agr功能缺陷金黄色葡萄球菌流行及遗传学特征

doi:10.3969/j.issn.1673-8640.2021.07.014

摘要/Abstract

摘要：

目的研究金黄色葡萄球菌附属基因调节子（agr）功能缺陷金黄色葡萄球菌的流行及遗传学特征。方法收集上海市和浙江省5家医院临床分离的1 238株金黄色葡萄球菌,采用头孢西丁纸片法确定其对甲氧西林的耐药性;采用δ溶血活性检测筛选agr功能缺陷菌株,应用agr分型、葡萄球菌盒式染色体mec（SCCmec）分型、金黄色葡萄球菌蛋白A基因（spa）分型和多位点序列分型（MLST）确定相关菌株的分子特征。结果 agr功能缺陷金黄色葡萄球菌总流行率为3.6%（45/1238）,其中耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的检出率[5.0%（28/565）]显著高于甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌（MSSA）[2.5%（17/673）]（P=0.023）。基因分型结果显示,agr功能缺陷MRSA以ST5（CC5）-SCCmecⅡ-t002/t311/t2460-agr2和ST239（CC8）-SCCmecⅢ-t037-agr1为主,而MSSA主要为ST188（CC1）-t189-agr1。结论沪浙地区agr功能缺陷金黄色葡萄球菌并不常见,其流行可能与特定型别克隆株的传播有关。

关键词: 金黄色葡萄球菌, 附属基因调节子, 流行, 分子特征

Abstract:

Objective To investigate the prevalence and genetic characteristic of Staphylococcus aureus with accessory gene regulator（agr） dysfunction. Methods A total of 1 238 isolates of Staphylococcus aureus were collected from 5 hospitals in Shanghai and Zhejiang. All the isolates were determined for methicillin resistance by cefoxitin disc,and were screened for agr dysfunction by determining δ-hemolysin production deficiency. The molecular characteristics of isolates with agr dysfunction were analyzed by agr typing,staphylococcal cassette chromosome mec（SCCmec） typing,staphylococcal protein A（spa） typing and multilocus sequence typing（MLST）. Results The 3.6%（45/1 238） of isolates were agr defective,which was more prevalent among methicillin-resistant Staphylococcus aureus（MRSA）[5.0%（28/565）] and methicillin-sensitiveStaphylococcus aureus（MSSA）[2.5%（17/673）]（P=0.023）. The analysis of genotyping displayed that ST5（CC5）-SCCmecⅡ-t002/t311/t2460-agr2 and ST239（CC8）-SCCmecⅢ-t037-agr1 were the predominant clones among agr defective MRSA isolates,and ST188（CC1）-t189-agr1 was the most abundant clone among agr defective MSSA isolates.Conclusions The rate of Staphylococcus aureus with agr dysfunction is low in Shanghai and Zhejiang,and its prevalence might be related to the spread of specific clones.

Key words: Staphylococcus aureus, Accessory gene regulator, Prevalence, Genetic characteristic

中图分类号:

R521

鲍桃香, 宋皓月, 杨涵, 何春燕, 舒文, 陈雯静, 汤荣, 刘庆中. agr功能缺陷金黄色葡萄球菌流行及遗传学特征[J]. 检验医学, 2021, 36(7): 743-748.

BAO Taoxiang, SONG Haoyue, YANG Han, HE Chunyan, SHU Wen, CHEN Wenjing, TANG Rong, LIU Qingzhong. Prevalence and genetic characteristic of Staphylococcus aureus with agr dysfunction[J]. Laboratory Medicine, 2021, 36(7): 743-748.

