金黄色葡萄球菌对莫匹罗星和氯己定的耐药研究进展

严 明，吴建国，黄文祥，贾 蓓

·综述·

金黄色葡萄球菌对莫匹罗星和氯己定的耐药研究进展

严 明1，吴建国2，黄文祥1，贾 蓓1

金黄色葡萄球菌； 莫匹罗星； 氯己定； 耐药

金黄色葡萄球菌（金葡菌）是引起医院感染最为常见的革兰阳性球菌，早在100多年前，人们就已经开始了对它的研究；目前，该菌所导致的感染仍有很高的病死率。1961年JEVONS等在英国首次发现了耐甲氧西林金葡菌（MRSA），随着抗生素的广泛应用，甚至滥用，世界各地MRSA的检出率有快速增长趋势，其在医院感染比例也逐渐上升。MRSA具有多重耐药，其所致感染有较高的致死率，成为当今感染医学面临的一大难题。人类是金葡菌的天然宿主，特别是医务人员，金葡菌带菌者高达70 %，多位于皮肤黏膜和鼻咽腔中；局部抗生素、消毒剂以及杀菌剂的使用是减少其传播的主要方式之一，但是与菌株对大多数全身使用抗生素耐药一样，金葡菌对局部使用的抗生素及消毒剂的耐药也会导致和加重医院获得性感染的流行和传播［1-2］。本文就近年来金葡菌对局部使用抗菌药物莫匹罗星及消毒剂氯己定的耐药流行情况及耐药机制的研究进展进行综述。

1　莫匹罗星及氯己定的耐药流行情况

1.1莫匹罗星的耐药流行情况

莫匹罗星（假单胞菌酸A）在结构上是异亮氨酸结构类似物，其主要通过作用于菌体内的异亮氨酸tRNA合成酶与异亮氨酸结合位点，选择性灭活异亮氨酸酶从而阻碍氨基酸的合成，以终止蛋白质的合成以及减缓细菌生长，从而发挥抗菌作用［3］。在上世纪80年代，莫匹罗星首先在英国用于控制MRSA感染，现该药广泛用于MRSA所致局部皮肤软组织和手术部位感染的治疗，以及清除MRSA的鼻腔定植；调查发现在爱尔兰MRSA对其耐药率为2 %，在新西兰为12.4 %，而在美国则高达24 %［4］；在马来西亚分离的MRSA中莫匹罗星的耐药率也呈逐年上升趋势，在2001年、2003年、2010年以及2014年的耐药率分别是1.3 %、3.8 %、5 %以及8.4 %；2014年新加坡报道显示其分离的MRSA中莫匹罗星的耐药率为11 %，在我国MRSA对其耐药率为6 %，而在韩国则达17 %［5-6］。这些均与莫匹罗星的大量使用明确相关。

另外，通过细菌表型的不同可将莫匹罗星分为高水平耐药（MIC＞512 mg/L）及低水平耐药（MIC 8～256 mg/L）两类［5-7］。然而对于莫匹罗星中MIC在256～512 mg/L范围菌株的研究报道很少，这可能与分布于此区域的菌株本来就很少有关。目前关于其耐药机制还不是很明确，当然部分研究将其归为高水平耐药范围内［6］，这值得我们进一步关注。在莫匹罗星耐药的研究中，细菌对莫匹罗星高水平耐药因其早期可表现出明显的耐药情况，受到人们的广泛重视。值得注意的是，有研究报道在2003年韩国莫匹罗星主要是高水平耐药，其耐药率为4.7 %，而在2006-2009年韩国莫匹罗星主要为低水平耐药，其耐药率达12 %，同时在韩国也有研究显示莫匹罗星低水平耐药率在2006-2009年由14 %增长到22 %；在瑞士，莫匹罗星低水平耐药率在1999-2008年由0增长到80 %［5］。在莫匹罗星低水平耐药菌株中，莫匹罗星可在耐药菌定植的初期将其清除，但是随着莫匹罗星的长期、广泛使用，耐药菌在被清除后可在短期内重新定植，造成感染的持续存在［3，5］，这使得低水平耐药菌株的控制变得越来越严峻。因此，随着莫匹罗星的大量、长期使用，莫匹罗星低水平耐药情况将成为未来耐药的主要形式之一。

1.2氯己定的耐药流行情况

氯己定作为消毒剂与莫匹罗星一样也被广泛用于局部感染控制（包括外科手术洗手、外科操作前的清洁及一般情况下的手卫生、清洁导尿管等）或鼻腔内金葡菌去定植［8］。氯己定主要通过损伤胞质膜、冻结细胞质或是破坏磷脂双分子层达到抑菌的作用［6］。在我国台湾氯己定是1973年开始用于临床，在1990年就发现多重耐药的MRSA，该菌对氯己定的耐药率从1990年的1.7 %上升至2005年的47 %［9］；在我国香港一项长达5年的研究探索发现随着氯己定的使用，MRSA对其耐药率从1995年的26.7 %上升到2005年的33.3 %；2003年日本相关研究显示MRSA对氯己定等消毒剂的耐药率达32.6 %；我国2008年的研究显示MRSA对氯己定的耐药率达62 %［10］。MRSA菌株对氯己定耐药的高发显示大量使用氯己定可能导致该菌耐药情况急剧增加；同时菌株长时间暴露在氯己定中与鼻腔菌株去定植失败相关［11］。

