耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的感染機制及治療研究進展

姚美竹，孫旭，盧旭亞，張朝暉，徐強

1天津中醫藥大學，天津301617；2天津中醫藥大學第二附屬醫院

由于抗生素的不斷開發與應用，細菌不斷變異，抗生素耐藥現象日益嚴重。20世紀80年代，出現了耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)譜系，導致了全球范圍內的MRSA大流行，至今仍在繼續。研究表明，在皮膚和軟組織感染中，金黃色葡萄球菌是最常見的病原體，是手術部位感染的主要原因[1]。外用抗生素的不當使用使得金黃色葡萄球菌的耐藥率居高不下，成為影響傷口愈合的不利因素[2，3]。近幾十年來，MRSA的爆發給臨床治療帶來了巨大挑戰[4]，尤其是在發展中國家及地區更為嚴峻[5]?，F就近年來MRSA的感染機制和治療研究進展進行綜述。

1 MRSA的感染機制

1.1 MRSA的毒性與毒力因素 MRSA的毒力主要是由一系列毒素的黏附和免疫逃逸為主的多種因素共同決定的。MRSA毒素和毒力的決定因素都編碼在可動遺傳因子(MGEs)上。MGEs上編碼的毒素包括超抗原-中毒性休克綜合征毒素(TSST)和一些白細胞介素，如殺白細胞素(PVL)和表皮剝脫毒素(ET)。

PVL是MRSA的一種強大的外毒素，其可誘導白細胞溶解，特別是誘導中性粒細胞的溶解[6]。PVL與早期的皮膚感染有關，如癤、癰、外科切口、創傷等局部化膿性感染。MRSA的這一分子特征有助于區分社區獲得性和醫院獲得性感染菌株。社區獲得性感染菌株中包括USA300菌株，其通常攜帶PVL基因，而在醫院獲得性感染菌株中則很少見?？偟膩碚f，產毒基因在社區獲得性感染菌株中的表達高于醫院獲得性感染菌株，且毒性更強[7]。

在與醫院獲得性感染相關的MRSA菌株中，有一些以含有特定毒素基因為特征的譜系，如TSST與CC30/USA200譜系?，F在的隔離CC30攜帶的附屬基因調節子C(Agr C)突變和HLA(α-toxin)位點顯著降低了MRSA的急性毒性。然而，當代CC30克隆如EMRSA-16的Agr C突變僅輕微降低了Agr活性；EMRSA-16還產生高水平的δ-toxin毒素和大量的苯酚可溶調節蛋白(PSM-mec)。PSM-mec是金黃色葡萄球菌肽毒素PSM類的成員之一，但與其他已知的PSM不同，它是在MGEs上編碼的，因此與特定的MRSA譜系相關[8, 9]。PSM是一類兩親性多肽，其中一些具有明顯的細胞溶解能力，對中性粒細胞和紅細胞具有溶細胞活性。因此，它是金黃色葡萄球菌感染毒力的一個重要決定因素。

表面蛋白在金黃色葡萄球菌的感染過程中起著重要作用。除了在細菌細胞壁代謝中的關鍵功能外，它還與宿主組織結合，促進免疫逃避，并參與細菌聚集和生物膜的形成。大多數表面蛋白編碼在核心基因組上。Agr長期以來被認為是毒力的關鍵調節因子，對毒素有正調節作用，對表面蛋白的表達有負調節作用[9]。然而，最近的數據表明Agr也可能正向調節表面蛋白表達，這可能是一種依賴于條件變化的方式[10]。

1.2 MRSA生物膜的形成 生物膜是細胞外基質表面附著的細菌團塊。葡萄球菌被認為是很好的生物膜形成體，這主要是由于產生了一系列促進細胞外基質形成的表面分子。生物膜除了能使細菌附著在生物或非生物表面外，還能有效防止抗生素和宿主的免疫攻擊。由此可見，生物膜有助于MRSA的感染和細菌定植。

1.3 MRSA定植的影響因素 醫療廢棄物、受污染的醫療設備可能是MRSA感染的中間來源，但最終的感染源來自攜帶MRSA的患者或醫院人員。鼻腔是攜帶MRSA的主要部位。鼻腔攜帶MRSA與疾病之間的聯系早在1931年就已被發現[11]。除了鼻腔以外，人體內也有金黃色葡萄球菌的定植位點，如會陰和喉，但對這些位點作為感染源的作用卻知之甚少。人群中只有約20%的個體是MRSA的持續鼻腔攜帶者，30%是間歇性攜帶者，約50%從未有MRSA的定植[10]。不同種族人群的帶菌率不同，某些疾病患者的帶菌率更高?？梢钥闯?，宿主的自身因素對MRSA的定植具有較大影響，但其具體的分子機制尚不清楚。