图/表 4

参考文献 15

[1]	TUCHSCHERR L, LÖFFLER B. Staphylococcus aureus dynamically adapts global regulators and virulence factor expression in the course from acute to chronic infection[J]. Curr Genet, 2016, 62(1):15-17. DOI URL
[2]	TAN L, LI S R, JIANG B, et al. Therapeutic targeting of the Staphylococcus aureus accessory gene regulator(agr) system[J]. Front Microbiol, 2018, 9:55. DOI URL
[3]	YANG X, DONG F, QIAN S Y, et al. Accessory gene regulator(agr) dysfunction was unusual in Staphylococcus aureus isolated from Chinese children[J]. BMC Microbiol, 2019, 19(1):95. DOI URL
[4]	尚红, 王毓三, 申子瑜. 全国临床检验操作规程[M]. 4版. 北京: 人民卫生出版社, 2015.
[5]	Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing[S]. M100-S29,CLSI, 2019.
[6]	VIEDMA E, SANZ F, ORELLANA M A, et al. Relationship between agr dysfunction and reduced vancomycin susceptibility in methicillin-susceptibleStaphylococcus aureus causing bacteraemia[J]. J Antimicrob Chemother, 2014, 9(1):51-58. DOI URL
[7]	HE C Y, XU S, ZHAO H Q, et al. Leukotoxin and pyrogenic toxin superantigen gene backgrounds in bloodstream and wound Staphylococcus aureus isolates from eastern region of China[J]. BMC Infect Dis, 2018, 18(1):395. DOI URL
[8]	HARMSEN D, CLAUS H, WITTE W, et al. Typing of methicillin-resistant Staphylococcus aureus in a university hospital setting by using novel software for spa repeat determination and database management[J]. J Clin Microbiol, 2003, 41(12):5442-5448. DOI URL
[9]	FOWLER V G Jr, SAKOULAS G, MCINTYRE L M, et al. Persistent bacteremia due to methicillin-resistant Staphylococcus aureus infection is associated with agr dysfunction and low-level in vitro resistance to thrombin-induced platelet microbicidal protein[J]. J Infect Dis, 2004, 190(6):1140-1149. DOI URL
[10]	SCHWEIZER M L, FURUNO J P, SAKOULAS G, et al. Increased mortality with accessory gene regulator(agr) dysfunction in Staphylococcus aureus among bacteremic patients[J]. Antimicrob Agents Chemother, 2011, 55(3):1082-1087. DOI URL
[11]	CHONG Y P, PARK S J, KIM H S, et al. Persistent Staphylococcus aureus bacteremia:a prospective analysis of risk factors,outcomes,and microbiologic and genotypic characteristics of isolates[J]. Medicine(Baltimore), 2013, 92(2):98-108.
[12]	CHONG Y P, KIM E S, PARK S J, et al. Accessory gene regulator(agr) dysfunction in Staphylococcus aureus bloodstream isolates from South Korean patients[J]. Antimicrob Agents Chemother, 2013, 57(3):1509-1512. DOI URL
[13]	PÉREZ-MONTARELO D, VIEDMA E, LARROSA N, et al. Molecular epidemiology of Staphylococcus aureus bacteremia:association of molecular factors with the source of infection[J]. Front Microbiol, 2018, 9:2210. DOI URL
[14]	JANG H C, KANG S J, CHOI S M, et al. Difference in agr dysfunction and reduced vancomycin susceptibility between MRSA bacteremia involving SCCmec types Ⅳ/Ⅳa and Ⅰ-Ⅲ[J]. PLoS One, 2012, 7(11):e49136. DOI URL
[15]	SMYTH D S, KAFER J M, WASSERMAN G A, et al. Nasal carriage as a source of agr-defective Staphylococcus aureus bacteremia[J]. J Infect Dis, 2012, 206(8):1168-1177. DOI URL

引物名称	引物序列（5'~3'）	引物长度/bp
agr分型
pan agr	ATGCACATGGTGCACATGC
agr1	GTCACAAGTACTATAAGCTG- CGAT	441
agr2	TATTACTAATTGAAAAGTGG- CCATAGC	575
agr3	GTAATGTAATAGCTTGTATAA- TAATACCCAG	323
agr4	CGATAATGCCGTAATACCCG	659
MLST
arcC	TTGATTCACCAGCGCGTATTGTC	456
	AGGTATCTGCTTCAATCAGCG
aroE	ATCGGAAATCCTATTTCACATTC	456
	GGTGTTGTATTAATAACGATATC
glpF	CTAGGAACTGCAATCTTAATCC	465
	TGGTAAAATCGCATGTCCAATTC
gmk	ATCGTTTTATCGGGACCATC	417
	TCATTAACTACAACGTAATCGTA
pta	GTTAAAATCGTATTACCTGAAGG	474
	GACCCTTTTGTTGAAAAGCTTAA
tpi	TCGTTCATTCTGAACGTCGTGAA	402
	TTTGCACCTTCTAACAATTGTAC
yqiL	CAGCATACAGGACACCTATTGGC	516
	CGTTGAGGAATCGATACTGGAAC
spa
1095F	AGACGATCCTTCGGTGAGC	可变长度
1517R	GCTTTTGCAATGTCATTTACTG
SCCmec分型
SCCmecⅠ	GCTTTAAAGAGTGTCGTTACAGG	613
	GTTCTCTCATAGTATGACGTCC
SCCmecⅡ	CGTTGAAGATGATGAAGCG	398
	CGAAATCAATGGTTAATGGACC
SCCmecⅢ	CCATATTGTGTACGATGCG	280
	CCTTAGTTGTCGTAACAGATCG
SCCmecⅣa	GCCTTATTCGAAGAAACCG	776
	CTACTCTTCTGAAAAGCGTCG
SCCmecⅣb	TCTGGAATTACTTCAGCTGC	493
	AAACAATATTGCTCTCCCTC
SCCmecⅣc	ACAATATTTGTATTATCGGAGAGC	200
	TTGGTATGAGGTATTGCTGG
SCCmecⅣd	CTCAAAATACGGACCCCAATACA	881
	TGCTCCAGTAATTGCTAAAG
SCCmecⅤ	GAACATTGTTACTTAAATGAGCG	325
	TGAAAGTTGTACCCTTGACACC

