【doc】小菌落突变株：一种利于持续复发性感染的细菌致病形式

小菌落突变株：一种利于持续复发性感染的
细菌致病形式
388生物技术通讯
LETFERSINBIOTECHNOLOGYV o1.20No.3May,2009
doi:10.3969~.issn.1009-0002.2009.03.026
小菌落突变株:一种利于持续复发性感染的细菌致病形式
何娟梅,朱国强
扬州大学兽医学院,江苏扬州225009
综述
[摘要]小菌落突变株是一种具有独特表型及致病特征且生长缓慢的细菌亚群.在表型上,小菌落突变株表现为生长率
低,菌落形态不规则及生化特性异常,这使得临床微生物学家在鉴定时遇到了挑战.在临床上,小菌落突变株比相应的野生
株更能持续存在于哺乳动物细胞中,且对抗生素更不敏感.当宿主细胞形成应急的保护性环境时,小菌落突变株会引发隐
性或复发性感染.这篇综述涵盖了小菌落突变株相关表型,遗传及临床上的特征,重点描述目前研究最多的葡萄球菌.
[关键词]小菌落突变株;持续复发性感染;表型;临床特征
[中图分类号]Q935;Q378[文献标识码]A[文章编号]1009—0002(2009)03—0388—08
SmallColonyV ariants:aPathogenicFormofBacteriathatFacilitatesPersistentand RecurrentInfections
HEJuan-Mei,ZHUGuo——Qiang
CollegeofV eterinaryMedicine,Y angzhouUniversity,Y angzhou225009,China [Abstract]Smallcolonyvariantsconstituteaslow—growingsubpopulationofbacteriawithdistinctivephenotypieand pathogenictraits.Phenotypically,smallcolonyvariantshaveaslowgrowthrate,atypicalcolo
nymorphologyandunusual
biochemicalcharacteristics,makingthemachallengeforclinicalmicrobiologiststoidentify. Clinically,smallcolonyvariants arebetterabletopersistinmammaliancellsandarelesssusceptibletoantibioticsthantheirwil d-typecounterparts,and cancauselatentorrecurrentinfectionsonemergencefromtheprotectiveenvironmentoftheh ostcel1.Thisreviewcovered
thephenotypic,geneticandclinicalpictureassociatedwithsmallcolonyvariants,withanemp hasisonstaphylococci,for whichthegreatestamountofinformationisavailable.
[Keywords]smallcolonyvariants;persistentandrecurrentinfection;phenotype;clinicalcha racteristics
细菌小菌落突变株(smallcolonyvariants,SCV)于1910年被
首次报道为一种异常的伤寒埃氏杆菌(现属肠伤寒沙门菌)[1-2].正
如其名称所示,SCV最显着的特征就是菌落大小仅接近于野生
株的1/10.自首次报道以来,在多数细菌种属中均有SCV的描
述,如金黄色葡萄球菌(金葡菌),耐甲氧西林金葡菌,表皮葡
萄球菌[5J,头部葡萄球菌,铜绿假单胞菌171,洋葱伯氏菌属目,沙门
菌,霍乱弧菌属[1Ol,志贺杆菌【l1],羊流产布氏杆菌,大肠杆菌_131,
乳酸菌㈣,黏质沙雷菌[1引和淋病奈瑟菌等.此外,已从临床样本
(如脓汁fl7_蠲,血0,23~-32],骨髓和关节[23,3-38],呼吸道附-28,39",软组
织1,)中分离出多种细菌SCV.
最初的研究焦点是解释SCV的低生长率,以及检测菌株以
确定恢复至野生型生长率所需要的特定物质.用诸如甲萘醌,正
铁血红素,硫胺素,不饱和脂肪酸和C0之类的化合物刺激SCV
的生长[47-49],对大量分离株进行检测,发现上述前3种化合物是
可以刺激菌株生长的鳓.据这些早期研究报道,SCV的氧化磷酸
化能力比野生株弱.在SCV的营养缺陷型资料中,依据细菌新陈
代谢的现代理解,指出了电子传递相关途径的缺陷所在:硫胺素
是甲萘醌生物合成所必需的,而甲萘醌则用于形成醌(维生素
K2)和正铁血红素.当报道有一群患者感染了持续,复发性且有
抗生素抗性的金葡菌SCV时,人们才开始认识到电子传递缺陷
型SCV在临床上的重要性.
