Odzwierzęce szczepy Staphylococcus aureus oporne na metycylinę (LA-MRSA) obecny stan wiedzy

Transkrypt

1 92 Artykuł przeglądowy DOI: /mw.5639 Review Odzwierzęce szczepy Staphylococcus aureus oporne na metycylinę (LA-MRSA) obecny stan wiedzy MAGDALENA KIZERWETTER-ŚWIDA, JOANNA PŁAWIŃSKA-CZARNAK* Zakład Mikrobiologii, Katedra Nauk Przedklinicznych, Wydział Medycyny Weterynaryjnej, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul. Ciszewskiego 8, Warszawa *Katedra Higieny Żywności i Ochrony Zdrowia Publicznego, Wydział Medycyny Weterynaryjnej, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul. Nowoursynowska 159, Warszawa Otrzymano Zaakceptowano Kizerwetter-Świda M., Pławińska-Czarnak J. Livestock-associated strains of methicillin resistant Staphylococcus aureus (LA-MRSA) the current state of knowledge Summary A methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) referred to as livestock-associated (LA-MRSA) has recently emerged in farm animals, particularly in pigs. Strains of this MRSA variant from Europe and North America mostly belong to clonal complex (CC) 398. Generally LA-MRSA cause asymptomatic colonization among pigs, but also in veal calves, broiler chickens, turkeys, and horses. People in contact with livestock animals are at high risk of asymptomatic colonization or infection with these bacteria. In previous years, the impact of LA-MRSA on human health was considered small. However, LA-MRSA has become more prevalent among people without direct livestock contact, especially in areas with a high density of pig production. As a result of horizontal gene transfer S. aureus CC398 strains are constantly evolving. The adaptive power of S. aureus to new hosts and acquisition of resistance to antibiotics may cause the emergence of new, more virulent clones. LA-MRSA has evolved from human-adapted methicillin-susceptible S. aureus CC398, which was proved by comparative genome analysis. The adaptation to livestock was associated with several genetic changes. The most worrying aspect of MRSA CC398 seems to be its ability to spread to humans. For this reason, continuous surveillance of further genetic changes is recommended. Keywords: Staphylococcus aureus, LA-MRSA, people, CC398 Staphylococcus aureus jest powszechnie występującym gatunkiem bakterii oportunistycznych, zdolnym do wywoływania zakażeń zarówno u ludzi, jak i u zwierząt. Stosunkowo często powoduje bezobjawową kolonizację, co z kolei może doprowadzić do rozwoju zakażenia (27). Gronkowce złociste należą do jednych z ważniejszych czynników etiologicznych zakażań szpitalnych, mogą wytwarzać wiele różnych czynników zjadliwości, co czyni niektóre szczepy szczególnie patogennymi. Bakterie z gatunku S. aureus są przykładem efektywności horyzontalnego transferu genów, dzięki któremu znakomicie adaptują się do warunków panujących w środowisku oraz szybko wykształcają oporność na antybiotyki (34). Szczepy gronkowca złocistego oporne na metycylinę (MRSA, methicillin resistant Staphylococcus aureus) cechuje brak wrażliwości na wszystkie antybiotyki beta-laktamowe, co związane jest z obecnością genu meca. S. aureus, w tym również szczepy MRSA często powodują miejscowe zakażenia skóry i tkanki podskórnej. Mogą wywoływać infekcje obejmujące praktycznie wszystkie tkanki i narządy oraz uogólnione zakażenia zagrażające życiu (7, 44, 45). Wśród gronkowców złocistych opornych na metycylinę wyróżniono kilka populacji. Początkowo zakażenia wywoływane przez izolaty tego typu występowały w środowisku szpitalnym i określono je jako szczepy szpitalne (HA-MRSA, hospital-associated MRSA). W kolejnych latach zakażenia o etiologii MRSA zaczęły pojawiać się u osób, które nie miały kontaktu ze środowiskiem szpitalnym lub stacjonarnymi placówkami opieki zdrowotnej. Szczepy izolowane z takich przypadków nazwano pozaszpitalnymi (CA-MRSA, community acquired MRSA) (7, 45). Izolaty te różnią się od HA-MRSA i należą do innych linii klonalnych, co sugeruje ich różne pochodzenie. Szczepy należące do obu typów są wielolekooporne, jednak CA-MRSA zazwyczaj wykazują większą wrażliwość na antybiotyki i chemioterapeutyki niż HA-MRSA. Izolaty pozaszpitalne uważa się za bardziej wirulentne, większość z nich wytwarza leukocydynę Panton-Velentine (PVL, Panton-Valentine leukocidin), jeden z ważniejszych

2 93 czynników patogenności (7, 44). Szczepy S. aureus wytwarzające PVL mogą powodować martwiczo- -ropne zakażenia skóry i tkanki podskórnej oraz inne zakażenia o ciężkim przebiegu, jak: septyczne zapalenie stawów, bakteriemię oraz martwicze zapalenie płuc (18, 26). Kolejną grupą w obrębie gronkowców złocistych opornych na metycylinę są tzw. szczepy odzwierzęce S. aureus (LA-MRSA, livestock-associated MRSA). Izolaty oporne na metycylinę początkowo były sporadycznie stwierdzane u zwierząt gospodarskich, jednak począwszy od 2005 r. drobnoustroje te coraz częściej opisywano u trzody chlewnej. Na ogół były to przypadki bezobjawowego nosicielstwa na błonie śluzowej jamy nosowej. Z czasem występowanie ich stwierdzono także u bydła, koni i drobiu oraz sporadycznie u innych zwierząt (1). Analiza szczepów izolowanych od zwierząt hodowlanych wykazała, że różnią się one pod względem genetycznym