表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）

物种名：表皮葡萄球菌

拉丁学名：Staphylococcus epidermidis

分类学地位：细菌界Bacteria；芽孢杆菌门Bacillota；

芽孢杆菌纲Bacilli；芽孢杆菌目Bacillales；

葡萄球菌科Staphylococcaceae；葡萄球菌属Staphylococcus

表皮葡萄球菌是一种相对疏水的革兰氏阳性兼性厌氧菌^[1]。它通常存在于人体的皮肤、阴道等部位，是人体正常菌群的一部分。虽然多数情况下表皮葡萄球菌不致病，但当身体抵抗力降低或细菌侵入其他器官时，可能会引起感染。

1.1生物学特性

1.1.1培养特征

表皮葡萄球菌营养要求不高，在普通营养琼脂、胰蛋白胨大豆琼脂和血平板等常用培养基上均可生长。该菌为兼性厌氧菌，在需氧条件下生长良好，最适生长温度一般为35-37℃，可耐受较高盐浓度，因此也可在甘露醇高盐培养基上生长，但通常不发酵甘露醇。经18-24 h培养后，菌落多呈圆形、表面光滑、边缘整齐、稍凸起、乳白色或灰白色，不透明，直径多为1-2 mm；在血平板上通常不出现明显β溶血，但个别菌株可表现弱溶血现象（图1）^[2]。

图1 表皮葡萄球菌在血平板上的培养结果^[2]

1.1.2形态学特征

表皮葡萄球菌为革兰氏阳性球菌，细胞直径通常约为0.5-1.5 μm。其细胞沿多个不规则平面分裂，因此在显微镜下常呈葡萄串状排列，也可见成对或短链样分布。该菌无芽胞、无鞭毛，一般不运动。多数菌株不形成典型荚膜，但可形成与黏附和生物膜形成相关的表面多糖基质。革兰氏染色结果见图2^{[2, 3]}。

图2 表皮葡萄球菌的革兰氏染色^[3]

1.1.3生化特征

表皮葡萄球菌的生化鉴定特征较为明确。其典型表现为过氧化氢酶阳性、凝固酶阴性、氧化酶阴性，可在有氧或无氧条件下利用葡萄糖产酸而通常不产气。该菌多不发酵甘露醇，这一点可与多数甘露醇发酵阳性的金黄色葡萄球菌相区分。表皮葡萄球菌通常脲酶阳性、对新生霉素敏感，这也是其与腐生葡萄球菌等其他凝固酶阴性葡萄球菌进行鉴别时常用的实验依据之一。

在常规临床微生物学鉴定中，表皮葡萄球菌常结合革兰氏染色、过氧化氢酶试验、凝固酶试验、甘露醇发酵试验及新生霉素药敏结果进行综合判断。单一生化指标并不足以完成准确鉴定，必要时还需联合MALDI-TOF MS、自动化鉴定系统或分子生物学方法加以确认^{[5, 7]}。

1.1.4分子生物学特征

（1）毒力因子

表皮葡萄球菌最重要的分子致病基础并不是经典外毒素，而是黏附与生物膜形成能力。其致病过程通常包括：首先黏附于导管、人工关节、人工瓣膜等生物材料表面，随后形成细胞间聚集并建立成熟生物膜，最终导致持续性感染和对抗菌药物治疗的耐受。与这一过程相关的关键因子包括icaADBC操纵子编码的多糖细胞间黏附物（polysaccharide intercellular adhesin, PIA/PNAG），以及aap、atlE、embp、fbe等与初始黏附和生物膜稳定相关的基因^{[3, 4, 8]}。

（2）耐药相关基因

表皮葡萄球菌是医院环境中常见的耐药菌之一，其中最受关注的是耐甲氧西林表型。该表型主要与mecA基因有关，后者可编码青霉素结合蛋白 PBP2a，从而降低β-内酰胺类抗菌药物的作用效果。耐甲氧西林表皮葡萄球菌（methicillin-resistant Staphylococcus epidermidis, MRSE）在导管相关感染和植入器械感染中较常见，也是医院感染控制的重要对象。

（3）生物膜相关分子机制

与金黄色葡萄球菌相比，表皮葡萄球菌通常不以大量分泌强外毒素见长，而是更依赖表面蛋白、胞外多糖和胞外DNA等构成生物膜基质。生物膜一旦形成，可显著增强细菌对宿主免疫清除、消毒剂及抗菌药物的耐受性，这也是该菌反复感染、迁延不愈和器械相关感染难治的重要原因。

