LA-MRSA國內(nèi)外流行病學(xué)特征研究進(jìn)展

孫城濤 吳聰明

金黃色葡萄球菌(staphylococcusaureus，SA)可以引起人和動(dòng)物各種急、慢性感染，是人畜共同面對(duì)的重要病原菌。自20世紀(jì)60年代出現(xiàn)甲氧西林耐藥株以來，更成為了備受關(guān)注的“超級(jí)細(xì)菌”之一。耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(methicillin-resistantStaphylococcusaureus，MRSA)在世界各地的醫(yī)院、社區(qū)、養(yǎng)殖場廣泛流行，導(dǎo)致的人畜感染和死亡病例越來越多，成為全球嚴(yán)峻的臨床及公共衛(wèi)生問題。MRSA自首次發(fā)現(xiàn)至今半個(gè)多世紀(jì)以來，對(duì)人類健康的威脅不減，2017年世界衛(wèi)生組織將其列為對(duì)人類健康最具威脅的12種細(xì)菌之一[1]。

動(dòng)物是MRSA的重要貯庫，也是MRSA的重要傳播源頭。家畜相關(guān)MRSA (livestock-associated MRSA, LA-MRSA)不僅在全球范圍內(nèi)的養(yǎng)殖動(dòng)物中大量存在，還可以向人群傳播，成為既醫(yī)院獲得性MRSA (healthcare-associated MRSA，HA-MRSA) 和社區(qū)獲得性MRSA (community associated MRSA，CA-MRSA) 先后出現(xiàn)和大范圍流行以來的又一嚴(yán)重威脅人類健康的流行病學(xué)分支。動(dòng)物源MRSA最早于1972年從奶牛乳房炎病例中發(fā)現(xiàn)[2]。目前由畜禽及伴侶動(dòng)物分離獲得的常見的LA-MRSA克隆型(Clonal Complex, CC)和多位點(diǎn)序列分型(Multilocus Sequence Typing, MLST)包括CC398(豬、牛、雞、羊、馬、兔、狗、貓)、CC9(豬、牛、雞)、ST1(牛、馬、雞)、CC5(雞、火雞、馬)、ST8(牛、馬)、CC97(牛)、ST121(兔)、CC126(牛)、CC130(牛、羊)、CC133(牛、羊)、CC705(牛)、CC385(雞)、ST425(牛)、ST1464(羊)等，其中以CC398和CC9流行最為廣泛，且具有地域特異性[2]。

1 LA-MRSA在西方國家公共衛(wèi)生風(fēng)險(xiǎn)凸顯

2005年前，雖有少量LA-MRSA在牛及寵物上被分離獲得，但研究認(rèn)為其來源于人，并未引起足夠重視。直到2005年豬源MRSA感染人的病例在荷蘭被報(bào)道[3]，人們逐漸意識(shí)到LA-MRSA是一類重要的人畜共患病原菌，并引起各國政府的重視及科學(xué)家的廣泛關(guān)注。隨后，丹麥、德國、法國、意大利等歐洲國家紛紛報(bào)道了LA-MRSA在本國內(nèi)的檢出，而且均以ST398為主[2]。此后，LA-MRSA CC398在北美、澳洲、非洲、新加坡及韓國等國家也陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)[4,5]。鑒于LA-MRSACC398流行范圍之廣，對(duì)人類健康威脅之大，歐洲及北美等國家針對(duì)其相關(guān)研究也最為密集，已經(jīng)有諸多研究系統(tǒng)報(bào)道了LA-MRSACC398的流行病學(xué)特征、起源以及遺傳進(jìn)化特征等。

