银白色葡萄球菌(Staphylococcus argenteus)和施韦策葡萄球菌(S.schweitzeri)是2015年鉴定的金黄色葡萄球菌(S.aureus)近缘新种,在此之前它们被认为是金黄色葡萄球菌的两个远源支系。这三个物种组成新的金黄色葡萄球菌复合群(S.aureus complex,SAC)。绝大多数银白色葡萄球菌分离自人体,可引起与金黄色葡萄球菌类似的感染。施韦策葡萄球菌主要分离自大猩猩和蝙蝠,虽然有人源分离株出现,但尚未发现可以感染人类。这三个物种表型特征非常相似,基因组水平的差异也比一般物种间的遗传距离要近。银白色葡萄球菌与人类健康相关,本论文针对银白色葡萄球菌开展了以下方面的研究。1、在中国华东地区鉴定出银白色葡萄球菌。为了揭示中国是否有银白色葡萄球菌出现,本论文通过菌落颜色观察,从中国华东地区的839株“金黄色葡萄球菌”中筛选到89株(10.6%)白色菌株。为了区分鉴定这些“白色菌株”是银白色葡萄球菌还是金黄色葡萄球菌,首先通过泛基因组分析得到SAC的核心基因,然后筛选核心基因得到了一个在SAC物种间有一段180 bp插入缺失突变的非核糖体多肽合成酶基因(nonribosomal peptide synthetase,NRPS)。使用针对NRPS基因插入缺失区段的引物对这89株菌进行PCR扩增,结果分为三组:6株菌(6.8%)条带大小符合银白色葡萄球菌特征;75株(84.3%)符合金黄色葡萄球菌特征;另外8株没有条带。利用16S r RNA、rpo B基因鉴定和多位点序列分型(multilocus sequence typing,MLST)进行进一步分析,上述的三组菌株分别被鉴定为银白色葡萄球菌(6株),金黄色葡萄球菌(75株)和其他细菌(8株)。这表明,基于菌落表型观察和NRPS基因PCR片段大小的“两步法”可快速区分并鉴定金黄色葡萄球菌和银白色葡萄球菌,并且在中国华东地区鉴定出6株银白色葡萄球菌。2、系统的基因组分析揭示银白色葡萄球菌含有大量毒力基因并在国际间传播。从本研究获得的6株银白色葡萄球菌中挑选5株进行基因组测序,并下载公共数据库中SAC代表菌株的基因组数据,共收集51个SAC菌株的基因组数据进行系统的比较基因组学分析。结果表明,SAC物种间在核心基因组上存在普遍分化,种间同源重组比率很低,一些SCCmec元件(staphylococcal cassette chromosome mec elements)和原噬菌体的亚型同时出现在不同的物种中。针对金黄色葡萄球菌的111个毒力基因在银白色葡萄球菌中进行分析,发现有85个(76.6%)毒力基因在银白色葡萄球菌中存在同源基因。银白色葡萄球菌和金黄色葡萄球菌在毒力基因目录(基因有无)上没有明显差异,但是核心毒力基因在序列上有明显分化。加上已有银白色葡萄球菌导致人类感染的报道,这表明了该物种具有和金黄色葡萄球菌类似的致病性潜力。对银白色葡萄球菌ST(sequence type)2250开展进化分析,发现不同来源菌株没有按照地域聚集成簇,这表明ST2250已经在国际间发生传播。3、银白色葡萄球菌ST2250含有谱系特异的两个新型超抗原。毒力基因分析发现,有两个基因被划分在已知的肠毒素超抗原基因家族里,但和已知的肠毒素超抗原基因氨基酸序列同源性均小于65.3%。进一步分析发现,这两个基因出现在SAC三个物种部分谱系中v Saβ基因岛的上游,尤其是所有的银白色葡萄球菌ST2250菌株均含有这两个基因。这两个基因编码的蛋白质分别被命名为SEl26和SEl27。编码SEl26和SEl27的m RNA在金黄色葡萄球菌的稳定期早期出现最高表达量,在银白色葡萄球菌和施韦策葡萄球菌的指数生长期出现最高表达量。SEl26和SEl27的重组蛋白对小鼠脾细胞和人源外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMC)均具有刺激细胞增殖和产生细胞因子活性。这表明,SEl26和SEl27具有和已知的葡萄球菌肠毒素超抗原类似的生物活性。因为它们的氨基酸序列与已知肠毒素超抗原的同源性低于定义不同超抗原的阈值10%,所以将SEl26和SEl27认定为两种新型的葡萄球菌肠毒素超抗原。上述研究结果表明,银白色葡萄球菌已经在我国华东地区出现,在基因组水平具有明显的致病性潜力,并且可以产生新型肠毒素超抗原。基于菌落表型观察和NRPS基因PCR片段大小的“两步法”是筛查银白色葡萄球菌的有效方法,将加速世界范围内银白色葡萄球菌的流行病学调查,而SEl26和SEl27的发现丰富了SAC的毒力基因库。