膿毒癥患者使用美羅培南繼發(fā) 多重耐藥菌感染的風險預測

陳利紅，韓欣妍，張曉霞，竇林杰，董海燕

(西安交通大學第一附屬醫(yī)院：1. 健苑五涉外病房；2. 藥學部，陜西西安 710061)

細菌耐藥是重癥感染患者治療過程所面臨的一個越來越嚴重的問題，并且已經(jīng)成為全球公共衛(wèi)生事業(yè)所共同面臨的重大挑戰(zhàn)[1-3]。多重耐藥菌(multidrug-resistant organism, MDRO)的出現(xiàn)對于人類健康、生態(tài)安全及經(jīng)濟發(fā)展都帶來了巨大的威脅[4-6]。MDRO感染不僅增加治療成本，更是重癥感染患病率及死亡率增加的主要原因[2,5,7]。

重癥患者由于免疫抑制、基礎(chǔ)疾病、多臟器功能損害、侵襲性操作及治療等原因通常容易受到細菌侵襲。重癥監(jiān)護病房(intensive care unit, ICU)通常被認為是MDRO產(chǎn)生并繼發(fā)感染的高危區(qū)域[6]。有研究表明，多重耐藥銅綠假單胞菌及多重耐藥鮑曼不動桿菌的檢出和入住ICU相關(guān)[8-9]。膿毒癥指宿主對感染反應失控而導致危及生命的器官功能衰竭。膿毒癥是危重癥領(lǐng)域的一個重大問題，是每年1/4重癥患者的死亡原因[10]。由于膿毒癥患者病情危重，感染進展迅速，嚴重膿毒癥患者合并臟器功能不全甚至衰竭，相應抗感染治療多采用降階梯治療，初始抗菌藥物常使用廣譜碳青霉烯類(美羅培南、亞胺培南/西司他丁、多利培南)或青霉素/β-內(nèi)酰胺酶抑制劑聯(lián)合制劑。西安交通大學第一附屬醫(yī)院2016年抗菌藥物消耗數(shù)據(jù)顯示，美羅培南使用量最高。有多項研究表明，碳青霉烯類等廣譜抗菌藥物的使用是引發(fā)細菌耐藥的一項重要因素[11-14]。MOGHNIEH等[11]研究表明，碳青霉烯類使用時間大于4 d是MDRO發(fā)生的獨立風險因素。此外，NAKAMURA等[15]研究表明，美羅培南的使用會加大多重耐藥銅綠假單胞菌感染的風險[優(yōu)勢比(odds ratio,OR)=10.6，P<0.001]，并且建議限制美羅培南的使用。

美羅培南存在很多優(yōu)點(如抗菌譜廣、療效確切、安全性高)，并且越來越多地被應用于重癥患者，因此，對膿毒癥患者在使用美羅培南后繼發(fā)MDRO感染及相關(guān)風險因素分析不應被忽視，而目前還沒有關(guān)于使用美羅培南的膿毒癥患者繼發(fā)MDRO感染的影響因素的研究報道。本研究擬確定使用美羅培南的膿毒癥患者發(fā)生MDRO的風險預測因子，以提高美羅培南在膿毒癥患者中的用藥安全性。

1 資料與方法

1.1研究對象選取西安交通大學第一附屬醫(yī)院2013年1月-2016年1月使用美羅培南抗感染治療的膿毒癥患者，納入標準：住院期間使用過美羅培南并且用藥時間大于3 d；至少符合以下任意2項的患者，即體溫>38 ℃或<36 ℃；呼吸過速(>20次/分)、PaCO2<32 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)或需要機械通氣；心率>90次/min；外周血白細胞計數(shù)(white blood cell, WBC)大于10×109/L，外周血WBC計數(shù)降低至小于4×109/L或者外周血WBC計數(shù)正常但是未成熟細胞大于10%；臨床診斷為感染引起以上表現(xiàn)。排除標準：資料不完整的患者；妊娠患者。

