
金黃色葡萄(táo)球菌,“必(bì)檢”還是“必要時檢”?
2023年7月1日實施的GB14922-2022將金(jīn)黃色葡萄球菌從SPF級(jí)齧齒動物和兔的“必檢項”調整為“必要時檢測項”,這讓實(shí)驗(yàn)動物設施管(guǎn)理者和獸醫們在製定自己設施的監測項目清單時有了自由選擇的空間。那麽金黃色(sè)葡萄球(qiú)菌在實驗動物中存在的可能性究竟有多少(shǎo),對動物健康和研究有哪些影響,是否要將其從自己設施的監測清單(dān)中刪除(chú)呢?本文(wén)將對金黃色(sè)葡萄球菌的基本信息進行整(zhěng)理介紹,為讀者(zhě)朋友們提供參考依據。
病原學介紹
金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)隸屬葡萄球菌(jun1)屬(Staphylococcus)葡(pú)萄(táo)球菌科(Staphylococcaceae),該屬除了最廣為人知的金黃色(sè)葡萄球菌外還包括木糖葡萄球菌(S.xylosus)、)、鬆鼠葡萄球菌(S. sciuri)、尼泊爾葡萄球菌(jun1)(S. nepalensis)等二十餘種葡萄球菌。
葡萄球菌屬細(xì)菌是革蘭陽性球菌,大(dà)小約0.5~1.5μm,呈2~4個細菌(jun1)或無規則葡萄狀排(pái)列、無動力、無芽孢、無鞭毛或形成有限的莢膜。
流(liú)行病學
人、齧齒類動物、兔等多種動物都是金黃色葡(pú)萄球菌的天然宿主,主要通過直(zhí)接接觸或間接接觸感染(rǎn)的動(dòng)物、汙染物等傳播。在健康人群中,金黃色葡萄球菌的檢出率約為25%。在實驗(yàn)動物中,由(yóu)於飼養、管理、種子質量等(děng)不同,不同(tóng)的動物群體中檢出率會存在較(jiào)大差異。
美國(guó)CharlesRiver統計從2003-2020年該公司(sī)檢測實驗室接收的小鼠中金黃色葡(pú)萄(táo)球(qiú)菌檢出率是2.2%(n=98979),大鼠檢出(chū)率(lǜ)是23.6%(n=10413)。歐美幾(jǐ)個主要實(shí)驗動物(wù)供應商的監測報告則顯示其小鼠金黃色葡(pú)萄球菌檢出情況(kuàng)差別較大(dà),甚至(zhì)出現同一供應商不(bú)同設施或(huò)不同級別動(dòng)物檢出率不同的情況。例如CharlesRiver北美和加拿大的(de)無(wú)病毒(dú)抗體(VAF)小鼠中檢出率最高,達20.9%, JAX實驗室標(biāo)準(zhǔn)小鼠中則隻有0.8%,其他供應商不同微生物等級小鼠的檢出率從(cóng)0到9.7%不等(表1)。歐洲的實驗動物設施則參(cān)考FELASA的(de)要求,不報告SPF小鼠的(de)金黃(huáng)色葡萄球菌檢測情(qíng)況(kuàng)。這些數據表明,在(zài)世界範圍內常規SPF實驗小鼠和大鼠群體中金黃色葡萄球菌都是(shì)普遍存在的。不過由於免疫缺陷(xiàn)動物在感染金黃色(sè)葡萄球菌(jun1)後更容易發展成(chéng)有症狀的臨床疾病(bìng),因此國外主要供(gòng)應商無(wú)一(yī)例(lì)外的都在自己的免疫缺(quē)陷動物種群中都排除了該(gāi)菌。詳見表1。
表1 歐(ōu)美主要供(gòng)應商不同設(shè)施中小鼠金黃色葡萄球菌(jun1)檢出率
