Staphylococcus aureus (金黃色葡萄球菌)
微生物學：
l 屬於family Micrococcaceae的革蘭陽性球菌。間歇性地棲息在20-40%正常人身上(鼻腔、皮膚、黏膜、陰道) 及衣物，30%為長期帶菌者。常需針頭注射的各種慢性病患帶菌比率較高。各類醫護人員之帶菌率可高達50%-90%，是最常見的社區及院內感染菌之一。
l 雖不產孢子，但耐熱耐乾，可在高鹽濃度中生長，可在物品上生存數個月。可分泌多種毒素及酵素。
l 在此family中，genus Staphylococcus和不致病的genus Micrococcus的差別在於前者：可從glucose在厭氧環境中產生acid ；可以200 mg/mL之lysostaphin破壞；可在0.4 mg/mL之erythromycin中從glycerol產生acid。
l Genus Staphylococcus可以再分為主要三種：Staphylococcus aureus、Staphylococcus epidermidis、及Staphylococcus saprophyticus。檢驗室從Gram-positive cocci區分出staphylococci靠以下測驗：catalase (+)(streptococci為negative)；coagulase (S. aureus為positive，其他兩stapylococci為negative)；mannitol fermentation (S. aureus為positive，S. epidermidis偶而positive)；DNAase (大部S. aureus為positive，S. epidermidis則反之)；novobiocin (只S. saprophyticus有抗藥性)；anaerobic growth (只S. saprophyticus不能)；hemolysis (S. aureus可溶血，S. epidermidis偶而可以，S. saprophyticus不行)。
l Stapylococcus aureus之直徑0.5-1.2 mm，一般成簇似葡萄，但有時會成兩個或四個鏈狀。將死之細菌可能呈Gram-negative。可在35°C、4% NaCl中24小時內長出有金黃色素的菌落。
l 抗藥機轉研究深入，已知至少有以下幾種：
1. 絕大部S. aureus之cytoplasm內有質體(plasmid)分泌penicillinase(又稱為b-lactamase), 可以破壞penicillin之b-lactam ring結構，因此對penicillin有抗藥性。對付有penicillinase之S. aureus感染可用penicillinase無法破壞之penicillinase-resistant penicillins，如methicillin、nafcillin、oxacillin或cephalosporins(頭孢菌素)；
2. 常使用這些抗生素後會有對這些藥物有抗藥性之methicillin-resistant S. aureus (MRSA) 出現。本來penicillins及cephalosporins等b-lactams是和S. aureus細胞壁上的penicillin-binding proteins (PBPs，促進細胞壁合成之transpeptidase、endopeptidase、或carboxypeptidase等酵素)結合而殺死此菌。MRSA之細胞壁上則出現另一種PBP，稱為PBP2a (PBP2’)，它仍有酵素之作用但和methicillin類、cephalosporins等不易結合，因而具有抗藥性。對付MRSA感染目前只有vancomycin一種藥最為可靠。PBP2a由染色體(chromosome)中mecA gene產生，因而不能像質體般橫向地傳播給其他S. aureus。
3. 有些S. aureus可受b-lactams之抑制(有正常的minimun inhibitory concentration，MIC)，但需很高的藥濃度才能將其殺死(有high minimum bactericidal concentration，MBC)，稱為b-lactam tolerance。通常MIC：MBC ratio = 1：4，而有tolerance者之ratio達1：32以上；
4. 近年來又有數株MRSA對vancomycin表現較強的抗藥性，其機轉則尚不明。
l 細胞壁成份有peptidoglycan (佔重50%，似內毒素一般，可刺激interleukin-1、opsonic antibody、complement，可引發局部的Schwarzman reaction、吸引polymorphonuclear cells)、teichoic acid (佔40%，一種phosphate-containing polymers)、protein A(分子量42 kDa，可以和除了IgG3以外之human IgG subclasses之Fc piece結合，因此可以形成immune aggregates消耗complement、減少細菌周遭的抗體、又妨礙吞噬細胞上的FcR和已在細菌表面之antibody結合，這三種機轉都能增強細菌的致病力)、及polysaccharide slime layer (polysaccharide capsule, 此菌之一半有slime，可保護細菌被宿主之免疫系統破壞)。
