耐甲氧西林金黃色葡萄球菌耐藥性及SCCmec基因分型研究

胡慶花，朱德全，劉衛東，劉向峰

[1.山東第一醫科大學（山東省醫學科學院） 研究生處，山東 泰安 271000；2.臨沂市 人民醫院 微生物檢驗科，山東 臨沂 276000；3.臨沂市人民醫院 藥學部，山東 臨沂 276000]

耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA）是一類常見的多重耐藥菌，由于葡萄球菌染色體mec 基因盒（staphyloccoccal cassette chromosome mec,SCCmec）攜帶的mecA耐藥基因及其同系物編碼產生的青霉素結合蛋白（penicillin-binding protein,PBP）導致其呈多重耐藥性。目前，國際上已經明確了8 個與MRSA 流行病學相關的SCCmec基因分型及26 個亞型，醫院獲得性MRSA 常攜帶Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ型SCCmec基因，社區獲得性MRSA 多攜帶SCCmecⅣ、Ⅴ型SCCmec基因[1]。由于不同地區MRSA 的SCCmec 分型差異較大，因此該實驗對MRSA 進行耐藥性及SCCmec基因分型研究，以了解該地區MRSA 的流行病學特點，對指導臨床合理治療MRSA 感染具有重要意義。

1 資料與方法

1.1 菌株

選 取2018年2月—2018年10月臨沂市人民醫院門診及住院患者的各類送檢標本，從中分離得到MRSA 菌株47 株，剔除同一患者相同部位重復分離的菌株。MRSA 標準菌株采用ATCC29213 和ATCC433000。

1.2 儀器及材料

VITEK-2 Compact 全自動微生物分析儀及配套鑒定卡和藥敏卡（法國生物梅里埃公司），藥敏紙片（英國Oxoid 公司），聚合酶鏈反應擴增儀、全自動凝膠成像儀（美國Bio Rad 公司），DYY-6C 型電泳儀（北京六一生物科技有限公司），金黃色葡萄球菌基因組DNA 提取試劑盒、2×Power Taq PCR Master Mix、DL2000 DNA Marker 及核酸凝膠染色劑-GelRed（北京百泰克生物技術有限公司），Multiplex PCR Kit（德國QIAGEN 公司），溶葡萄球菌酶等其他生物試劑（上海生工生物工程股份有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 MRSA 細菌表型鑒定及藥敏試驗 采用VITEK-2 Compact 全自動微生物分析儀對分離菌株進行細菌鑒定及藥敏試驗。根據2017年美國臨床和實驗室標準協會相關標準推薦的頭孢西丁紙片擴散法，抑菌圈直徑≤21 mm 判斷為MRSA[2]。

1.3.2 DNA 提取 將收集的待測菌株接種于哥倫比亞血平板上，置于37℃生化培養箱中培養18～24 h。用取菌環挑取適量單個菌落接種于5 ml LB 培養液中，置于37℃恒溫搖床過夜進行增菌培養。取1.5 ml細菌培養液于2 ml 離心管中，10 000 r/min 離心30 s，棄上清，收集菌體，盡可能吸凈上清。嚴格按照細菌DNA 提取試劑盒說明書進行操作。提取后的DNA 使用超微量核酸蛋白測定儀檢測濃度和純度，后將提取的DNA 置于-20℃冰箱中保存。

1.3.3 引物設計 各型別基因引物根據GenBanlk中己發布的各型基因序列及參考文獻[3]自行設計mecA、SCCmec基因，均委托上海鉑尚生物技術公司合成[3]。見表1。

1.3.4 MRSAmecA基因檢測 采用PCR 進行mecA基因檢測，反應體系為25μl，其中DNA 模板2μl，2×Taq PCR Master Mix 12.5μl，mecA 正反向引物各1μl，其余用ddH2O 補足25μl。反應條件：94℃預變性5 min，94℃變性30 s，55℃退火30 s，72℃延伸1 min，共30 個循環，72℃繼續延伸10 min。將PCR產物放置于4℃保存。取5μl PCR 產物在1%瓊脂糖凝膠電泳30 min，后將凝膠置于紫外凝膠成像儀下拍照并記錄結果。

表1 mecA 基因及SCCmec 基因各分型PCR 擴增引物序列

1.3.5 MRSASCCmec基因檢測 采用多重PCR 進行SCCmec基因分型檢測，反應體系為25μl，其中DNA 模板2μl，2×QIAGEN Multiplex PCR Master Mix 12.5μl，引物混合物5μl，其余用ddH2O 補足25μl。反應條件：95℃預變性15 min，94℃變性30 s，63℃退火90 s，72℃延伸90 s，共10 個循環；94℃變性30 s，55℃退火90 s，72℃延伸90 s，共25 個循環，72℃繼續延伸10 min。循環結束后將PCR 產物于4℃環境下保存。取5μl PCR 產物在1.3%瓊脂糖凝膠電泳30 min，后將凝膠置于紫外凝膠成像儀下拍照并記錄結果。

