金黃色葡萄球菌(學(xué)名:Staphylococcus aureus),又稱“金葡菌”,是葡萄球菌科、葡萄球菌屬的一種細菌,是動物源性致病菌之一。該菌可經(jīng)食入污染的奶、奶制品、肉制品傳播,并可在人類和動物間交叉感染。
1880年,蘇格蘭外科醫(yī)生亞歷山大·奧格斯頓從外科手術(shù)的膿腫中分離出一種細菌,將其命名為金黃色葡萄球菌。該菌革蘭染色陽性。球形或略呈橢圓形,直徑0.5~1.5μm。在固體培養(yǎng)基上生長的細菌常呈典型葡萄串狀排列。無鞭毛,無芽孢。多數(shù)菌株能分解葡萄糖、麥芽糖和蔗糖,產(chǎn)酸不產(chǎn)氣;抗原構(gòu)造復(fù)雜多樣,重要的有葡萄球菌A蛋白、莢膜多糖、磷壁酸;毒力因子包括菌體表面結(jié)構(gòu)、多種酶類及毒素等;可引起侵襲性疾病和毒素性疾病。
金黃色葡萄球菌是人類常見的定植菌,常寄生于人和動物的皮膚、鼻腔、咽喉、腸胃、癰、化膿瘡口中,空氣、污水等環(huán)境中也無處不在。30%~80%的人群為該病原菌的攜帶者,該菌在鼻咽部帶菌率為20%~50%,醫(yī)務(wù)人員的帶菌率可高達70%以上。傳播途徑以污染手、打噴嚏(或流鼻涕)等為主。人感染后的臨床癥狀為寒戰(zhàn)、高熱、胸痛、膿性痰等。輔助檢查有外周血常規(guī)、胸部X線等。治療方法以抗菌藥物為主,如苯唑西林鈉,頭孢呋辛酯鈉等。預(yù)防措施有保持個人衛(wèi)生、增強免疫力、加強食物管理等。
歷史
1880年,蘇格蘭外科醫(yī)生亞歷山大·奧格斯頓(Alexander Ogston)從外科手術(shù)的膿腫中分離得到一種細菌,將其命名為金黃色葡萄球菌。
20世紀40年代芐青霉素問世后,金黃色葡萄球菌的感染得到了較好控制,青霉素投入使用不久,就出現(xiàn)了青霉素酶耐藥菌株,能水解β-內(nèi)酰胺環(huán),表現(xiàn)為對青霉素耐藥。1959年,一種能耐青霉素酶的半合成青霉素——甲氧西林(methicillin)應(yīng)用于臨床,有效控制了產(chǎn)酶株的感染。1961年,英國Jevons報道了耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)。
病原學(xué)
形態(tài)結(jié)構(gòu)
革蘭染色陽性,衰老、死亡、被中性粒細胞吞噬或受青霉素等藥物影響,可染成革蘭陰性。球形或略呈橢圓形,直徑0.5~1.5μm。在固體培養(yǎng)基上生長的細菌常呈典型葡萄串狀排列,在膿汁或液體培養(yǎng)基中生長者,常為雙球或短鏈狀。葡萄球菌無鞭毛,無芽孢,體外培養(yǎng)時一般不形成莢膜。
培養(yǎng)特性
營養(yǎng)要求不高,兼性厭氧或需氧,最適生長溫度為37℃,最適pH為7.4,耐高鹽,可在鹽濃度接近10%的環(huán)境中生長。在基礎(chǔ)培養(yǎng)基上生長良好,在肉湯培養(yǎng)基中呈均勻混濁生長,管底稍有沉淀。在普通瓊脂平板上孵育24~48小時后,形成直徑約2mm圓形、隆起、表面光滑、濕潤、邊緣整齊、不透明的金黃色菌落(表皮葡萄球菌和腐生葡萄球菌可出現(xiàn)白色、檸檬色等色素)。在血瓊脂平板上,可形成透明的溶血性貧血環(huán)(β溶血),溶血菌株大多有致病性。