MRSA CC398宿主范圍廣泛，除豬、牛外，還可定植在雞、馬、兔等畜禽及野生動(dòng)物體內(nèi)[2,6,7]。CC398作為最早發(fā)現(xiàn)的、也是最常見的LA-MRSA流行克隆型引發(fā)畜禽感染的病例并不常見，其之所以備受關(guān)注是因?yàn)樨i源MRSA ST398可定植感染養(yǎng)殖從業(yè)人員及其家庭成員[8]，甚至與畜禽沒有直接接觸的社區(qū)人員[9]。多項(xiàng)針對(duì)養(yǎng)殖從業(yè)人員MRSA攜帶情況的調(diào)查均證實(shí)了與畜禽的直接接觸是定植LA-MRSA的重要風(fēng)險(xiǎn)因子。對(duì)包括荷蘭、西班牙、比利時(shí)、德國、意大利、丹麥以及英國等多個(gè)歐洲國家的此類研究的總結(jié)顯示，養(yǎng)殖從業(yè)人員在養(yǎng)豬場定植MRSA CC398的發(fā)生率是24%～86%，牛場31%～37%，禽類養(yǎng)殖場9%～37%, 獸醫(yī)工作人員在養(yǎng)豬場定植MRSA CC398的發(fā)生率也普遍較高，達(dá)44%～45%[10]。養(yǎng)殖從業(yè)人員與動(dòng)物攜帶相同亞克隆型的MRSA CC398，且養(yǎng)殖從業(yè)人員MRSA攜帶率顯著高于未曾有畜禽暴露的人群[11,12]，近一步證實(shí)了LA-MRSA由畜禽向人的傳播。此外，LA-MRSACC398也可引起與畜禽沒有直接接觸的社區(qū)人員的定植感染[9]。在荷蘭，15%攜帶有MRSA CC398的人群從未有過豬群或牛群的直接接觸經(jīng)歷[13]；這一比例在德國更高，在一項(xiàng)對(duì)德國西北部醫(yī)院患者M(jìn)RSA攜帶情況的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，21%患者定植感染有MRSA CC398，其中38%(21/55)患者無畜禽直接接觸經(jīng)歷[14]。在西班牙進(jìn)行的LA-MRSA CC398定植情況與畜禽接觸間關(guān)系的研究結(jié)果也證實(shí)了畜禽接觸是LA-MRSA CC398定植的重要風(fēng)險(xiǎn)因子，而CC398 MRSA在無畜禽接觸人員中的檢出表明畜禽源LA-MRSA CC398向人群的傳播還有其他間接途徑，或可存在環(huán)境-人，人-人傳播[15]。

除了養(yǎng)殖場及養(yǎng)殖動(dòng)物的直接暴露之外，肉產(chǎn)品生產(chǎn)鏈也被證實(shí)是LA-MRSA向人群傳播的重要途徑。盡管不同國家及不同肉產(chǎn)品MRSA檢出率有所差異，但各國的現(xiàn)有報(bào)道均提示肉產(chǎn)品具有較高的LA-MRSA污染率。在荷蘭，MRSA檢出率在豬肉中達(dá)10.7%, 牛肉15.2%，羊肉6.2%，火雞肉MRSA檢出率更是高達(dá)35.3%[16]。德國火雞肉MRSA檢出率也高達(dá)32%，但是豬肉MRSA檢出率稍低于荷蘭，達(dá)2.8%[17]。加拿大和美國也有類似污染率的報(bào)道[18,19]。

LA-MRSA在各國養(yǎng)殖場中的檢出率有較大差異，甚至同一地區(qū)不同養(yǎng)殖場LA-MRSA檢出率差異也較大。其在養(yǎng)殖場中的流行情況似乎與養(yǎng)殖場大小[20,21]、養(yǎng)殖模式[22,23]、消毒劑使用情況及飼料鋅含量等有一定的關(guān)聯(lián)[24]。目前，大范圍內(nèi)的LA-MRSA監(jiān)控僅局限于歐洲少數(shù)國家。2008年歐洲食品安全局(EFSA)對(duì)24個(gè)歐盟成員國及2個(gè)非成員國的豬舍MRSA流行情況進(jìn)行了基線調(diào)查。結(jié)果顯示，各國豬舍LA-MRSA流行情況差異較大，從0%到51.2%不等，除7個(gè)歐盟成員國未檢測到MRSA外，其余成員國均有MRSA檢出，且92.5%為MRSA CC398[25]。該基線調(diào)查采集的是土壤樣品，而各國進(jìn)行的豬鼻腔MRSA定植情況調(diào)查結(jié)果顯著高于這一基線數(shù)據(jù)。例如，荷蘭對(duì)本國的養(yǎng)殖場LA-MRSA的監(jiān)控評(píng)估提示，超過80%養(yǎng)殖場均呈MRSA陽性。丹麥的最近監(jiān)控也顯示國土范圍內(nèi)60%～70%的豬群定植有LA-MRSA。挪威農(nóng)場LA-MRSA的檢出率相對(duì)比較低，僅有少數(shù)農(nóng)場呈MRSA陽性[26-28]。其他大部分地區(qū)缺乏國家層面的MRSA監(jiān)控，僅有研究人員對(duì)養(yǎng)殖場或屠宰場LA-MRSA的小范圍調(diào)查。