1.4 MRSA的耐藥性 研究表明，甲氧西林耐藥性與SCCmec基因的克隆變異相關[12]?，F已發現五種不同的SCCmec子類型。所有SCCmec類型均包括mecA基因，該基因編碼低親和力青霉素結合蛋白(PBP2a)，是耐甲氧西林的必要因素，可阻礙細菌細胞壁的合成。mec基因可能起源于其他葡萄球菌屬的細菌，可能是通過水平轉移獲得。另外，包括編碼β-內酰胺酶的bla基因和編碼耐甲氧西林必須因子的fem基因在內的其他基因也會影響細菌對甲氧西林的耐藥性。對甲氧西林的耐受是多基因共同作用的結果。環境因素不同，表現出甲氧西林耐受表型的細菌種群比例也不同，如醫院獲得性感染的MRSA菌株通常含有SCCmec Ⅱ型，而在社區獲得性感染MRSA中最常見的則是SCCmec Ⅳ型。

1.5 MRSA與創面感染 MRSA易在創面感染或定植，給臨床診治帶來一定困難[13]。慢性感染性創面是一個“細菌庫”[14]，糖尿病足患者的創面中MRSA存在的發生率可達40%[15]，MRSA是糖尿病足患者重要的創面感染病原菌[16]?，F有研究發現，壓瘡創面以MRSA等耐藥菌為主，呈現機會性感染特征，且存在細菌生物膜[17]。迄今為止，社區獲得性MRSA感染最常見的部位是皮膚和軟組織[18]。此外，社區獲得性感染MRSA菌株還會導致骨骼、關節及呼吸道感染。合并感染的創面會直接延長臨床治療時間，并且療效較差。針對性地控制MRSA感染，解決耐藥問題、降低感染率成為學者們關注的重點。

2 MRSA感染的治療

2.1 新型藥物制劑治療 萬古霉素是治療嚴重MRSA感染的標準藥物，然而低易感菌株的出現、不理想的臨床效果和高劑量治療導致的腎毒性正在挑戰其作為一線治療的地位。美國FDA批準了5種抗感染藥物治療MRSA感染，包括利奈唑胺、達普霉素、替加環素、特拉萬辛和頭孢洛林。

利奈唑胺是第一種可用的惡唑烷酮類抗菌藥物[19]，其具有100%的生物利用度，并顯示出廣泛的組織穿透性，可進入糖尿病患者感染的皮膚和軟組織[20]。許多研究為利奈唑胺在MRSA所致復雜皮膚和皮膚結構感染(SSSI)中的應用提供了支持。利奈唑胺的耐藥性文獻報道極少，目前還不明確。

達普霉素是一種環狀脂肽，對革蘭陽性菌(包括MRSA和對萬古霉素耐藥的腸球菌)具有活性[21]。目前最新的MRSA創面感染治療指南建議，對于MRSA菌血癥患者，將達普霉素作為靜脈注射的替代方案。一些專家建議可增加藥物劑量，如1次/d、8～10 mg/kg。達普霉素嚴重的不良反應包括橫紋肌溶解、周圍神經病變和嗜酸性肺炎。研究發現用達普霉素可使血清肌酸磷酸激酶水平升高，并可引起藥物性肌病。故推薦達普霉素的用藥頻率應限制在1次/d。

替加環素是二甲胺四環素的半合成衍生物，是廣譜抗菌藥。但是在最新的MRSA創面感染治療指南中沒有提到替加環素，因為FDA在2010年9月的安全聲明中描述了使用替加環素治療嚴重感染患者的總體病死率(4%)高于比較療法(3%)。雖然在復雜的SSSI中，替加環素和替代劑的療效沒有顯著差異[22]，但當無法使用替代制劑時，替加環素經常被推薦作為MRSA感染的二線或三線制劑。

特拉萬辛是一種胃腸外脂糖肽，用法為1次/d，可用于MRSA所致的復雜SSSI的治療[23]。FDA于2013年6月批準特拉萬辛用于包括MRSA在內的革蘭陽性菌引起的院內肺炎。該適應證已在歐洲獲得批準，僅限于確診或懷疑MRSA感染的病例。

頭孢洛林是FDA批準的第一個對MRSA有活性的頭孢菌素[24]。臨床試驗(CANVAS Ⅰ和CANVAS Ⅱ)表明，靜脈注射頭孢洛啉600 mg、每12 h給藥、用藥5～14 d耐受性良好，不良反應發生率<5%。

外用抗生素在防治MRSA創面感染中占有較重要地位，這是因為其直接作用于皮膚，對表皮和真皮淺層感染治療效果最佳。外用藥物在局部停留時間長，可較好發揮其抗菌作用；與內服藥物相比，可有效減少抗生素的使用量，從而減輕患者經濟負擔。另外，外用抗生素吸收少，可減少其他給藥途徑所致的體內大量吸收而引起的不良反應及菌群失調等。治療MRSA所致的創面感染，目前最理想的外用抗菌藥物為莫匹羅星軟膏。莫匹羅星軟膏是以莫匹羅星為主藥、聚乙二醇為基質組成的水溶性軟膏，適用于各種皮膚細菌性感染以及濕疹合并感染、潰瘍合并感染、創傷合并感染等繼發性合并感染。研究表明，莫匹羅星軟膏除了對革蘭陽性球菌高度敏感，還對部分革蘭陰性菌敏感。該藥物皮膚表層穿透力強，可快速滲透皮膚組織，使局部藥物濃度升高，且抑菌活性可以維持到用藥后24 h，具有良好的組織相容性和通透性，不會影響創面皮膚正常呼吸和出汗，對病灶面水性分泌物有較強吸附作用，并可快速誘導藥物有效成分擴散至皮膚深層。

