A kataláz termelését a Staphylococcus aureus virulencia meghatározójának tekintik, amely lehetővé teszi a baktériumok számára, hogy jobban ellenálljanak a hidrogén-peroxid által végzett intra- és extracelluláris pusztításnak (4, 5). A Staphylococcus fajok katalázpozitívak és fakultatívan anaerobok, kivéve a S. aureus subsp. anaerobius és a S. saccharolyticus, amelyek kataláznegatívak és anaerobok. Ez utóbbit általában apatogénnek tekintik. A S. aureus katalázt a katA gén kódolja, amely egy 1518 bp hosszú nyitott olvasókerettel rendelkezik, és egy 505 aminosavból álló fehérjét kódol (9). A S. aureus subsp. anaerobius egy mutáns gént tartalmaz, amelyet katB-nek neveztek el, amely 1368 bp hosszú és egy 455 aminosavból álló polipeptidet kódol. A katA nukleotidszekvenciájához képest a katB esetében hat miszense mutációt és egy egybázispáros deléciót mutattak ki, amely az iniciációs kodontól felfelé, az 1338 bp-nél található, ami a nukleotid olvasási keret eltolódását és a bp 1368-nál történő idő előtti transzlációs terminációt okozza (9).

Fakultatívan anaerob, kataláz-negatív S. aureus törzsekről számoltak be. Egyiküket sem jellemezték azonban molekuláris módszerekkel (1, 2, 7, 10, 12). Itt egy kataláz-negatív, meticillin-rezisztens S. aureus (MRSA) izolátumot írunk le, amelyet a feltételezett kataláz gén amplifikációjával és szekvenálásával jellemeztünk. Tudomásunk szerint ez az első molekuláris leírása egy kataláz-negatív S. aureus subsp. aureus törzsnek.

Egy 65 éves férfi a mainzi egyetemi kórház sebészeti osztályának intenzív osztályára került. Multimorbid volt, alkohol-toxikus májcirrózisban, artériás hipertóniában, koszorúér-betegségben, szívelégtelenségben (II. osztályú a New York Heart Association osztályozása szerint), diabetes mellitusban és krónikus obstruktív tüdőbetegségben szenvedett. Rutin mikrobiológiai vizsgálat céljából légcsőszekréciós mintát vettek, anélkül, hogy ekkor bármilyen fertőzésre utaló jeleket észleltek volna.

A légcsőszekréciós mintát hagyományos módon dolgozták fel, és 5%-os juhvér agaron krémes, S. aureusra jellemző béta-hemolitikus kolóniákat figyeltek meg. Az izolátum ismételten negatív kataláz-tesztet mutatott akár aerob, akár anaerob inkubáció után, még az ötödik szubkultúránál is. Aerob és anaerob körülmények között is jól szaporodott. Mind a slide koaguláz teszt, mind a DNáz teszt eredménye erősen pozitív volt. A gram-pozitív baktériumokat vizsgáló BBL CRYSTAL rendszer (Becton Dickinson Company, Sparks, MD) és az API Staph rendszer (bioMérieux, Marcy l′Etoile, Franciaország) 98,6%-os, illetve 97,8%-os valószínűséggel S. aureusként azonosította az izolátumot (profilkódok 0064773465 és 6736153). A 16S rRNS-gén DNS-szekvencia-elemzése megerősítette, hogy a törzs S. aureus subsp. aureus. Ezt a törzset a DSMZ-ben (Német Mikroorganizmusok és Sejtkultúrák Gyűjteménye) DSM 18827 szám alatt helyezték letétbe.

Az antibiotikum-érzékenységet a CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) irányelvei alapján Mueller-Hinton agaron korongdiffúzióval határozták meg. A törzs rezisztens volt a penicillinnel, oxacillinnel, cefaklórral, cefuroximmal, eritromicinnel, klindamicinnel és ciprofloxacinnal szemben, de érzékeny volt a gentamicinnel, rifampinnal, szulfametoxazol-trimetoprimmel, vankomicinnel, teikoplaninnal és linezoliddal szemben. Ez az intézetünkben megfigyelt endémiás MRSA-törzsek tipikus fenotípusát képviseli. A törzs MRSA-ként való azonosítását a mecA és S. aureus-specifikus gének PCR segítségével is megerősítettük a korábban leírtak szerint (6).

A kataláz-negatív MRSA-törzs S. aureus kataláz génjének nukleotidszekvenciáját PCR segítségével, korábban leírt primerekkel amplifikáltuk (9), és mindkét szálat festékterminátoros kémiai módszerrel szekvenáltuk ABI PRISM 3700 DNS-analizátorral. A szekvenciaelemzés 99,60%-os azonosságot mutatott az MRSA Mu50 vagy N315 törzs katA katalázgénjével (Gen Bank hozzáférési szám: BA000017, illetve BA000018), 6 nukleotid különbséggel az 1152-es és az 1388-1392-es pozíciókban az iniciációs kodontól felfelé. Az iniciációs kodontól felfelé, az 1152. bp-nél található egybázisú szubsztitúció (T) csendes mutációt jelentett. Öt bázis deléciója (AAACG) (1388-1392 bp a kezdeményező kodontól felfelé) azonban a nukleotid olvasási keret eltolódásához vezetett, aminek következtében egymást követő aminosavak cseréje és a transzláció idő előtti befejeződése következett be az 1418 bp-nél. Hasonlóképpen, a katalázgénünk szekvenciája 99,54%-ban megegyezett a S. aureus subsp. aureus törzsek MSSA476, COL, NCTC 8325, USA300 és MW2 katA szekvenciáival, amelyek teljes genomját szintén szekvenáltuk, és ismételten megerősítették ugyanezt az 5 bázisos deléciót.