l 有多種酵素及外毒素，是此菌致病力之來源：
¨ Catalase：可將H2O2轉變為無害的H2O + O2。Macrophage殺死細菌就是靠oxygen radical之產生，catalase可使其變成對細菌無害。
¨ Coagulase(凝血脢)：S. aureus特有的酵素，可以和prothrombin結合、使fibrinogen變為fibrin，而促發fibrin polymerization。
¨ Clumping factor：也是S. aureus特有的酵素。細胞表面的分子，可以使細菌附著在fibrinogen、fibrin上。
¨ Hyaluronidase(玻尿酸酵素)：分解結締組織(connective tissue)中之hyaluronic acid。
¨ b-lactamases：分解penicillins、cephalosporins的酵素，使其失去殺菌效果。
¨ Phosphodiesterase：有exo- and endonuclease activity，可將nucleic acid分解。在分類學上有用。
¨ Lipases(脂脢)：在感染擴散機轉扮演角色。
¨ 以下五種是會破壞細胞膜的毒素：
ü a-toxin：引起溶血(hemolysis)、皮膚壞死(dermonecrosis)。
ü b-toxin：分解sphimgomyelin，紅血球、白血球、fibroblast等皆受影響。
ü g-toxin：可溶血。
ü d-toxin：hydrophobic而有detergent-like activity以破壞細胞膜。有熱穩定性。可引起瀉痢。
ü Leukocidin：破壞顆粒性白血球細胞膜，而引起granulocytopenia(顆粒性白血球減低)。
¨ Epidermolytic toxins (溶上皮性毒素；exfoliatin；ET)：這是引起新生兒staphylococcal scalded skin syndrome (SSSS) 的毒素，一種serine proteases，阻礙細胞間質。有染色體基因產生的ET-A(在100°C、20分鐘不會破壞而EDTA可破壞)、及質體產生的ET-B (60°C可破壞而EDTA不能破壞)兩種。也導致新生兒之scalding(燙傷)，在上皮組織(epidermis)之granular cell layer引起水泡(blisters)。
¨ Toxic shock syndrome toxin (TSST-1)：此毒素會引起毒素休克症候群(toxic shock syndrome：有高燒、腹瀉、水腫、意識障礙、脫皮、休克、腎衰竭，streptococci及coagulase-negative staphylococci之感染也可能發生)。
¨ Enterotoxins (SE)：S. aureus菌株之約一半會產生SE，有A - E五種，SE-F則和TSST-1相同，都是耐熱性（heat-stable） 20-30 kDa polypeptides
¨ Staphylococcal superantigen family：ET、SE、TSST-1等都可以和巨嗜細胞之MHC class II receptors結合，然後再被一部份T-lymphocyte receptor之variable region V b辨識(異於一般antigens之刺激過程)，而直接刺激強烈的T-cell reaction，分泌IL-1、TNF、interferon-g等。這類抗原也被稱為staphylococcal superantigen family。
病變：
l 一般說來這細菌就是會導致化膿性感染，較延誤治療時，尤其是吞噬細胞能力較弱、服用corticosteroids者，常有膿包形成，有菌血症(bacteremia)者則會有各器官的multiple metastatic abscesses。其毒素則可引起全身性症候。
l 器官感染之結果可引起endocarditis (區別單純的septicemia不很容易)、pericarditis(心囊炎)、pneumonia(肺炎)、pleural empyema(膿胸)、osteomyelitis(骨髓炎)、septic arthritis(化膿性關節炎)、septic bursitis(化膿性黏液囊炎)、pyomyositis(化膿性肌炎)、
