路邓葡萄球菌感染的研究进展.doc

路邓葡萄球菌感染的研究进展王茜 吴超通讯作者：吴超 E-mail：（南京大学医学院附属鼓楼医院感染病科，南京 210008）摘要：近20年来，路邓葡萄球菌感染病例报道不断增多，其作为一种具有显著临床微生物学特征的致病菌引起国外学者的广泛关注，然而国内对其鉴定多半只停留在凝固酶阴性葡萄球菌的水平上。路邓葡萄球菌可以引起多种临床疾病，现就其微生物学特征、相关临床疾病、抗生素敏感性及致病机制等研究现状做一综述。关键词：路邓葡萄球菌 侵袭性感染 抗生素敏感性 中图分类号 R378.1 文献标识码 A 文章编号 凝固酶阴性的葡萄球菌（coagulase-negative staphylococci ，CNS)作为人体皮肤表面正常寄居菌群之一，被认为是无侵袭性、低毒力的条件致病菌1。路邓葡萄球菌作为CNS中的一种，由Freney等2于1988年首次报道。它常被作为培养污染菌，因此一般实验室只将其鉴定到CNS水平上，而不再进一步鉴定。然而近年来，路邓葡萄球菌引起的侵袭性感染的报道日趋增多。它作为具有显著临床微生物学特征的致病菌引起学者广泛关注，更有学者将其称为Surreptitious Staphylococcus 3或 “披着羊皮的狼”。路邓葡萄球菌与多种临床疾病密切相关，包括脓肿、心内膜炎、腹膜炎、泌尿道感染、中枢神经系统感染、骨关节感染等。1、微生物学特征1.1形态及生化特性路邓葡萄球菌镜下为革兰氏染色阳性球菌、单个菌体直径0.8-1.0um、簇状或短链状排列。路邓葡萄球菌为兼性厌氧菌，最适生长温度为30-45摄氏度。在5%羊血琼脂平板上，菌落直径1-4mm，色泽变异较大，有黄色、金色、乳白色或无色，菌落光滑有光泽或粗糙黯淡，培养48h可出现beta-溶血。2路邓葡萄球菌区别于其他CNS的最大特点在于，它的微生物学特性更类似于金黄色葡萄球菌。路邓葡萄球菌虽然被划分为凝固酶阴性的葡萄球菌，却可产生结合型凝固酶或凝集因子（clumping factor）,而不分泌游离型凝固酶。因而玻片凝固酶试验阳性、试管凝固酶试验阴性。此外路邓葡萄球菌还有两个特征性生化反应：快速PYR试验阳性、鸟氨酸脱羧酶试验阳性。路邓葡萄球菌具有吡咯烷酮芳基酰胺酶（PYR）活性，可水解PYR为L-吡咯烷酮-B-萘胺，使快速PYR试验阳性。它可使氨基酸脱羧产生胺类，引起鸟氨酸脱羧酶试验阳性。另外路邓葡萄球菌可分解海藻糖、甘露糖、麦芽糖、蔗糖且产酸，不分解甘露醇且不产酸。 1.2. 鉴定鉴于路邓葡萄球菌的生化特性为玻片凝固酶试验阳性、试管凝固酶试验阴性、快速PYR试验阳性、鸟氨酸脱羧酶试验阳性、分解海藻糖及甘露糖且产酸，因此，Thean等4提出三种鉴定方法：1）快速PYR试验阳性、鸟氨酸脱羧酶试验阳性。2）快速PYR试验阳性、鸟氨酸脱羧酶试验阳性、分解甘露糖产酸。3）鸟氨酸脱羧酶试验阳性、分解海藻糖产酸、无碱性磷酸酶活性。Frank 等5认为路邓葡萄球菌的快速鉴定方法为快速PYR试验阳性、鸟氨酸脱羧酶试验阳性及试管凝固酶试验阳性。乳胶凝集反应试剂盒可通过测定凝集因子来鉴定路邓葡萄球菌，但Frank5等认为凝聚因子的测定并不是鉴定路邓葡萄球菌的可靠方法。自动生化仪也可用于路邓葡萄球菌的鉴定，包括API-Staph（4.0）、Vitek 2 GP（4.01）、MicroScan Conventional Pos ID、Rapid Pos ID等。Thean等4发现API-Staph 对于路邓葡萄球菌的鉴定更优于Vitek 2 GP。另外，还可以通过RT-PCR进行核酸序列分析来鉴定路邓葡萄球菌6。2、致病性凝固酶阴性的葡萄球菌一直被作为人体皮肤、粘膜的正常寄居菌群，他们曾一度被误认为培养的污染菌株而未得到重视。然而近年来CNS作为病原体引起的临床感染病例数不断上升，其耐药情况也日趋恶化。路邓葡萄球菌作为CNS的一种，因其潜在的多种毒力因子，成为CNS中最值得关注的病原体。路邓葡萄球菌主要定植于腹股沟区域7。相比较于CNS主要引起的医疗操作相关性感染，路邓葡萄球菌主要引起皮肤、软组织感染。Bcher等8通过四年的流行病学调查发现了491例由路邓葡萄球菌引起的皮肤软组织感染。Bellamy等9发现了13例路邓葡萄球菌引起的皮肤软组织感染，其中有9例发生于骨盆带区域。另外，大多数学者认为CNS不会引起乳腺炎10，但却有报道称路邓葡萄球菌可能会导致乳房脓肿11,12。 近30%的院内血流感染是由CNS造成的10，且多与医疗操作相关。路邓葡萄球菌也可引起医疗操作相关性感染，其中最常见的为感染性心内膜炎（infective endocarditis ，IE)，包括原发性IE、人工瓣膜置换术后IE及起搏器相关性IE。Anguera等13结合文献分析了1990-2003年69例路邓葡萄球菌引起的IE,发现路邓葡萄球菌不但可以引起多种类型IE,且其死亡率均高于金黄色葡萄球菌相关性IE（50%VS14.5%）和表皮葡萄球菌相关性IE(50%VS20%)。路邓葡萄球菌相关性IE比金黄色葡萄球菌相关性IE更需要外科手术治疗（70%VS36.9%）。近年来也有多篇路邓葡萄球菌相关性IE的报道14,15，且病情都较重，需外科手术治疗。 