od HA-MRSA oraz CA-MRSA. Stało się to podstawą do wyodrębnienia LA-MRSA. Z czasem szczepy CA-MRSA oraz LA- -MRSA zaczęły pojawiać się także w środowisku szpitalnym, co wskazuje na zacieranie się granic między populacjami gronkowców opornych ma metycylinę (24, 31, 36). Szczepy gronkowców złocistych izolowane od ludzi i zwierząt cechuje znaczna heterogenność. Techniką pozwalającą na analizę struktury genetycznej populacji S. aureus jest typowanie MLST (multi locus sequence typing). Umożliwia ona określenie pokrewieństwa genetycznego różnych izolatów oraz badanie ewolucyjnej zmienności szczepów na przestrzeni lat (22). Metoda ta polega na analizie sekwencji nukleotydowych fragmentów siedmiu konserwatywnych genów podstawowego metabolizmu komórki (housekeeping genes). Określone warianty sekwencji nukleotydowych fragmentów badanych genów (arcc, aroe, glpf, gmk, pta, tpi oraz yqil) są oznaczane numerami allelu, a wszystkie siedem numerów alleli definiuje typ sekwencyjny (ST, sequnece type). Z kolei blisko spokrewnione typy sekwencyjne tworzą kompleksy klonalne (CC, clonal complexes). Zaletą typowania MLST jest uniwersalność metody oraz powszechnie dostępna i stale uaktualniana baza danych poszczególnych typów sekwencyjnych (obecnie jest ich ponad 3100) stwierdzanych u S. aureus na całym świecie (45). Badając różne typy sekwencyjne S. aureus zauważono, że szczepy pochodzące od ludzi i zwierząt należą do określonych typów lub kompleksów klonalnych. Potwierdza to przystosowanie się pewnych linii klonalnych do określonych gospodarzy. Większość typów sekwencyjnych związanych jest z człowiekiem lub były one jedynie sporadycznie izolowane od zwierząt. Są także typy sekwencyjne charakterystyczne dla zwierząt, jak np.: ST97 oraz ST151 izolowane od przeżuwaczy czy ST5 i ST385 występujące głównie u kurcząt. Szczepy klasyfikowane jako LA-MRSA należą do ST398, zaliczanego do kompleksu klonalnego 398. Do CC398 należą również inne blisko ze sobą spokrewnione typy, takie jak: ST752, ST753, ST804, ST1067 (17, 35). Do charakterystyki genotypowej szczepów gronkowca złocistego stosowane są również inne metody oparte na technikach biologii molekularnej, jak np.: określanie typów spa, polegające na sekwencjonowaniu fragmentów regionu X polimorficznego genu kodującego białko A. W przypadku izolatów opornych na metycylinę dodatkowo określa się typ gronkowcowych kaset chromosomalnych (staphylococcal chromosome cassette) SCCmec niosących gen meca (22, 45). Kolejną metodą szczególnie przydatną w dochodzeniach epidemiologicznych jest elektroforeza w zmiennym polu elektrycznym (PFGE, pulsed field gel electrophoresis) wykonywana według ujednoliconego protokołu dla S. aureus. Zaletą metody PFGE jest jej wysoka zdolność różnicująca, powtarzalność wyników i możliwość porównania wyników uzyskanych w różnych laboratoriach. Szczepy należące do typu sekwencyjnego 398 określane są jako nietypowalne przy pomocy tej metody, ponieważ ich DNA genowego nie poddaje się trawieniu enzymem restrykcyjnym SmaI stosowanym w uniwersalnym protokole PFGE (44). Do trawienia DNA S. aureus ST398 należy zastosować enzym ApaI, BstZI, SacII lub Cfr9I (3, 40). Struktura genomu Staphylococcus aureus Poznano pełne sekwencje genomów ponad 20 szczepów S. aureus ( genebank). Porównując uzyskane dane wyróżniono trzy główne elementy składowe genomu u tego gatunku. Część genów jest wspólna dla wszystkich szczepów, są to geny wysoce konserwatywne. Drugą grupę stanowią geny zmienne, rozproszone wśród genów konserwatywnych. Schemat rozmieszczenia genów zmiennych definiuje poszczególne linie genetyczne S. aureus. Trzecia grupa genów to ruchome elementy genetyczne (MGE, mobile genetic elements), do których zaliczamy: bakteriofagi, wyspy patogenności, plazmidy, transpozony oraz gronkowcowe kasety chromosomalne (34, 48). Struktura populacji S. aureus jest heterogenna i podlega ciągłym zmianom. Większość genów zmiennych koduje białka powierzchniowe, które specyficznie oddziałują z organizmem gospodarza. Horyzontalny transfer ruchomych elementów genetycznych kodujących czynniki patogenności oraz oporność na antybiotyki skutkuje powstawaniem bardziej patogennych szczepów o charakterze epidemicznym. Transfer ten ma kluczowe znaczenie dla zmienności szczepów S. aureus, umożliwia przystosowanie się do niekorzystnych warunków środowiska oraz do nowych gospodarzy (45). Niektóre ruchome elementy genetyczne występują szczególnie często wśród pewnych linii S. aureus, przykładowo dla szczepów LA- -MRSA ST398 charakterystyczne jest występowanie genu tet(m) oraz genu czrc kodującego oporność na