注:a:屏障設施的(de)具體定義由各個供應商提供(gòng),詳細可參考其網(wǎng)站。SPF:無特定病原體,SOPF:無特定和機會性病原體,VAF:無病毒(dú)抗體(tǐ)。 b:數據收集(jí)於2016年11月。CharlesRiver,Janvier和Envigo累積數(shù)據18個月、JAX實驗室12個月, Taconic 6個月(yuè)。 c:根據FELASA的(de)建(jiàn)議未(wèi)報告金黃色葡萄球菌。
西山生物2022年的檢測數(shù)據顯示:我國大鼠中(zhōng)金黃色(sè)葡萄球菌有(yǒu)12.56%(n=1 154)的檢出率;而小鼠中檢(jiǎn)出率較低,僅有(yǒu)0.28%(n=8 228)。此外,潘金春等報告2013—2015年廣東省實(shí)驗小鼠的金黃色葡萄球菌(jun1)檢出率為(wéi)0.7%(n=858),實驗大(dà)鼠的金黃色(sè)葡萄球菌檢出率(lǜ)為2.9%(n=104)。這些數據表明我國(guó)小鼠中金黃色葡萄球菌感染率較低,但大鼠則要高許多。
對從實驗小鼠和大鼠中分(fèn)離到的金黃色葡萄球(qiú)菌進一步分型分析發現,C88型最(zuì)常見(jiàn),占54.5%,也(yě)有許多人類中常見的株型,例如CC1, CC5, CC8, CC15, CC10,CC30等被檢出,合計(jì)占比為37.4%。考慮到(dào)一(yī)個世紀以來實驗小鼠和大鼠與人(rén)類的密切接觸史,研究者們認為這些菌(jun1)株最(zuì)初就(jiù)是從人類傳播給齧齒類動物的。但並不是所有適應人類的金黃色葡萄球菌都能(néng)在齧齒類(lèi)群體中定植(zhí)。例(lì)如CC30和CC45在人(rén)類中是最常見的黃色(sè)葡萄球菌(jun1),但在小鼠中很少能檢測到,在大鼠中則幾乎完全不存(cún)在(zài)。相應的,大小鼠(shǔ)中最常見的C88也未見有感染動物設施內工作(zuò)人(rén)員的報道。這說明金黃(huáng)色(sè)葡萄球菌從齧齒類動(dòng)物傳播到人是不易發生的。
從實(shí)驗室小鼠、大鼠中分離到的金黃色葡萄球菌較少攜帶免疫逃避基因IEC及編碼(mǎ)人類特異性毒力因子的MGE基因,同時(shí),由於實驗小鼠中通常不會(huì)使(shǐ)用抗生(shēng)素,細菌消除了保持抗藥性基因的壓力,因此小鼠金黃色葡(pú)萄球菌對青黴素的耐藥率低於(yú)人(rén)類菌株,且大多(duō)數小鼠和大鼠分離株缺乏氨苄西(xī)林(lín)耐藥性,這些都顯示這些菌株長期適應了齧齒動物宿主。
在齧齒類實驗動物和(hé)人(rén)群中分離的金黃色葡萄球菌的(de)這些(xiē)差異提示,盡管金黃色葡(pú)萄球菌有從人傳播到實驗齧齒類動物的風險,但(dàn)是實驗動物中所流行的細菌主要來自動物群體內部。
臨床症狀(zhuàng)
健康且免疫功能健全的齧齒動物和兔的皮膚、黏膜或腸道中即使可以(yǐ)檢出(chū)金黃色葡萄球菌但一般也都是無症狀(zhuàng)的,這種隱性感染占絕大(dà)多數,這也是這次國標修訂過程中將該菌從必檢項(xiàng)調整為必要時檢測項的主要原因之(zhī)一。
在出現臨床症狀的齧齒類動物中,最經(jīng)常出現的症狀包括潰瘍(yáng)性皮(pí)炎、創傷(shāng)性皮炎、皮膚膿腫、包(bāo)皮腺膿腫、子宮內膜炎等。出(chū)現(xiàn)臨床症狀的兔可表現為皮下膿腫、乳腺炎、足皮(pí)炎和敗血症等。
圖1 裸鼠葡萄球菌感染導(dǎo)致出現麵部膿(nóng)腫、眼眶腫脹、皮屑
其他葡萄球菌
