金黄葡萄球菌的生物危害评估报告
一、一般生物学特性概述
1、起源
金黄葡萄球菌在自然界中无处不在,在空气、水、灰尘及人和动物的排泄物中都可到。金黄葡萄球菌的流行病学一般有如下特点:季节分布,多见于春夏季;中毒食品种类多,如奶、肉、蛋、鱼及其制品。此外,剩饭、油煎蛋、糯米糕及凉粉等引起的中毒事件也有报道;上呼吸道感染患者鼻腔带菌率83%,所以人畜化脓性感染部位常成为污染源。
金黄葡萄球菌是人类化脓感染中最常见的病原菌,可引起局部化脓感染,也可引起菌血症、肺炎、伪膜性肠炎、心包炎、骨髓炎等,甚至败血症、脓毒症等全身感染。金黄葡萄球菌的致病力强弱主要取决于其产生的毒素和侵袭性酶此外,金黄葡萄球菌还产生溶表皮素、明胶酶、蛋白酶、脂肪酶、肽酶等。
2、基因组及基编码产物
在万古霉素敏感的金黄葡萄球菌(MSSA)中含有5种与b-内酰胺类抗生素亲和力高的青霉素结合蛋白(PBP),即PBP1、PBP2、PBP3、PBP3’和PBP4,总称为PBPs,PBPs具有羧肽酶或转肽酶作用,主要参与细胞壁粘肽层的合成,对于细菌生长繁殖、保持正常形态起重要的作用,是细菌生长、繁殖所必需的。MSSA中PBPs和b-内酰胺类抗生素结合后,酶功能被抑制,使细胞壁合成受阻,导致细菌因不能抵抗外界的渗透压力而死亡。MSSA活动一个耐药基因(mecA)后,即为MRSA。mecA能编码合成一种新的青霉素结合蛋白2a(PBP2a),PBP2a能执行PBPs的生理功能,但与b-内酰胺类抗生素亲和力低,当有b-内酰胺类抗生素存在时,正常的PBPs与之结合,功能被抑制,而PBP2a不与之结合,则可代替PBPs发挥作用,使细菌能够正常生长,产生耐药性。MecA基因可以在葡萄球菌属间转移和传递,但mecA的起源目前尚不清楚,有研究发现[3]松鼠葡萄球菌的PBP与MRSA的PBP2a有87.8%的氨基酸同源性,推测可能是PBP2a的前体。而在葡萄球菌属以外的其他细菌属中并未发现有mecA的存在。
3、形态特征
典型的金黄葡萄球菌为球型,直径0.8μm左右,显微镜下呈单个、成双以及排列成葡萄
串状。无芽胞、鞭毛,大多数无荚膜,革兰氏染阳性衰老、死亡和被白细胞吞噬后的菌体革兰染呈阴性。
4、培养特性
金黄葡萄球菌营养要求不高,在普通培养基上生长良好,需氧或兼性厌氧,最适生长温度35~37℃、最适pH7.4~7.6。金黄葡萄球菌有高度的耐盐性,可在10-15%NaCl肉汤中生长。可分解葡萄糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖,产酸不产气。甲基红反应阳性,VP反应弱阳性。许多菌株可分解精氨酸,水解尿素,还原硝酸盐,液化明胶。
5、流行特性
近年来,美国疾病控制中心报告,由金黄葡萄球菌引起的感染占第二位,仅次于大肠杆菌。金黄葡萄球菌肠毒素是个世界性卫生难题,在美国由金黄葡萄球菌肠毒素引起的食物中毒,占整个细菌性食物中毒的33%,加拿大则更多,占到45%,我国每年发生的此类中毒事件也非常多。
金黄葡萄球菌的流行病学一般有如下特点:季节分布,多见于春夏季;中毒食品种类多,
如奶、肉、蛋、鱼及其制品。此外,剩饭、油煎蛋、糯米糕及凉粉等引起的中毒事件也有报道。上呼吸道感染患者鼻腔带菌率83%,所以人畜化脓性感染部位,常成为污染源。
一般说,金黄葡萄球菌可通过以下途径污染食品:食品加工人员、炊事员或销售人员带菌,造成食品污染;食品在加工前本身带菌,或在加工过程中受到了污染,产生了肠毒素,引起食物中毒;熟食制品包装不密封,运输过程中受到污染;奶牛患化脓性乳腺炎或禽畜局部化脓时,对肉体其他部位的污染。