3 94 cynk (33, 34). Przenoszenie się MGE między liniami genetycznymi jest ograniczone przez wewnętrzne systemy restrykcyjno-modyfikacyjne S. aureus, które rozpoznają DNA z innych linii genetycznych jako obce i doprowadzają do jego strawienia. Natomiast między izolatami w obrębie tych samych linii genetycznych wymiana DNA zachodzi często (54). Ewolucja szczepów LA-MRSA CC398 Gronkowce zaliczane do kompleksu klonalnego 398 cechuje duża heterogenność (6). Porównując sekwencje szczepów wyizolowanych od zwierząt oraz od ludzi stwierdzono, że LA-MRSA CC398 wywodzą się od szczepów MSSA CC398 (methicillin sensitive Staphylococcus aureus) pierwotnie występujących u ludzi (45). Ponadto wyniki badań wielkoskalowego sekwencjonowania całych genomów (WGS, whole genome sequencing) dowodzą, że szczepy MSSA CC398 występujące pierwotnie u ludzi najpierw zaadoptowały się do trzody chlewnej, a dopiero potem, na skutek wprowadzenia do ich genomu kaset chromosomalnych SCCmec stały się oporne na metycylinę. U odzwierzęcych szczepów S. aureus stwierdzono występowanie różnych typów kaset SCCmec (IVa, V, Vc, VII-like), co potwierdza hipotezę o ich niezależnym transferze do MSSA. Wydaje się, że zakażenia u ludzi o etiologii LA- -MRSA CC398 to zakażenia odzwierzęce, które w tym przypadku można określić jako ponowne wprowadzenie do populacji ludzi szczepów zaadoptowanych do trzody chlewnej (6). Analiza materiału genetycznego nie wskazuje natomiast na ewolucję grupy szczepów MSSA CC398 do MRSA CC398 jedynie w obrębie populacji ludzkiej. Porównując szczepy należące do kompleksu klonalnego 398 pochodzące od ludzi i zwierząt, stwierdzono, że dla ludzkich MSSA oraz MRSA charakterystyczna jest obecność profaga φ3 (6, 33). Jedynie sporadycznie wykrywano go u LA-MRSA izolowanych od zwierząt, prawdopodobnie na skutek transdukcji od szczepów ludzkich (25). Profag φ3 zwiera grupę genów odpowiedzialnych za unikanie odpowiedzi immunologicznej (IEC, immune evasion gene cluster), do których należą geny scn, chp oraz sak. Kluczową funkcję pełni gen scn odpowiedzialny za wytwarzanie gronkowcowego inhibitora dopełniacza o działaniu przeciwfagocytarnym (SCIN, staphylococcal complement inhibitor). Jego obecność stwierdza się prawie u wszystkich profagów φ3. Gen chp kodujący białko hamujące chemotaksję (CHIPS, chemotaxis inhibitory protein) występuje u około 50% profagów (47). Ponadto około 75% profagów zawiera gen sak odpowiedzialny za wytwarzanie stafylokinazy oraz u połowy fagów wykrywa się geny odpowiedzialne za wytwarzanie enterotoksyn typu A oraz typu P, o właściwościach superantygenów (25). W badaniach in vitro wykazano, że szczepy S. aureus nie zawierające profaga φ3 były lepiej fagocytowane przez granulocyty wielojądrzaste z krwi ludzkiej. Podobny efekt zaobserwowano dla granulocytów z krwi końskiej, natomiast nie stwierdzono go dla granulocytów z krwi pochodzącej od świń (25). Wskazuje to na ochronny efekt IEC wobec granulocytów ludzkich i końskich. Co więcej, o ile profag φ3 czasami był opisywany u szczepów izolowanych od koni, to znacznie rzadziej stwierdzany był u szczepów gronkowców uzyskanych od świń (16). Można przypuszczać, że brak wpływu IEC na fagocytozę gronkowców we krwi świńskiej spowodował eliminację profaga ze szczepów występujących u świń. Występowanie profaga φ3 badano najczęściej na szczepach S. aureus izolowanych z przypadków bezobjawowej kolonizacji u ludzi oraz zwierząt. Natomiast jedynie niewielki procent izolatów MRSA CC398 pochodzących z zakażeń u ludzi zawierał profaga φ3 oraz geny kompleksu IEC, co sugeruje, że zgrupowanie to nie jest konieczne do wywołania zakażenia, choć ułatwia proces kolonizacji (16, 33). Z kolei na przystosowanie pewnej grupy szczepów MSSA CC398 od ludzi wskazuje wytwarzanie szeregu czynników biorących udział w adhezji do ludzkich keratynocytów (48). Różnice genotypowe spowodowały, że w obrębie szczepów S. aureus z kompleksu klonalnego CC398 wyodrębniono dwie linie różniące się epidemiologicznie i ewolucyjnie. Szczepy uznane za typowo ludzkie określono jako CC398-I/II-GOI, natomiast związane ze zwierzętami jako CC398-IIa (47). Obie linie można odróżnić na podstawie wyników analizy polimorfizmu pojedynczego nukleotydu. Ponadto izolaty ze zwierzęcej linii CC398-IIa cechuje oporność na tetracyklinę wynikająca z obecności genu tet(m) (44). Około 50% LA-MRSA CC398 cechuje obecność genu czrc kodującego oporność na cynk, znajdującego się na gronkowcowej kasecie chromosomalnej typu V (11). Tlenek cynku stosowany jest w hodowli świń jako dodatek paszowy ze względu na właściwości antybakteryjne. Obecnie stosowanie tlenku cynku uważa się za czynnik sprzyjający rozprzestrzenianiu się LA-MRSA. Do tej pory gen ten stwierdzano jedynie u szczepów izolowanych od zwierząt. Natomiast u szczepów linii CC398-I/II-GOI zazwyczaj wykrywa się obecność genu scn oraz czasami gen leukocydyny Panton-Valentine (47). Analiza polimorfizmu pojedynczego nukleotydu jest metodą kosztowną, dlatego do różnicowania gronkowców z kompleksu klonalnego 398 pochodzących od ludzi i zwierząt zaproponowano wykrywanie genów z grupy IEC, obecności profaga φ3 oraz genu tet(m). Badając w ten sposób szczepy wyizolowane od nosicieli niestykających się ze zwierzętami wykazano, że wszystkie należały do linii zwierzęcej (33). Z uwagi na ciągłe zmiany genotypowe wśród S. aureus nie można wykluczyć procesu readaptacji szczepów LA-MRSA związanych ze zwierzętami do ludzi (47). Przykładem linii powszechnie występującej u zwierząt, a zaadoptowanej do ludzi są szczepy MSSA CC389 należące do typu spa t571 (49, 50). Obecnie