另外，路邓葡萄球菌还可引起腹膜炎16、泌尿道感染Urinary tract infections (UTI) 17、中枢神经系统感染18、骨、关节感染（脓毒性关节炎19、骨髓炎20）、眼部感染（化脓性角膜炎21、术后眼内炎22）、口腔感染23等。3、耐药现状 凝固酶阴性的葡萄球菌当前耐药状况十分严峻，院内CNS 感染中约有55%-75%耐甲氧西林，且糖肽类抗生素抵抗最早发现于CNS中10。尽管如此，作为CNS中最具致病性的路邓葡萄球菌，其耐药情况在全球范围内不均一，虽然有不同种抗生素耐药的个案报道5，但总体情况还算乐观。路邓葡萄球菌对于抗葡萄球菌类抗生素普遍敏感7，Frank24等通过对不同来源的14份临床标本的研究发现，路邓葡萄球菌对于十种抗葡萄球菌抗生素仍有较高的敏感性。 但是青霉素耐药的情况也逐渐暴露25,26，而对其他抗生素的敏感性，世界各地学者也在积极研究当中。Thean4等研究发现，106例路邓葡萄球菌对头孢西丁、环丙沙星、克林霉素、磺胺甲基异恶唑、红霉素、青霉素、四环素的耐药率分别为4.7%、0.9%、1.8%、0%、1.8%、27.4%、11.3%。另外，路邓葡萄球菌beta-内酰胺酶的检出率地区差异较大，美洲和欧洲国家表现出很大的差异，而mecA基因的检出率也较低，因此对苯唑西林的敏感性仍较高5。虽然现在路邓葡萄球菌的耐药现状普遍良好，但却出现了对糖肽类抗生素耐药的个别报道。Bourgeois27等对90株凝固酶阴性葡萄球菌耐药情况的研究发现，路邓葡萄球菌对万古霉素及替考拉宁的敏感性降低，6株呈耐药，可是Bourgeois却未说明其他抗生素的耐药情况。虽然其耐药原因发人深思，但这一现象不得不引发全世界学者的关注。4、致病机制4.1. 毒素及溶血素 目前，尚无确切证据证实路邓葡萄球菌所产生的毒素，但Vandenesch28等于1991年报道发现路邓葡萄球菌可产生一种热稳定的delta-溶血素，且与金黄色葡萄球菌的delta-溶血素具有较高的同源性。4.2. 溶菌酶抵抗 溶菌酶作为一种细胞壁水解酶，是人类天然免疫系统中抵御感染的第一道防线。而路邓葡萄球菌基因组中有O-乙酰转移酶O-acetyltransferase (OatA)同系物，细胞壁上有O-乙酰化粘肽，能阻止溶菌酶的结合。Bera29等研究发现致病性葡萄球菌都能产生溶菌酶抵抗，而非致病性葡萄球菌则不能，且路邓葡萄球菌溶菌酶抵抗的机制类似于金黄色葡萄球菌。4.3. 粘附蛋白4.3.1 vwf（von Willebrand factor）结合蛋白 vwf结合蛋白是一种血浆糖蛋白，由血小板和内皮细胞产生，可结合血小板及内皮下胶原。Nilsson30等利用噬菌体表达库，通过亲和力选择发现此蛋白可能为路邓葡萄球菌细胞表面结合蛋白，且通过Southern Blot在12株路邓葡萄球菌上证实。4.3.2 纤维蛋白原结合蛋白Fb1 纤维蛋白原结合蛋白Fb1是一种结构相关性葡萄球菌表面结合蛋白，能使细菌粘附于不同宿主细胞组织及异物表面，是葡萄球菌生物被膜形成的关键步骤。Nilsson31等发现此蛋白与金黄色葡萄球菌的凝集因子同源性达62%，且通过Southern Blot发现12株路邓葡萄球菌均含有此蛋白。4.4. 生物被膜的形成生物被膜的形成是细菌粘附及长期存在于细胞表面的关键因素，它与路邓葡萄球菌的毒力密切相关。vwf结合蛋白及纤维蛋白原结合蛋白Fb1都是生物被膜形成的重要因素24。生物被膜的形成主要由两个步骤组成：粘附、聚集形成细胞外基质32。目前多数学者认为生物被膜基质主要由icaADBC编码的Poly-N-acetylglucosamine (PNAG)和Polysaccharide intercellular protein（PIA）组成33，但仍有部分机制不明，可能存在多种形成机制34。路邓葡萄球菌作为凝固酶阴性的葡萄球菌，其感染患病率虽不及金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌高，但其潜在的致病性不容忽视。对于它的鉴定及临床处理也绝不能停留在凝固酶阴性的葡萄球菌水平上，尤其对于路邓葡萄球菌致病机制的问题，各方面均亟待研究。参考文献：1 Huebner, J.and D. A. Goldmann. Coagulase-negative staphylococci: role as pathogensJ. Annu. Rev. Med, 1999, 50:223236.2 FreneyJ, BrunY, BesM, et al. Staphylococcus lugdunensis sp. nov. and Staphylococcus schleiferisp. nov. , two species from human clinical specimensJ. Int J Syst Bacteriol, 1988, 38: 168172.3 Sotutu V, Carapetis J, Wilkinson J, et al. The “surreptitious Staphylococcus”: Staphylococcuslugdunensis endocarditis in a childJ. Pediatr Infect Dis J, 2002, 21(10):984986.4 