引物名称	引物序列（5'~3'）	引物长度/bp
agr分型
pan agr	ATGCACATGGTGCACATGC
agr1	GTCACAAGTACTATAAGCTG- CGAT	441
agr2	TATTACTAATTGAAAAGTGG- CCATAGC	575
agr3	GTAATGTAATAGCTTGTATAA- TAATACCCAG	323
agr4	CGATAATGCCGTAATACCCG	659
MLST
arcC	TTGATTCACCAGCGCGTATTGTC	456
	AGGTATCTGCTTCAATCAGCG
aroE	ATCGGAAATCCTATTTCACATTC	456
	GGTGTTGTATTAATAACGATATC
glpF	CTAGGAACTGCAATCTTAATCC	465
	TGGTAAAATCGCATGTCCAATTC
gmk	ATCGTTTTATCGGGACCATC	417
	TCATTAACTACAACGTAATCGTA
pta	GTTAAAATCGTATTACCTGAAGG	474
	GACCCTTTTGTTGAAAAGCTTAA
tpi	TCGTTCATTCTGAACGTCGTGAA	402
	TTTGCACCTTCTAACAATTGTAC
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	CGTTGAGGAATCGATACTGGAAC
spa
1095F	AGACGATCCTTCGGTGAGC	可变长度
1517R	GCTTTTGCAATGTCATTTACTG
SCCmec分型
SCCmecⅠ	GCTTTAAAGAGTGTCGTTACAGG	613
	GTTCTCTCATAGTATGACGTCC
SCCmecⅡ	CGTTGAAGATGATGAAGCG	398
	CGAAATCAATGGTTAATGGACC
SCCmecⅢ	CCATATTGTGTACGATGCG	280
	CCTTAGTTGTCGTAACAGATCG
SCCmecⅣa	GCCTTATTCGAAGAAACCG	776
	CTACTCTTCTGAAAAGCGTCG
SCCmecⅣb	TCTGGAATTACTTCAGCTGC	493
	AAACAATATTGCTCTCCCTC
SCCmecⅣc	ACAATATTTGTATTATCGGAGAGC	200
	TTGGTATGAGGTATTGCTGG
SCCmecⅣd	CTCAAAATACGGACCCCAATACA	881
	TGCTCCAGTAATTGCTAAAG
SCCmecⅤ	GAACATTGTTACTTAAATGAGCG	325
	TGAAAGTTGTACCCTTGACACC