4 95 izolaty te uważa się za szczególnie groźne dla człowieka. Łatwo przenoszą się one między ludźmi, mogą powodować bezobjawowe nosicielstwo lub zakażenia szpitalne o ciężkim przebiegu. Jak dotąd zakażania są rzadko notowane, lecz niepokojące jest częste bezobjawowe nosicielstwo (10, 50). Izolaty te zwykle cechuje obecność niepełnego zgrupowania IEC zawierającego geny scn oraz chp, ale bez genu sak. Dodatkowo szczepy należące do t571 zawierają zlokalizowany na chromosomie gen ermt kodujący oporność na makrolidy. Typ spa t571 występuje również u zwierząt, dlatego koniczne jest różnicowanie szczepów ludzkich potencjalnie niebezpiecznych dla społeczeństwa (18). Występowanie LA-MRSA u zwierząt Szczepy MRSA należące do kompleksu klonalnego 398 po raz pierwszy opisano u świń we Francji w 2005 r. (4). W kolejnych latach potwierdzono powszechne nosicielstwo LA-MRSA u trzody chlewnej na błonie śluzowej nosa w wielu krajach europejskich, jak również w USA oraz w Azji. Największe rozpowszechnienie, sięgające do ponad 80%, notowano w krajach o dużym zagęszczeniu gospodarstw utrzymujących świnie, takich jak: Holandia, Dania, Francja, Austria, Niemcy (52). Wyniki badań opublikowanych w 2009 r. przez Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności potwierdziły występowanie LA-MRSA w 17 krajach europejskich, w tym także w Polsce (2). Bakterie te częściej izolowano od zwierząt w gospodarstwach stosujących intensywny system chowu w porównaniu do zwierząt z gospodarstw ekologicznych (2, 17). Występowanie szczepów MRSA CC398 stwierdzono również u bydła (cieląt opasowych oraz bydła mlecznego), u drobiu (kurcząt oraz indyków), koni, kóz i owiec oraz psów (22, 51). Bezobjawowe nosicielstwo najczęściej dotyczy świń. Intensywne systemy produkcji, gdzie zwierzęta utrzymywane są w dużym zagęszczeniu, stwarzają warunki sprzyjające transmisji S. aureus (18). Mimo powszechnego występowania LA-MRSA drobnoustroje te rzadko są przyczyną poważnych zachorowań u świń czy też innych zwierząt gospodarskich. W Holandii odnotowano przypadek wysiękowego zapalenia skóry u prosiąt o etiologii MRSA CC398. Opisywano zapalenia gruczołu mlekowego u bydła wywoływane przez te drobnoustroje (52). Występowanie LA-MRSA u ludzi W związku z rozpowszechnieniem szczepów LA- -MRSA wśród świń, zwłaszcza w krajach o dużym zagęszczeniu gospodarstw utrzymujących trzodę chlewną, pojawiło się pytanie o zagrożenie, jakie mogą stanowić te szczepy dla ludzi. Pierwszy opisany przypadek izolacji LA-MRSA dotyczył nosicielstwa na błonie śluzowej przedsionka nosa u dziecka w Holandii (22). Wykryto go przypadkowo w 2004 r., podczas kontrolnego badania bakteriologicznego przed zabiegiem operacyjnym w szpitalu. Szczegółowa analiza dotycząca izolatu uzyskanego od dziecka wykazała, że należał on do LA-MRSA CC398. Identyczne szczepy stwierdzono u rodziców dziecka, przy czym rodzina zajmowała się hodowlą trzody chlewnej (53). W kolejnych latach gronkowce z kompleksu klonalnego 398 coraz częściej izolowano od zdrowych hodowców świń, były to szczepy MSSA oraz MRSA (4). Grupą narażoną na kolonizację przez LA-MRSA są osoby mające stały kontakt z trzodą chlewną (hodowcy, personel pomocniczy oraz lekarze weterynarii). Kolonizacja dotyczy skóry i błon śluzowych, głównie błony śluzowej przedsionka nosa (52). W badaniach podjętych na szeroką skalę w Niemczech potwierdzono występowanie LA-MRSA CC398 u 86% hodowców świń oraz 45% lekarzy weterynarii oraz, odpowiednio, u 4,3% oraz 9% członków ich rodzin nie mających kontaktów ze zwierzętami (20). Podobieństwo genetyczne szczepów izolowanych od osób zatrudnionych przy hodowli zwierząt oraz szczepów izolowanych od członków ich rodzin potwierdza transmisję LA- -MRSA z człowieka na człowieka, jednak zachodzi ona znacznie rzadziej niż między zwierzętami i ludźmi (9). Ustalono również, że jednorazowy pobyt na fermie świń może skutkować nosicielstwem, lecz jest ono krótkotrwałe i na ogół zanika po 24 godzinach (13). Z tego względu niektórzy badacze zjawisko to uważają jedynie za przejściową kontaminację bakteriami obecnymi w środowisku fermy trzody chlewnej. Natomiast u osób stale przebywających na fermach, na skutek powtarzającej się ekspozycji dochodzi do trwałej, bezobjawowej kolonizacji błony śluzowej nosa. Badanie występowania LA-MRSA na błonie śluzowej przedsionka nosa przeprowadzone po powrocie tych osób z wyjazdów wakacyjnych (kiedy nie dochodziło do kontaktów z trzodą chlewną) wykazało, że aż u 59% osób bakterie te nadal były obecne (29). Tak więc utrzymywanie się kolonizacji u ludzi jest związane z powtarzalnością kontaktów ze zwierzętami (15, 23). Trwały charakter nosicielstwa szczepów LA-MRSA u osób z grup ryzyka stwarza możliwość dalszej transmisji gronkowców na pozostałą część społeczeństwa (9, 42). Inne sektory hodowli, w których potwierdzono przypadki kolonizacji pracowników przez szczepy LA-MRSA to hodowle: cieląt, bydła mięsnego, broilerów kurzych, broilerów indyczych oraz hodowla koni (41, 50, 52). Grupą narażoną na kolonizację przez szczepy LA-MRSA są także pracownicy rzeźni. W Holandii nosicielstwo wśród pracowników rzeźni trzody chlewnej wynosiło 5,6% (12), w Danii 3,2% (21), we Włoszech 7,9% (38). Stwierdzono również, że kolonizacja częściej występuje u osób zatrudnionych na początku linii ubojowej (magazyn przedubojowy, oparzalnik, szczeciniarka). Podobnie, częściej izoluje się LA-MRSA z próbek środowiskowych pobieranych na początku linii ubojowych (12, 21).