生化反應(yīng)
觸酶陽性。多數(shù)菌株能分解葡萄糖、麥芽糖和蔗糖,產(chǎn)酸不產(chǎn)氣。致病菌株能分解甘露醇。
抗原構(gòu)造
金黃色葡萄球菌抗原構(gòu)造復(fù)雜多樣,重要的有葡萄球菌A蛋白、莢膜多糖、磷壁酸。
葡萄球菌A蛋白
葡萄球菌A蛋白(staphylococcal protein A,SPA)是存在于細菌細胞壁的一種表面蛋白,具有屬特異性,90%以上的金黃色葡萄球菌有此抗原。SPA是一種單鏈多肽,與胞壁肽聚糖呈共價結(jié)合。該蛋白可與人類IgG1、IgG2和IgG4的Fc段非特異性結(jié)合,具有抗吞噬作用。SPA與IgG結(jié)合后的配位化合物還具有促細胞分裂、引起超敏反應(yīng)、損傷血小板等多種生物學(xué)活性。與SPA結(jié)合的IgG分子Fab段仍能同相應(yīng)抗原特異性結(jié)合。協(xié)同凝集試驗(coagglutination)即采用含SPA的葡萄球菌作為載體,結(jié)合特異性抗體,可簡易、快速檢測多種微生物抗原。
莢膜多糖
宿主體內(nèi)的大多數(shù)金黃色葡萄球菌表面存在著莢膜多糖,有利于細菌抗吞噬,促進細菌對細胞或生物合成材料表面(如生物性瓣膜、導(dǎo)管、人工關(guān)節(jié)等)的黏附。
磷壁酸
磷壁酸具有群特異性,金黃色葡萄球菌的磷壁酸是A多糖(N-乙酰氨基葡萄糖核糖醇型磷壁酸);表皮葡萄球菌的磷壁酸是B多糖(N-乙酰葡糖胺丙三醇型磷壁酸)。磷壁酸能與細胞表面的纖連蛋白結(jié)合,介導(dǎo)葡萄球菌對黏膜表面的黏附。
抵抗力
葡萄球菌對外界因素的抵抗力強于其他無芽孢菌。在干燥膿汁、痰液中能存活2~3個月;金黃色葡萄球菌對高溫有一定的耐受能力,在80℃以上的高溫環(huán)境下30分鐘才可以將其徹底殺死;耐鹽性強,在含10%~15%NaCl的培養(yǎng)基中仍能生長。由于細菌本身結(jié)構(gòu)特點,利用70%的乙醇可以在幾分鐘內(nèi)將其快速殺死。2%苯酚中15分鐘或1%氯化汞水溶液中10分鐘死亡;對堿性染料如甲基紫敏感。該菌的耐藥菌株迅速增多,尤其是耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(methicillin-resistant S.aureus,MRSA),成為醫(yī)院內(nèi)感染的常見致病菌。
致病性
致病物質(zhì)
在葡萄球菌中金黃色葡萄球菌毒力最強。毒力因子包括菌體表面結(jié)構(gòu)、多種酶類及毒素等。
凝固酶(coagulase)是指能使含有抗凝劑的人或家兔血漿發(fā)生凝固的酶類物質(zhì)。凝固酶有兩種。
1.游離凝固酶作用類似凝血酶原物質(zhì),被人或家兔血漿中協(xié)同因子活化為凝血酶樣物質(zhì)后,使液態(tài)的纖維蛋白原變成固態(tài)的纖維蛋白,使血漿凝固。
2.結(jié)合凝固酶是該菌表面的纖維蛋白原受體,能與纖維蛋白原結(jié)合,引起細菌凝聚呈顆粒狀,可用玻片法檢測。血漿凝固酶使纖維蛋白凝聚于菌體表面,能阻止體內(nèi)吞噬細胞的吞噬或胞內(nèi)消化作用,也能保護細菌不受血清中殺菌物質(zhì)的破壞,與其致病性關(guān)系密切。病灶周圍因有纖維蛋白的凝固和沉積,使細菌不易向外擴散,故葡萄球菌感染易局限化和形成血栓。
