多（包括 G297A、T336A、A741T、C753T、A810T、G873A、G879A、T912C、T1215C、T1242C等），這些沉默突變，可能導致不同地區或同一地區不同醫院的流行病學變化，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間長短相關，當一些菌株暴露在莫匹羅星中，可檢測到S634F位點的突變，但是莫匹羅星的MIC卻是波動在敏感菌和低水平耐藥菌之間，延長其在莫匹羅星中的暴露時間可以提升低水平耐藥菌的產生；而將已經產生低水平耐藥基因位點突變的菌株停止暴露在莫匹羅星中時，該菌株盡管可以恢復為敏感菌株，但是在基因型上可長期攜帶上述點突變基因，再次暴露于莫匹羅星又可被誘變為耐藥［13］，因此低水平耐藥菌株在未來可能給我們帶來極大挑戰，應加關注。

莫匹羅星高水平耐藥與mupA基因相關，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粒上，它與細菌染色體本身編碼的異亮氨酸在結構上存在很大的差異，莫匹羅星對其不產生作用；同時該基因主要存在質粒的可變區（variable region），因此不同細菌質粒之間可以相互接合、重組，進一步促進其耐藥機制的水平傳播，最后導致廣泛的耐藥，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致其去MRSA定植作用喪失，同時不同地區分離的與莫匹羅星高水平耐藥基因相關的質粒大小各不相等，其主要的差異存在于外圍序列，mupA基因在結構上非常保守，但其外圍序列卻具有多樣性，比如在莫匹羅星耐藥菌株中，其質粒長度可在25～41.4 ku區間，在長度為25 ku的質粒可能只存在mupA基因，而41.4 ku的質粒卻同時存在耐甲氧芐啶、四環素等基因，這些外圍序列與多重耐藥有關［15］。

關于mupA基因還有2點發現：①DRISCOLL 等［16］的研究結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基因可由于一對堿基的缺失而發生移碼突變，造成mupA的暫時失活，在表型上表現出對莫匹羅星的敏感，當含有這種質粒的菌株長期接觸到莫匹羅星后會出現高頻率的突變修復這種移碼突變，迅速恢復成高水平莫匹羅星耐藥型菌株；因此，莫匹羅星長期、大量使用將篩選出更多耐藥菌株。②有些mupA基因陽性菌株呈現出低水平耐藥或呈現出敏感菌的情況，這部分菌株的mupA基因主要是存在于染色體，而不是質粒上，它與低水平耐藥相關［3，17］。但是這些導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險。

另外，在一些研究中發現，莫匹羅星對部分菌株的MIC≥512 mg/L，但是卻檢測不到mupA基因的存在［3］，提示金葡菌對莫匹羅星還存在其他耐藥機制。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粒上，該質粒可以通過電穿孔轉移耐藥表型到敏感的金葡菌中導致耐藥；mupB是高水平耐藥的另一個決定因素，其起源尚不清楚，Southern blot檢測提示該基因可能存在于非結合的質粒上，最近的研究顯示，目前臨床上出現了非mupA基因介導的高水平耐藥，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基因家族被認為是氯己定等消毒劑耐藥的主要原因，它介導金葡菌產生的耐藥主要是由質粒編碼的多重耐藥外排蛋白實現［13］。QacA為多藥轉運蛋白，因其介導對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bp的差異，可導致第323位氨基酸的置換，通常PCR 及Southern blot等檢測難以區別兩個基因；它們通過細胞膜兩側形成的電化學梯度使抗菌藥物、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子泵的動力介導對季胺類消毒劑的低水平耐藥。根據消毒劑耐藥表型的不同，研究發現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），它們分別編碼相應蛋白介導菌株對氯己定的高水平耐藥及低水平耐藥；同時，qacA/B基因是導致金葡菌對氯己定耐藥的主要機制。與mupA相似的是qacA/B等基因也存在于接合質粒，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合耐藥情況

有研究報道金葡菌對莫匹羅星和氯己定耐藥的相關性：在攜帶qacA/B基因的MRSA菌株中可以檢測出的mupA基因的存在，qacA/B基因存在于細菌可傳播質粒上，比如PSK1、PSK107上，在這些質粒上也有編碼抗生素耐藥基因，現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，但目前還沒有關于編碼它們的相關基因是否存在同一質粒上的報道，這可以作為我們未來研究的一個方向［3］。

有研究也顯示，在莫匹羅星低水平耐藥菌株中可以檢測出qacA/B基因的存在，它對氯己定呈現高水平耐藥，同時顯示出了對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防或控制感染可能導致金葡菌耐藥率的明顯升高，同時可能篩選出2種耐藥基因同時存在的菌株，它們是未來耐藥菌的發展趨勢，這也是莫匹羅星低水平耐藥明顯升高的一個原因［18-19］。

總之，目前金葡菌特別是MRSA的感染仍然是一個嚴峻問題，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，其耐藥情況及相應的機制值得關注。首先，長期暴露在莫匹羅星或氯己定中是誘導金葡菌耐藥的重要因素，其既可以誘導基因突變、也可篩選出新的耐藥基因，促進耐藥基因的傳播，無論低水平抑或高水平耐藥都會導致預防或治療失敗風險增加，并且近年來全球不同國家和地區莫匹羅星、氯己定耐藥率都有明顯升高趨勢［4，9］，因此有必要進行相應的耐藥監測，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生，我們需要新的對策。其次，目前有研究顯示在同一MRSA菌株中檢測到mupA 和qacA/B基因的同時存在，并且對MRSA鼻腔去定植的失敗率更高，是未來MRSA相關菌株耐藥的主要發展趨勢。目前關于兩者耐藥相互關聯的研究較少，因此在未來的研究中，有必要進一步研究兩者的關聯性。

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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

重慶市中青年醫學高端后備人才培養計劃。

1. 重慶醫科大學附屬第一醫院感染科，重慶市傳染病寄生蟲病學重點實驗室，重慶 400016；2. 重慶市奉節縣人民醫院感染科。

嚴明（1990—），女，碩士研究生，主要從事細菌耐藥方面的研究。

賈蓓，E-mail：beijia7410@163.com。

2015-10-27

2016-01-05