在这篇综述中,我们概述了电子传递缺陷及胸腺嘧啶合成
缺乏与SCV表型之间的关系,叙述了SCV的临床重要性,并展
望SCV的研究前景.虽然已发现了许多细菌种属的SCV,但对葡
萄球菌SCV的研究较广泛,故我们将金黄色葡萄球菌选作模式
微生物.
1营养缺陷型SCV
细菌新陈代谢中的许多变化都会引起菌体生长缓慢,但临
床样本中分离的SCV只发现少量的代谢缺陷株,其中有2种
SCV相继被分离,即电子传递缺陷型SCV和胸腺嘧啶合成缺陷
型SCV.前者属于典型的营养缺陷型,表现为甲萘醌或正铁血红
素生物合成缺陷,该表型可通过补给甲萘醌或正铁血红素进行
逆转(将在后面讨论).典型的金葡菌SCV表型还包括:呼吸作用
减弱,色素沉着减少,溶血活性降低,凝固酶活性减弱,对氨基糖
苷类的抗性增强,以及具有不稳定的菌落表型[47-49].生长率,对氨
[收稿日期]2008—10—06
[基金项目]国家自然科学基金(30571374,30771603)
[作者简介]何娟梅(1984一),女,硕士研究生
[通信作者]朱国强,(E-mail)***************.cn
何娟梅等:小菌落突变株:一种利于持续复发性感染的细菌致病形式389 表1人类样本中分离的非葡萄球菌小菌落突变株
细菌感染的类型或部位,样本参考文献
羊流产布氏杆菌亚急性细菌性心内膜炎(血平板培养)12
洋葱伯氏杆菌囊性纤维病患者的肺部和其他气管8
类鼻疽伯氏杆菌试验性类鼻疽87
大肠杆菌假体股部慢性感染,泌尿道感染,13,38,120,121
人类粪便
乳酸菌人类粪便14
淋病奈瑟菌淋病(尿道,子宫颈,阴道)68
铜绿假单胞菌囊性纤维病患者的肺部和其他气管86,88,89
沙门菌伤寒热病2,122
基糖苷类的敏感性,色素沉着及毒素产生都与电子传递有关,因
此可用整体论假说解释这一现象(后文详述).由于甲萘醌的生
物合成需要硫胺素,故硫胺素缺陷型SCV属于甲萘醌缺陷型SCV的一个亚型.
胸腺嘧啶缺陷型SCV具有与电子传递缺陷型SCV相似的
表型,其原理尚未知晓.有学者认为胸腺嘧啶缺陷型SCV是双重突变株,因为它们能从脓汁中分离到,而这些脓汁富含金葡菌DNA酶作用后所释放的胸腺嘧啶.金葡菌SCV通过nupC摄取
胸腺嘧啶,nupC是一种10次跨膜蛋白,它需要一个电化学梯度
以实现对胸腺嘧啶的吸收[51-52].在枯草芽孢杆菌中,nupC基因突变会使嘧啶吸收量降至正常量的1/5[5".与枯草杆菌类似,金葡
菌基因组中只发现一个nup家族基因,而大肠杆菌中则发现有2 个,即nupG和nup05".胸腺嘧啶合成过程中需要电化学梯度和醌,这为2种缺陷型SCV之间的联系提供了一些线索,但具体的联系有待进一步研究.
还分离出一些其他缺陷型SCV,如CO2缺陷型[19-2125,28,53],并发现了一些未知的缺陷型SCV.C0:是金葡菌生长的非特异性刺
激物,其缺陷型是在厌氧罐中发现的.在我们的研究中尚未发
现CO缺陷型,关于CO缺陷型的报道可能是依据生长的非特
异性刺激试验(包括对电子传递突变体的刺激).我们猜想,SCV
也可能由其他缺陷引起(如一ATP酶和细胞色素类),这些缺
陷不引起甲萘醌或正铁血红素的缺乏,却可导致电子传递出现
障碍.
