肺移植術(shù)后早期細(xì)菌感染的研究進(jìn)展

李 瑞，王東坤，阮持義，鄭 莉(綜述)，龔麗明(審校)

肺移植是目前世界上公認(rèn)的治療終末期肺疾病的一種有效手段，隨著肺移植術(shù)的飛速發(fā)展，雖然近幾年我國(guó)肺移植取得了巨大進(jìn)展，提高了術(shù)后生存率及生存質(zhì)量，但術(shù)后的肺部感染作為常見(jiàn)并發(fā)癥及致死因素，其發(fā)生率明顯比其他器官移植高，嚴(yán)重影響了患者的生存率。此外，感染還可能具有免疫相互作用，在急性排斥反應(yīng)和慢性同種異體移植功能障礙的發(fā)展中起作用[1]，可見(jiàn)移植后的細(xì)菌感染，對(duì)移植后患者生存率影響極大。

1 肺移植術(shù)后細(xì)菌感染的現(xiàn)狀

在所有實(shí)體器官移植中，肺移植后的第1年內(nèi)感染風(fēng)險(xiǎn)最高[2]，移植后的30 d內(nèi)，感染性死亡占總死亡的19.2%，僅次于移植失敗的24.3%，在移植后的30 d至1年內(nèi)，感染仍然是主要的死亡原因[3,4]。細(xì)菌感染高居首位，占肺移植后所有感染的69%，其中鮑曼不動(dòng)桿菌感染的患者存活率比其他感染人群低[5]。肺部感染在移植后的第1個(gè)月發(fā)生率最高，6個(gè)月后風(fēng)險(xiǎn)降低[6]。在手術(shù)后的第1個(gè)月，感染的病因通常由供者或受者身上存在的細(xì)菌引起，75%的患者在移植后的前3個(gè)月內(nèi)會(huì)患上細(xì)菌性肺炎，其中假單胞菌和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus，MRSA)是最常見(jiàn)的細(xì)菌[7]。肺移植圍術(shù)期中，細(xì)菌感染遠(yuǎn)超真菌及病毒感染，以院內(nèi)獲得性最多，革蘭陽(yáng)性菌感染發(fā)生率少于革蘭陰性菌，常見(jiàn)的革蘭陰性菌有肺炎克雷伯菌、鮑曼不動(dòng)桿菌、銅綠假單胞菌、嗜麥芽窄食單胞菌，革蘭陽(yáng)性菌以金黃色葡萄球菌最多見(jiàn)[8]。值得注意的是，在肺移植術(shù)后早期感染的所有細(xì)菌種類(lèi)里，銅綠假單胞菌和對(duì)甲氧西林敏感的金黃色葡萄球菌(methicillin-sensitive Staphylococcus aureus，MSSA)共占高達(dá)56%[9]。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，相對(duì)少見(jiàn)的洋蔥伯克霍爾德菌，曾被認(rèn)為是單一的細(xì)菌物種，現(xiàn)已擴(kuò)展到洋蔥伯克霍爾德菌復(fù)合體(Burkholderia cepacia complex，BCC)形式存在。這些細(xì)菌具有廣泛的環(huán)境分布，非凡的代謝多樣性，具有復(fù)雜的3條染色體的基因組以及很強(qiáng)的快速突變和適應(yīng)能力。此外，它們表現(xiàn)出對(duì)抗生素的固有抵抗力，以及在低營(yíng)養(yǎng)的條件下生存和代謝有機(jī)物的能力[10]，能長(zhǎng)期潛伏于醫(yī)院各個(gè)角落，極難被清除。

2 肺移植術(shù)后細(xì)菌感染的來(lái)源

肺移植術(shù)后早期(30 d內(nèi))是肺部感染發(fā)生的高峰期，主要以細(xì)菌感染為主，早期感染的防治尤為關(guān)鍵。感染主要有供體來(lái)源、受體來(lái)源和院內(nèi)感染，出院后社區(qū)感染風(fēng)險(xiǎn)增高。

2.1供者來(lái)源細(xì)菌感染(donor-derived infection，DDI)

DDI是指通過(guò)器官移植過(guò)程，供者體內(nèi)存在的病原體傳染給1例或多例受者的感染。DDI的發(fā)生率<1%,盡管不常見(jiàn)，但DDI與移植術(shù)后受者感染發(fā)生率和病死率顯著相關(guān)[11]。Benamu等[12]對(duì)702例心臟死亡后捐獻(xiàn)供者支氣管肺泡灌洗液進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，有50例供者培養(yǎng)出多耐藥、泛耐藥革蘭陰性菌。一項(xiàng)對(duì)214例小兒肺移植患者進(jìn)行的機(jī)構(gòu)研究[13]中發(fā)現(xiàn)，術(shù)前洋蔥假單胞菌感染的患者發(fā)生氣道并發(fā)癥的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)比非感染患者高29%，是術(shù)后氣道并發(fā)癥的危險(xiǎn)因素。器官保存液和灌注液的污染也應(yīng)該引起我們的重視，可能引發(fā)曲霉等真菌感染以及MRSA、耐萬(wàn)古霉素腸球菌(vancomycin-resistant Enterococcus，VRE)等細(xì)菌感染，圍手術(shù)期的廣譜抗生素可以有效降低這類(lèi)病原體感染的風(fēng)險(xiǎn)[14]。DDI不能完全避免，但能通過(guò)術(shù)前對(duì)供體有效評(píng)估，對(duì)供肺內(nèi)病原體進(jìn)行檢測(cè)并在圍術(shù)期使用廣譜抗生素等有效方法來(lái)降低DDI風(fēng)險(xiǎn)。