菌株编号	来源	样本类型	基因分型				甲氧西林敏感性	患者年龄/岁
菌株编号	来源	样本类型	agr	SCCmec	spa	MLST/CC	甲氧西林敏感性	患者年龄/岁
68	交通大学附属第一人民医院	痰	1	不适用	t091	ST7/CC7	MSSA	50
1362	交通大学附属第一人民医院	痰	1	不适用	t189	ST188/CC1	MSSA	56
1174	交通大学附属第一人民医院	脓液	2	Ⅱ	t2460	ST5/CC5	MRSA	28
103	上海市第六人民医院	脓液	1	Ⅲ	t037	ST239/CC8	MRSA	26
3	交通大学附属第一人民医院	伤口分泌物	1	不适用	t4362	ST59/CC59	MSSA	64
1329	交通大学附属第一人民医院	分泌物	1	不适用	t437	ST59/CC59	MSSA	59
1307	交通大学附属第一人民医院	咽拭子	1	未分型	t2932	ST7/CC7	MRSA	18
7	交通大学附属第一人民医院	痰	未分型	Ⅱ	t002	ST5/CC5	MRSA	56
27	交通大学附属第一人民医院	伤口分泌物	1	不适用	t2932	ST7/CC7	MSSA	90
25	交通大学附属第一人民医院	痰	2	Ⅱ	t002	ST5/CC5	MRSA	84
684	丽水市人民医院	分泌物	2	Ⅱ	t311	ST5/CC5	MRSA	69
352	交通大学附属第一人民医院	尿液	3	不适用	t3622	ST88/CC88	MSSA	27
2182	丽水市人民医院	伤口分泌物	未分型	Ⅱ	t311	ST5/CC5	MRSA	53
1175	交通大学附属第一人民医院	脑脊液	未分型	Ⅱ	t2460	ST5/CC5	MRSA	28
1829	丽水市人民医院	腹腔引流液	2	Ⅱ	t311	ST5/CC5	MRSA	52
723	交通大学附属第一人民医院	痰	3	不适用	t338	ST30/CC30	MSSA	11
126	丽水市人民医院	分泌物	未分型	不适用	t318	ST30/CC30	MSSA	48
706	交通大学附属第一人民医院	咽拭子	3	不适用	t3622	ST88/CC88	MSSA	27
515	交通大学附属第一人民医院	咽拭子	3	不适用	t6497	ST88/CC88	MSSA	52
128	交通大学附属第六人民医院	伤口分泌物	1	Ⅲ	t030	ST239/CC8	MRSA	42
1087	交通大学附属第一人民医院	尿液	1	不适用	t189	ST188/CC1	MSSA	55
513	交通大学附属第一人民医院	痰	1	Ⅲ	t037	ST239/CC8	MRSA	83
93	丽水市人民医院	伤口分泌物	1	不适用	t189	ST188/CC1	MSSA	50
1364	交通大学附属第一人民医院	支气管肺泡灌洗液	2	Ⅱ	t2460	ST5/CC5	MRSA	40
1180	交通大学附属第一人民医院	脑脊液	2	Ⅱ	t2460	ST5/CC5	MRSA	28
1927	丽水市人民医院	分泌物	1	Ⅱ	t189	ST188/CC1	MRSA	43
1775	丽水市人民医院	分泌物	2	Ⅱ	t311	ST5/CC5	MRSA	48
1249	交通大学附属第一人民医院	痰	1	不适用	t11270	ST2114/CC6	MSSA	63
34	交通大学附属第一人民医院	脓液	2	不适用	t502	ST5/CC5	MSSA	74
14	交通大学附属第一人民医院	痰	2	Ⅱ	t002	ST5/CC5	MRSA	83
644	交通大学附属第一人民医院	体液	1	Ⅱ	t4549	ST239/CC8	MRSA	41
651	交通大学附属第一人民医院	咽拭子	2	不适用	t346	ST15/CC15	MSSA	6
48	上海市第六人民医院	伤口分泌物	1	不适用	t189	ST188/CC1	MSSA	60
308	交通大学附属第一人民医院	痰	1	Ⅲ	t037	ST239/CC8	MRSA	86
108	交通大学附属第一人民医院	痰	1	Ⅲ	t037	ST239/CC8	MRSA	78
1323	交通大学附属第一人民医院	导管引流液	2	Ⅱ	t002	ST5/CC5	MRSA	30
136	交通大学附属第一人民医院	伤口分泌物	未分型	Ⅱ	t002	ST5/CC5	MRSA	66
52	上海市第六人民医院	伤口分泌物	3	Ⅱ	t007	ST39/CC30	MRSA	28
99	交通大学附属第一人民医院	痰	2	Ⅱ	t002	ST5/CC5	MRSA	72
398	交通大学附属第一人民医院	咽拭子	1	Ⅲ	t037	ST239/CC8	MRSA	49
619	交通大学附属第一人民医院	尿液	1	不适用	t189	ST188/CC1	MSSA	20
829	交通大学附属第一人民医院	痰	2	Ⅱ	t2460	ST5/CC5	MRSA	34
2164	丽水市人民医院	伤口分泌物	2	Ⅱ	t311	ST5/CC5	MRSA	28
128	上海市第六人民医院	伤口分泌物	1	Ⅲ	t030	ST239/CC8	MRSA	42
37	上海市第六人民医院	伤口分泌物	2	Ⅱ	t010	ST5/CC5	MRSA	52