2　莫匹罗星及氯己定的耐药机制

2.1莫匹罗星的耐药机制

细菌对莫匹罗星低水平耐药主要是由染色体编码异亮氨酸的基因产生点突变；当菌株在莫匹罗星的作用下可致低水平耐药的快速发生，并且莫匹罗星低水平耐药是菌株长时间暴露在莫匹罗星中逐步的点突变获得的［7］。低水平莫匹罗星耐药可以分为2个阶段：第1步单个氨基酸突变，第2步双重氨基酸突变。在异亮氨酸内，因碱基突变所致的V588F、V631F或G592V的单个氨基酸的变异可导致细菌对莫匹罗星产生低水平耐药，而双重突变，即单个氨基酸突变的组合（比如：V588F-V631F、G593V-V631F和 H67QF-563L、R816C-F563L）会使莫匹罗星的耐药程度进一步提高；单个氨基酸突变的MIC在8～128 mg/L，而双重氨基酸突变的MIC在128～256 mg/L，目前很少见到双重氨基酸突变的耐药菌株［12］。到目前为止，研究均显示低水平莫匹罗星耐药菌株最主要的是V588F氨基酸的突变，当然还有V631F、G592V、S634F等氨基酸的改变，大部分菌株是获得1个突变［7，13］。另外部分菌株暴露于莫匹罗星时继续产生新的突变，但是在表型上，它们却是敏感菌株，这就是沉默突变，随着菌株长时间暴露在莫匹罗星中，沉默突变位点也越来越多（包括 G297A、T336A、A741T、C753T、A810T、G873A、G879A、T912C、T1215C、T1242C等），这些沉默突变，可能导致不同地区或同一地区不同医院的流行病学变化，它们可能在未来成为耐药菌株的主要耐药类型之一。莫匹罗星的低水平耐药情况与菌株暴露在莫匹罗星中时间长短相关，当一些菌株暴露在莫匹罗星中，可检测到S634F位点的突变，但是莫匹罗星的MIC却是波动在敏感菌和低水平耐药菌之间，延长其在莫匹罗星中的暴露时间可以提升低水平耐药菌的产生；而将已经产生低水平耐药基因位点突变的菌株停止暴露在莫匹罗星中时，该菌株尽管可以恢复为敏感菌株，但是在基因型上可长期携带上述点突变基因，再次暴露于莫匹罗星又可被诱变为耐药［13］，因此低水平耐药菌株在未来可能给我们带来极大挑战，应加关注。

莫匹罗星高水平耐药与mupA基因相关，其主要编码额外的异亮氨酸酶，这种mupA主要存在于耐药菌质粒上，它与细菌染色体本身编码的异亮氨酸在结构上存在很大的差异，莫匹罗星对其不产生作用；同时该基因主要存在质粒的可变区（variable region），因此不同细菌质粒之间可以相互接合、重组，进一步促进其耐药机制的水平传播，最后导致广泛的耐药，这是目前莫匹罗星耐药的主要形式［12，14］。莫匹罗星高水平耐药导致其去MRSA定植作用丧失，同时不同地区分离的与莫匹罗星高水平耐药基因相关的质粒大小各不相等，其主要的差异存在于外围序列，mupA基因在结构上非常保守，但其外围序列却具有多样性，比如在莫匹罗星耐药菌株中，其质粒长度可在25～41.4 ku区间，在长度为25 ku的质粒可能只存在mupA基因，而41.4 ku的质粒却同时存在耐甲氧苄啶、四环素等基因，这些外围序列与多重耐药有关［15］。

关于mupA基因还有2点发现：①DRISCOLL 等［16］的研究结果表明自然界存在的mupA基因本身就存在着基因的多样性，mupA基因可由于一对碱基的缺失而发生移码突变，造成mupA的暂时失活，在表型上表现出对莫匹罗星的敏感，当含有这种质粒的菌株长期接触到莫匹罗星后会出现高频率的突变修复这种移码突变，迅速恢复成高水平莫匹罗星耐药型菌株；因此，莫匹罗星长期、大量使用将筛选出更多耐药菌株。②有些mupA基因阳性菌株呈现出低水平耐药或呈现出敏感菌的情况，这部分菌株的mupA基因主要是存在于染色体，而不是质粒上，它与低水平耐药相关［3，17］。但是这些导致低水平耐药的基因是通过垂直传播播散的，丰富了耐药菌株的传播方式，使得更多暴露在莫匹罗星中的菌株存在耐药的高风险。