2.2 外科局部治療 由于單一使用抗生素無法根治MRSA皮膚感染，因此創面的外科局部治療尤為重要。據報道，細菌對抗生素產生耐藥性的原因是生物膜的形成[25]，而非抗生素的外科局部治療可以抑制生物膜的形成，甚至破壞已形成的生物膜。此外，外科治療還可通過去除壞死組織、減輕微生物負擔、減少局部水腫，使創面收縮、重塑，促進血管生成，進而促進傷口愈合[26]。外科治療中，最重要的是清創術。清創術可以通過破壞基質團來促進噬菌體的穿透，從而提高特異性噬菌體對金黃色葡萄球菌生物膜的局部作用[27]。

傷口護理中最常見的局部治療方法是使用敷料。創面敷料能促進創面愈合和組織修復?，F代傷口敷料表現出了良好的抗菌活性[28]。近年來，一種由導電碳纖維材料制成的電化學支架e-scaffold被提出作為一種替代的無抗生素創面敷料，以消除難以處理的生物膜[29]。該敷料通過向e-scaffold施加電勢，使氧發生電化學轉化，從而破壞MRSA形成的生物膜。

負壓創面治療(NPWT)用于處理創面大而復雜的傷口，已被證明能有效降低慢性非愈合傷口和急性污染開放性傷口的感染率[26]。研究結果表明，使用NPWT與皮膚結構感染率降低之間存在關聯[30]。

2.3 中醫藥治療 抗生素的不當應用使越來越多的致病菌產生了耐藥性，這使得學者們開始關注中醫藥在耐藥致病菌感染中的治療效果。中醫藥材料含有復雜的活性化合物，受多效性的影響，適應證廣泛。此外，中醫的辨證論治、整體治療也有望成為藥理研究的優勢方法[31]。目前研究發現的具有抗MRSA的中草藥主要包括車前草科、肉桂、豆科和水蛭，其中肉桂和水蛭還具有抗生物膜的作用。這些中草藥制劑對浮游微生物及生物膜都表現出了復雜的活性，其殺菌機制是抑制病原體微生物最基本的生存因素和生物酶的活動。在生物膜水平上，這些制劑針對病原體微生物所有的形成階段，包括浮游階段、與表面的初始黏附階段和無柄微菌落形成階段，抑制生物膜形成的關鍵基因的表達[32]。

外用中藥濕敷療法是中醫非常重要的外治法之一，此法一般藥味較輕，藥物劑量大，藥物直達病灶，藥液不僅可洗滌創面，且不影響內服藥的功效，具有顯著的控制創面感染和促進組織修復的作用。據報道，由姜黃、大黃、黃柏、蒼術、厚樸、陳皮、甘草等藥材組成的金黃散，具有清熱解毒、消腫止痛、活血化瘀、燥濕化痰、通經活絡、生肌止痛的功效，臨床上主要用于治療潰瘍、靜脈炎及過敏等疾病。外敷金黃散治療MRSA所致的創面感染，能起到較強的抗炎作用，清除局部壞死組織，保護神經髓鞘形成，保持創面濕潤，改善局部血液循環，促進表皮干細胞生長，促進肉芽生長及潰瘍愈合[33]。同時，金黃散臨床使用方便，每2～3 d換藥一次，方便在社區醫院開展，易于患者掌握并且安全可靠。

研究發現，以黃芪、丹參、皂角刺、當歸、金銀花、大黃、黃柏等為主要成分的丹黃消炎洗液對于感染性創面后期熱毒尚盛但正氣已虛、膿腐難托者，具有調補氣血、平衡陰陽、去腐生新的功效[34]。藥理學研究表明，丹黃消炎液具有明顯的抗菌消炎、調節免疫功能、抑制血小板聚集、改善局部微循環、促進新生肉芽組織生長及表面上皮修復的作用，從而加速創面傷口愈合。經臨床外用證實其能有效促進傷口愈合，控制創面感染，減輕中醫證候，不良反應少。

綜上所述，MRSA感染的機制及治療手段仍在持續積極探索中。隨著MRSA菌株不斷變異產生更多耐藥基因，高毒力且難以治療的“超級細菌”成為創面感染治療的一大難題。因此，當前MRSA創面感染機制研究的重要任務是找到影響MRSA菌株耐藥性的因素，以便發現具有更廣泛、更持久抗MRSA效果的藥物。