5 96 Nietypowym zjawiskiem obserwowanym w ciągu ostatnich lat jest wzrost występowania MRSA oraz MSSA należących do kompleksu klonalnego 398 u osób, które nie miały kontaktów ze zwierzętami gospodarskimi. Metaanaliza możliwości przenoszenia się MRSA CC398 do populacji ludzi z fermy trzody chlewnej wykazała, że ciągły kontakt ze świniami nosicielami LA-MRSA skutkuje trwałą kolonizacją u osób mających styczność ze zwierzętami. Jednostki te mogą być następnie źródłem gronkowców dla kolejnych osób, może więc dochodzić do transmisji LA-MRSA między osobami nienarażonymi na kontakt z trzodą chlewną, w efekcie czego bakterie te są w stanie utrzymywać się w populacji ludzkiej (39). W ostatnich latach coraz częściej stwierdza się bezobjawową kolonizację wywołaną przez LA-MRSA u pacjentów szpitali, którzy nie mają kontaktu się ze zwierzętami gospodarskimi. Świadczy to o ciągłych zmianach adaptacyjnych zachodzących w populacji LA-MRSA i stopniowym opanowywaniu przez te szczepy środowiska szpitalnego (33). Udowodniono również, iż przypadki takie są częściej notowane w rejonach o dużym zagęszczeniu hodowli świń (6, 44). Przykładowo: w Holandii średnio 20,7% pacjentów szpitali było nosicielami LA-MRSA CC398, przy czym wyższy odsetek tych przypadków notowano na terenach o większym zagęszczeniu hodowli świń (42). Kolonizację o etiologii LA-MRSA CC398 opisano także u osób w podeszłym wieku, przebywających w domach opieki w Luksemburgu (37). Ponadto zauważono tendencję do przenoszenia się szczepów MRSA oraz MSSA CC398 między pacjentami i pracownikami w szpitalach, gdzie powodują one zakażenia lub bezobjawową kolonizację (10, 52). Szczególnie łatwo między ludźmi przenoszą się szczepy MSSA CC398 należące do typu spa t571. Badania izolatów należących do typu t571 wykazały, że obecne są u nich geny odpowiedzialne za adaptację do człowieka, między innymi kodujące czynniki adhezyjne specyficzne dla ludzi (48). Mechanizmy transmisji MRSA CC398 u osób nienarażonych na kontakty ze zwierzętami pozostają nieznane. Jak już wspomniano, może być to transmisja za pośrednictwem bezobjawowych nosicieli z grup ryzyka. Pod uwagę bierze się także transmisję środowiskową występującą w bezpośrednim otoczeniu ferm, co potwierdza izolacja LA-MRSA z próbek środowiskowych na fermach zwierząt (2, 42). Udowodniono, że komórki LA-MRSA mogą być przenoszone za pośrednictwem cząstek kurzu w powietrzu, nawet na odległość 300 m do fermy świń (43). Biorąc to pod uwagę, osoby przebywające w bezpośredniej bliskości fermy, na której u zwierząt stwierdzono LA-MRSA, mogą być narażone na kontakt z tymi bakteriami. Transmisja szczepów LA-MRSA w obrębie osób nie mających kontaktów ze zwierzętami gospodarskimi może również zachodzić za pośrednictwem mięsa i innych produktów żywnościowych pochodzenia zwierzęcego (9, 42, 52). Tezę tę potwierdza izolacja szczepów S. aureus CC398 z mięsa. Wykazano, że 11% mięsa wieprzowego, cielęciny oraz mięsa drobiowego w sprzedaży detalicznej w Holandii było zanieczyszczone przez MRSA, z czego większość izolatów należała do CC398 (8). Odzwierzęce szczepy gronkowca złocistego stwierdzano w mięsie wieprzowym także w Polsce (30). Badania własne potwierdzają te dane oraz wskazują na obecność szczepów należących do CC398 również w mięsie wołowym. Jak dotąd nie ustalono wpływu obecności LA-MRSA w mięsie i produktach mięsnych na możliwość wywoływania zakażeń u ludzi. Zakażenia o etiologii LA-MRSA u ludzi Mimo powszechnego stanu nosicielstwa wśród pracowników ferm zakażania o etiologii MRSA u tej grupy osób występują sporadycznie i są to w główniej mierze miejscowe stany zapalne skóry i tkanki podskórnej (5, 16). Wyniki badań prowadzonych w Holandii wykazały, że u 37% osób zatrudnionych na fermach trzody chlewnej bezobjawowe nosicielstwo MRSA utrzymywało się przez okres jednego roku. W okresie objętym badaniem nie stwierdzono przypadków zachorowań, co można tłumaczyć ogólnie dobrym stanem zdrowia oraz młodym wiekiem grupy osób poddanej badaniu (16). Szczepy LA-MRSA CC398 na ogół cechuje brak czynników patogenności typowych dla HA-MRSA lub CA-MRSA (enterotoksyny, toksyna szoku toksycznego, leukocydyny) (6, 18), jednak wiadomo, że czynniki te nie są niezbędne do wywoływania zakażeń u ludzi. Przyjmuje się zatem, iż LA-MRSA CC398 mogą wywoływać u ludzi takie same zachorowania, jak wszelkie inne typy S. aureus (44, 52). W głównej mierze są to zmiany dotyczące skóry i tkanki podskórnej u osób z grup ryzyka, gdzie dodatkowo bardzo łatwo o naruszenie ciągłości skóry (20). Zakażenia u osób przebywających w szpitalach, to zakażenia ran pooperacyjnych, zapalenia płuc oraz posocznica. Infekcje wywoływane przez LA-MRSA CC398 wśród osób nie przebywających w szpitalach lub zakładach opieki zdrowotnej przypominają zakażenia wywoływane przez CA-MRSA i manifestują się głównie stanami zapalnymi skóry i tkanki podskórnej. Większość zakażeń wywoływanych u ludzi przez szczepy z kompleksu klonalnego 398 ma charakter łagodnych zmian miejscowych, choć należy zaznaczyć, że ostatnio coraz częściej notowane są sepsy, wywoływane przez szczepy MSSA należące do typu t571 (52). Szczepy CC398 wyróżnia od CA-MRSA brak genów kodujących leukocydynę Panton-Velentine (51). Wyjątek stanowią tu pojedyncze szczepy LA-MRSA CC398 niosące gen PVL izolowane w Chinach (55). W Japonii opisano przypadek śmiertelnego zakażenia człowieka wywołany przez MRSA CC398 niosący gen leukocydyny Panton-Valentine. Dotyczył on pacjentki cierpiącej na układowy toczeń rumieniowaty, przyjętej