1.1电子传递缺陷型SCV
有几种遗传突变可产生电子传递缺陷型SCV表型,即发生
在menD,hemB及ctoA上的突变[55-571.menD和hemB突变可以阻断甲萘醌和血红素的生物合成,而甲萘醌合成的醌和血红素合
成的细胞色素都是电子传递系统的组成成分.catA突变可以阻
断血红素A的合成,而血红素A也参与细胞色素的合成.并
且,catA突变株具有SCV的典型特征,包括菌落变小,调控RNA
的RNAⅢ表达量减少,d毒素和毒素休克综合征毒素1的产量
降低,对氨基糖苷类的抗性增强.在肠道伤寒沙门菌中,hemL突
变会产生可持续感染模式动物的SCVrSS3.另外,在慢性复发性股
部感染的部位分离到hemB突变的大肠杆菌SCV[.
实践证明,通过临床分离株确定金葡菌SCV精确的遗传损
伤是很难的,但利用补充给药法恢复菌株表型有助于研究甲萘
醌和正铁血红素生物合成途径中的缺陷.甲萘醌缺陷型的表型
可通过补给邻琥珀酰苯甲酸酯(而不是异分支酸)得到恢复,由
此可知,甲萘醌合成途径的阻断发生在这2种化合物之间.我
们希望通过确定相关的特异性遗传变化了解SCV是如何恢复亲
代表型的.
为了描述遗传学上已明确的金葡菌SCV的表型特征,并验
证电子传递缺陷有利于细菌在细胞内持续存活的假说,有学者
通过阻断金葡菌的hemB基因,构建了一个稳定的电子传递缺陷
突变株阁.该假说源于对SCV的观察,发现初次感染SCV多年后
仍可引起复发感染.还发现金葡菌SCV可在体外培养的哺乳
动物细胞中持续存在,这表明复发感染可能是由于该细菌在宿
主细胞保护性环境中有一定的存活率.卟啉环位于血红素的辅
基上,参与其生物合成的酶中有一种是由hemB编码的,血红素
又是细胞色素的辅基,而细胞色素在电子传递中扮演着重要的
角色.金葡菌hemB突变株具有临床SCV的典型特征:固体琼脂
培养为细小菌落;液体培养则生长缓慢;色素形成减少;溶血活
性降低(0.25%,野生型金葡菌则为89%);凝固酶活性降低;对氨
基糖苷类的抗性增强(庆大霉素的最小抑菌浓度即MIC为0.5
Ixg/mL,而对野生型金葡菌的MIC则少于0.031txg/mL;卡那霉
素的MIC分别是2.O和0.25Ixg/mL);非典型的生化反应,如对
乳糖,松二糖和甘露醇的发酵作用减弱,不还原硝酸盐,对N一乙
酰葡萄糖胺的利用减少嘲.
在1.0I~g/mL正铁血红素存在的条件下培养hemB突变株,
或将完整的hemB基因转化到突变株,都可以恢复SCV的所有
表型特性.通过Western—blot和Northern～blot分析显示,金葡菌
亲代株可产生0【毒素蛋白和mRNA,但在hemB突变株中却未检
测到这2种物质【55J.因此,可通过血管内感染模型测定菌株在细
胞内的存活率[591.在溶葡球菌酶存在的条件下培养24或48h,
内皮细胞中hemB突变株的存活率是亲代株的200多倍嘲.SCV
的细胞内摄作用可能使其免受宿主防御和抗菌剂作用,由此可
解释为何从宿主组织中清除金葡菌SCV会那么困难[4o,47,.55,59-6o]. 进一步的研究表明,与亲代株相比,更多数量的hemB突变
株可结合纤维蛋白素原和纤维结合素,用流式细胞术进行估定,
发现这与细菌表面黏附素的表达增加有关【61].应用实时定量反转
录酶聚合酶链式反应(RT—PCR)技术,发现hemB突变株的凝集
因子A(基因为dfa)和纤维结合素黏连蛋白(基因为6)的表达
量比野生株更高.此外,在不同的金葡菌中,hemB突变株也比其
亲代株更能有效地进入人胚胎肾细胞,这大概是因为hemB突变
株的纤维结合表面配基暴露增]JIl[6".
由于膜势能(△)可以促进氨基糖苷类的吸收,故研究SCV
及其相应亲代株(包括临床分离株和已确定的突变体)的△1I,下
降情况,可分析SCV对氨基糖苷类敏感度降低的原因[7,62-63].在含
葡萄糖并有强缓冲能力的生化鉴定培养基上培养SCV,其可产
生一个与亲代株相当的初始△(一120-一140mV).但是,当葡萄
糖消耗殆尽时,SCV的△会降低至一60mV.尽管亲代株的△
也会降低,但在Krebs循环(三羧酸循环)开始运转后,△会迅
速恢复.然而,SCV不能激活Krebs循环嗍,也就无法恢复△.
