呼吸內(nèi)科耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌不同耐藥基因型的臨床特征分析

張侃 劉長鑫 王博 馬琳 楊繼勇 管希周

1解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科,北京100853;2解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心微生物科,北京100853

肺炎克雷伯菌是院內(nèi)感染的常見條件致病菌,也是臨床上最常見的耐藥菌之一,由于碳青霉烯類抗生素對絕大多數(shù)β-內(nèi)酰胺酶穩(wěn)定,因此一直以來是治療肺炎克雷伯菌等腸桿菌科細(xì)菌感染的最有效抗生素。然而,隨著碳青霉烯類抗生素的大量使用,全球許多地區(qū)出現(xiàn)了耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌(carbapenem resistant Klebsiella pneumoniae,CRKP)感染的報(bào)道。2018年上半年CHINET中國細(xì)菌耐藥性監(jiān)測結(jié)果顯示肺炎克雷伯菌對美羅培南的耐藥率為27.3%,亞胺培南的耐藥率為24.9%,厄他培南的耐藥率為20.4%。

碳青霉烯酶指能水解碳青霉烯類抗生素的酶,屬于β-內(nèi)酰胺酶,有3個(gè)不同的分子類別,目前臨床常見的此類酶包括Ambler A類(如KPC、GES)、Ambler B類(如NDM、IMP、VIM)及Ambler D類(如OXA-48、OXA-23等)[1-2]。在中國,KPC-2是CRKP最常見的碳青霉烯酶[3],OXA-48相對少見。解放軍總醫(yī)院楊繼勇教授團(tuán)隊(duì)于2016年首次報(bào)道了國內(nèi)產(chǎn)OXA-48酶菌株的爆發(fā)流行[4]。本研究在此基礎(chǔ)上對解放軍總醫(yī)院呼吸內(nèi)科患者分離的CRKP臨床相關(guān)危險(xiǎn)因素進(jìn)行進(jìn)一步分析,旨在找到攜帶不同碳青霉烯酶的CRKP差異,為臨床預(yù)防及治療提供依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象 CRKP的定義為對美羅培南、亞胺培南或厄他培南任一藥物耐藥。回顧性選擇解放軍總醫(yī)院呼吸內(nèi)科2013年7月至2015年7月分離出CRKP菌株的患者共44例,并根據(jù)產(chǎn)生碳青霉烯酶的不同分成不同的亞組?；颊呷脒x標(biāo)準(zhǔn):(1)微生物標(biāo)本培養(yǎng)為CRKP的菌株,無論該培養(yǎng)是代表臨床感染還是定植;(2)年齡≥18歲;(3)臨床病例資料完善。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)可疑污染;(2)同一患者分離的重復(fù)菌株。本研究符合 《赫爾辛基宣言》的原則。

1.2 研究方法 收集臨床病例資料包括:(1)人口統(tǒng)計(jì)學(xué)(年齡、性別);(2)合并基礎(chǔ)疾病,如高血壓、糖尿病、缺血性心臟病、腦血管疾病、腎功能不全、哮喘或COPD、腫瘤等;(3)住院史,如既往住院時(shí)間,是否ICU入住時(shí)間≥7 d;(4)接觸侵入性干預(yù),包括中心靜脈導(dǎo)管、胸腔引流管、胃管、導(dǎo)尿管、氣管插管、氣管切開、機(jī)械通氣、透析或連續(xù)性腎臟替代治療、內(nèi)窺鏡手術(shù)等;(5)接受相關(guān)治療(腫瘤接受放化療或靶向治療,應(yīng)用≥14 d免疫抑制劑或相當(dāng)于每日20 mg潑尼松龍的皮質(zhì)類固醇);(6)抗生素暴露(接受超過1劑);(7)患者預(yù)后。所有資料均為標(biāo)本分離之前記錄90 d。

