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 來(lái)源:實驗動物那些事兒 日(rì)期:2023.08.29 

金黃色葡萄球菌(jun1),“必檢”還是“必要時檢”?

2023年7月1日實施的GB14922-2022將(jiāng)金黃色葡(pú)萄球菌從SPF級齧齒動物和兔的“必(bì)檢項”調整為“必要時檢測(cè)項”,這讓實驗動物(wù)設施管理者和獸醫們在製定自己設施的監測項(xiàng)目清單時有了自由選擇的空間(jiān)。那麽金黃色葡(pú)萄(táo)球(qiú)菌在實驗動物中存在的可能性究竟有多少,對動物健康和研究有哪些影響,是否要將其從自己設施的(de)監測清(qīng)單中刪除呢?本文將對金(jīn)黃色葡萄球菌的(de)基本(běn)信息進行(háng)整理(lǐ)介紹(shào),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(shǔ)葡萄球菌屬(Staphylococcus)葡萄球菌科(Staphylococcaceae),該屬除了最廣為人知的金黃色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(ní)泊爾葡萄球菌(S. nepalensis)等(děng)二十(shí)餘(yú)種(zhǒng)葡萄(táo)球菌。

葡萄球菌屬細菌是革蘭陽性球菌,大小約0.5~1.5μm,呈2~4個細菌(jun1)或無規則葡萄狀排列(liè)、無動(dòng)力、無芽孢、無鞭毛或形成有限的莢(jiá)膜。

流行病學

人、齧齒類動物、兔(tù)等多種動物(wù)都是金黃色葡萄球菌的天然宿主,主(zhǔ)要通過直接接觸或間接接觸感染的(de)動物、汙染物等傳播(bō)。在健康人(rén)群(qún)中,金黃色葡萄球菌的檢出率約為25%。在實驗動物中,由於飼養、管理、種(zhǒng)子質量等(děng)不同,不同的動物群體中檢出(chū)率會存在較大差異。

美國(guó)CharlesRiver統計從2003-2020年該公司檢測實驗室接收的小鼠中金黃色葡萄(táo)球菌檢出率(lǜ)是2.2%(n=98979),大鼠檢出率是23.6%(n=10413)。歐(ōu)美幾個(gè)主要實(shí)驗動物供應商的監測報告則顯示其小鼠金黃色葡萄球菌檢出情況差別較(jiào)大,甚至出現同一(yī)供應商不同設施或(huò)不同(tóng)級(jí)別動物(wù)檢出率不同的情況。例如CharlesRiver北美和加(jiā)拿大的無病(bìng)毒抗(kàng)體(VAF)小鼠(shǔ)中檢出率最高,達20.9%, JAX實驗室標準小鼠中則隻(zhī)有0.8%,其他供應商不(bú)同微生物等級小鼠(shǔ)的檢出率從0到9.7%不等(表1)。歐(ōu)洲的實驗動物設施則參考FELASA的要求,不(bú)報告SPF小鼠的金黃色葡萄(táo)球菌檢測情況。這些(xiē)數據(jù)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普遍存在的。不過(guò)由於免疫缺陷動物(wù)在(zài)感染(rǎn)金黃色葡萄球菌後更容易發(fā)展成有症狀的臨床疾病,因此國外主要供應商(shāng)無一例外的都在自己的(de)免疫缺陷(xiàn)動物種群中都排除了該菌。詳(xiáng)見表1。

表1 歐美主要供應商不(bú)同設施(shī)中小鼠金黃色葡萄球菌檢出率

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注:a:屏障設施的具體定義由各個供應商提供,詳細可參考其(qí)網站。SPF:無特定病原體,SOPF:無特(tè)定和機(jī)會性病原體,VAF:無病毒抗體。  b:數據收集於2016年11月。CharlesRiver,Janvier和Envigo累積數(shù)據18個(gè)月、JAX實(shí)驗室12個月, Taconic 6個月。  c:根據FELASA的建議未報告金黃色葡萄球菌。