1.2MDRO的定義對臨床使用的3類或3類以上抗菌藥物同時耐藥的細菌，包括耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)、耐萬古霉素腸球菌(VRE)、產(chǎn)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(ESBLS)細菌、耐碳青霉烯類抗菌藥物的腸桿菌(CRE)、耐碳青霉烯類抗菌藥物鮑曼不動桿菌(CR-AS)、多重耐藥/泛耐藥銅綠假單胞菌(MDR/PDR-PA)等[16]。本研究中繼發(fā)性MDRO是指患者在使用美羅培南后，在痰、尿液、血液、切口分泌物或引流液等樣本中檢出MDRO，入組患者已排除原發(fā)性MDRO。有基礎(chǔ)腎臟疾病或腎損傷原因，血肌酐值上升至大于170 μmol/L者，定義為慢性腎功能不全。

1.3患者資料的收集患者的病例資料及病原菌檢查結(jié)果均從醫(yī)院電子信息系統(tǒng)獲得，主要包括患者姓名、年齡、性別、臨床診斷、實驗室檢查和患者的急性生理與慢性健康(acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ, APACHEⅡ)評分(APACHEⅡ評分是目前臨床常用的評估患者病情危重程度的系統(tǒng)評分之一，包括3部分，即急性生理評分、年齡評分及慢性健康評分，通過對患者進行評分對疾病嚴重程度進行分類[17])及微生物學檢查等。

1.4結(jié)局指標主要結(jié)局指標為使用美羅培南后患者的相關(guān)病原學標本中MDRO的檢出情況。

1.5倫理學審查本研究取得了醫(yī)院倫理委員會同意。因本研究的回顧性分析特性，免除了患者知情同意書的簽訂。

1.6統(tǒng)計學分析對連續(xù)變量進行正態(tài)分布檢驗，對于符合正態(tài)分布的連續(xù)變量采用均數(shù)±標準差進行描述，采用Student’st檢驗對組間差異進行檢驗。不符合正態(tài)分布的連續(xù)變量則采用中位數(shù)(范圍/四分位間距)進行描述，采用Mann-WhitneyU檢驗對組間差異進行分析。分類變量采用頻數(shù)及百分比進行描述，采用卡方檢驗或Fisher確切檢驗對分類變量進行分析。

根據(jù)單因素分析結(jié)果，當P<0.1時納入多因素Logistic分析。在進行多因素分析之前，通過計算容忍度(tolerance, T)及方差膨脹因子(variance inflation factor, VIF)對各個變量之間的多重共線性進行檢驗，若T>0.1或VIF<10則表明各變量之間不存在多重共線性現(xiàn)象。確定各變量之間不存在多重共線性后，進行多因素Logistic回歸分析，根據(jù)多因素Logistic回歸的結(jié)果確定膿毒癥患者在使用美羅培南后繼發(fā)MDRO感染的影響因素。根據(jù)影響因素分析結(jié)果，建立聯(lián)合預測因子，通過做出受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線并計算曲線下面積(area under the curve, AUC)，確定各個指標的預測效能，得出敏感性折點。

所有統(tǒng)計分析均通過SPSS 19.0(SPSS, Chicago, IL, USA)完成，所有檢驗均為雙側(cè)檢驗，以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1研究對象的一般情況本研究符合納入標準的共有76名患者，其中有44例患者在用藥前病原菌明確，其中有33例存在多個部位感染，所占比例最高，為75.0%(33/44)，其次為肺部感染6例(13.6%)、泌尿系感染2例(4.5%)、血行感染2例(4.5%)及皮膚軟組織感染1例(2.3%)。有25例(25/76，32.9%)患者在使用美羅培南之后繼發(fā)MDRO感染，其中19例患者繼發(fā)感染1種MDRO，主要為鮑曼不動桿菌(8/25，32.0%)，其次為屎腸球菌(3/25，12.0%)、葡萄球菌屬(3/25，12.0%)和銅綠假單胞菌(2/25，8.0%)。另有6例(24.0%)患者繼發(fā)同時感染多種MDRO，其中有5例患者同時感染屎腸球菌和其他細菌(如鮑曼不動桿菌、銅綠假單胞菌)，1例患者同時感染鮑曼不動桿菌和表皮葡萄球菌(表1)。

納入的76例患者中，男性患者占51.3%(39/76)，年齡分布在20～93歲，APACHE Ⅱ評分均值為20.9，這76例患者使用美羅培南的時間在4～44 d(表2)。

2.2繼發(fā)性MDRO感染的影響因素分析76例患者中有25例(32.9%)繼發(fā)MDRO感染，發(fā)生組與未發(fā)生組的人口學資料、合并癥、合并用藥及實驗室檢查值等資料如表2所示。