2.2受者來(lái)源細(xì)菌感染 受者移植前的定植菌感染可以在移植后再次獲得，受者潛伏感染的再激活也可以引起感染的再次發(fā)生[15]。接受移植的患者在術(shù)前大多經(jīng)歷反復(fù)住院、長(zhǎng)期大劑量使用抗生素、入住重癥監(jiān)護(hù)室(Intensive Care Unit，ICU)等，體內(nèi)內(nèi)源性菌群主要包括革蘭陰性桿菌、革蘭陽(yáng)性球菌、假絲酵母菌屬等。特別是肺囊性纖維化(cystic fibrosis，CF)和免疫功能低下的患者，術(shù)前可有反復(fù)定植菌、多重耐藥(multi-drug resistant，MDR)細(xì)菌的感染，移植后極易造成再次感染，病死率更高[16]。

2.3院內(nèi)細(xì)菌感染 院內(nèi)細(xì)菌感染來(lái)源主要有呼吸道、尿道、消化道、手術(shù)切口、動(dòng)靜脈置入導(dǎo)管等。移植后的受者絕大多數(shù)將被送入ICU，行氣管插管、體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)輔助下維持呼吸、穩(wěn)定循環(huán)系統(tǒng)，隨著ICU住院時(shí)間的延長(zhǎng)，導(dǎo)管相關(guān)性感染和呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎的發(fā)生率明顯升高。院內(nèi)感染致病菌以革蘭陰性菌更為常見(jiàn)，常見(jiàn)的革蘭陰性菌有肺炎克雷伯菌、鮑曼不動(dòng)桿菌、銅綠假單胞菌及嗜麥芽窄食單胞菌[8]。其中MDR菌的感染最為棘手，Tebano等[17]研究發(fā)現(xiàn)，最多是腸桿菌科(占58%)，包括腸桿菌屬、大腸埃希氏菌、肺炎克雷伯菌，其次是銅綠假單胞菌(占27%)和葡萄球菌。通過(guò)藥敏分析，51%患者出現(xiàn)MDR菌株。MDR的發(fā)生與既往接觸廣譜抗生素、氣管切開(kāi)和ICU住院時(shí)間>14 d密切相關(guān)，在ICU住院的第1周到第4周，革蘭陰性菌的耐藥性呈逐漸上升趨勢(shì)[17]。

3 肺移植術(shù)后細(xì)菌感染風(fēng)險(xiǎn)因素

肺移植術(shù)后的細(xì)菌感染風(fēng)險(xiǎn)因素多樣化，氣道并發(fā)癥種類(lèi)較多，機(jī)制較為復(fù)雜，可分為內(nèi)在因素和環(huán)境因素。

3.1內(nèi)在因素 肺移植后的氣道并發(fā)癥發(fā)生率可高達(dá)23%[18]，遠(yuǎn)高于其他實(shí)體移植器官，國(guó)際心臟和肺移植協(xié)會(huì)(International Society for Heart and Lung Transplantation，ISHLT)已將細(xì)菌感染列為術(shù)后引發(fā)排斥反應(yīng)的潛在危險(xiǎn)因素[19]，肺移植后高度易感性的原因是肺臟直接暴露在病原體的環(huán)境中。支氣管并發(fā)癥主要有以下原因：(1)支氣管微循環(huán)的破壞：組織縫合欠佳，支氣管的連續(xù)性中斷，造成支氣管上皮細(xì)胞完整性的破壞，淋巴回流中斷，炎性因子的產(chǎn)生使得肺血管通透性增高，造成術(shù)后的支氣管水腫和肺泡水腫；(2)支氣管神經(jīng)的破壞：同種異體移植物的神經(jīng)支配中斷使得咳嗽反射消失、纖毛功能的異常、痰液的排出困難，宿主的防御機(jī)制被減弱；(3)支氣管吻合口的并發(fā)癥，包括缺血、壞死裂開(kāi)、感染、狹窄、氣管瘺、肉芽組織生長(zhǎng)[7,20]，發(fā)生此類(lèi)并發(fā)癥時(shí)通常需要支氣管鏡來(lái)干預(yù)。無(wú)論是來(lái)源于供肺還是受者本身的定植菌，造成的感染都是極其嚴(yán)重的。另外，有45%的患者會(huì)在移植后出現(xiàn)胸膜并發(fā)癥，也預(yù)示著更低的生存率[21]。在肺移植后的第1個(gè)月內(nèi)，免疫抑制劑的使用可以減少急性排斥反應(yīng)的發(fā)生率，改善患者的預(yù)后，而不會(huì)明顯增加感染性并發(fā)癥[22]，但隨著移植后免疫抑制劑的長(zhǎng)期使用，受者長(zhǎng)期處于免疫抑制狀態(tài)，成為了感染風(fēng)險(xiǎn)因素重要組成部分。