西(xī)山(shān)生物2022年的檢(jiǎn)測數據(jù)顯示:我國大鼠中金黃色葡萄球菌有(yǒu)12.56%(n=1 154)的檢出率;而小鼠中檢出率較低,僅(jǐn)有0.28%(n=8 228)。此外,潘金春等報告2013—2015年廣東省實驗小鼠的金黃色葡萄球(qiú)菌檢出率為0.7%(n=858),實驗大鼠的金黃色葡(pú)萄球菌檢出率為2.9%(n=104)。這些(xiē)數據表明我國小鼠中金黃色葡萄球菌感(gǎn)染率(lǜ)較(jiào)低,但大鼠則要(yào)高許多。

對從實驗小鼠和大鼠中分離到(dào)的金黃色(sè)葡萄(táo)球菌進一步分型分析發現,C88型(xíng)最常見(jiàn),占54.5%,也有許(xǔ)多人類中常見的株型,例如CC1, CC5, CC8, CC15, CC10,CC30等被檢出(chū),合計占(zhàn)比為37.4%。考慮到一個(gè)世紀以來實驗小鼠和大鼠與人類的密切(qiē)接觸史(shǐ),研究者們認為這些菌株最初就是從人類傳播給齧齒類(lèi)動物的。但並不是所有適應人類的金黃色葡萄(táo)球菌都能在齧齒類群體中定(dìng)植。例如CC30和CC45在人類中是最常見的黃色葡萄球菌,但在小鼠中很少能檢測到,在大(dà)鼠中則幾乎完全不存在。相應的,大小鼠中最常見(jiàn)的C88也未見有感染動物設施(shī)內工作人員的報道。這說明金黃色葡萄球菌從齧齒類動(dòng)物傳播到人是不易(yì)發生的。

從實驗室小鼠、大鼠中分離(lí)到的金黃色葡萄球菌較少攜帶免疫逃避基因IEC及編碼人類特異(yì)性毒力因(yīn)子的MGE基因,同時,由於實驗小鼠中通常不會使用抗生素,細菌消(xiāo)除了保持抗藥性基因的壓力,因此小鼠(shǔ)金黃色(sè)葡萄球菌對青黴素的耐藥率低(dī)於人(rén)類菌株,且大多數小鼠和大鼠分離株缺乏氨苄西林耐藥性(xìng),這些都顯示這些菌株長期適(shì)應了齧齒動(dòng)物宿主。

在齧齒類實驗動物和人群中分離的(de)金黃色(sè)葡萄球菌的這些差異提示,盡管金黃色葡萄球菌有從人傳播到實驗齧齒類動物的風險(xiǎn),但是實(shí)驗動物中所(suǒ)流行的(de)細菌主要來自(zì)動物(wù)群體內部。

臨床症狀

健康(kāng)且免疫功能健全的齧(niè)齒動物和兔的皮膚、黏(nián)膜或腸道中即使可以檢出金黃色葡萄球菌但一般也都是無症狀的,這種隱性感染占(zhàn)絕大(dà)多數,這也是這次國標修訂過程中將該菌從必檢項調整為必要時檢測項的主要原因之一。

在出現臨床(chuáng)症狀(zhuàng)的齧齒類動物中,最(zuì)經常出現的症狀包括潰瘍(yáng)性皮炎、創傷性皮炎、皮膚膿腫、包皮腺膿腫(zhǒng)、子(zǐ)宮內膜炎等。出現臨床症狀的兔可表現為皮下膿腫、乳腺炎、足皮炎(yán)和敗(bài)血症(zhèng)等。

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圖1 裸鼠葡萄球菌感染導(dǎo)致出現麵部膿腫、眼眶腫脹、皮屑