細(xì)菌鑒定及藥敏由解放軍總醫(yī)院微生物科完成,通過PCR擴(kuò)增和DNA測序測定上述分離菌株所產(chǎn)生的碳青霉烯酶類型[4]。菌株對頭孢噻肟、哌拉西林-他唑巴坦、亞胺培南、美羅培南、厄他培南、阿米卡星和左氧氟沙星的最低抑菌濃度通過E-test測量。大腸桿菌ATCC 25922用作抗菌藥敏試驗(yàn)的質(zhì)控菌株,藥物的敏感性以美國國家和臨床試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會2013標(biāo)準(zhǔn)判讀。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示,2組間比較采用t檢驗(yàn);不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以M(QR)表示,2組間比較采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗(yàn)或Fisher確切概率。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 納入及分組情況 共納入患者44例,其中攜帶KPC酶14例,占31.8%;攜帶OXA-48酶27例,占61.4%;攜帶I MP酶2例,占4.5%;未攜帶碳青霉烯酶1例,占2.3%;其余型耐藥基因未檢出。由于本實(shí)驗(yàn)中攜帶I MP酶及未攜帶碳青霉烯酶的患者病例數(shù)較少,暫不進(jìn)一步分析。根據(jù)所產(chǎn)生的碳青霉烯酶,將剩余41例患者分為KPC組(n=14)和OXA-48組 (n=27)。

2.2 一般情況 KPC組和OXA-48組患者的年齡、性別、標(biāo)本類型比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (表1),具有可比性。

表1 KPC組與OXA-48組患者一般情況的比較 [例 (%)]

表2 KPC組與OXA-48組患者臨床特征的比較 [例 (%)]

2.3 臨床資料分析 KPC組和OXA-48組感染前住院時(shí)間,是否于ICU住院≥7 d,感染前基礎(chǔ)疾病情況及留置中心靜脈置管、胸腔引流管、胃管、尿管,透析或連續(xù)性腎臟替代治療,氣管插管或氣管切開,機(jī)械通氣及內(nèi)窺鏡手術(shù)比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (表2)。2組患者在分離出CRKP之前使用的藥物情況比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (表3)。

表3 KPC組與OXA-48組患者既往接受治療情況的比較 [例 (%)]

2.4 藥敏資料分析 41例分離株對幾種常用抗菌藥物耐藥率見表4,所有CRKP均表現(xiàn)出對頭孢噻肟、頭孢他啶、厄他培南、環(huán)丙沙星耐藥,KPC組對于亞胺培南和美羅培南的耐藥率分別為100.0%和92.9%,OXA-48組對于亞胺培南和美羅培南的耐藥率分別為66.7%和55.6%,2組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示CRKP不同基因型對于不同碳青霉烯藥物的耐藥存在異質(zhì)性。

表4 KPC組與OXA-48組對幾種常用抗菌藥物耐藥情況的比較 [例 (%)]

2.5 預(yù)后分析 2組患者治療有效率均較低,死亡率較高。KPC組和OXA-48組90 d全因死亡率分別為57.1%、70.4%,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表5。

表5 KPC組與OXA-48組患者預(yù)后分析比較 [例 (%)]

3 討論

由于碳青霉烯類抗生素對絕大多數(shù)β-內(nèi)酰胺酶穩(wěn)定,因此一直以來是治療肺炎克雷伯菌等腸桿菌科細(xì)菌感染的最有效抗生素。然而,1996年Mac Kenzie等[5]在美國北卡羅萊納州首次鑒定出了CRKP,自此以后,全世界各地均出現(xiàn)報(bào)道,并廣泛流行。我國于2007年首次檢測出產(chǎn)KPC-2的肺炎克雷伯菌分離株[6],并迅速流行成為CRKP最常見的碳青霉烯酶。2017年報(bào)道的一項(xiàng)涉及全國范圍內(nèi)25個(gè)地區(qū)的流行病學(xué)調(diào)查,在703株CRKP中有517株 (74%)可檢測到KPC-2酶,未檢測到VIM和OXA-48酶[3]。

2001年P(guān)oirel等[7]在土耳其首先發(fā)現(xiàn)產(chǎn)OXA-48基因的CRKP,其主要在地中海國家的肺炎克雷伯菌中傳播[7-8]。隨后在歐洲出現(xiàn)散發(fā)和爆發(fā),其檢出率幾乎與KPC相當(dāng),甚至在一些國家,OXA-48已趕超KPC成為最常見的碳青霉烯酶[9]。然而在一些亞洲國家,如中國,則很少有產(chǎn)OXA-48酶的檢出。解放軍總醫(yī)院楊繼勇教授團(tuán)隊(duì)在2016年首次報(bào)道在中國檢出了37例產(chǎn)OXA-48酶的肺炎克雷伯菌株[4],此后偶有散發(fā)病例報(bào)道[10]。本研究中納入41例CRKP中,產(chǎn)KPC酶的患者14例,產(chǎn)OXA-48酶的患者27例,其中OXA-48組病例數(shù)大于KPC組,與國內(nèi)流行病學(xué)報(bào)道不同,其原因是自2013年12月至2014年8月產(chǎn)OXA-48基因的CRKP曾在解放軍總醫(yī)院呼吸監(jiān)護(hù)室出現(xiàn)短暫爆發(fā),本研究納入病例時(shí)間段包括此階段,前期研究已表明攜帶OXA-48的質(zhì)粒水平轉(zhuǎn)移及接觸傳播是導(dǎo)致OXA-48基因在不同肺炎克雷伯菌菌株中傳播的原因。