葡萄球菌溶素(staphylolysin)為膜損傷毒素,按免疫原性不同,可分為α、β、γ、δ4種,對人類有致病作用的主要是α溶素,除對多種哺乳動物紅細胞有溶血性貧血作用外,還對白細胞、血小板、肝細胞、成纖維細胞、血管平滑肌細胞等有損傷作用。α溶素是一種外毒素,免疫原性強,經(jīng)甲醛處理可制成類毒素。
殺白細胞素(leukocidin)又稱為Panton-Valentine(PV)殺白細胞素,只攻擊中性粒細胞和巨噬細胞,有F(電泳移動快成分)和S(電泳移動慢成分)兩個組分,兩者必須協(xié)同才有作用。能使細胞膜中三磷脂酰肌醇發(fā)生構(gòu)型變化,胞膜通透性增高,胞內(nèi)顆粒排出,細胞死亡,死亡的細胞可形成膿栓。殺白細胞素在抵抗宿主吞噬細胞,增強病菌侵襲力方面有意義。
腸毒素(enterotoxin)30%~50%臨床分離株可產(chǎn)生腸毒素。分A、B、C?、C?、C?、D、E、G和H9個血清型,以A、D型最常見。葡萄球菌腸毒素是熱穩(wěn)定的蛋白質(zhì),100℃、30分鐘仍保存部分活性,能抵抗胃腸液中Caspase-3的水解作用。葡萄球菌腸毒素是超抗原,能非特異性激活T細胞,釋放過量的細胞因子如TNF、IL-1和IFN-γ等。食物如果被產(chǎn)毒株污染,在20~22℃經(jīng)8~10小時,可產(chǎn)生大量的腸毒素。食用被腸毒素污染的食品后,毒素與腸道神經(jīng)細胞受體結(jié)合,刺激嘔吐中樞,引起以嘔吐為主要癥狀的急性胃腸炎,以A型最多見。
表皮剝脫毒素(exfoliative 毒素, exfoliatin)也稱表皮溶解毒素(epidemolytic toxin),有2個血清型,A型耐熱,由前噬菌體編碼;B型不耐熱,由RW002質(zhì)粒編碼。表皮剝脫毒素能與皮膚存在的GM4樣糖脂結(jié)合,發(fā)揮絲氨酸蛋白酶功能,裂解細胞間橋小體,使表皮和真皮脫離,引起葡萄球菌燙傷樣皮膚綜合征(staphylococcal scalded skin symdrome,SSSS),又稱紅皮病。多見于新生兒、幼兒和免疫功能低下的成人。
毒性休克綜合征毒素-1(toxic shock 綜合征 toxin 1,TSST-1)為外毒素,曾稱腸毒素F和致熱性外毒素C,由細菌染色體編碼。它也是一種超抗原,可激活大量的T細胞,誘導(dǎo)單核細胞產(chǎn)生IL-1、TNF等,引起機體發(fā)熱,使毛細血管通透性增加,組織損傷,引起器官功能紊亂或毒性休克綜合征(TSS)。
1.纖維蛋白溶酶(fibrinolysin)亦稱葡激酶(staphylokinase)。可激活血漿中的纖維Caspase-3原,使之成為纖維蛋白酶,導(dǎo)致血漿纖維蛋白的溶解,利于病菌的擴散。
2.耐熱核酸酶(heat-stable nuclease)致病性葡萄球菌能產(chǎn)生該酶。耐熱,經(jīng)100℃15分鐘或60℃2小時不被破壞,能降解脫氧核糖核酸和核糖核酸。目前臨床上已將耐熱核酸酶作為測定葡萄球菌有無致病性的重要指標之一。