二、致病性和感染剂量
金黄葡萄球菌是人类化脓感染中最常见的病原菌,可引起局部化脓感染,也可引起肺炎、伪膜性肠炎、心包炎等,甚至败血症、脓毒症等全身感染。金黄葡萄球菌的致病力强弱主要取决于其产生的毒素和侵袭性酶:
a.溶血毒素:外毒素,分α、β、γ、δ四种,能损伤血小板,破坏溶酶体,引起肌体局部缺血和坏死;
b.杀白细胞素:可破坏人的白细胞和巨噬细胞;
c.血浆凝固酶:当金黄葡萄球菌侵入人体时,该酶使血液或血浆中的纤维蛋白沉积于菌体表面或凝固,阻碍吞噬细胞的吞噬作用。葡萄球菌形成的感染易局部化与此酶有关;
d.脱氧核糖核酸酶:金黄葡萄球菌产生的脱氧核糖核酸酶能耐受高温,可用来作为依据鉴定金黄葡萄球菌;
e.肠毒素:金黄葡萄球菌能产生数种引起急性胃肠炎的蛋白质性肠毒素,分为A、B、C1、C2、C3、D、E及F八种血清型。肠毒素可耐受100°C煮沸30分钟而不被破坏。它引起的食物中毒症状是呕吐和腹泻。此外,金黄葡萄球菌还产生溶表皮素、明胶酶、蛋白酶、脂肪酶、肽酶等。
三、感染途径及潜在暴露结果
金黄葡萄球菌的感染途径主要是通过污染的手导致人与人之间的传播,从有损伤的皮肤黏膜侵入,或食人含有金黄葡萄球菌肠毒素的食物或吸人染菌尘埃致病。有活动性金黄葡萄球菌感染或有大量该菌定植的病人可排出大量细菌,是导致院内感染的主要感染源。
四、环境中的稳定性
金黄葡萄球菌在自然界中无处不在,空气、水、灰尘及人和动物的排泄物中都可到。
五、被操作微生物的浓度和剂量的影响
作细菌培养进行大量活菌操作时不能污染非工作物质
六、自然宿主和易感人
自然界中无处不在,空气、水、灰尘及人和动物的排泄物中都可到,免疫屏障破坏和机体抵抗力下降是主要的易感人。
七、实验动物研究,实验室感染和院内感染信息
动物试验用松鼠
空气污染的危害八、实验活动评估
1.标本采集 采自不同感染部位的各种标本,包括血液、脑脊液、穿刺液;痰液、脓液、创
伤分泌物、尿液、粪便和呕吐物等。
2.直接涂片镜检 直接涂片检查在正常情况下呈无菌状态的体液标本如血液、脑脊液、穿刺液等,若有检出革兰氏阳性,显微镜下呈葡萄状排列、无芽胞、荚膜,直径0.5-1μm的球菌。即具有重要的临床价值。
3.分离培养 可以选用普通营养琼脂平板、血平板和高盐甘露醇平板,血平板用葡萄糖肉汤增菌培养基。该菌在普通肉汤中呈均匀迅速混浊生长;若接种于琼脂平板上35℃过夜后可形成直径约2~3mm的厚菌落、湿润有光泽、呈金黄不透明圆形凸起。若接种于血平板,菌落周围可形成明显的透明的β—溶血环。在高甘露醇平板上金黄葡萄球菌生成淡橙黄菌落,以此可与其他凝固酶阴性的葡萄球菌相鉴别。
4.鉴别实验
(1)血浆凝固酶试验:血浆凝固酶分为结合型和游离型。前者结合在细菌的细胞壁上,能直接作用于血浆中的纤维蛋白原,使之转化为纤维蛋白,环绕菌体而形成凝块。而游离型血浆凝固酶则在产生后被分泌到菌体外,不能直接作用于纤维蛋白原,但可以激活血浆凝
血酶原,使之转化成凝血酶,后者再作用于纤维蛋白原使其转化为纤维蛋白。具体的测量方法也因此分为玻片法和试管法两种。
(2)耐热核酸酶试验:将24小时肉汤培养物沸水浴处理15min,用接种环划线刺种于甲苯胺兰-DNA平板,35℃培养24小时,在刺种线周围出现淡粉者为阳性。本试验金黄葡萄球菌为阳性。
(3)甘露醇发酵实验 金黄葡萄球菌可发酵甘露醇。
(4)Staphaurex 胶乳凝集实验 是鉴定金黄葡萄球菌的一种快速、简便的商品化直接凝集试验。