Ez a mutáció tehát alapvetően különbözik a kataláz-negatív S. aureus subsp. anaerobius törzsek kataláz-negatív katB génjének (GenBank accession No. AJ000471) mutációitól (9). A kataláz C-terminális régiójában bekövetkező deléció következményei azonban azonosnak tűntek, azaz a nukleotid olvasási keret eltolódása, egy korai terminációs kodon és az enzimaktivitás elvesztése.

Két Staphylococcus faj, a S. aureus subsp. anaerobius és a S. saccharolyticus nem termel katalázt. A mi törzsünk e fajoktól abban különbözik, hogy képes aerob körülmények között jól növekedni, kifejezi a csomósodási faktort, savtermelését trehalózból és laktózból, valamint 16S rRNS-szekvenciája alapján.

A katalázok, vagy helyesebben hidroperoxidázok, olyan enzimek, amelyek a (sejtanyagcsere során keletkező vagy a gazdaszervezet fertőzése során előforduló) hidrogén-peroxid vízzé és molekuláris oxigénné történő lebontásában vesznek részt. A katalázt régóta a S. aureus virulenciát meghatározó tényezőjeként tartják számon. Az oxidatív stressz enzimek, a kataláz és a szuperoxid-dizmutáz in vivo expressziójának fontosságát olyan klinikai izolátumok elemzése alapján feltételezték, amelyekben ezen enzimek expressziójának szintje csökkent (4, 5). A S. aureus subsp. anaerobius nagyon közeli rokonságban áll a S. aureus sensu strictóval, és osztozik vele az extracelluláris toxinok és enzimek termelésének képességében, de sokkal kisebb patogén potenciállal rendelkezik, mint a S. aureus (9). Mind az intracelluláris túlélés, mind az extracelluláris szaporodás fontos szerepet játszik a S. aureus fertőzések patogenezisében. Leírták, hogy a S. aureus intracelluláris túlélése neutrofilekben, endotélsejtekben, hámsejtekben és oszteoblasztokban történik, ami megköveteli, hogy a baktériumok ellenálljanak az oxidatív stressznek (3). A kataláz kritikus összetevője az életképesség hosszú távú éhezés során történő fenntartásának, amely képesség fontos a S. aureus vagy az MRSA nosokomiális terjedése szempontjából (11). Végül a kataláz termelése fontos mechanizmus, amely lehetővé teszi, hogy az S. aureus együtt tudjon élni olyan mikroorganizmusokkal, amelyek aerob környezetben, például a felső légutakban hidrogén-peroxidot termelnek. A Streptococcus pneumoniae S. aureus elleni baktericid aktivitását nyilvánvalóan a hidrogén-peroxid közvetíti, ami lehetséges mechanisztikus magyarázatot ad az epidemiológiai vizsgálatokban megfigyelt fajok közötti interferenciára (8).

A kataláz-negatív S. aureus törzsek klinikai jelentősége vizsgálatot igényel. Korábbi jelentésekben a kataláz-negatív S. aureus törzseket vérmintákból, katéterekből, bronchiális váladékmintákból, fekélyekből és egyéb fertőzésekkel vagy nosocomiális endémiával összefüggő sebekből izolálták (1, 2, 7, 10, 12). Bár kevés, de ezek a jelentések bizonyítékot szolgáltatnak arra, hogy a kataláz nem abszolút feltétele a patogenitásnak. Lehetséges azonban, hogy a patogenitás vagy a transzmissziós hatékonyság csökken. Esetünkben a kataláz-negatív MRSA-törzset többször izolálták ugyanabból a betegből, de soha nem izolálták az intenzív osztály vagy az egyetemi kórház más betegeiből. Nem volt arra utaló jel, hogy a törzs fertőzést okozott volna. Az antibiotikum-rezisztencia mintázat a kataláz-negatív MRSA-törzs és más helyi MRSA-törzsek közös eredetére utalt. Kevés, vagy egyáltalán nincs olyan jelentés, amely olyan kataláz-negatív MRSA-ról számol be, amelyet olyan betegből izoláltak, akinél az izolátum nem okozott nyilvánvaló betegséget. Ez a cikk ilyen értelemben egyedülálló beszámolót mutat be. Ez egyben az első jelentés egy kataláz-negatív S. aureus subsp. aureus törzsről, amelyet molekuláris módszerekkel jellemeztek.