因此,SCV对氨基糖苷类的敏感度是亲代株的1/10~1/30.阳离
子肽也有类似的现象,它需要一个△1Ir以对抗葡萄球菌嘲.宿主
细胞中的阳离子肽可能有助于SCV保持其表型.金葡菌SCV对
作用于细胞壁的抗生素具有更强的抗药性,它们生长缓慢,因而
减少了细胞壁的分裂,降低了B一内酰胺抗生素对它的功效[g-~6"0.
最近,有一种蛋白质组研究方法,即将二维凝胶电泳与基质
辅助激光吸收/解吸飞行时间的光谱测定法相结合,用于研究金
葡菌hemB突变株嗍.由于hemB突变株的电子传递链是中断的,
故不能以氧和硝酸盐作为电子最终受体.在突变体生长的所有
阶段中,参与糖酵解途径的蛋白质(3一磷酸甘油醛脱氢酶,烯醇
390告技术H通Gv?.一No.SINBIOrFECNOLOol213No3--May,2…1.109一IJEmRHGYV.j,
酶,磷酸甘油酸激酶)和参与发酵途径的蛋白质(乳酸脱氢酶,乙
醇脱氢酶,丙酮酸裂解酶)的浓度都有增加.这一研究表明,hemB
突变株是通过葡萄糖或果糖的底物水平磷酸化产生ATP的.分
析发酵反应可知其主要产物是乳酸.对c(编码顺鸟头酸酶)进
行转录分析表明,citB的表达在hemB突变株中是负调的.另外,
精氨酸脱氨酶途径被诱导,这种缺氧途径可以合成ATP和释放
氨,有助于中和SCV产生的乳酸.值得注意的是,hemB突变株的
多数胞外毒力因子(除蛋白酶和黏附素)的表达量显着减少了.
在其他细菌种属中描述的SCV表型也有许多相同的特性,
如正铁血红素,硫胺素和甲萘醌缺乏(大肠杆菌,淋病奈瑟菌,伤
寒沙门菌)[13删;色素形成减少(绿脓杆菌的脓毒素)删;糖发酵
减少(大肠杆菌,志贺菌属)_7'1;能恢复亲代株表型(志贺菌属,
大肠杆菌,变形菌属,肺炎克雷伯菌,斯氏普罗威登斯菌,阴沟肠
杆菌,黏质沙雷菌,伤寒沙门菌,弗氏柠檬酸菌)[10-13,15-16,3蛳;电
子传递链活性降低(由呼吸作用的减弱判定),美兰或四唑氮蓝
染色变浅,糖氧化分解减弱,ATP产量下降(志贺菌属,大肠杆
菌,沙门菌,绿脓杆菌),69,71-72]等.
在最近的一项研究中,用伤寒沙门菌感染NRK一49F成纤维
细胞,并分离出103株SCVtSS~,发现其中3株持续存活于细胞内的SCV在hemL,aroD和ldh上有缺陷(在沙门菌中,hemL,aroD 分别参与血红素和甲萘醌的生物合成),并且发现这些SCV诱导的细胞溶解比其野生型少.此外,尽管SCV的毒力比其野生型弱,但它们在BALB/c小鼠中能存活更久.这些资料再次呈现
了葡萄球菌SCV的表型和临床发生过程,并表明SCV表型可能是细菌在哺乳动物中持续存活的普遍机制.