l 其皮膚感染引起的疾病有folliculitis(毛囊炎)、furuncles(癤，1-2公分大小，會痛。Recurrent furunculosis常在年輕人發生，延續數年後會自己消失)、carbuncles(癰，音雍，更深更大，伴有全身症狀)、impetigo(膿皰症，80% 由此菌、10% 由Streptococcus pyogenes、10% 由這兩種混合感染引起) 、hydradenitis supprativa(在腋下、會陰部、陰股溝等部位汗腺之重復感染，常有廔管、結疤)、mastitis(乳腺炎)、wound infection、spreading pyoderma(膿皮症)、necrotizing fasciitis(壞死性肌膜炎)。
l 細菌毒素enterotoxins可引起staphylococcal food poisoning，潛伏期只2-6小時，嚴重嘔吐水瀉、腹瀉在8小時內消失。
l 由細菌毒素引起顯著皮膚病變的疾病有：
¨ Staphylococcal scalded skin syndrome (SSSS)：是由exfoliative toxin (ET) 引起的脫落性皮膚炎(exfoliative dermatitis)。在新生兒稱為Ritter’s disease。成人的toxic epidermal necrolysis (TEN)又稱為Lyell’s disease，有藥物過敏及ET引起的兩種。Bullous impetigo也是ET引起的，輕磨就會皮膚脫落(Nikolsky’s sign)，水泡內有細菌。應和Kawasaki’s mucocutaneous lymphnode syndrome(無Nikolsky sign，細菌培養也無staphylococci)及toxic shock syndrome區別。TEN之皮膚在dermal-epidermal junction有裂痕，SSSS者則在granular layer分裂。治癒後不留疤痕。
¨ Toxic shock syndrome(TSS)：在正有月經之女性較易發生。引起此症候群之S. aureus有3/4可分泌TSST-1，23% 是enterotoxin B，餘為enterotoxin C。診斷之臨床基準為：體溫>38.9°C；systolic Bp <90 mmHg；尤其是手掌、腳掌的脫皮性疹；以下器官有三個或更多項目異常：1)嘔吐、腹瀉；2)嚴重肌痛、CPK高過正常5倍；3)眼、咽、陰道等黏液充血；4)BUN或Cr高過正常兩倍、無UTI而有pyuria(膿尿)；5) bilirubin、SGOT、SGPT高過正常兩倍；6) platelet count < 100,000/mm3；7)有意識障礙。除以上基準，還要以血清檢驗排除measles、leptospirosis、Rocky mountain spotted fever等其他疾病。TSS病患發病時無anti-TSST-1，而一般民眾之90%已有抗體。
診斷：
l 細菌之培養最重要，常需以aspiration、biopsy等方式取得檢體。Endocarditis之存在還要靠echocardiogram、rheumatoid factor、cryoglobulins、circulating immune complexes (50%有）等檢驗。骨、關節之感染以magnetic resonance imaging (MRI)檢查最敏感，血液培養只50%呈陽性，需考慮侵入性方式取檢體。
l Food poisoning(食物中毒)時細菌可能已被加熱死亡，因此須檢驗heat-stable enterotoxin B或其他enterotoxins。
治療：
l 嚴重感染須用nafcillin、oxacillin、第一代或第二代 cephalosporins以足夠藥量靜脈注射治療。表淺部位感染，如TSS，可給10-14天；骨、關節、及血流感染、心內膜炎，膿包等則常需4-6週。尤其是有免疫缺乏、使用steroids者、延誤血流感染治療者常已有metastatic abscesses(轉移性膿瘍)。
l 有b-lactam allergy者，或MRSA感染者可用vancomycin 500 mg iv slow drip (over 1-2 hours) ，q8h或q6h。
預防措施：
l 人對人的接觸是最主要的細菌傳播方式。因此維持個人衛生、良好的洗手習慣是預防細菌擴散的最重要方法。
l 有傷口流膿者常是細菌播散的來源，應該用抗生素根治。
l 如在醫院，尤其是嬰兒室(nursery)，有感染案例增加的情況，就要開始群突發(outbreak)調查。先由檢驗室保持被分離的細菌最少半年以上，再做醫護人員的手、鼻腔的細菌培養，以便以antibiogram、plasmid analysis、biotyping等方法比較各分離菌是否屬於同一來源。同時要隔離病人，加強隔離措施(contact isolation)、洗手習慣。
l 如果是MRSA之outbreak則更要嚴格調查、隔離，並考慮治療帶菌者(用mupirocin ointment塗抹鼻腔，或並用rifampin口服)
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