發(fā)達(dá)國家對(duì)LA-MRSA的研究方興未艾。2009年歐盟啟動(dòng)了兩項(xiàng)有關(guān)LA-MRSA (FA-MRSA)的研究計(jì)劃(PILGRIM和CONCORD)，有20余家高校和研究單位參與研究(http://www.fp7-pilgrim.eu)，圍繞MRSA ST398等流行克隆，歐美正在著力研究LA-MRSA的快速檢測技術(shù)、宿主范圍、流行傳播機(jī)制與影響因素、傳播動(dòng)力學(xué)模型、病原-宿主互作機(jī)制及關(guān)鍵因子、控制手段等，以期提高LA-MRSA的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制技術(shù)水平。

2 LA-MRSA在亞洲流行概況

相對(duì)于歐洲國家，亞洲地區(qū)對(duì)于LA-MRSA的研究起步較晚，特別是一些發(fā)展中國家對(duì)于LA-MRSA的流行病學(xué)及分子流行特征的相關(guān)報(bào)道較少，一些發(fā)展較為落后的國家更是缺乏相關(guān)報(bào)道。亞洲地區(qū)豬源LA-MRSA的報(bào)道主要集中在中國、中國香港、泰國、馬來西亞、日本、韓國和新加坡等。不同于廣泛流行于歐美等西方國家的LA-MRSA CC398, 多數(shù)亞洲國家主要LA-MRSA流行克隆屬于CC9，日本的主要流行克隆是ST121[29]，韓國則是ST398/t034和ST541/t034[30]。亞洲地區(qū)豬源LA-MRSA分離率不盡相同，但總體分離率低于歐美等西方國家。例如，日本0.9% (1/115)[29], 馬來西亞1.39% (5/360)[31], 韓國3.2% (21/657)[30]，中國11.4% (58/509)[32]，泰國10% (4/40)到40% (6/15)[33-34],中國香港16% (16/100)到39.3% (157/400)[35-36]。盡管LA-MRSA CC9在亞洲地區(qū)豬群中有較高的攜帶率，但目前還未有LA-MRSA CC9造成豬或人感染的報(bào)道，僅僅在中國臺(tái)灣的地區(qū)監(jiān)控中從人醫(yī)臨床菌株中分離出ST9-t899[37]。

3 LA-MRSA在中國

3.1LA-MRSA在國內(nèi)豬群 針對(duì)我國養(yǎng)豬場及屠宰廠LA-MRSA攜帶情況的首次報(bào)道可追溯到2008年，CUI等[32]對(duì)陜西、河北、四川和湖北4個(gè)省份的部分養(yǎng)豬場及屠宰廠的豬群、養(yǎng)殖工作人員進(jìn)行的調(diào)查顯示，多個(gè)養(yǎng)豬場和屠宰場的豬群和養(yǎng)殖工作人員均檢測出攜帶有MRSA，分離率各省區(qū)存在差異 (1.6%～25%)，MRSA分離株多重耐藥情況比國外豬源MRSA嚴(yán)重；且分離株的分子分型不同于廣泛流行于歐洲和北美等西方國家的LA-MRSACC398，而屬于CC9-t899(ST9, 或其變體ST1376，ST1297)。此后國內(nèi)的諸多研究均證實(shí)了我國養(yǎng)豬場及屠宰場LA-MRSA優(yōu)勢(shì)克隆為CC9-t899。同年Wagenaar等[38]在四川省等部分豬場圈舍塵土中分離到MRSA，優(yōu)勢(shì)克隆為ST9，也存在其變異體ST1376，spa分型均為t899。相同的塵土樣品中還檢測到了ST9-t899(12/14)型和ST398-t034(2/14)型MSSA。2009年，Yan等[39]在黑龍江兩個(gè)屠宰場收集的590份豬鼻腔拭子中分離獲金黃色葡萄球菌200株，其中包含MRSA 38株。分子分型結(jié)果顯示MSSA以ST398-t034(89/162)為主，其次為ST9-t899(36/162)，此外還包括ST398-t1446(7/162)，ST398-t5462(3/162)，ST9-t4358(12/162)，ST9-t4474(1/162)，ST7-t2119(8/162)，ST2113-t6386(2/162)，ST1375-t034(1/162)，ST2773-t899(1/162)，ST2366-NT(1/162)及1株無法分型。與MSSA分型結(jié)果不同，MRSA菌株均為ST9型，攜帶的SCCmec為IVb型，spa分型為t899(33/38)、t2922(4/38)及1株無法獲得分型菌株。2014年，Li等[40]對(duì)河南、山東、上海及寧夏地區(qū)養(yǎng)豬場與屠宰場進(jìn)行了更大樣本量的調(diào)查，采集2 420份豬鼻拭子樣品中270份(11.2%)分離出MRSA，不同地區(qū)的分離率存在較大差異。對(duì)270株豬源MRSA分離株均對(duì)苯唑西林、頭孢西丁、克林霉素、氯霉素、氟苯尼考、環(huán)丙沙星、沃尼妙林耐藥，超過80%的分離株對(duì)四環(huán)素、紅霉素、奎奴普汀/達(dá)福普汀以及慶大霉素耐藥，少量分離株對(duì)利福平(9株)及利奈唑胺(3株)不敏感；分離株均攜帶mecA基因(介導(dǎo)β-內(nèi)酰胺類耐藥)和lsa(E)基因(介導(dǎo)截短側(cè)耳素類-林可胺類-鏈陽菌素A類耐藥)，99%的分離株攜帶fexA基因(介導(dǎo)酰胺醇類耐藥)，3株含有cfr基因(介導(dǎo)利奈唑胺耐藥)；各地區(qū)的豬源MRSA流行克隆均為ST9-t899型，且不同地區(qū)之間存在豬源MRSA克隆傳播現(xiàn)象。