1-2胸腺嘧啶合成缺陷型SCV
囊性纤维化(CF)患者长期服用甲氧苄啶和磺胺甲基异嗯
唑(SXT),会产生胸腺嘧啶依赖性SCV[39,4.对分离自CF患者气管的SCV进行分析显示,176株SCV中有122株是胸腺嘧啶依赖性[39,4".CF患者经长期的SXT治疗,产生的胸腺嘧啶依赖性SCV对SXT有抗药性,相反,分离自同一患者的亲代株则对SXT 敏感[39,4".四氢叶酸是胸苷酸合成酶的辅酶,而该合成酶催化dUMP合成dTM.虽然SXT可干扰四氢叶酸途径,但研究人员
发现,典型的临床胸腺嘧啶缺陷型SCV可通过转入(编码胸
苷酸合成酶)以恢复表型.
dTMP是DNA合成所必需的,故通过SXT治疗可抑制SXT
敏感性金葡菌.胸腺嘧啶依赖性SCV为了抵抗SXT而吸收胞外胸腺嘧啶,最终绕过SXT抑制途径,因此,胸腺嘧啶依赖性SCV 可依靠外源性胸腺嘧啶存活.由此推测,在CF患者的气管分泌
物中存在的大量胸腺嘧啶,是源于坏死细胞释放的DNA被金葡菌DNA酶降解.胸腺嘧啶依赖性SCV的表型与培养基中的胸腺嘧啶含量有关.我们猜测,胸腺嘧啶依赖性SCV还有另一种突变(在nupC上),即减缓胸腺嘧啶吸收的突变,如枯草杆菌nupC突
变株能吸收胸腺嘧啶,但吸收效率是其野生型的1/5E5".而且,当SCV从肺部分泌物进入组织或细胞时,胸腺嘧啶的浓度会降低,
以维持SCV的表型.若有大量胸腺嘧啶存在,则SCV的生长类
似野生型金葡菌.
胸腺嘧啶依赖性SCV有2种菌落形态,即"煎蛋"型和"针
尖"型.前者的菌落边缘为半透明,中问呈有色的小隆起状;后者
菌落的大小是正常金葡菌的1/10.胸腺嘧啶依赖性SCV革兰
染色观察是多形球菌,电子显微镜下可见放大的球菌具有不完
整或多重交叉的细胞壁,这表明是受损细胞的分离[77】.正铁血红素缺陷的金葡菌SCV也发现了类似的细胞壁变化.所有的表型
变化都可以通过补给胸腺嘧啶而得到恢复.在接受抗生素(不是
甲氧苄啶和磺胺甲基异嗯唑)治疗的患者的非肺部部位也分离
出胸腺嘧啶缺陷型SCVrTS~.对表面毒力调控子基因agr和sara,
选择压力调控子基因,调控毒力基因h/a和spa进行转录分
析,应用Northern—blot或RT—PCR技术,发现与同源金葡菌正常菌株相比,上述调控子在胸腺嘧啶依赖性SCV中的表达是负调
的791.在具有agr-表型的胸腺嘧啶依赖性SCV中,spa的转录增加,而hla的转录则减少.若补给胸腺嘧啶,大多数SCV的agr,
spa及hla转录会完全或部分得到恢复.此外,在SCV生长的对
数期早期,加入分离自同源野生型金葡菌的自身诱导肽,可激活
agr转录.以上资料说明,SCV的agr系统是不活跃的.在补给胸
腺嘧啶后,与agr无关的s和sara的表达可得到恢复,这表明
调控子表达的各种改变归因于调控机制而不是自身诱导肽系
统.由于调控子和毒力基因表达的复杂变化,胸腺嘧啶依赖性
SCV的毒力减弱,但却能持续存活于CF患者气管的不利环境
中,从而说明细菌在长期持续存活中产生了适应力.
2SCV感染的临床症状
SCV与持续复发性感染之间是有联系的,这一观点在2O世
纪90年代中期才被认知_17,39,47,8O].1995年首次报道了这么一个模型,即金葡菌SCV表型的复杂变化及电子传递变更与持续复
发性感染的临床形式有关.在5位患者身上发现金葡菌SCV引
起的显着持续感染和抗生素抗性感染.进一步分析可知,在添加
甲萘醌,正铁血红素和CO后,营养缺陷型SCV可恢复至正常菌
落形态.继之,掀起了研究金葡菌SCV和凝固酶阴性葡萄球菌的
热潮,并报道了许多相关病例和前瞻性研究8,34,3"7,4O.-435.-S.S],如革兰阴性SCV的临床案例[8,38,86-9o].
不同的研究显示,I临床样本中SCV的发病率约为l%一30%.