其他葡萄球菌

2023年1-6月,蘇(sū)州西山生物檢測部在對客(kè)戶(hù)送檢的出現皮(pí)屑、脫毛、皮膚腫脹、破潰、結膜炎等症狀的實驗小鼠樣本(běn)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(ěr)葡(pú)萄(táo)球菌(2例)、頭葡萄球菌(1例)和金黃色葡萄球菌(1例),見(jiàn)圖2。這說明(míng),目前在臨床上,金黃色葡萄球菌不應是我們唯一關(guān)注(zhù)的葡萄球菌(jun1),多種葡萄球菌都可能感染齧(niè)齒類實驗(yàn)動物並可能發展為有症狀的感染性疾病,其中小部分會(huì)造成動物群體(tǐ)大規模發(fā)病。CharlesRiver 2003-2020年的檢測數據也顯示,小鼠相關樣本的PCR檢測中發現了木糖葡萄球菌有(yǒu)高達51.8%(n=1426)的檢(jiǎn)出。木糖葡萄球菌、鬆(sōng)鼠葡萄(táo)球菌等定植並導致齧齒類實驗動(dòng)物出現皮膚病變也多有報(bào)道。因此實驗動物在(zài)出現疑似傳染性臨床(chuáng)疾病後應及時檢測(cè)鑒定,如果是由於葡萄球菌感染導(dǎo)致,應對這些菌(jun1)株做進一步分析確認其株(zhū)型,對那(nà)些已經(jīng)確認的高毒力株型或已經造成(chéng)大量動物發(fā)病的,應積極采取措施,將其徹底從自己的設(shè)施中清除。

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圖2.葡萄球菌在小鼠皮膚感染病(bìng)例中檢出情況

檢測

目前采用較多的檢測方(fāng)法(fǎ)為(wéi)細菌(jun1)分離培養法以及生化鑒定。同時,PCR方法進(jìn)行核酸檢測也被越來越廣(guǎng)泛地應用於篩查檢測和分型檢測。此外,MALDI-TOF MS質譜法直接對微生物的蛋白質混合物進行分析,能夠快速鑒定菌種,也是目前臨床上常用的鑒定方法。

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圖3.葡萄球菌在血(xuè)瓊脂平板上的菌落形態

預防和控製

在原來沒有金黃色葡萄球菌(jun1)的屏障設施中,後期可能會通過一些偶(ǒu)然因素導致細菌的引入,從Charles River五個屏障設施的回顧性數據(jù)顯示(shì),一個金黃色葡萄球菌陰性屏障設施要10個月到4年的時間才(cái)可能變為陽性,一旦引入,如果不加以監(jiān)測排除,則細(xì)菌會很容(róng)易長期定(dìng)植並穩定傳播給後(hòu)代,但是在不同籠子之間的傳播效率則是不(bú)一定的。可(kě)以肯定的是獨立通風籠具的使(shǐ)用、良好的衛(wèi)生措施和規範的飼養管理操作可(kě)以有效阻斷傳播,降低感染率。

因此對於(yú)那些決定要將金黃色葡萄球菌保留在自己的監測(cè)清單的設施而言,就需要對引入的動物和維持的動物進行監測並及時剔除感染動物(wù),同時加(jiā)強(qiáng)工作人員個人防護措施,還需加強對環境的清潔和消毒(dú)。金黃色葡萄(táo)球(qiú)菌對多數消毒劑都敏感,但是對幹燥(zào)環境有抗(kàng)性。

對研究(jiū)的(de)影響

大多數情況(kuàng)下,金黃色葡萄球菌感染不會影響研究,這是本次國(guó)標修訂將該菌從必檢項調整為必要時檢測項的另一主要原因。不過金黃色葡萄球菌的定(dìng)植啟動了小鼠免疫(yì)係統,誘導了許多對金黃色(sè)葡萄球菌蛋白特異(yì)性的IgG免疫應答(dá),這將影響葡萄球菌相關的感染實驗和疫苗研究,因此(cǐ)做這類研究時還是應使用不攜帶該菌的動物。

參考資(zī)料:

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