6 97 do szpitala w stanie krytycznym z rozpoznaniem posocznicy. Kobieta nie miała kontaktu ze zwierzętami hodowlanymi lub osobami narażonymi na kolonizację przez LA-MRSA, w okresie poprzedzającym infekcję nie przebywała również w szpitalu. Szczep wyizolowany od pacjentki należał do kompleksu klonalnego 398, a wywiad potwierdził pobyt pacjentki w Chinach. Posocznicę prawdopodobnie wywołał izolat LA- -MRSA pochodzący właśnie z Chin (28). Szczepy LA-MRSA CC398 niosące gen PVL opisano również w Danii, lecz izolowano je od adoptowanych dzieci pochodzących z Chin (46). Niepokojącym zjawiskiem obserwowanym ostatnio u ludzi jest wzrost liczby zakażeń wywoływanych przez szczepy LA-MRSA. Wyniki badań przeprowadzonych w Niemczech na obszarze o dużym zagęszczeniu hodowli świń potwierdzają wzrost częstości izolowania LA-MRSA CC398 w szpitalach (32). W latach szczepy te stanowiły do 5% wśród MRSA, w 2005 r. 9,6%, natomiast w latach odsetek ten wzrósł do około 30% i utrzymuje się na stałym poziomie (1). Zakażenia najczęściej dotyczą skóry i tkanki podskórnej, choć w Holandii notowano także szpitalne zakażenia krwi wywoływane przez S. aureus CC398 (31). Można przypuszczać, że coraz większe rozpowszechnienie LA-MRSA wśród ludzi spowodowało wprowadzenie tych szczepów do populacji osób o złym stanie zdrowia, w immunosupresji lub w podeszłym wieku. Osoby takie są bardziej podatne na rozwój zakażeń w porównaniu do badanej grupy hodowców świń (osób w dobrym stanie zdrowia) (31). Ciągłe zmiany w obrębie populacji S. aureus spowodowały przystosowanie się pewnej grupy szczepów MSSA CC398 do organizmu człowieka. Należą one do typu spa t571 i, jak już wspomniano, łatwo przenoszą się między ludźmi, mogą powodować bezobjawową kolonizację lub zmiany chorobowe (10, 48). Zakażenia szpitalne o ciężkim przebiegu, wywoływane przez MSSA CC398 t571 notowano w USA, Francji, Belgii oraz w Niemczech (19, 49, 50). Do chwili obecnej są to pojedyncze przypadki, aczkolwiek widoczny jest wzrost częstości ich występowania. Sugeruje się, że klon ten jest dobrze zaadaptowany do ludzi i może ulec dalszemu rozpowszechnieniu. W przeciwieństwie do izolatów należących również do typu spa t571, ale pochodzących od zwierząt, szczepy wywołujące zakażenia u ludzi cechowała obecność profaga φ3 oraz zdolność do wytwarzania białek adhezyjnych typowych dla ludzkich gronkowców złocistych. Stwierdzono także, że szczepy te wykazują większą zdolność wiązania się z ludzkimi keratynocytami, co najprawdopodobniej jest istotne w procesie kolonizacji. Ponadto wykazano u nich upośledzenie działania systemu restrykcyjno-modyfikacyjnego typu I, co ułatwia nabywanie nowych genów (48). S. aureus jest przykładem drobnoustroju, który dzięki swojej zmienności genetycznej może przystosowywać się do nowych gospodarzy. Niezwykła plastyczność materiału genetycznego skutkuje ciągłym pojawianiem się nowych klonów wśród S. aureus. Obecny stan wiedzy wskazuje, że szczepy określane jako LA-MRSA podlegają dalszej ewolucji i stopniowo rozprzestrzeniają się w obrębie populacji ludzi. Powoduje to konieczność ciągłego monitorowania zmian genotypowych zachodzących u tych bakterii, kontroli stanu nosicielstwa oraz ich udziału w wywoływaniu zakażeń u ludzi i zwierząt. Piśmiennictwo 1. Alen S. van, Ballhausen B., Peters G., Friedrich A. W., Mellmann A., Köck R., Becker K.: In the centre of an epidemic: Fifteen years of LA-MRSA CC398 at the University Hospital Münster. Vet. Microbiol. 2016, S (in press). doi: /j.vetmic Analysis of the base-line survey on the prevalence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) in holdings with breeding pigs, in the EU. Part A: MRSA prevalence estimates, EFSA Journal 2009, 7, doi: /j.efsa Argudin M. A., Fetsch A., Tenhagen B. A., Hammerl J. A., Hertwig S., Kowall J., Rodicio M. R., Käsbohrer A., Helmuth R., Schroeter A., Mendoza M. C., Bräunig J., Appel B., Guerra B.: High heterogeneity within methicillin- -resistant Staphylococcus aureus ST398 isolates, defined by Cfr9I macrorestriction-pulsed-field gel electrophoresis profiles and spa and SCCmec types. Appl. Environ. Microbiol. 2010, 76, Armand-Lefevre L., Ruimy R., Andremont A.: Clonal comparison of Staphylococcus aureus isolates from healthy pig farmers, human controls, and pigs. Emerg. Infect. Dis. 2005, 11, Aspiroz C., Lozano C., Gilaberte Y., Zarazaga M., Aldea M. J., Torres C.: Molecular characterisation of methicillin resistant Staphylococcus aureus strains ST398 in patients with skin infections and their relatives. Enferm. Infecc. Microbiol. Clin. 2012, 30, Ballhausen B., Jung P., Kriegeskorte A., Makgotlho P. E., Ruffing U., von Müller L., Köck R., Peters G., Herrmann M., Ziebuhr W., Becker K., Bischoff M.: LA-MRSA CC398 differ from classical community acquired- -MRSA and hospital acquired-mrsa lineages: functional analysis of infection and colonization processes. Int. J. Med. Microbiol. 2014, 304, Banaszkiewicz T., Krukowski H.: Chorobotwórczość MRSA dla ludzi i zwierząt. Med. Weter. 2014, 70, Boer E. de, Zwartkruis-Nahuis J. T., Wit B., Huijsdens X. W., de Neeling A. J., Bosch T., van Oosteromb R. A., Vila A., Heuvelink A. E.: Prevalence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus in meat. Int. J. Food Microbiol. 2009, 134, Bosch T., Verkade E., van Luit M., Landman F., Kluytmans J., Schouls L. M.: Transmission and persistence of livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus among veterinarians and their household members. Appl. Environ. Microbiol. 2015, 81, Brunel A. S., Bañuls A. L., Marchandin H., Bouzinbi N., Morquin D., Jumas- Bilak E., Corne P.: Methicillin-sensitive Staphylococcus aureus CC398 in intensive care unit, France. Emerg. Infect. Dis. 2014, 20, Cavaco L. M., Hasman H., Aarestrup F. M.: Zinc resistance of Staphylococcus aureus of animal origin is strongly associated with methicillin resistance. Vet. Microbiol. 2011, 150, Cleef B. A. van, Broens E. M., Voss A., Huijsdens X. W., Züchner L., Van Benthem B. H., Kluytmans J. A., Mulders M. N., Van De Giessen A. W.: High prevalence of nasal MRSA carriage in slaughterhouse workers in contact with live pigs in The Netherlands. Epidemiol. Infect. 2010, 138, Cleef B. A. van, Graveland H., Haenen A. P., van de Giessen A. W., Heederik D., Wagenaar J. A., Kluytmans J. A.: Persistence of livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus in field workers after short-term occupational exposure to pigs and veal calves. J. Clin. Microbiol. 2011, 49, Cleef B. A. van, van Benthem B. H., Verkade E. J., van Rijen M. M., Kluytmansvan den Bergh M. F., Graveland H., Bosch T., Verstappen K. M., Wagenaar J. A., Heederik D., Kluytmans J. A.: 2016 Health and health-related quality of life in pig farmers carrying livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Epidemiol. Infect. 2016, 6, Cleef B. A. van, van Benthem B. H., Verkade E. J., van Rijen M., Kluytmansvan den Bergh M. F., Schouls L. M., Duim B., Wagenaar J. A., Graveland H., Bos M. E., Heederik D., Kluytmans J. A.: Dynamics of methicillin-resistant Staphylococcus aureus and methicillin-susceptible Staphylococcus aureus carriage in pig farmers: a prospective cohort study. Clin. Microbiol. Infect. 2014, 20, O764-O771.