某常规微生物学实验室发现在1110个分离株中就有1%为金
葡菌SCVtZ~.分析72位CF病人的痰液显示约70%(52/72)是长
期感染金葡菌的,而其中的46%(24/52)为SCVt'*1.对分离自骨髓
炎患者骨髓或深层组织提取物的金葡菌进行研究,发现有29%
的患者感染金葡菌SCV(4/14)t】.另外,还在135个子宫颈样本
中发现了3株淋病奈瑟菌SCV(0.02%)[硎.因此,SCV并不罕见,
但却很难分离.
与正常的葡萄球菌相比,SCV的生长要求很苛刻.SCV在兔
血琼脂上培养24-72h后,表现为无色素,不溶血,针尖形菌落.
除了这些非典型的菌落形态外,它们还具有典型的生化反应缺
乏或减弱(如甘露醇食盐琼脂阴性).在进行试管试验时,许多金
葡菌SCV只有在培养18h后才会出现凝固酶阳性.SCV这些不
寻常的形态学和生理学特征,使得临床微生物学家在分离和鉴
定时遇到了难题.
分离SCV的前提是应用长期常规培养和鉴定技术,以避免
错误鉴定_1】.最近发现,在哥伦比亚血琼脂和金葡菌显色琼脂上
培养样本是检出金葡菌和金葡菌SCV的最精确快速的方法[1】71.
值得注意的是,当正常金葡菌存在时,SCV会迅速生长过度并且
极易丢失,因为SCV的生长速率大约是正常表型金葡菌的1/9.
疑似金葡菌SCV的分离株在凝固酶试验中可能为假阴性,则须
何娟梅等:小菌落突变株:一种利于持续复发性感染的细菌致病形式391 测试其种特异性基因nc和COO,以确定其为金葡菌,或者对凝固
酶阴性金葡菌SCV的16SrRNA序列进行诊断测序㈣.在一例
对新青霉素I抗性的金葡菌SCV引起的脑炎患者的研究中发现了另一种诊断方法,即应用16SrRNA定向原位杂交技术检测脑组织口81.
由于一些原因,SCV在敏感度测试时也遇到了麻烦.首先,
SCV通常是和正常金葡菌杂群而居的.在液体培养基里过夜培养,尽管正常生长的细菌所占比例很低,但它们也能迅速地替代SCV,因而使得SCV的敏感度测试(和分离一样)很困难tx.其次,SCV的低生长率使测试难以标准化,因为低生长率会影响扩散实验和测量敏感度的时间.最后,不考虑它们的营养缺陷型,
当这些突变株对苯唑西林(甲氧西林)有抗药性时,对其进行测试,如纸片琼脂扩散试验,E试验,微稀释试验,自动敏感度测试, 以及抗青霉素结合蛋白2a(PBP2a)乳胶凝集反应(耐甲氧苯青霉素金葡菌筛选法),也会发生误诊【1】.因此,用分子方法探测mecA,或应用抗PBP2a乳胶凝集反应和显着增加细菌接种量(大约一个菌环量含100-200个SCV菌落),可以作为耐甲氧西
林金葡菌SCV可靠的诊断和验证方法[117,11.
3SCV相关疾病
3.1囊性纤维化
囊性纤维化病人,尤其是儿童和青少年,会经常感染金葡
菌[39J.在为期72个月的前瞻性研究中,统计CF病人的金葡菌患病率和存活率的结果显示,以37个月时的存活率作为中间存活率(6～70个月),72%的患者(52/72)气管持续感染野生型金葡菌和金葡菌SCVt4",28人只感染野生型金葡菌,22人感染同源的野生型金葡菌和金葡菌SCV,2人仅感染金葡菌SCV.研究人员在经过36～48h的观察后,发现有2位患者的野生型金葡菌中出
现了SCV,而且最初同时感染野生型金葡菌和金葡菌SCV的6 位患者后来丢失了野生株,而SCV则持续存在.这表明SCV可能具有最佳的适应力,因而在气管的不利环境中比正常表型更
有生存优势.
在CF病人中还发现有绿脓杆菌SCV,在2年内,携带绿脓
杆菌的病人有38%(33/86)可分离到绿脓杆菌SCVt~OJ.与无SCV 的CF病人相比,发现绿脓杆菌SCV的出现与病人长期肺部感染,肺部功能严重衰退及每天吸入托霉素和黏菌素等因素有关.