另外，在一些研究中发现，莫匹罗星对部分菌株的MIC≥512 mg/L，但是却检测不到mupA基因的存在［3］，提示金葡菌对莫匹罗星还存在其他耐药机制。最近研究提出莫匹罗星的新耐药基因mupB［12］。该基因与mupA有65.5 %序列同源，但是与异亮氨酸只有45.5 %序列同源，mupB基因位于一种穿梭质粒上，该质粒可以通过电穿孔转移耐药表型到敏感的金葡菌中导致耐药；mupB是高水平耐药的另一个决定因素，其起源尚不清楚，Southern blot检测提示该基因可能存在于非结合的质粒上，最近的研究显示，目前临床上出现了非mupA基因介导的高水平耐药，mupB可以解释这些情况的存在［12，14］。

2.2氯己定的耐药机制

研究显示含有qacA/B基因的金葡菌中，氯己定的MIC明显升高，与其他消毒剂一样，qac基因家族被认为是氯己定等消毒剂耐药的主要原因，它介导金葡菌产生的耐药主要是由质粒编码的多重耐药外排蛋白实现［13］。QacA为多药转运蛋白，因其介导对亲脂性消毒剂季胺类化合物外排而命名，编码基因与qacB相比，它们仅有7个bp的差异，可导致第323位氨基酸的置换，通常PCR 及Southern blot等检测难以区别两个基因；它们通过细胞膜两侧形成的电化学梯度使抗菌药物、消毒剂外排而致耐药。另外，qacC/qacD编码的蛋白也是主要通过质子泵的动力介导对季胺类消毒剂的低水平耐药。根据消毒剂耐药表型的不同，研究发现qacA/B属于耐药超家族基因（the facilitator superfamily），而qacC/qacD（smr）属于耐药小家族成员（small multidrug resistance protein family），它们分别编码相应蛋白介导菌株对氯己定的高水平耐药及低水平耐药；同时，qacA/B基因是导致金葡菌对氯己定耐药的主要机制。与mupA相似的是qacA/B等基因也存在于接合质粒，它们可以在不同菌株中水平传播，这使得耐药菌株的控制更加困难［8］。

2.3莫匹罗星与氯己定联合耐药情况

有研究报道金葡菌对莫匹罗星和氯己定耐药的相关性：在携带qacA/B基因的MRSA菌株中可以检测出的mupA基因的存在，qacA/B基因存在于细菌可传播质粒上，比如PSK1、PSK107上，在这些质粒上也有编码抗生素耐药基因，现在金葡菌去定植失败率越来越高，可能与mupA和qacA/B基因的共同存在有关，但目前还没有关于编码它们的相关基因是否存在同一质粒上的报道，这可以作为我们未来研究的一个方向［3］。

有研究也显示，在莫匹罗星低水平耐药菌株中可以检测出qacA/B基因的存在，它对氯己定呈现高水平耐药，同时显示出了对MRSA更高的去定植失败率；这告诉我们莫匹罗星与氯己定共同用于预防或控制感染可能导致金葡菌耐药率的明显升高，同时可能筛选出2种耐药基因同时存在的菌株，它们是未来耐药菌的发展趋势，这也是莫匹罗星低水平耐药明显升高的一个原因［18-19］。

总之，目前金葡菌特别是MRSA的感染仍然是一个严峻问题，局部用抗菌药物莫匹罗星以及氯己定等消毒剂广泛的用于鼻腔MRSA去定植，以及皮肤金葡菌感染等，其耐药情况及相应的机制值得关注。首先，长期暴露在莫匹罗星或氯己定中是诱导金葡菌耐药的重要因素，其既可以诱导基因突变、也可筛选出新的耐药基因，促进耐药基因的传播，无论低水平抑或高水平耐药都会导致预防或治疗失败风险增加，并且近年来全球不同国家和地区莫匹罗星、氯己定耐药率都有明显升高趋势［4，9］，因此有必要进行相应的耐药监测，合理使用莫匹罗星及氯己定。由于目前新型耐药方式及耐药基因的产生，我们需要新的对策。其次，目前有研究显示在同一MRSA菌株中检测到mupA 和qacA/B基因的同时存在，并且对MRSA鼻腔去定植的失败率更高，是未来MRSA相关菌株耐药的主要发展趋势。目前关于两者耐药相互关联的研究较少，因此在未来的研究中，有必要进一步研究两者的关联性。

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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

重庆市中青年医学高端后备人才培养计划。

1. 重庆医科大学附属第一医院感染科，重庆市传染病寄生虫病学重点实验室，重庆 400016；2. 重庆市奉节县人民医院感染科。

严明（1990—），女，硕士研究生，主要从事细菌耐药方面的研究。

贾蓓，E-mail：beijia7410@163.com。

2015-10-27

2016-01-05