5.生化鉴定 如上述,注意与其他凝固酶阳性的葡萄球菌的鉴别要点:PYR(吡咯烷酮-β-萘基酰胺)试验阴性;VP试验阳性;鸟氨酸脱羧酶试验阴性。
6.免疫学方法 用酶联免疫吸附试验和对流免疫电泳方法可检测金葡菌的磷壁酸抗体。
7.分子生物学方法 包括PFGE脉冲场凝胶电泳以及酶切图谱分析等。
九、重组DNA操作和可能扩大的宿主范围
目前,尚未见到对应的操作和文献资料
十、预防和措施
医院获得的葡萄球菌和大多数社区获得的菌株,通常对青霉素G,氨苄青霉素和抗假单胞菌青霉素有耐药性。大多数菌株对耐青霉素酶青霉素、头孢菌素、亚胺培南类、庆大霉素、万古霉素、拉宁、林可霉素和氯林可霉素敏感。
目前耐甲氧苯青霉素金黄葡萄球菌(MRSA)菌株日益增多。MRSA菌株通常对耐β-内酰胺酶青霉素,头孢菌素和卡巴培南类有耐药性。这些细菌对氨基糖苷类和大环内酯类(红霉素,克拉霉素,阿齐霉素,林可霉素和氯林可霉素)的耐药性也很普遍。
虽然亚胺培南-西拉司丁或喹诺酮类对某些MRSA感染是有效的,但静脉注射万古霉素为首选。肾功能正常成人的通用剂量是每6小时静脉注射500mg或每12小时静滴注1000mg,至少在1小时内滴完。肾功能受损时,剂量应根据血清中药物的浓度加以调整,疗程视感染部位及病人的反应而定,但一般为2~4周。某些严重的或有并发症的感染,可能需要静脉给药6~
8周,然后再口服1个月或更长时间。
可用于替代万古霉素MRSA感染的药物有:TMP-SMZ,成人剂量为TMP10~15mg /(kg.d)加SMZ50~75mg/(kg.d),分剂口服或肠外给药,每次间隔8小时或12小时,连续2~4周;利福平(600mg/d)口服或肠外给药;肠外给亚胺培南-西拉司丁(500mg每6小时1次)或美罗匹宁(0.5~1.0g每8小时1次。但利福平不要单独应用,因为细菌很易产生抗药性。在异物相关性MRSA感染或浆膜腔MRSA感染时,利福平和氨基糖苷类是有用的辅助药物。邻氯青霉素,双氯青霉素,TMP-SMZ,环丙沙星及局部用莫匹罗星(mupirocin)可用于MRSA带菌状态,但MRSA对这些药物可产生抗药性。抗万古霉素的肠球菌(VRE)菌株的流行日益增加,这种菌株在实验室中可将引起抗万古霉素的基因转为凝固酶阳性的金黄葡萄球菌菌株,而在感染的病人中则转变为凝固酶阴性葡萄球菌分离株。可是这些葡萄球菌很容易对这类感染的其他药物产生抗药性。杆菌肽,若有的话,可试用于抗万古霉素的葡萄球菌感染。对这些病人应严格隔离,以防他们的细菌传播。
十一、人员安全状况评估
制定和完善传达室染病实验室生物安全技术操作规范;加强可桶暴露于该菌污染的或潜在
感染性材料的相关业务人员生物安全知识培训;切实落实各项管理制度;预防和控制实验室等渠道造成该菌的感染和传播,建立实验室工作人员可颖症状报告制度,并保证他们能及时被定点专科医院科室收治,以防止实验室感染扩散到社会。
禁忌人:从事实验室工作人员必须在身体状况良好的情况下才能进入实验室进行工作,出现下列情况之一是不宜进入:患发热性疾病;感冒,上呼吸道感染或其他到致抵抗力下降的情况;妊娠,已经在实验室控制区域内连续工作4小时以上左其他原因造成的疲劳状态。
实验室工作人员必须持有上岗证进行工作。
十二、评估结论
1.病原微生物分类分级依据
按卫生部《可感染人间的病原微生物名录》(2006年)(简称《名录》),金黄葡萄球菌列为危害程度第3类病原微生物。
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