Thean Yen Tan, Siew Yong Ng, Jie He. Microbiological Characteristics, Presumptive Identification, and Antibiotic Susceptibilities of Staphylococcus lugdunensisJ. J Clin Microbiol, 2008 ,46(7):2393-2395.5 Frank KL, Del Pozo JL, Patel R. From Clinical Microbiology to Infection Pathogenesis: How Daring To Be Different Works for Staphylococcus lugdunensisJ. Clin Microbiol Rev, 2008 ,21(1):111-133.6 Skow, A.K. A. Mangold, M. Tajuddin, A. Huntington, B. Fritz, R. B. Thomson, Jr.and K. L. Kaul. Species-level identification of staphylococcal isolates by real-time PCR and melt curve analysisJ. J. Clin. Microbiol, 2005, 43:28762880. 7 van der Mee-Marquet N, Achard A, Mereghetti L, et al. Staphylococcus lugdunensis infections: high frequency of inguinal area carriageJ. J Clin Microbiol, 2003, 41(4):1404-1409.8 Bcher S, Tnning B, Skov RL, et al. Staphylococcus lugdunensis: A Common Cause of Skin and Soft-tissue Infections in the CommunityJ. J Clin Microbiol, 2009 , 47(4):946-950.9 Bellamy R, Barkham T. Staphylococcus lugdunensis infection sites: predominance of abscesses in the pelvic girdle regionJ. Clin. Infect. Dis, 2002, 35(3):E32E34.10 Piette A, Verschraegen G. Role of coagulase-negative staphylococci in human diseaseJ.Vet Microbiol, 2009, 134(1-2):45-54.11 Asnis DS, St John S, Tickoo R, et al. Staphylococcus lugdunensis breast abscess: is it real? J Clin Infect Dis,2003, 36(10):134812 Waqhorn DJ. Staphylococcus lugdunensis as a cause of breast abscessJ. Clin Infect Dis, 1994, 19(4):814-815.13 Anguera I, Del Rio A, Miro JM, et al. Staphylococcus lugdunensis infective endocarditis: description of 10 cases and analysis of native valve, prosthetic valve, and pacemaker lead endocarditis clinical profilesJ. Heart, 2005, 91(2):e10.14 Matthews PC, Missouris CG, Jordaan J. et al. Staphylococcus lugdunensis endocarditis following cardiac catheterisationJ. Int J Cardiol, 2008, 130(1): 87-88.15 Murillo J, McMahon C, Starr J. Large vegetations in Staphylococcus lugdunensis endocarditisJ. Heart Lung, 2008, 37(6): 479-480. 16 Schnitzler N, Meilicke R, Conrads G, et al. Staphylococcus lugdunensis: report of a case of peritonitis and an easy-toperform screening strategyJ. J. Clin. Microbiol, 1998,36(3):812813. 