2023年1-6月,蘇州西山生物檢測部在對客戶送檢的出現皮屑、脫毛(máo)、皮膚(fū)腫脹、破潰、結膜炎等症狀的實驗小鼠樣本的鑒定檢測過程中發現,21份送檢樣本有20份是葡萄球菌感染引起。其中鬆鼠葡萄球菌陽性12例,木糖葡萄球菌陽性11例,其次為緩慢葡萄球菌(4例)、科氏葡萄球菌(3例)、尼泊爾葡萄球菌(2例)、頭葡萄球菌(1例)和(hé)金黃(huáng)色葡萄(táo)球菌(1例),見圖2。這(zhè)說明,目前在臨床上(shàng),金黃色葡萄球菌不應是我們唯一(yī)關注的葡萄球菌,多(duō)種(zhǒng)葡萄球(qiú)菌(jun1)都可能感染齧齒類實驗動物並可能發展為有症狀的感染性疾病,其中小部(bù)分會造(zào)成動物群體大規模發病。CharlesRiver 2003-2020年的檢測數據(jù)也顯示(shì),小(xiǎo)鼠相關樣本的PCR檢測中發現了木糖葡萄(táo)球菌有高達51.8%(n=1426)的檢出。木(mù)糖葡(pú)萄球菌、鬆鼠葡萄(táo)球菌等定植並導致齧齒類實驗動物出現皮膚病變也多有(yǒu)報道。因此實驗動物在出現疑似(sì)傳染性臨床疾病後應及時檢測鑒定,如果是由於葡萄球菌感染導致,應對這些菌株做(zuò)進一步分析確認其株型,對那些(xiē)已經確認的高毒力株型或已經(jīng)造成大量動物發(fā)病(bìng)的(de),應積極采取措施,將其徹底從自己的(de)設施中(zhōng)清除。
圖2.葡萄球菌在小鼠皮膚感染病例中(zhōng)檢出情況
檢測
目前采用較多的檢測方法為(wéi)細菌分離培養法以及生化(huà)鑒定。同時(shí),PCR方法(fǎ)進行核酸檢測也(yě)被越來越廣泛地應用於篩查檢測和分型檢測。此外,MALDI-TOF MS質(zhì)譜(pǔ)法直接對微生物的蛋白質(zhì)混合物進行分(fèn)析,能夠(gòu)快速鑒定菌種(zhǒng),也是目前臨床上常用的鑒(jiàn)定方(fāng)法(fǎ)。
圖3.葡萄球菌在血瓊脂平板上的菌落形態(tài)
預防和控製
在(zài)原來沒有金黃色葡萄球菌的屏(píng)障設施中,後期可能會(huì)通過一些偶然(rán)因素導致細菌(jun1)的引入,從Charles River五個(gè)屏障設施的回(huí)顧(gù)性數據顯示,一個金黃色葡(pú)萄球菌陰性屏障設施(shī)要10個月到4年的時(shí)間才可能變為陽性,一(yī)旦引入,如果不加以監測排除,則(zé)細菌(jun1)會很容易長期定(dìng)植並穩定傳播給後代,但是在不同籠子之間的傳播效率則是不一(yī)定的。可以肯定(dìng)的是獨(dú)立通風籠具的使用、良(liáng)好(hǎo)的衛生措施和規範的飼養管理操作可以有效阻斷傳播,降低(dī)感(gǎn)染率。
因此對於那些(xiē)決定要將(jiāng)金(jīn)黃色葡萄球菌保留在自己的監測清單的設施而言,就需(xū)要對引入的動物和維持的動物進行監測並及時(shí)剔除感染動物,同時加強工(gōng)作人員個人防護(hù)措施,還需加強對環(huán)境(jìng)的清潔和消毒。金黃色(sè)葡萄球菌對多數消毒劑都敏感,但是對幹燥環境有抗性。
對研究的影響
大多數情況下,金黃色葡(pú)萄球菌感染不會影響研(yán)究,這是本次國標修訂將該菌從必檢項調整為必要(yào)時檢測(cè)項的另一主要原因。不過金(jīn)黃色葡萄球菌的定植啟動了(le)小鼠免疫係統,誘導了許多對(duì)金黃色葡萄(táo)球菌蛋白特異性的IgG免疫應答,這將(jiāng)影響葡萄球菌相關的感染實驗和疫苗研究,因此做這類研究時還是應使用(yòng)不攜帶該菌的動物。
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