3.2LA-MRSA在國內(nèi)牛群 除豬外，調(diào)查發(fā)現(xiàn)我國多地奶牛場也存在引起乳房感染的MRSA菌株，但分離株攜帶的SCCmec與豬源分離株不同，與豬源MRSA相比，牛源MRSA菌群結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。2009年王登峰等[41]對(duì)新疆、浙江、山東、內(nèi)蒙古、上海5個(gè)地區(qū)奶牛乳房炎病例中分離的獲得6株MSSA菌株ST97(4/6)、ST50(2/6)，以及6株MRSA菌株ST9(1/6)、ST97(3/6)、ST965(1/6)、ST6(1/6)。除1株ST9型MRSA外，其余MRSA均攜帶有SCCmecIV。Pu等人[42]對(duì)甘肅、上海、四川及廣州4個(gè)地區(qū)奶牛乳房炎的牛奶樣本中分離獲得的103株SA進(jìn)行篩查發(fā)現(xiàn)，49株為mecA陽性。對(duì)上海及甘肅地區(qū)菌株進(jìn)行spa及SCCmec分型，結(jié)果顯示除不可分型菌株外，其余均為t267-SCCmecV 或t1234-SCCmecII，且都不含有PVL基因。隨后Li等[43]對(duì)陜西的奶牛乳房炎牛奶中MSSA及MRSA攜帶情況進(jìn)行了調(diào)查，分離獲得121株金黃色葡萄球菌，其中1株為mecA陽性MRSA，7株對(duì)苯唑西林高水平耐藥卻不含有mecA或mecC基因。MSSA菌株的spa分型為t524、t11772、t4207，MLST分型則主要為ST71、ST2738。mecA陽性MRSA菌株屬于t524-ST71-SCCmecIVa，而mecA陰性MRSA也屬于t524-ST71。近期，Wu等人[44]在患有乳房炎的奶牛的牛奶樣本中分離獲得一株ST9-t899 MRSA，不同于先前報(bào)道，該菌株攜帶的有新的染色體mec基因盒-SCCmecXII，該基因盒中含有新型的重組酶基因ccrC2，經(jīng)篩查發(fā)現(xiàn)，該基因廣泛存在于凝固酶陰性葡萄球菌(CoNS)，且甲氧西林敏感或耐藥的菌株中均有發(fā)現(xiàn)。通過與基因數(shù)據(jù)庫NCBI比對(duì)發(fā)現(xiàn)，該新型重組酶還出現(xiàn)于美國、法國、德國金黃色葡萄球菌及表皮葡萄球菌中。

3.3LA-MRSA在國內(nèi)動(dòng)物源食品 令人關(guān)注的是，Ho等[36]于2011年從大陸調(diào)運(yùn)到中國香港屠宰的豬胴體中檢出了MRSA菌株，檢出率分別達(dá)16.0%和39.3%，克隆型均為ST9型，攜帶的SCCmec主要為IVb型，少數(shù)為V型，與大陸的報(bào)道較一致。Wang等[45]在2008-2012年在調(diào)查西安市農(nóng)貿(mào)市場和超市的零售食品SA污染情況過程中，分別從豬肉、雞肉、生鮮牛奶、餃子和速食食品中檢出了MRSA菌株。克隆型主要為ST9，與已報(bào)道的國內(nèi)豬源MRSA克隆型一致，沒有發(fā)現(xiàn)MRSA ST398。分離株攜帶的SCCmec有II、IVb和V型，部分分離株還攜帶有PVL、SE等毒素基因。