1.2分布、传播与致病性

1.2.1分布与传播

表皮葡萄球菌广泛分布于人体皮肤、鼻前庭及部分黏膜表面，是正常菌群的重要组成部分。除人体表面外，它也可在医院病房、医疗器械表面、空气、尘埃及环境物体表面被检出。由于其本身是常居菌，因此临床检出时需要结合样本类型、菌量、是否重复分离及患者临床表现，判断其究竟是污染菌、定植菌还是致病菌。

表皮葡萄球菌的传播主要以接触传播为主，包括手接触传播、受污染器械传播以及通过导管、假体、植入装置等进入无菌部位的医源性传播。在医院环境中，手卫生不规范、侵入性操作增加及器械留置时间延长，都会明显增加其传播和感染风险^{[3, 4]}。

1.2.2致病性

表皮葡萄球菌属于机会致病菌。在健康个体中，其致病力通常较弱；但在新生儿、老年人、免疫功能低下者、肿瘤患者、长期使用静脉导管者、人工关节或人工瓣膜植入者中，它可引起导管相关血流感染、假体相关感染、心内膜炎、伤口感染以及腹膜透析相关感染等^{[3, 4]}。

该菌致病性的核心并不在于强外毒素，而在于其对异物表面的黏附能力、生物膜形成能力及耐药性。成熟生物膜可使菌体更难被抗菌药物清除，并增加反复感染和治疗失败的概率。正因如此，表皮葡萄球菌已被视为最重要的器械相关医院感染病原体之一。

1.3检测方法

（1）传统分离培养与生化鉴定:表皮葡萄球菌的常规检测首先依赖于细菌的分离培养。采集患者的血液、导管尖端、伤口分泌物或医疗环境水样等标本，接种于血琼脂或胰蛋白胨大豆琼脂平板上。在35-37℃需氧培养18-24小时后，常形成直径1-2 mm的乳白色、不透明、边缘整齐的圆形光滑菌落，且通常不产生溶血现象^{[5, 8]}。

在显微镜下，经革兰氏染色可见典型的革兰氏阳性（紫色）球菌，呈葡萄串状排列。根据维基百科的微生物学条目记载，在生化鉴定方面，表皮葡萄球菌具有三个经典的筛查特征：过氧化氢酶试验阳性（区分于链球菌属）、凝固酶试验阴性（区分于金黄色葡萄球菌）、以及对新生霉素敏感（区分于腐生葡萄球菌）。此外，该菌通常不能发酵甘露醇，在甘露醇高盐琼脂（MSA）上生长但菌落周围培养基不变黄^{[8, 9]}。

（2）质谱鉴定技术:在现代临床微生物实验室中，基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）已成为快速鉴定表皮葡萄球菌的常规手段。该技术通过比对细菌核糖体蛋白的指纹图谱，可在数分钟内将其与其他凝固酶阴性葡萄球菌（CoNS）精确区分^[5]。

（3）定量荧光PCR（qPCR）方法：为了在环境水体、医疗器械表面或血液标本中快速、特异性地检测表皮葡萄球菌，并同步评估其生物膜形成能力及耐药性，常采用靶向其种特异性自溶素E基因（atlE）及耐甲氧西林基因（mecA）的实时荧光定量PCR方法^{[10, 11]}。

以下为检测表皮葡萄球atlE基因为例:该方法适用于血液提取物、静脉导管洗脱液、医院水浴箱/洗手池水样的滤膜富集纯化DNA。反应程序为95℃预变性5分钟；随后进行40个循环的扩增（95℃变性15秒，58℃退火30秒，72℃延伸30秒，在退火/延伸阶段采集荧光）。

表1 表皮葡萄球菌实时荧光定量PCR引物与探针序列^[11]

基因		名称	序列（5′→3′）
atlE	上游引物		CAAATGCAACGGTACTCGAT
	下游引物		GATCAACGATTGTCCCATCA

1.4典型案例

表皮葡萄球菌是引发医院内导管相关血流感染（CRBSI）的头号病原体。据《Journal of Hospital Infection》及《Infection Control & Hospital Epidemiology》等多篇文献报道，多个国家的医院新生儿重症监护室（NICU）及肿瘤病房曾发生过多起由受污染的医疗加温水槽（Water baths）引发的耐甲氧西林表皮葡萄球菌（MRSE）感染暴发事件。在某典型案例中，数名留置中心静脉导管（CVC）的早产儿在两周内相继出现高热和败血症症状，血培养结果均为基因型高度同源的MRSE 菌株^{[12, 13]}。