3.透明質(zhì)酸酶(hyaluronidase)亦稱擴散因子(spreading factor),能溶解細胞間質(zhì)中的透明質(zhì)酸,??利于細菌的擴散。90%以上的金黃色葡萄球菌能產(chǎn)生該酶。
4.脂酶(lipase)絕大多數(shù)凝固酶陽性葡萄球菌和約30%凝固酶陰性株能產(chǎn)生多種脂酶,它們分解血漿和機體各部位表面的脂肪和油脂,細菌借此獲得必需營養(yǎng),從而可定植于分泌脂質(zhì)的部位,故脂酶有利于細菌入侵皮膚和皮下組織。
所致疾病
所致疾病有侵襲性疾病和毒素性疾病兩種類型。此外,腸道內(nèi)菌群失調(diào)時,優(yōu)勢菌如脆弱類桿菌、大腸桿菌等受抗菌藥物作用而被抑制或殺滅,耐藥的難辨梭狀芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌等乘機繁殖并產(chǎn)生腸毒素,引起以腹瀉為主要癥狀的假膜性腸炎,病理特點是腸黏膜覆蓋一層由炎性滲出物、腸黏膜壞死組織和細菌組成的假膜。現(xiàn)認為假膜性腸炎主要由艱難梭菌引起,葡萄球菌僅為伴隨細菌。
免疫性
人類對葡萄球菌有一定的天然免疫力。只有當皮膚黏膜受損后,或患有慢性消耗性疾病如結(jié)核、糖尿病、腫瘤等以及其他病原感染導(dǎo)致宿主免疫力降低時,才易引起葡萄球菌感染。患病恢復(fù)后獲得的免疫力不強,難以防止再次感染。
傳播機制
傳染源
金黃色葡萄球菌在鼻咽部帶菌率為20%~50%,醫(yī)務(wù)人員的帶菌率可高達70%以上,是醫(yī)院內(nèi)交叉感染的重要傳染源。
傳播途徑
污染手或通過打噴嚏(或流鼻涕)傳播是金黃色葡萄球菌污染食物的常見傳播途徑。大多數(shù)出現(xiàn)葡萄球菌性食物中毒的病例是由攜帶金黃色葡萄球菌的食品加工人員通過食品加工設(shè)備或儲存容器,直接或間接地污染食品,進而產(chǎn)生腸毒素而導(dǎo)致的。
金黃色葡萄球菌污染的食品主要為乳制品、蛋及蛋制品、各類熟肉制品,其次是含有乳類的冷凍食品等,可通過食品肉類進行傳播。
易感人群
金黃色葡萄球菌是人類常見的定植菌,30%~80%的人群為該病原菌的攜帶者。
臨床表現(xiàn)
金黃色葡萄球菌肺炎是由金黃色葡萄球菌引起的急性肺化膿性炎癥,常發(fā)生于有基礎(chǔ)疾病如糖尿病、血液病、艾滋病、肝病或原有支氣管肺疾病者。
癥狀
金黃色葡萄球菌肺炎起病多急驟,寒戰(zhàn),高熱,體溫高達39~40℃,胸痛,膿性痰,可有血絲痰。同時還出現(xiàn)全身肌肉、關(guān)節(jié)酸痛、精神萎靡,病情嚴重者早期可出現(xiàn)周圍循環(huán)衰竭。老年人癥狀不典型。
侵襲性疾病主要引起化膿性炎癥。葡萄球菌可通過多種途徑侵入機體,導(dǎo)致皮膚或器官的感染,甚至敗血癥。
1.皮膚及皮膚和軟組織感染,如毛囊炎、癤、癰、蜂窩織炎、傷口化膿等,其膿汁黃而黏稠,化膿灶多局限,與周圍組織界限明顯。
2.內(nèi)臟器官感染,如肺炎、胸膜炎、中耳炎、腦膜炎、心包炎、心內(nèi)膜炎等。
3.全身性感染,如敗血癥、膿毒血癥等。
毒素性疾病由葡萄球菌產(chǎn)生的相關(guān)外毒素引起。
