В современном русском языке звательный падеж сохраняется в виде отдельных словоформ: отче, Боже, Маш, пап, Вов и т. д. Говорить об окончательном исчезновении пока рано.
В таких ситуациях слово а — частица. Частицы не требуют обособления. Если они относятся к обращению, как в нашем случае, то выделяются вместе с ним: Кот, а кот, скажи...
Правильно: Катюш, Лёш, Миш. В правилах обычно перечисляются те формы, в которых ь после шипящих пишется (см., например, «Правила русской орфографии и пунктуации» 1956 г., § 75). Звательные формы в такой перечень не входят, потому что ь в них не нужен.