2017年發(fā)表的一項(xiàng)meta分析證實(shí),入住ICU、住院時(shí)間是感染CRKP的高危因素[11]。本研究中KPC組和OXA-48組感染前住院時(shí)間分別為(54.9±32.1)d、(62.8±28.2)d,平均時(shí)間均超過3周,且大部分患者在感染前ICU住院時(shí)間≥7 d,但2組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示不同耐藥基因的CRKP感染住院史無明顯差異。

抗菌藥物的使用、侵入性醫(yī)療操作、機(jī)械通氣、基礎(chǔ)疾病等因素是患者感染CRKP的危險(xiǎn)因素[11]。本研究中對上述危險(xiǎn)因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì),但發(fā)現(xiàn)2組之間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但在臨床日常診療中,應(yīng)盡量減少侵入性醫(yī)療操作,盡量縮短胃管、尿管、中心靜脈置管管路的應(yīng)用時(shí)間。

2017 年發(fā)表的關(guān)于全國CRKP流行病學(xué)統(tǒng)計(jì)表明,其對阿米卡星、環(huán)丙沙星、頭孢噻肟、頭孢他啶、亞胺培南、美羅培南、多黏菌素、磷霉素、替加環(huán)素的耐藥率分別為51.6%、66.8%、100%、97.6%、 94.9%、 95.3%、 1.1%、 61.9%、23.7%[3]。而在本研究中,KPC組和OXA-48組肺炎克雷伯菌對環(huán)丙沙星的耐藥率達(dá)到100.0%,對阿米卡星的耐藥率分別為64.3%、88.9%,均遠(yuǎn)高于之前的研究,分析原因可能是解放軍總醫(yī)院為一所三級甲等醫(yī)院,轉(zhuǎn)診患者比例較高,多數(shù)患者有長期多次住院史,病程中曾多次使用抗生素等。值得一提的是,在本研究中觀察到2組肺炎克雷伯菌對厄他培南的耐藥率達(dá)到100.0%,但OXA-48組對美羅培南的耐藥率為55.6%,對亞胺培南的耐藥率為66.7%,遠(yuǎn)低于KPC組,提示CRKP不同基因型對于不同碳青霉烯藥物的耐藥存在異質(zhì)性,對于存在產(chǎn)OXA-48基因感染的患者,在無法應(yīng)用替加環(huán)素或多黏菌素情況下,是否可考慮應(yīng)用上述藥物,后續(xù)需大樣本實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

本研究中觀察到分離出CRKP菌株患者的高死亡率,盡管大多數(shù)患者在病程中聯(lián)合應(yīng)用了多種抗感染藥物治療,但因納入研究的大部分患者為高齡的危重癥患者,入住ICU治療,且合并多系統(tǒng)疾病,以及當(dāng)時(shí)對于疾病的認(rèn)識程度有限,如頭孢他啶-阿維巴坦、多黏菌素B等敏感藥物國內(nèi)未上市,可應(yīng)用的敏感藥物受限等多種因素共同作用,導(dǎo)致了其高死亡率的出現(xiàn)。

綜上所述,本研究對產(chǎn)OXA-48酶的CRKP與產(chǎn)KPC酶的CRKP臨床危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析,為今后CRKP感染的防控提供了一定的依據(jù)。本研究中2組之間比較大部分結(jié)果差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,受其回顧性的限制,同時(shí)可能與研究納入樣本量小、存在偏倚有關(guān)。此外,未知的混雜因素和未測量的因素可能對本研究結(jié)果有所影響。CRKP感染的患者往往病情嚴(yán)重且復(fù)雜,對多種抗生素耐藥,治療方案的選擇有限,死亡率較高,CRKP不同基因型對于不同碳青霉烯類藥物的耐藥存在異質(zhì)性,臨床制定抗感染方案應(yīng)結(jié)合耐藥基因情況個(gè)體化治療。臨床上應(yīng)高度重視CRKP感染,需嚴(yán)格做好隔離措施,有效控制耐藥菌株的傳播。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突