1.食物中毒。金黃色葡萄球菌在適當條件下能夠產(chǎn)生腸毒素,引起食物中毒,此類事件占食源性微生物食物中毒事件的25%左右,金黃色葡萄球菌成為僅次于沙門氏菌和副溶血桿菌的第三大微生物致病菌。進食含葡萄球菌腸毒素食物后1~6小時出現(xiàn)癥狀,表現(xiàn)為惡心、嘔吐、上腹痛、腹瀉等急性胃腸炎癥狀,嘔吐最為突出。大多數(shù)患者于1~2天內(nèi)恢復(fù)。
2.燙傷樣皮膚綜合征由表皮剝脫毒素引起。開始皮膚有紅斑呈彌漫性,1~2天表皮起皺,繼而出現(xiàn)大皰,造成表皮大片脫落,受損部位的炎癥反應(yīng)輕微。
3.毒性休克綜合征主要由TSST-1引起。主要表現(xiàn)為急性高熱、低血壓、猩紅熱樣皮疹伴脫屑,嚴重時出現(xiàn)休克,有些患者還出現(xiàn)嘔吐、腹瀉、肌痛等癥狀。
體征
金黃色葡萄球菌肺炎常與嚴重的中毒癥狀和呼吸道癥狀不平行,其后可出現(xiàn)兩肺散在分布濕啰音。病變較大或融合時可有肺實變體征。氣胸或膿氣胸則有相應(yīng)體征。
診斷檢查
診斷標準
根據(jù)全身毒血癥狀,咳嗽、膿血痰、白細胞計數(shù)增高、中性粒細胞比例增加、核左移并有中毒顆粒和X線表現(xiàn),可做出初步診斷。細菌學(xué)檢查是確診的依據(jù),可行痰、胸腔積液、血培養(yǎng)等。
輔助檢查
標本
化膿性病灶采取膿汁、滲出液,疑為敗血癥采取血液,腦膜炎采取腦脊液,食物中毒則分別采集剩余食物、患者嘔吐物和糞便等。
直接涂片鏡檢
取標本涂片,革蘭染色后鏡檢。一般根據(jù)細菌形態(tài)、排列和染色性可做出初步診斷。
分離培養(yǎng)與鑒定
將標本接種至血瓊脂平板,37℃孵育18~24小時后挑選可疑菌落涂片染色鏡檢。血液標本需在無菌條件下接種肉湯培養(yǎng)基進行前增菌,經(jīng)增菌后再接種劃線于血瓊脂平板。致病性葡萄球菌的鑒定主要根據(jù)溶血性、金黃色色素以及是否產(chǎn)生凝固酶和耐熱核酸酶(發(fā)酵甘露醇可為參考指標),并根據(jù)生化鑒定方法進行血清學(xué)鑒定。凝固酶陰性株雖亦能致病,但凝固酶仍是判斷致病性菌株的重要指標。
葡萄球菌腸毒素檢查
采用ELISA法從標本中檢測葡萄球菌腸毒素,方法簡便、敏感、快速。也可用特異的脫氧核糖核酸基因探針雜交技術(shù)檢測葡萄球菌是否為產(chǎn)腸毒素的菌株。
外周血常規(guī)
顯示白細胞計數(shù)和中性粒細胞百分比升高,可有核左移及中毒顆粒。
胸部X線
顯示肺段或肺葉實變,可形成空洞,或呈小葉狀浸潤,其中有單個或多發(fā)的液氣囊腔。另一特征是X線陰影的易變性,表現(xiàn)為一處炎性浸潤消失而在另一處出現(xiàn)新的病灶,或很小的單一病灶發(fā)展為大片陰影。
干預(yù)治療
應(yīng)早期選用敏感的抗菌藥物。近年來,金黃色葡萄球菌對青霉素G的耐藥率已高達90%左右,因此可選用耐青霉素酶的半合成青霉素或頭孢菌素,如苯唑西林鈉,頭孢呋辛鈉等,聯(lián)合氨基糖苷類如阿米卡星等,亦有較好療效。阿莫西林、氨芐西林與β—內(nèi)酰胺酶抑制劑組成的復(fù)方制劑對金黃色葡萄球菌有效,亦可選用。對于耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌,則應(yīng)選用萬古霉素等。臨床選擇抗菌藥物時應(yīng)參考細菌培養(yǎng)的藥物敏感試驗。
預(yù)防免疫
保持個人衛(wèi)生