1.4 統計學方法

數據分析采用Whonet 5.6 軟件和SPSS 20.0 統計軟件。計數資料以率（%）表示，比較用校正χ2檢驗，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 mecA 基因檢測結果

凝膠電泳成像顯示，MRSA 分離菌株可見310 bp條帶，均為mecA基因陽性菌株，MRSA 分離菌株mecA基因攜帶率為100%。見圖1。

2.2 SCCmec 基因檢測結果

凝膠電泳成像顯示：SCCmecⅡ型9 株，檢出率為19.15%；SCCmecⅣa 型35 株，檢出率為74.47%；未分型菌株3 株，占6.38%。見圖2。

2.3 不同SCCmec 分型MRSA 對抗菌藥的耐藥率比較

圖1 mecA 基因PCR 擴增產物電泳圖

圖2 SCCmec 基因PCR 擴增產物電泳圖

MRSA 分離菌株對青霉素、苯唑西林及頭孢西丁等β-內酰胺類抗菌藥物耐藥，對奎奴普汀/達福普汀、利奈唑胺、萬古霉素、替加環素、呋喃妥因、利福平及慶大霉素均表現為敏感，敏感率均為100%；不同SCCmec分型MRSA 對環丙沙星、左氧氟沙星及莫西沙星的耐藥率比較，差異有統計學意義（P＜0.05），SCCmecⅡ型高于SCCmecⅣa 型。不同SCCmec分型MRSA 對紅霉素、克林霉素耐藥率比較，經校正χ2檢驗，差異無統計學意義（P＞0.05），SCCmecⅣa 型高于SCCmecⅡ型，紅霉素、克林霉素耐藥嚴重。見表2。

表2 不同SCCmec 分型MRSA 對抗菌藥的耐藥率比較 株（%）

3 討論

MRSA 指攜帶mecA或mecC基因或對苯唑西林（最低抑菌濃度≥4μg/ml）、頭孢西丁耐藥的金黃色葡萄球菌，可引起人類多種組織和臟器的感染，病死率高[4]。自1961年JEVONS 發現第一株MRSA 后，MRSA 已成為醫院和社區感染的常見致病菌[5]。

有研究表明，SCCmec 是區分醫院獲得性MRSA和社區獲得性MRSA 的重要指標之一[6]。醫院獲得性MRSA 常攜帶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型SCCmec基因，I 型SCCmec攜帶耐藥基因較少，僅對β-內酰胺抗生素耐藥；Ⅱ、Ⅲ型攜帶多種耐藥基因，表現多重耐藥。SCCmecⅣ、Ⅴ型多見于社區獲得性MRSA 中，由于其基因盒較短，除mecA基因外幾乎不攜帶其他耐藥基因，因此僅對β-內酰胺抗生素耐藥[7]。該研究還發現，MRSA 分離菌株以SCCmecⅣa 型為主，未發現SCCmecⅠ、Ⅲ及Ⅴ型菌株，這與楊琴等[8]2018年報道的深圳住院患兒MRSA 的感染以SCCmec Ⅳ型社區獲得性MRSA 感染為主一致。但區別于CHENG[9]和吳宇等[10]對9 所醫院309 株MRSA 分離菌株進行基因分型的檢測結果：中國院內流行的MRSA 菌株以SCCmecⅢ型為主，其次為Ⅱ型，SCCmecⅠ～Ⅴ型占絕對優勢。本研究結果顯示，MRSA 分離菌株對青霉素、苯唑西林和頭孢西丁等β-內酰胺類抗菌藥物全部耐藥，對奎奴普汀/達福普汀、利奈唑胺、萬古霉素、替加環素、呋喃妥因、利福平和慶大霉素等均表現為敏感，SCCmecⅡ型MRSA 分離株對左氧氟沙星、環丙沙星及莫西沙星的耐藥率高于SCCmecⅣa型，而SCCmecⅣa 型對紅霉素、克林霉素耐藥率高于SCCmecⅡ型。近年來，越來越多的研究發現Ⅳ和Ⅴ型MRSA 菌株正在取代傳統的醫院獲得性MRSA 菌株，成為醫院內感染的重要來源[11-12]。對于SCCmecⅣ和Ⅴ型MRSA 菌株院內傳播的原因尚不清楚，部分研究猜測，其傳播可能與社區獲得性MRSA菌株的高感染率和遺傳適應性有關[13-15]。但還需要進一步研究，以便更好地了解該類型菌株在院內傳播的機制。

綜上所述，本研究僅對臨沂市人民醫院某一時間段內47 株MRSA 分離菌株進行研究，具有一定的局限性，可能只反映當前醫院MRSA 的流行趨勢，無法推廣到不同地區、不同醫療機構，后續研究可擴大樣本量，更進一步對本地區MRSA 的流行進行分析。本研究結果可初步表明，本地區可能存在SCCmecⅣ和Ⅴ型MRSA 菌株醫院傳播的高風險，因此醫院應提高病原學的相關診斷水平，及時監測到院內感染的新型MRSASCCmec基因分型，對臨床預防和治療MRSA感染提供參考依據，同時對有效控制MRSA 菌株的流行具有重要的意義。