李澤坤，徐士新，王鶴佳，宋立，鄒明，崔明全*

(1. 中國(guó)獸醫(yī)藥品監(jiān)察所，北京 100081；2. 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，山東 青島 266109)

金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)可定植于人與動(dòng)物的皮膚和黏膜，引發(fā)多種不同程度的感染，也是引起奶牛乳腺炎的重要病原菌之一[1]。青霉素和頭孢菌素等β-內(nèi)酰胺類藥物是治療奶牛乳腺炎的重要抗菌藥物，因其在奶牛的廣泛使用造成的選擇性性壓力，耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(methicillin resistantStaphylococcusaureus, MRSA)的分離率越來(lái)越高，使得牛群成為MRSA流行的天然宿主庫(kù)而備受關(guān)注[2]。家畜相關(guān)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(livestock-associated MRSA, LA-MRSA)最早于1972年在奶牛乳腺炎病例中被發(fā)現(xiàn)[3]。位于葡萄球菌染色體mec基因盒元件(Staphylococcuscassette chromosomemec, SCCmec)上的甲氧西林耐藥決定因子mecA基因，是介導(dǎo)MRSA對(duì)β-內(nèi)酰胺類藥物產(chǎn)生耐藥的主要基因。隨后，mecA基因同源物L(fēng)GA251也首次在奶牛源MRSA中被發(fā)現(xiàn)，后被命名為mecC基因，該基因在歐洲的多個(gè)國(guó)家均有報(bào)道，而在美洲和亞洲國(guó)家則鮮有檢出[4-5]。SCCmec作為一種可移動(dòng)遺傳元件(mobile genetic element, MGE)，能攜帶多種耐藥基因并在葡萄球菌屬之間發(fā)生水平轉(zhuǎn)移，最終介導(dǎo)葡萄球菌產(chǎn)生多重耐藥現(xiàn)象[1]。

分子分型檢測(cè)技術(shù)作為探究MRSA流行傳播和遺傳進(jìn)化的重要工具，包括SCCmec分型、多位點(diǎn)序列分型(multilocus sequence typing, MLST)和金黃色葡萄球菌A蛋白(staphylococcal protein A, SPA)分型等技術(shù)。其中，5個(gè)或5個(gè)以上MLST等位基因相同的菌株歸為同一克隆復(fù)合型(clonal complex, CC)。與脈沖場(chǎng)凝膠電泳等基于圖譜進(jìn)行分析的分型方法相比，MLST方法可以實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間、空間或宿主來(lái)源的金黃色葡萄球菌遺傳進(jìn)化研究，被廣泛應(yīng)用于MRSA的分子流行病學(xué)研究。目前牛群中MRSA的流行現(xiàn)象已十分普遍，不僅對(duì)畜牧業(yè)造成了不小的經(jīng)濟(jì)損失，也對(duì)人的健康產(chǎn)生安全隱患。尤其是近年來(lái)人感染LA-MRSA病例的不斷報(bào)道，引起人們對(duì)LA-MRSA分子流行病學(xué)研究的重視[6-7]。因此，本文主要圍繞歐美和亞洲國(guó)家牛源MRSA的分子流行特征和耐藥現(xiàn)狀展開綜述，以期為我國(guó)防控牛源MRSA的流行和傳播提供參考依據(jù)。

1 牛源MRSA分子流行特征

歐洲和美洲牛源MRSA分子分型以ST1、ST8、ST97和ST398為主，ST5、CC22、ST130和ST425也有所檢出(表1)。荷蘭、德國(guó)、比利時(shí)、西班牙和意大利等國(guó)豬群中ST398的流行現(xiàn)象尤為普遍，引起了歐洲國(guó)家對(duì)LA-MRSA監(jiān)控的高度重視[8]。隨后，瑞士、德國(guó)、荷蘭、比利時(shí)和捷克的牛源MRSA相關(guān)報(bào)道也均以ST398的檢出為主，意大利、英國(guó)和巴西的牛源MRSA中同樣存在ST398的少量檢出[2,9-15]。對(duì)于牛群中MRSA ST398的廣泛傳播，有研究認(rèn)為可能與養(yǎng)牛場(chǎng)周邊的高密度豬群中MRSA ST398的流行傳播有關(guān)。根據(jù)意大利北部相鄰2個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)中MRSA的流行調(diào)查顯示，在奶牛、豬和工作人員的相關(guān)樣品中均存在MRSA CC398的流行檢出，SPA分型均為t899[16]。最近，丹麥也報(bào)道了豬群中MRSA ST398流行傳播的溢出性現(xiàn)象[17]。豬群作為MRSA ST398最為主要的宿主來(lái)源，可能是引起人和其他動(dòng)物中MRSA ST398流行的重要原因。