在單因素分析中，合并呼吸系統(tǒng)疾病、糖尿病、機械通氣、美羅培南用藥時間(d)及使用糖皮質(zhì)激素與繼發(fā)性MDRO感染相關(guān)。根據(jù)單因素分析結(jié)果對合并呼吸系統(tǒng)疾病、糖尿病、機械通氣、美羅培南用藥時間(d)及使用糖皮質(zhì)激素等5個因素進行多重共線性診斷，結(jié)果VIF值均小于10，表明這5個因素之間不存在多重共線性現(xiàn)象，可進行多因素分析。因此，最終將合并呼吸系統(tǒng)疾病、糖尿病、機械通氣、美羅培南用藥時間(d)及使用糖皮質(zhì)激素等因素納入多因素分析。多因素分析結(jié)果顯示，美羅培南用藥時間(d)[OR=1.349(1.131～1.609)，P=0.001]及機械通氣[OR=6.965(1.532～31.672)，P=0.012]是膿毒癥患者使用美羅培南后繼發(fā)MDRO感染的影響因素(表3)。

表1使用美羅培南后繼發(fā)MDRO感染(n=25)的微生物學信息

Tab.1 Microbiological findings of patients (n=25) with acquired MDRO infection after meropenem therapy

繼發(fā)MDRO感染的病原菌n(%)分離出1種MDRO19(76.0) G+菌 葡萄球菌屬3(12.0) 溶血性葡萄球菌2(8.0) MRSA1(4.0) 屎腸球菌3(12.0) 糞腸球菌1(4.0) G-菌 鮑曼不動桿菌8(32.0) 銅綠假單胞菌2(8.0) 伊麗莎白桿菌1(4.0) 粘液奈瑟菌1(4.0)分離出>1種MDRO6(24.0) 鮑曼不動桿菌合并有表皮葡萄球菌1(4.0) 屎腸球菌合并以下菌 銅綠假單胞菌1(4.0) 鉛黃腸球菌1(4.0) 緩慢葡萄球菌1(4.0) 鮑曼不動桿菌2(8.0)

MDRO：多重耐藥菌；MRSA：甲氧西林耐藥金黃色葡萄球菌。

2.3繼發(fā)MDRO風險預測評估模型的建立根據(jù)多因素分析結(jié)果，以美羅培南用藥時間(X1)和機械通氣(X2)為自變量，是否繼發(fā)MDRO為因變量，可以得到如下方程：Y=-4.921+0.299X1+1.941X2(式1)，進行變換可得到聯(lián)合預測因子Lβ(Y)：Lβ(Y)=X1+6.49X2(式2)。

根據(jù)上述結(jié)果，分別以美羅培南用藥時間(d)、機械通氣及聯(lián)合預測因子為檢驗變量，以是否繼發(fā)MDRO為狀態(tài)變量，構(gòu)建ROC曲線并計算ROC曲線下面積(圖1)，分別為0.784(P<0.001)、0.665(P=0.02)和0.841(P<0.001)，均具有統(tǒng)計學意義，其中，Lβ(Y)的AUC高于其他2個變量，表明Lβ(Y)對于使用美羅培南的膿毒癥患者繼發(fā)MDRO的預測效能優(yōu)于其他2個單一指標。Lβ(Y)的ROC曲線如圖1所示，在約登指數(shù)最大處，Lβ(Y)值等于13.24，相應的靈敏度和特異度分別為0.920和0.667。

根據(jù)聯(lián)合預測因子的敏感性折點可將患者分為高風險組(Lβ(Y)>13.24)和低風險組(Lβ(Y)≤13.24)，高風險組患者繼發(fā)性MDRO感染發(fā)生率為57.5%(23/40)，而在低風險組繼發(fā)性MDRO感染發(fā)生率僅為5.6%(2/36)，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001)。臨床醫(yī)師可以根據(jù)聯(lián)合預測因子對使用美羅培南的膿毒癥患者繼發(fā)MDRO感染的風險進行評估，當Lβ(Y)>13.24時患者繼發(fā)MDRO感染的風險加大，需加強臨床監(jiān)護。

表2繼發(fā)性MDRO感染相關(guān)的單因素分析

Tab.2 Univariate logistic regression results for risk factors of acquiring MDRO infection