这类感染事件的根源深刻体现了表皮葡萄球菌与“温水环境”及“生物膜”的致命结合。当护士将密封的静脉营养液袋放入水浴箱中加热时，含有高浓度表皮葡萄球菌的温水沾染了输液袋的外表面及输液接口。加热取出后，水分虽被擦干，但细菌已牢牢黏附在输液袋的橡胶穿刺座上。当医护人员用针头穿刺输液袋并将其连接至患儿的中心静脉导管时，原本位于水体中的表皮葡萄球菌被直接推入管腔内。细菌迅速黏附在导管的硅胶高分子材料表面，再次形成生物膜，逃避宿主免疫细胞的吞噬，并持续向患儿血液中释放游离细菌，最终引发了严重的导管相关血流感染与败血症^{[4, 12]}。院感控制部门通过环境采样锁定了污染源。停用并彻底更换该批次水浴恒温箱（改用无水干式恒温器），严格规范导管维护及医护人员手卫生后，此类水体介导的表皮葡萄球菌感染暴发被成功遏制^[13]。

1.5防治对策

（1）加强医疗废水处理：医疗机构应严格遵循废水处理规定，确保含有表皮葡萄球菌等病原体的废水经过充分的消毒和处理后再排放，以防止病原体通过水体传播。

（2）规范工业废水排放：工业废水可能含有促进细菌生长的营养物质，应加强对工业废水排放的监管，确保废水经过适当处理后再排放，以减少细菌在水体中的生存和繁殖。

（3）保护水源地：加强对饮用水源地的保护，防止任何形式的污染，确保水源的清洁和安全。对于易受污染的水源，可以定期进行检测和消毒，以确保水质符合安全标准。

参考文献

[1] 胡新月, 王德娴, 宋丽雅. 表皮葡萄球菌对皮肤健康的作用研究进展. 微生物学通报, 2023, 50: 368-376.

[2] 贾宁, 徐志凯, 沈玉杰 等. 医院感染的表皮葡萄球菌对大环内酯-林可酰胺-链阳菌素B耐药性分析. 中华医院感染学杂志, 2006, 16: 935-937.

[3] 江娟, 孙景勇, 欧元祝 等. 医源性表皮葡萄球菌ica操纵子转录水平对生物膜表型的影响. 上海医学, 2006, 29: 40-44.

[4] 杨永洁, 彭丹心, 刘建明. 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌医院感染调查分析. 中华医院感染学杂志, 2007, 17: 465-467.

[5] Versalovic J, Carroll KC, Funke G et al. Manual of Clinical Microbiology. Washington D.C.: ASM Press, 2011.

[6] Clinical and Laboratory Standards Institute. Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria That Grow Aerobically (M07-A10). 2015.

[7] 刘永萍, 丁一辰, 王凯 等. 基于宏基因组测序的星级酒店集中空调系统微生物污染特征. 环境与职业医学, 2022, 39: 1284-1290.

[8] Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Staphylococcus_epidermidis.

[9] 国家卫生健康委员会. 临床微生物培养、鉴定和药敏检测系统的性能验证 (WS/T 807-2022). 2022.

[10] Rohde H, Burandt EC, Siemssen N et al. Polysaccharide intercellular adhesin or protein factors in biofilm accumulation of Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus isolated from prosthetic-joint infections. Infection and Immunity, 2007, 75: 1710-1720.

[11] Wisplinghoff H, Rosato AE, Enright MC et al. Related clones containing SCCmec type IV predominate among clinically significant Staphylococcus epidermidis isolates. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2003, 47: 3574-3581.

[12] Gillespie S, Hawkey P. Principles and Practice of Clinical Bacteriology. London: Springer, 2006.

[13] Moolenaar RL, Crutcher JM, San Joaquin VH et al. A prolonged outbreak of Staphylococcus epidermidis bloodstream infections in a neonatal intensive care unit. Infection Control and Hospital Epidemiology, 2000, 21: 6-11.