亞洲牛源MRSA菌株的MLST分型以ST5、ST8、ST72和ST239最為常見，相關(guān)報(bào)道主要來(lái)源于日本和韓國(guó)，其他亞洲國(guó)家對(duì)牛源MRSA的分子流行情況也有少量報(bào)道。例如，伊朗的奶牛乳腺炎病例中存在MRSA ST291和ST522的檢出；土耳其的牛源MRSA以ST239分型為主；印度的奶牛乳腺炎病例中則存在MRSA ST239、ST72和ST2459等ST型的檢出[23-24,36]。值得注意的是，日本和韓國(guó)曾多次報(bào)道不同年代牛源MRSA分子特征的顯著差異性。其中，1999年韓國(guó)的牛奶樣品中檢出ST5型的MRSA菌株，而2003年至2009年間的奶牛源MRSA則以ST72型為主[27-28]。不僅如此，在2003年至2008年間韓國(guó)屠宰場(chǎng)和市場(chǎng)的牛肉中，也有MRSA ST72的檢出[37]。而在2018年間分離的牛肉樣品中，牛源MRSA再次出現(xiàn)了ST5的檢出[38]。與韓國(guó)牛源MRSA的分子流行情況有所相同，1999年至2005年間日本的奶牛乳腺炎病例也以MRSA ST5的檢出為主[39]。而在2008年至2011年間的牛肉樣品和奶牛乳腺炎病例中，牛源MRSA則以ST8的檢出為主[25]。

結(jié)合我國(guó)對(duì)牛源MRSA有限的研究報(bào)道，我國(guó)牛源MRSA同樣表現(xiàn)出豐富的分子流行特征，并存在不同物種之間交叉?zhèn)鞑ガF(xiàn)象。ST9作為我國(guó)豬源MRSA中最常見的分子分型，已在中國(guó)香港、浙江和上海的牛源MRSA中大量檢出，同時(shí)也是我國(guó)新疆地區(qū)奶牛源甲氧西林敏感金黃色葡萄球菌(MSSA)最為常見的分子分型[30,32,35]。此外，新疆地區(qū)奶牛源MRSA還存在ST1、ST97、ST188、ST398等分子分型的檢出，而我國(guó)中東部地區(qū)如江蘇、浙江和上海地區(qū)大量檢出ST630的奶牛源MRSA菌株[32-33]。目前，我國(guó)雖逐漸重視牛源MRSA的監(jiān)測(cè)，但是多個(gè)省份或地區(qū)的牛源MRSA菌株的分子流行特征仍為空白，肉牛場(chǎng)和屠宰場(chǎng)中MRSA分子流行的相關(guān)研究尚少。

2 牛源MRSA耐藥性特征

隨著抗菌藥物在畜牧業(yè)中的廣泛應(yīng)用，歐洲、美洲和亞洲國(guó)家牛源MRSA對(duì)青霉素、苯唑西林和頭孢菌素等β-內(nèi)酰胺類藥物已表現(xiàn)出嚴(yán)重的耐藥現(xiàn)象，并對(duì)人醫(yī)臨床中應(yīng)用于治療金黃色葡萄球菌感染的多種抗菌藥物也表現(xiàn)出不同程度的耐藥。例如，瑞士[13]、比利時(shí)[19]、意大利[16]和美國(guó)[21]，以及約旦[40]、印度[24]和土耳其[23]檢出的牛源MRSA對(duì)紅霉素和克林霉素的耐藥率均在70%以上。歐美牛源MRSA還普遍存在對(duì)四環(huán)素的耐藥現(xiàn)象，耐藥率多在90%以上，亞洲國(guó)家中約旦的牛源MRSA對(duì)四環(huán)素的耐藥率較高(63.7%)，而日本和韓國(guó)牛源MRSA對(duì)四環(huán)素的耐藥現(xiàn)象卻并不常見[25,37]。除此之外，牛源MRSA中對(duì)氨基糖苷類和喹諾酮類抗菌藥物的耐藥現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生。意大利牛源MRSA對(duì)慶大霉素和恩諾沙星的耐藥率分別為60.7%和67.8%；日本奶牛源MRSA對(duì)慶大霉素也存在較高耐藥率(87.5%)，對(duì)卡那霉素的耐藥率甚至高達(dá)100%，但對(duì)環(huán)丙沙星敏感[16,25]。不僅如此，歐美國(guó)家牛源MRSA的多重耐藥現(xiàn)象已十分嚴(yán)重。瑞士、德國(guó)、荷蘭和美國(guó)檢出的牛源MRSA分離株對(duì)至少3種抗菌藥物的耐藥率均在50.0%以上；意大利則存在60.0%以上的牛源MRSA對(duì)5種抗菌藥物產(chǎn)生耐藥性；比利時(shí)甚至還存在58.0%的分離株表現(xiàn)出對(duì)至少6種抗菌藥物的耐藥現(xiàn)象[9,14-15,18]。亞洲國(guó)家牛源MRSA中的多重耐藥現(xiàn)象也尤為普遍，其中約旦和印度檢出的牛源MRSA對(duì)3種以上抗菌藥物的耐藥率分別為88.0%和62.0%；韓國(guó)牛源MRSA對(duì)至少4種抗菌藥物的耐藥率更是高達(dá)100%；土耳其甚至還存在62.5%的牛源MRSA分離株表現(xiàn)出對(duì)5種抗菌藥物的耐藥現(xiàn)象[23-24,29,40]。