17 Casanova-Roman M, Sanchez-Porto A, Casanova-Bellido M. Urinary tract infection due to Staphylococcus lugdunensis in a healthy childJ. Scand J Infect Dis, 2004, 36(2):149150.18 Spanu T, Rigante D, Tamburrini G, et al. Ventriculitis due to Staphylococcus lugdunensis: two case reportsJ. J Med Case Reports, 2008, 2:267. 19 Mei-Dan O, Mann G, Steinbacher G, et al. Septic arthritis with Staphylococcus lugdunensis following arthroscopic ACL revision with BPTB allograft. Knee Surq SportsJ Traumatol Arthrosc, 2008, 16(1):15-18.20 Thomas S, Hoy C, Capper R. Osteomyelitis of the ear canal caused by Staphylococcus lugdunensisJ. J Infect, 2006, 53(5):e227229.21 Pinna A, Zanetti S, Sotgiu M, et al. Identification and antibiotic susceptibility of coagulase negative staphylococci isolated in corneal/external infectionsJ. Br J Ophthalmol, 1999, 83(7):771773.22 Chiquet C, Pechinot A, Creuzot-Garcher C, et al. Acute postoperative endophthalmitis caused by Staphylococcus lugdunensisJ. J Clin Microbiol, 2007,45(6):16731678.23 You YO, Kim KJ, Min BM, et al. Staphylococcus lugdunensisa potential pathogen in oral infectionJ. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod, 1999 88(3):297302.24 Frank KL, Reichert EJ, Piper R, et al. In vitro effects of antimicrobial agents on planktonic and biofilm forms of Staphylococcus lugdunensis. clinical isolatesJ. Antimicrob Agents Chemother, 2007, 51(3):888895.25 Hellbacher C, Tornqvist E, Soderquist B. Staphylococcus lugdunensis: clinical spectrum, antibiotic susceptibility, and phenotypic and genotypic patterns of 39 isolatesJ. Clin Microbiol Infect, 2006, 12(1):43-49.26 Mateo M, Maestre JR, Aguilar L, et al. Genotypic versus phenotypic characterization, with respect to susceptibility and identification, of 17 clinical isolates of Staphylococcus lugdunensiJ. J Antimicrob Chemother, 2005, 56(2):287-291.27 Bourgeois I, Pestel-Caron M, Lemeland JF, et al. Tolerance to the Glycopeptides Vancomycin and Teicoplanin in Coagulase-Negative StaphylococciJ. Antimicrob Agents Chemother, 2007, 51(2):740-743.28 Vandenesch F, Storrs MJ, Poitevin-Later F, et al. Delta-like haemolysin produced by Staphylococcus lugdunensisJ. FEMS Microbiol Lett, 1991,62(1)