菌株编号	来源	样本类型	基因分型				甲氧西林敏感性	患者年龄/岁
菌株编号	来源	样本类型	agr	SCCmec	spa	MLST/CC	甲氧西林敏感性	患者年龄/岁
68	交通大学附属第一人民医院	痰	1	不适用	t091	ST7/CC7	MSSA	50
1362	交通大学附属第一人民医院	痰	1	不适用	t189	ST188/CC1	MSSA	56
1174	交通大学附属第一人民医院	脓液	2	Ⅱ	t2460	ST5/CC5	MRSA	28
103	上海市第六人民医院	脓液	1	Ⅲ	t037	ST239/CC8	MRSA	26
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2182	丽水市人民医院	伤口分泌物	未分型	Ⅱ	t311	ST5/CC5	MRSA	53
1175	交通大学附属第一人民医院	脑脊液	未分型	Ⅱ	t2460	ST5/CC5	MRSA	28
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723	交通大学附属第一人民医院	痰	3	不适用	t338	ST30/CC30	MSSA	11
126	丽水市人民医院	分泌物	未分型	不适用	t318	ST30/CC30	MSSA	48
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1180	交通大学附属第一人民医院	脑脊液	2	Ⅱ	t2460	ST5/CC5	MRSA	28
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1775	丽水市人民医院	分泌物	2	Ⅱ	t311	ST5/CC5	MRSA	48
1249	交通大学附属第一人民医院	痰	1	不适用	t11270	ST2114/CC6	MSSA	63
34	交通大学附属第一人民医院	脓液	2	不适用	t502	ST5/CC5	MSSA	74
14	交通大学附属第一人民医院	痰	2	Ⅱ	t002	ST5/CC5	MRSA	83
644	交通大学附属第一人民医院	体液	1	Ⅱ	t4549	ST239/CC8	MRSA	41
651	交通大学附属第一人民医院	咽拭子	2	不适用	t346	ST15/CC15	MSSA	6
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108	交通大学附属第一人民医院	痰	1	Ⅲ	t037	ST239/CC8	MRSA	78
1323	交通大学附属第一人民医院	导管引流液	2	Ⅱ	t002	ST5/CC5	MRSA	30
136	交通大学附属第一人民医院	伤口分泌物	未分型	Ⅱ	t002	ST5/CC5	MRSA	66
52	上海市第六人民医院	伤口分泌物	3	Ⅱ	t007	ST39/CC30	MRSA	28
99	交通大学附属第一人民医院	痰	2	Ⅱ	t002	ST5/CC5	MRSA	72
398	交通大学附属第一人民医院	咽拭子	1	Ⅲ	t037	ST239/CC8	MRSA	49
619	交通大学附属第一人民医院	尿液	1	不适用	t189	ST188/CC1	MSSA	20
829	交通大学附属第一人民医院	痰	2	Ⅱ	t2460	ST5/CC5	MRSA	34
2164	丽水市人民医院	伤口分泌物	2	Ⅱ	t311	ST5/CC5	MRSA	28
128	上海市第六人民医院	伤口分泌物	1	Ⅲ	t030	ST239/CC8	MRSA	42
37	上海市第六人民医院	伤口分泌物	2	Ⅱ	t010	ST5/CC5	MRSA	52

MLST/CC-SCCmec-spa-agr	MRSA （28株）	MLST/CC-SCCmec-spa-agr	MRSA （28株）	MSSA （17株）
ST5/CC5-SCCmecⅡ-t002-agr2	4	ST30/CC30-t318-N	0	1
ST5/CC5-SCCmecⅡ-t002-N	2	ST7/CC7-t091-agr1	0	1
ST5/CC5-SCCmecⅡ-t2460-agr2	4	ST188/CC1-t189-agr1	0	5
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ST5/CC5-SCCmecⅡ-t311-N	1	ST59/CC59-t437-agr1	0	1
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ST188/CC1-SCCmecⅡ-t189-agr1	1	ST30/CC30-t338- agr3	0	1
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ST239/CC8-SCCmecⅡ-t4549-agr1	1	ST5/CC5-t502-agr2	0	1
ST7/CC7-N-t2932-agr1	1	ST15/CC15-t346-agr2	0	1
ST39/CC30-SCCmecⅡ-t007-agr3	1