注意個人衛(wèi)生,加強對食品或飲食服務(wù)業(yè)的衛(wèi)生監(jiān)督管理,做好消毒隔離,尤其是手部的消毒處理,防止醫(yī)源性感染。
增強免疫力
加強鍛煉,增強體質(zhì)。如跑步、騎自行車。同時,保持充足睡眠和合理飲食,避免過度勞累和壓力過大。
加強食物及飲用水管理
剩余飯菜要及時低溫冷藏處理,并盡量縮短剩余飯菜的存放時間,不要超過6小時,食用前必須充分加熱。處理生的食物要有專門的設(shè)備和用具。使用安全的水和原材料,不吃變質(zhì)食物。我國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會于2013年發(fā)布《食品安全國家標準 食品中致病菌限量》(GB 29921-2013),在國標中制定了金黃色葡萄球菌的限量標準,規(guī)定熟肉制品、熟制水產(chǎn)品、熟制糧食制品等8大類食品中,同批次采集5份樣品,每份樣品中的金黃色葡萄球菌濃度均不得超出1000 CFU/g,僅允許其中1份樣品在100~1000 CFU/g之間。
流行病學(xué)
金黃色葡萄球菌在西方白種人群約有20%為持續(xù)攜帶者,30%為間斷性攜帶者。中國人群根據(jù)地域的不同,攜帶率為13%~25%。在醫(yī)院的大量抗生素壓力下和金黃色葡萄球菌遺傳適應(yīng)力導(dǎo)致多重耐藥克隆——耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(methicillin-resistant S. aureus, MRSA)出現(xiàn)。
在美國2004年和 2007 年,MRSA 的流行率分別為54.2%和58.1%。之后,MRSA流行率顯著降低,在2005~2011年期間,院內(nèi) MRSA 流行率下降了54%。加拿大的國家耐藥監(jiān)測網(wǎng)顯示,從1995~2008年,MRSA院內(nèi)感染率持續(xù)上升。2008年每1000個住院患者中有2.02個為MRSA 感染,2008年以后 MRSA感染率下降了30%,到2014年每1000個住院患者中有1.26個為 MRSA感染。歐洲的MRSA 近年也呈下降趨勢,歐洲平均MRSA流行率從2011年的18.8%下降到2015年的16.8%。歐洲整體MRSA流行率差異較大,歐洲北部國家的 MRSA 流行率較低,而南部和東南部的國家則較高。
中國在20世紀70年代開始有 耐甲氧西林金黃色葡萄球菌病例報道,2000年前臨床分離的金黃色葡萄球菌有 20%為MRSA,之后逐年增加,到了2005 年已經(jīng)有70%的金黃色葡萄球菌為MRSA。基于國家耐藥監(jiān)測網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示,盡管2006年開始呈下降趨勢,到2016年為止,中國平均仍有35%的臨床分離金黃色葡萄球菌為MRSA。
參考資料 >
金黃色葡萄球菌感染.中國大百科全書.2025-02-10
Staphylococcus aureus Rosenbach, 1884.itis.2025-02-10
預(yù)防金黃色葡萄球菌感染,這些知識你需要知道→.鄭州市第七人民醫(yī)院.2025-02-10