4 LA-MRSA流行克隆的形成機(jī)制尚不明確

動(dòng)物源SA的種群結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。歐洲進(jìn)行的一項(xiàng)關(guān)于豬源SA種群結(jié)構(gòu)隨時(shí)間變化的研究發(fā)現(xiàn)，歐洲范圍內(nèi)自1973-2003年收集的豬源SA并不存在目前廣泛流行的LA-MRSA CC398，而2003年前主要流行的克隆是CC9、CC1、CC97、CC433。該結(jié)果表明歐洲豬源SA的種群結(jié)構(gòu)在近40年里發(fā)生了轉(zhuǎn)變[46]。比利時(shí)、波蘭等國的調(diào)查也證實(shí)了豬源SA的種群結(jié)構(gòu)比較多樣，例如，比利時(shí)豬源MSSA (Methicillin-susceptibleStaphylococcusaureus): CC1 (15.8%)、CC9 (49.1%)、CC30 (22.8%)、CC398 (12.3%)[47]。波蘭豬源SA(包括MRSA與MSSA):CC7 (8.5%), CC9 (19.5%), CC15 (1.0%), CC30 (38.0%), CC398 (33.0%)[48]。歐洲范圍內(nèi)LA-MRSA CC398為何能夠取代CC9、CC1、CC97、CC433等其他多種SA流行克隆而成為目前大范圍流行的優(yōu)勢(shì)克隆，其形成機(jī)制尚不明確。

近年來，全基因組測序技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得對(duì)LA-MRSA CC398的起源研究得以進(jìn)行。對(duì)不同來源的MSSA/MRSA CC398進(jìn)行的比較基因組學(xué)研究揭示了LA-MRSA CC398在歐洲的起源，認(rèn)為LA-MRSA CC398可能源自人源MSSA ST398跨宿主定植于豬群后，經(jīng)過抗生素壓力篩選，獲得了β-內(nèi)酰胺耐藥性及四環(huán)素耐藥性，并失去了攜帶有人源逃避基因sak,scn及chp的噬菌體φSa3，逐步演化成目前廣泛流行的MRSA ST398，隨后該克隆型可再次定植感染人[49]。該研究結(jié)果證明了家畜是孕育新型流行性CA-MRSA克隆的貯存宿主，提示應(yīng)加強(qiáng) LA-MRSA 的監(jiān)測與流行病學(xué)研究并制定有效控制措施，以防這種流行克隆出現(xiàn)所帶來的公共衛(wèi)生風(fēng)險(xiǎn)。

雖然亞洲地區(qū)同歐美一樣豬群也存在MSSA ST398，但中國、中國香港、中國臺(tái)灣、泰國、馬來西亞等國家和地區(qū)的豬群及其飼養(yǎng)人員中流行的克隆卻非MRSA ST398，而是ST9。在亞洲地區(qū)廣泛流行的 MRSA ST9 會(huì)否演變成為象MRSA ST398一樣對(duì)人具有侵染力的新型病原在社區(qū)流行，目前尚不得而知。

5 結(jié)語

LA-MRSA流行擴(kuò)散已成為世界公共衛(wèi)生安全的重大威脅。我國作為世界第一大養(yǎng)豬國，豬源MRSA已具有較高的分離率，奶牛等養(yǎng)殖動(dòng)物也普遍存在MRSA定植感染情況。但相對(duì)于歐洲及北美等國家，我國對(duì)于LA-MRSA的研究起步較晚，也缺乏國家范圍內(nèi)的LA-MRSA監(jiān)控。目前的研究僅局限于部分研究人員對(duì)各地區(qū)養(yǎng)殖場和屠宰場LA-MRSA的流行情況及分子流行特征的調(diào)查。缺乏針對(duì)LA-MRSA CC9對(duì)于養(yǎng)殖從業(yè)人員及周邊人群定植傳播的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，也缺乏LA-MRSA CC9流行克隆的起源、遺傳進(jìn)化特征及形成機(jī)制的系統(tǒng)、深入研究。因此，亟需對(duì)我國LA-MRSA開展系統(tǒng)、深入研究，以獲得其分子流行病學(xué)特征，探明其傳播途徑與污染方式，明確廣泛流行的豬源MRSACC9的危害特征及其流行克隆形成機(jī)制，為我國開展動(dòng)物源MRSA的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和控制提供科學(xué)依據(jù)，為制定防控措施提供理論基礎(chǔ)。