与野生型绿脓杆菌相比,绿脓杆菌SCV在静止生长条件下适应
力更强,菌毛生长更旺,蹭行运动增强,生物膜形成更多,对呼吸
道细胞系的黏附力更强.此外,通过微点阵方法,发现绿脓杆菌SCV的Ⅲ型分泌系统呈显着正调,且细胞毒性增加以抵抗巨噬
细胞,在呼吸道感染的小鼠模型中毒力增强网.m型分泌系统的
表达增加与宿主细胞对绿脓杆菌的吞噬增强有关[88-89,".另外,绿脓杆菌SCV对氨基糖苷类的抗性更强,且对宿主细胞的伤害更大.因此,这些SCV的处境十分复杂,它们的抗生素抗性增强,
宿主细胞吞噬量增加,从而可能使细菌存活率增大,当然也增加
了对宿主细胞的伤害,而释放更多的SCV.在角膜感染的小鼠模
型中也发现了绿脓杆菌SCVt92J,以绿脓杆菌攻毒小鼠,然后用庆大霉素治疗,产生了可持续存在于角膜上皮细胞的绿脓杆菌SCV.这些SCV是复发感染的关键,与金葡菌SCV十分相似.
在感染洋葱伯氏菌的CF病人中,有42%(8/19)可检测到
SCV,其中有2例在进行肺部移植手术后,发展成由SCV引起的致死性全身感染嗍.
3.2骨髓炎
有研究者指出,正常金葡菌在庆大霉素或其他氨基糖苷类
存在的条件下生长,可经常分离到金葡菌SCV口趣.含
有庆大霉素的串珠可用于辅助全身抗生素疗法和清创术,以治
疗骨髓炎患者.该串珠可以缓慢(几周至数月)释放氨基糖苷类,
使抗菌剂在局部持续聚集.为了调查庆大霉素缓慢释放到局部
环境中是否可以作为体外筛选SCV的有效途径,特进行了病例一对照研究嗍.从疑似骨髓炎患者的骨髓样本或深层组织抽吸物中筛选SCV,研究对象包括至少有一个样本可分离到金葡菌的患
者.在l8个月内,发现了14位患者携带有金葡菌并有慢性骨髓
炎的临床症状.只有用含庆大霉素串珠治疗过的那些患者才能
分离到甲萘醌或正铁血红素缺陷型金葡菌SCV.在这些患者中
有3位分离到了大量小菌落,尽管在体外用抗菌素抑制这些分
离株,治疗还是以失败告终.相反,其他10位感染正常金葡菌的
患者(之前未佩戴过含庆大霉素的串珠),经有效抗生素治疗,在
1年多的初期诊断期间没有复发骨髓炎.在临床评定中还没有检
测到这2组分离菌的其他差异.每位患者的所有分离株的整套
细菌DNA经SmaI酶切消化后进行脉冲场凝胶电泳,结果显示,
虽然分离株的表型不同,但它们却是同源的.庆大霉素对SCV的
最小抑菌浓度(1~g/mL)是亲代株(0.031~g/mL)的32倍,但
它们对其他抗菌剂的敏感性没有差异.
在接下来的研究中发现,佩戴过含庆大霉素串珠的患者经
常可以分离到金葡菌SCV.但是,未佩戴过含庆大霉素串珠的患
者样本中也可分离出金葡菌SCV,用含庆大霉素串珠进行局部
预防的患者样本中则分离到正常表型的金葡菌,而未同时分离
出SCV.尽管患者的背景很复杂,但该结果证实了佩戴庆大霉素
串珠是体外筛选金葡菌SCV的有效途径.
3-3与器械有关的感染
葡萄球菌是引起医疗器械相关感染的最普遍因素.金葡菌
SCV引起的持续性起搏器关联血流和脑室腹膜分流术感染的案例已有报道[6,43,85].此类案例说明,由于临床和微生物学技术上的不完善,使得感染这些突变体的病人必须接受长期的抗菌剂治疗.而且,在植入医疗器具中还发现表皮金葡菌SCV和头部金葡
菌SCVtS-a~ol.对假体t5,瓣膜心内膜炎和起搏器电极感染的病人, 可通过分析分离株部分16SrRNA的基因序列来鉴定出这些SCV.对SCV引起的器械相关感染进行抗菌剂治疗的效果不
佳,且自动诊断系统会发生误诊.以上案例提示我们,SCV也
可能会引起血管内的器械相关感染.据报道,完全移除异物是彻。