指標所有患者繼發(fā)性MDRO感染組(n=25)無繼發(fā)性MDRO感染組(n=51)P年齡(歲)65(20～93)61(27～91)65(20～93)0.718a男性[n(%)]39(51.3)11(44.0)28(54.9)0.372cAPACHE Ⅱ(x±s)20.9±7.222.3±8.220.2±6.70.254a合并癥[n(%)] 呼吸系統(tǒng)疾病36(47.4)17(68.0)19(37.3)0.012c MODS35(46.1)12(48.0)23(45.1)0.812c 肝臟疾病28(36.8)9(36.0)19(37.3)0.915c 腦血管疾病25(32.9)11(44.0)14(27.5)0.149c 糖尿病24(31.6)4(16.0)20(39.2)0.041c 慢性腎衰48(63.2)16(64.0)32(62.7)0.915c侵入性操作[n(%)] 手術(shù)35(46.1)13(52.0)22(43.1)0.466c 機械通氣50(65.8)22(88.0)28(54.9)0.004c CRRT51(67.1)17(68.0)34(66.7)0.907c經(jīng)驗用藥[n(%)]32(42.1)8(32.0)24(47.1)0.212c美羅培南用藥時間(d)7.5(4～44)12(5～44)7(4～17)<0.001b與美羅培南合并用藥[n(%)] 糖皮質(zhì)激素44(57.9)19(76.0)25(49.0)0.025c 其他抗菌藥物63(82.9)22(88.0)41(80.4)0.408c實驗室檢查項目 PCT[ng/mL(IQR)]25.4(4.5～58.4)22.2(3.7～77.7)26.0(5.5～58.0)0.925b 總膽紅素,[μmol/L(IQR)]14.2(8.4～26.8)14.9(7.8～27.8)13.7(8.4～25.8)0.773b 白蛋白[ g/L(x±s)]28.4±5.827.6±6.228.8±5.60.410a 尿素[mmol/L(IQR)]14.2(8.2～24.5)15.4(8.7～31.1)14.2(8.2～21.6)0.543b ALT[U/L(IQR)]34.5(18.5～100.9)26.0(18.8～77.7)49.4(17.6～108.6)0.459b AST[U/L(IQR)]53.5(25.9～161.7)55.4(25.5～136.2)52.0(26.9～168.0)0.943b

APACHEⅡ：急性生理與慢性健康評分；MODS：多器官功能障礙綜合癥；CRRT：連續(xù)腎臟替代療法；PCT：降鈣素原；IQR：四分位間距；ALT：丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶；AST：天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶；a表示采用獨立樣本t檢驗；b表示采用Mann-WhitneyU檢驗；c表示采用卡方檢驗。

表3繼發(fā)性MDRO感染相關(guān)的多因素分析

Tab.3 Independent risk factors of acquiring MDRO infection in septic patients after meropenem therapy

感染相關(guān)因素OR95% CIP合并癥 呼吸系統(tǒng)疾病(有/無)2.3600.626～8.8990.205 糖尿病(有/無)0.3330.082～1.3530.124 使用糖皮質(zhì)激素(有/無)1.3100.282～6.0920.730機械通氣(有/無)6.9651.532～31.6720.012美羅培南用藥時間(d)1.3491.131～1.6090.001

MDRO：多重耐藥菌；OR：優(yōu)勢比；CI：置信區(qū)間。

圖1聯(lián)合預測因子的ROC曲線

Fig.1 The ROC curve of joint predictor

3 討 論

本研究納入患者76名，其中25例(32.9%)患者在使用美羅培南后繼發(fā)MDRO感染。多因素Logistic分析結(jié)果顯示，膿毒癥患者使用美羅培南后繼發(fā)MDRO感染的影響因素有美羅培南用藥時間(d)[OR=1.349(1.131～1.609)，P=0.001]及機械通氣[OR=6.965(1.532～31.672)，P=0.012]。MOGHNIEH等[11]對發(fā)熱性中性粒細胞減少的癌癥患者的研究表明，碳青霉烯類使用時間大于4 d是MDRO發(fā)生的影響因素。而本研究中，當使用美羅培南4 d時，不論患者是否使用機械通氣，聯(lián)合預測因子值均小于13.24，不易發(fā)生繼發(fā)MDRO感染。分析其原因，MOGHNIEH等僅進行了單因素分析，而本研究矯正了其他混雜因素，此外，研究人群的不同可能也會導致結(jié)果的差異。MOGHNIEH等的研究與本研究都表明碳青霉烯類藥物用藥時間是MDRO感染的風險因素。根據(jù)微生物學結(jié)果，及時停止抗菌藥物使用，縮短抗菌藥物暴露時間，更不易引發(fā)由MDRO所導致的感染[1]。