與其他國(guó)家相同，我國(guó)牛源MRSA不僅表現(xiàn)出對(duì)β-內(nèi)酰胺類藥物較高的耐藥率，對(duì)大環(huán)內(nèi)酯類和氨基糖苷類等多種抗菌藥物也存在不同程度的耐藥現(xiàn)象。浙江和上海兩地的奶牛源MRSA和中國(guó)香港零售牛肉中的MRSA分離株對(duì)慶大霉素、紅霉素和克林霉素的耐藥率均在50.0%以上，對(duì)環(huán)丙沙星的耐藥率分別為50.0%和88.2%，而江蘇牛源金黃色葡萄球菌分離株的環(huán)丙沙星耐藥率更是高達(dá)52.1%[32-33,35]。我國(guó)牛源MRSA分離株對(duì)磺胺類藥物的耐藥率普遍在50.0%以上，上海和新疆地區(qū)的耐藥率較高，分別為85.7%和100%[31,34,41]。不僅如此，我國(guó)牛源MRSA分離株表現(xiàn)出較為普遍的多重耐藥現(xiàn)象。一項(xiàng)針對(duì)我國(guó)5省奶牛源MRSA耐藥性的調(diào)查顯示，存在73.5%的牛源MRSA可對(duì)5種以上抗菌藥物產(chǎn)生耐藥性，38.2%的牛源MRSA對(duì)8種以上藥物耐藥[42]。在我國(guó)浙江和上海兩地的奶牛乳腺炎病例中，MRSA分離株均對(duì)至少4種抗菌藥物耐藥；而在新疆地區(qū)亞的臨床奶牛乳腺炎病例中，甚至存在47.4%的牛源MRSA表現(xiàn)出對(duì)10種以上抗菌藥物的耐藥現(xiàn)象[31-32]。

3 牛源MRSA對(duì)公共衛(wèi)生安全的危害

LA-MRSA的流行傳播已對(duì)世界公共衛(wèi)生安全產(chǎn)生重大威脅。目前研究顯示，LA-MRSA可能通過(guò)養(yǎng)殖者、獸醫(yī)等直接接觸者或間接攜帶者向社區(qū)和醫(yī)院的人群傳播，對(duì)人的健康造成安全隱患，甚至危及ICU病房患者的生命[43]。牛群作為MRSA的天然宿主，存在與人源MRSA分子流行特征相關(guān)的分子分型，例如ST5、ST8、ST72、CC97、CC130和ST398等，其中ST398、CC97和CC130在歐洲人源MRSA中的流行最為常見。