7 Cuny C., Abdelbary M., Layer F., Werner G., Witte W.: Prevalence of the immune evasion gene cluster in Staphylococcus aureus CC398. Vet. Microbiol. 2015, 177, Cuny C., Friedrich A., Kozytska S., Layer F., Nübel U., Ohlsen K., Strommenger B., Walther B., Wieler L., Witte W.: Emergence of MRSA in different animal species. Int. J. Med. Microbiol. 2010, 300, Cuny C., Köck R., Witte W.: Livestock associated MRSA (LA-MRSA) and its relevance for humans in Germany. Int. J. Med. Microbiol. 2013, 303, Cuny C., Layer F., Köck R., Werner G., Witte W.: Methicillin susceptible Staphylococcus aureus (MSSA) of clonal complex CC398, t571 from infections in humans are still rare in Germany. PLoS One doi: / journal.pone Cuny C., Nathaus R., Layer F., Strommenger B., Altmann D., Witte W.: Nasal colonization of humans with methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) CC398 with and without exposure to pigs. PLoS One doi: /journal.pone Gilbert M. J., Bos M. E., Duim B., Urlings B. A., Heres L., Wagenaar J. A., Heederik D. J.: Livestock-associated MRSA ST398 carriage in pig slaughterhouse workers related to quantitative environmental exposure. Occup. Environ. Med. 2012, 69, Graveland H., Duim B., van Duijkeren E., Heederik D., Wagenaar J. A.: Livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus in animals and humans. Int. J. Med. Microbiol. 2011, 301, Graveland H., Wagenaar J. A., Bergs K., Heesterbeek H., Heederik D.: Persistence of livestock associated MRSA CC398 in humans is dependent on intensity of animal contact. PLoS One. 2011, 6, e doi.org/ / journal.pone Hetem D. J., Derde L. P., Empel J., Mroczkowska A., Orczykowska-Kotyna M., Kozińska A., Hryniewicz W., Goossens H., Bonten M. J.: MOSAR WP3 Study Group. Molecular epidemiology of MRSA in 13 ICUs from eight European countries. J. Antimicrob. Chemother. 2016, 71, Jung P., Abdelbary M. M., Kraushaar B., Fetsch A., Geisel J., Herrmann M., Witte W., Cuny C., Bischoff M.: Impact of bacteriophage Saint3 carriage on the immune evasion capacity and hemolytic potential of Staphylococcus aureus CC398. Vet. Microbiol (in press). doi: /j.vetmic Karakulska J., Nawrotek P., Fijałkowski K.: Leukocydyna Panton-Valentine aspekty znane i nieznane. Post. Mikobiol. 2015, 54, Kottler S., Middleton J. R., Perry J., Weese J. S., Cohn L. A.: Prevalence of Staphylococcus aureus and methicillin-resistant Staphylococcus aureus carriage in three populations. J. Vet. Intern. Med. 2010, 24, Koyama H., Sanui M., Saga T., Harada S., Ishii Y., Tateda K., Lefor A. K.: A fatal infection caused by sequence type 398 methicillin-resistant Staphylococcus aureus carrying the Panton-Valentine leukocidin gene: A case report in Japan. J. Infect. Chemother. 2015, 21, Köck R., Loth B., Köksal M., Schulte-Wülwer J., Harlizius J., Friedrich A. W.: Persistence of nasal colonization with livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus in pig farmers after holidays from pig exposure. Appl. Environ. Microbiol. 2012, 78, Krupa P., Bystroń J., Podkowik M., Empel J., Mroczkowska A., Bania J.: Population structure and oxacillin resistance of Staphylococcus aureus from pigs and pork meat in South-West of Poland. Biomed. Res. Int doi: /2015/ Larsen J., Petersen A., Sørum M., Stegger M., van Alphen L., Valentiner- Branth P., Knudsen L. K., Larsen L. S., Feingold B., Price L. B., Andersen P. S., Larsen A. R., Skov R. L.: Methicillin-resistant Staphylococcus aureus CC398 is an increasing cause of disease in people with no livestock contact in Denmark, 1999 to Euro. Surveill doi: / Layer F., Cuny C., Strommenger B., Werner G., Witte W.: Current data and trends on methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Bundesgesundheitsblatt Gesundheitsforschung Gesundheitsschutz doi: / s x. 33. Lekkerkerk W. S., van Wamel W. J., Snijders S. V., Willems R. J., van Duijkeren E., Broens E. M., Wagenaar J. A., Lindsay J. A., Vos M. C.: What is the origin of livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus clonal complex 398 isolates from humans without livestock contact? An Epidemiological and Genetic Analysis. J. Clin. Microbiol. 2015, 53, Lindsay J. A.: Genomic variation and evolution of Staphylococcus aureus. Int. J. Med. Microbiol. 2010, 300, Loo I. van, Huijsdens X., Tiemersma E., de Neeling A., van de Sande- Bruinsma N., Beaujean D., Voss A., Kluytmans J.: Emergence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus of animal origin in humans. Emerg. Infect. Dis. 2007, 13, Mediavilla J. R., Chen L., Mathema B., Kreiswirth B. N.: Global epidemiology of community-associated methicillin resistant Staphylococcus aureus (CA- -MRSA) Curr. Opin. Microbiol. 