此外，本研究表明機械通氣也是MDRO感染的影響因素[OR=6.965(1.532～31.672)，P=0.012]，這與之前的一些研究結(jié)果一致[13,18]。但是，本研究中機械通氣的OR值較大，而在YANG等[18]針對醫(yī)院感染患者的研究表明，機械通氣是感染碳青霉烯類耐藥肺炎克雷伯菌的影響因素(OR=2.80，P=0.024)，可能因本研究所納入的患者病情較嚴重，機械通氣帶來的損傷更大。

根據(jù)多因素分析結(jié)果，本研究進一步通過計算聯(lián)合預測因子建立了風險預測評估模型，通過計算膿毒癥患者在使用美羅培南后的Lβ(Y)值，可以對繼發(fā)MDRO感染的風險進行評估。當Lβ(Y)>13.24時患者繼發(fā)MDRO感染的風險增大。與其他研究不同[19-21]，本研究在Logistic回歸模型的基礎(chǔ)上建立聯(lián)合預測因子，并未對影響因素進行過多的轉(zhuǎn)化賦值。ALIBERTI等[20]在對與MDRO感染相關(guān)的影響因素進行評價時，提出不應將各個影響因素平等對待，應進行分層分析，即根據(jù)Logistic回歸模型的系數(shù)(coefficient)對各個影響因素進行賦值。分層分析也曾被用于耐藥菌感染的預測分析及抗菌藥物治療決策工具的建立[19,22]。然而，對于影響因素為分類變量的研究而言，分層賦值分析未必優(yōu)于均等賦值分析。CHEN等[21]對兩種不同的賦值方式進行了分析，結(jié)果表明分層賦值所得模型1與均等賦值所得模型2預測性能接近(AUCmodel 1=0.85，AUCmodel 2=0.83)。盡管均等賦值應用方便，分層賦值也考慮了不同因素對結(jié)局的影響程度，但是，若要對影響因素進行賦值，則需將連續(xù)變量轉(zhuǎn)化為分類變量，如本研究就需要將美羅培南用藥時間根據(jù)其對繼發(fā)MDRO感染預測的敏感型折點將其轉(zhuǎn)化為分類變量，雖然應用方便，但是連續(xù)變量轉(zhuǎn)化為分類變量后，會損失連續(xù)變量中包含的許多信息。

本研究根據(jù)聯(lián)合預測因子的敏感性折點可將患者分為高風險組(Lβ(Y)>13.24)和低風險組(Lβ(Y)≤13.24)，高風險組患者與低風險組患者繼發(fā)MDRO感染發(fā)生率存在差異(57.5%vs. 5.6%，P<0.001)。實際應用中，臨床醫(yī)生可以根據(jù)患者使用美羅培南的時間(d)及是否使用機械通氣，計算出Lβ(Y)值，據(jù)此對使用美羅培南的膿毒癥患者繼發(fā)MDRO感染的風險進行評估，當Lβ(Y)>13.24時，患者繼發(fā)MDRO感染的風險增大，需加強臨床監(jiān)護。對于本研究所建立的聯(lián)合預測因子的預測效能，有待于在前瞻性研究中進行進一步的驗證。

本研究也存在一定的局限性。首先，本研究納入的影響因素是根據(jù)文獻確定的，可能會有所遺漏，所以需要進一步完善；其次，本研究未考慮患者機械通氣時間，機械通氣時長可能也會對MDRO的發(fā)生產(chǎn)生影響；最后，本研究統(tǒng)計的是所有MDRO的檢出情況，并未按照具體菌株類型進行細分，在不同種類MDRO株之間，研究結(jié)果可能會存在一定的差異。

美羅培南用藥時間(d)及機械通氣與膿毒癥患者使用美羅培南后繼發(fā)MDRO感染相關(guān)。在臨床實際中，臨床醫(yī)生可以根據(jù)患者美羅培南用藥時間(d)及是否使用機械通氣，計算出Lβ(Y)值，當Lβ(Y)>13.24時，患者繼發(fā)MDRO感染的風險增大，需加強臨床監(jiān)護。