自人感染LA-MRSA ST398病例在荷蘭被報(bào)道，ST398已在豬、牛和人群中不斷檢出，成為歐洲國(guó)家尤為關(guān)切LA-MRSA ST398的重要原因[44]。有研究認(rèn)為，人源MSSA ST398可能與LA-MRSA ST398的形成有關(guān)。人源MSSA ST398在被引入豬群后，通過(guò)參與葡萄球菌屬之間的遺傳物質(zhì)交換，發(fā)生了宿主特異性的改變，并獲得β-內(nèi)酰胺類和四環(huán)素類抗菌藥物的耐藥基因，進(jìn)而演變成MRSA ST398并在其他動(dòng)物群體之間廣泛傳播[45]。不僅如此，養(yǎng)殖工人、獸醫(yī)等直接接觸家畜的人群容易成為病原菌的攜帶者，大大增加了LA-MRSA ST398向其家庭成員或普通社區(qū)人員傳播的風(fēng)險(xiǎn)[43]。除此之外，CC97作為歐美和亞洲國(guó)家奶牛乳腺炎病例中金黃色葡萄球菌的主要分子分型，常引起奶牛的嚴(yán)重感染，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)在人群中也有所流行。根據(jù)2012年一項(xiàng)對(duì)歐洲16個(gè)國(guó)家社區(qū)人群中MRSA的流行情況調(diào)查顯示，CC97約占社區(qū)相關(guān)MRSA和MSSA感染病例的3%和8%[46]。而丹麥的一項(xiàng)研究顯示，CC97相關(guān)spa型引起的MRSA感染病例在5年內(nèi)增加了11倍[6]。該研究還通過(guò)對(duì)不同宿主來(lái)源的CC97分離株進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化樹等分析，發(fā)現(xiàn)牛源MSSA CC97宿主特異性的改變可能是引起人源MRSA CC97流行的重要原因。牛源MSSA CC97在進(jìn)化過(guò)程中通過(guò)MGEs的互換獲得與人金黃色葡萄球菌相關(guān)的免疫逃避基因和甲氧西林耐藥基因，進(jìn)而形成MRSA CC97并在人群中廣泛傳播。CC130作為歐洲牛源MRSA常見的分子分型，近年來(lái)也在丹麥、英國(guó)、愛爾蘭、德國(guó)、荷蘭和法國(guó)的人源MRSA中有所檢出[5]。通過(guò)對(duì)奶牛、綿羊和醫(yī)院患者來(lái)源的ST130型mecC陽(yáng)性MRSA進(jìn)行基因組學(xué)比對(duì)，發(fā)現(xiàn)奶牛源和人源ST130分離株的單核苷酸多態(tài)性(SNP)僅存在細(xì)微差異。這種極為密切的親緣關(guān)系，為ST130在牛和人之間的傳播現(xiàn)象提供了重要的理論依據(jù)。

此外，ST5、ST8和ST72等與牛相關(guān)的MRSA分子分型在亞洲醫(yī)院患者的MRSA感染病例中也有所報(bào)道。根據(jù)1999年至2005年日本的奶牛乳腺炎病例中MRSA的流行情況調(diào)查，發(fā)現(xiàn)牛源MRSA ST5與日本醫(yī)院相關(guān)MRSA分離株具有相同或相似的基因型和血清型，并均攜帶II型SCCmec基因盒[39]。隨后在2008年至2010年間，日本沖繩地區(qū)院內(nèi)皮膚軟組織感染病例中MRSA的分子分型則以ST8最為常見，而同一時(shí)期分離的日本牛肉樣品和臨床乳腺炎牛奶樣品中也存在ST8的大量檢出，且均攜帶IV型SCCmec基因盒，以及均存在對(duì)大環(huán)內(nèi)酯類和喹諾酮類藥物的耐藥現(xiàn)象[47]。ST72作為韓國(guó)牛源MRSA的常見分子分型，近年來(lái)已開始在醫(yī)院患者中廣泛傳播。研究顯示，ST72與院內(nèi)皮膚或軟組織感染，以及嚴(yán)重的膿毒癥或感染性休克密切相關(guān)[48]。部分ST72分離株甚至存在萬(wàn)古霉素不敏感現(xiàn)象，使得臨床治療效果不佳，尤為值得警惕[49]。盡管到目前為止，已有多項(xiàng)針對(duì)牛源MRSA人畜共患病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)研究，但是牛源MRSA向人群傳播的機(jī)制尚不明確，仍有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

4 展望

現(xiàn)如今，世界各國(guó)開始重視LA-MRSA對(duì)公共衛(wèi)生安全所帶來(lái)的威脅。其中，韓國(guó)畜牧業(yè)中抗菌藥物的減量化，已使牛源MRSA對(duì)四環(huán)素等藥物的耐藥現(xiàn)象有所減緩；歐盟國(guó)家也采取限制畜牧業(yè)中抗生素和飼料添加劑的使用等措施，以期遏制LA-MRSA的多重耐藥趨勢(shì)。近年來(lái)，我國(guó)牛源MRSA日益普遍的多重耐藥性，凸顯出我國(guó)牛源MRSA檢測(cè)監(jiān)控工作的重要性，尤其應(yīng)加強(qiáng)對(duì)肉牛場(chǎng)、屠宰場(chǎng)、獸醫(yī)、養(yǎng)殖工人和養(yǎng)殖場(chǎng)周邊居民中LA-MRSA流行情況的調(diào)查，以及對(duì)牛源MRSA分子遺傳進(jìn)化、流行傳播、耐藥機(jī)理和致病機(jī)制的深入研究，從而為我國(guó)牛源MRSA感染的防控和新藥的研發(fā)提供有力的科學(xué)依據(jù)，為食品安全和人的健康提供保障。