2012, 15, Mossong J., Gelhausen E., Decruyenaere F., Devaux A., Perrin M., Even J., Heisbourg E.: Prevalence, risk factors and molecular epidemiology of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) colonization in residents of long-term care facilities in Luxembourg, Epidemiol. Infect. 2013, 141, Normanno G., Dambrosio A., Lorusso V., Samoilis G., Di Taranto P., Parisi A.: Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) in slaughtered pigs and abattoir workers in Italy. Food Microbiol. 2015, 51, Porphyre T., Giotis E. S., Lloyd D. H., Stärk K. D.: A metapopulation model to assess the capacity of spread of methicillin-resistant Staphylococcus aureus ST398 in humans. PLoS One doi: /journal.pone Rasschaert G., Vanderhaeghen W., Dewaele I., Janez N., Huijsdens X., Butaye P., Heyndrickx M.: Comparison of fingerprinting methods for typing methicillin-resistant Staphylococcus aureus sequence type 398. J. Clin. Microbiol. 2009, 47, Richter A., Sting R., Popp C., Rau J., Tenhagen B. A., Guerra B., Hafez H. M., Fetsch A.: Prevalence of types of methicillin-resistant Staphylococcus aureus in turkey flocks and personnel attending the animals. Epidemiol. Infect. 2012, 140, Rijen M. M. van, Bosch T., Verkade E. J., Schouls L., Kluytmans J. A.: CAM Study Group. Livestock-associated MRSA carriage in patients without direct contact with livestock. PLoS One doi: /journal.pone Schulz J., Friese A., Klees S., Tenhagen B. A., Fetsch A., Rösler U., Hartung J.: Longitudinal study of the contamination of air and of soil surfaces in the vicinity of pig barns by livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Appl. Environ. Microbiol. 2012, 78, Smith T. C., Wardyn S. E.: Human Infections with Staphylococcus aureus CC398. Curr. Environ. Health Rep. 2015, 2, Stefani S., Chung D. R., Lindsay J. A., Friedrich A. W., Kearns A. M., Westh H., Mackenzie F. M.: Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA): global epidemiology and harmonisation of typing methods. Int. J Antimicrob. Agents 2012, 39, Stegger M., Lindsay J. A., Sørum M., Gould K. A., Skov R.: Genetic diversity in CC398 methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolates of different geographical origin. Clin. Microbiol. Infect. 2010, 16, Stegger M., Liu C. M., Larsen J., Soldanova K., Aziz M., Contente-Cuomo T., Petersen A., Vandendriessche S., Jiménez J. N., Mammina C., van Belkum A., Salmenlinna S., Laurent F., Skov R. L., Larsen A. R., Andersen P. S., Price L. B.: Rapid differentiation between livestock-associated and livestock-independent Staphylococcus aureus CC398 clades. PLoS One doi: /journal. pone Uhlemann A. C., Porcella S. F., Trivedi S., Sullivan S. B., Hafer C., Kennedy A. D., Barbian K. D., McCarthy A. J., Street C., Hirschberg D. L., Lipkin W. I., Lindsay J. A., DeLeo F. R., Lowy F. D.: Identification of a highly transmissible animal-independent Staphylococcus aureus ST398 clone with distinct genomic and cell adhesion properties. MBio doi: /mBio Valentin-Domelier A. S., Girard M., Bertrand X., Violette J., François P., Donnio P. Y., Talon D., Quentin R., Schrenzel J., van der Mee-Marquet N.: Bloodstream Infection Study Group of the Réseau des Hygiénistes du Centre (RHC). Methicillin-susceptible ST398 Staphylococcus aureus responsible for bloodstream infections: an emerging human-adapted subclone? PLoS One doi: /journal.pone Vandendriessche S., Kadlec K., Schwarz S., Denis O.: Methicillin-susceptible Staphylococcus aureus ST398-t571 harbouring the macrolide-lincosamide-streptogramin B resistance gene erm(t) in Belgian hospitals. J. Antimicrob. Chemother. 2011, 66, Vandendriessche S., Vanderhaeghen W., Soares F. V., Hallin M., Catry B., Hermans K., Butaye P., Haesebrouck F., Struelens M. J., Denis O.: Prevalence, risk factors and genetic diversity of methicillin-resistant Staphylococcus aureus carried by humans and animals across livestock production sectors. J. Antimicrob. Chemother. 2013, 68, Verkade E., Kluytmans J.: Livestock-associated Staphylococcus aureus CC398: animal reservoirs and human infections. Infect. Genet. Evol. 2014, 21, Voss A., Loeffen F., Bakker J., Klaassen C., Wulf M.: Methicillin resistant Staphylococcus aureus in pig farming. Emerg. Infect. Dis. 2005, 11, Waldron D. E., Lindsay J. A.: Sau1: a novel lineage-specific type I restriction- -modification system that blocks horizontal gene transfer into Staphylococcus aureus and between S. aureus isolates of different lineages. J. Bacteriol. 2006, 188, Yu F., Chen Z., Liu C., Zhang X., Lin X., Chi S., Zhou T., Chen Z., Chen X.: Prevalence of Staphylococcus aureus carrying Panton-Valentine leukocidin genes among isolates from hospitalised patients in China. Clin. Microbiol. Infect. 2008, 14, Adres autora: dr Magdalena Kizerwetter-Świda, ul. Ciszewskiego 8, Warszawa; magdalena_kizerwetter-swida@sggw.pl