3.2環(huán)境因素 由于大多數(shù)肺移植受者在移植前常有高級(jí)廣譜抗生素暴露、與ICU環(huán)境的頻繁接觸、呼吸機(jī)待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)、術(shù)后廣譜抗生素使用等情況，MDR病原體出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)明顯增加?；颊叩淖≡簳r(shí)間和留置導(dǎo)管時(shí)間延長(zhǎng)，醫(yī)務(wù)人員對(duì)手衛(wèi)生不夠重視加大了院內(nèi)感染的風(fēng)險(xiǎn)。

4 診斷

肺移植術(shù)后細(xì)菌感染的典型臨床表現(xiàn)為發(fā)熱、咳嗽、咳痰、胸悶、氣短及乏力等。但在臨床中，因?yàn)槊庖咭种浦委?，使肺移植患者感染的診斷相對(duì)困難，如發(fā)熱、疲勞、食欲不振、盜汗、寒戰(zhàn)和疼痛等癥狀可能不明顯。根據(jù)我國(guó)肺移植術(shù)后感染的診斷標(biāo)準(zhǔn)[8]：(1)典型癥狀、體征及痰液性狀；(2)實(shí)驗(yàn)室檢查:炎癥指標(biāo)(如白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、C反應(yīng)蛋白和血清降鈣素原等)升高，血培養(yǎng)或痰培養(yǎng)檢出細(xì)菌可明確病原體；(3)影像學(xué)檢查:肺炎胸部CT或X線檢查提示新出現(xiàn)或進(jìn)展性的浸潤(rùn)影、實(shí)變影或磨玻璃影，支氣管炎影像學(xué)檢查正?；蛐夭縓線片表現(xiàn)為中等量間質(zhì)滲出。一般看來(lái)，細(xì)菌感染的CT征象包括充氣支氣管造影的廣泛實(shí)變、彌漫性斑片狀實(shí)變、小葉中心分支結(jié)節(jié)、空洞或膿腫[23]。肺孢子蟲(chóng)感染表現(xiàn)為彌漫的磨玻璃樣陰影，常見(jiàn)于肺的胸膜下部分。細(xì)小結(jié)節(jié)散在的磨玻璃影(樹(shù)芽狀)、支氣管擴(kuò)張和實(shí)變是病毒感染最常見(jiàn)的CT表現(xiàn)[24]。支氣管鏡檢查在早期發(fā)現(xiàn)感染、急性排斥、術(shù)后并發(fā)癥等方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)[25]。對(duì)于有呼吸道癥狀或體征的患者，應(yīng)立即進(jìn)行支氣管鏡檢查、支氣管肺泡灌洗和經(jīng)支氣管肺活檢。首先，在移植術(shù)后的支氣管鏡復(fù)查，能觀察氣道內(nèi)結(jié)構(gòu)，管腔內(nèi)是否有肉芽組織生長(zhǎng)，支氣管壞死，吻合口感染、開(kāi)裂、支氣管瘺等情況，初步判斷是否存在排異反應(yīng)，更重要的是可以取氣道內(nèi)標(biāo)本(肺泡灌洗液、活檢組織、吻合口旁分泌物、下呼吸道分泌物)，通過(guò)灌洗液與分泌物的培養(yǎng)、活檢組織病理學(xué)分析等來(lái)判斷氣道內(nèi)是否有細(xì)菌(或真菌)感染等重要信息。支氣管肺泡灌洗和經(jīng)支氣管活檢對(duì)細(xì)菌和條件致病菌有很好的診斷效果。由于普通外徑為5～6 mm的支氣管鏡插入范圍有限，到達(dá)肺外周病變部位取材活檢變得困難。氣道內(nèi)徑向超聲(radial endobronchial ultrasound,R-EBUS)、虛擬支氣管鏡導(dǎo)航(virtual bronchoscopic navigation,VBN)、電磁導(dǎo)航(electromagnetic navigation,EMN)、超薄支氣管鏡等新技術(shù)，對(duì)肺周?chē)圆∽兊目傇\斷率為70%，其安全性和診斷率明顯高于常規(guī)支氣管鏡針吸活檢(transbronchial needle aspiration,TBNA)[26]?？焖佻F(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)(rapid on-site evaluation,ROSE)因具有實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的特性，在近幾年受到廣泛的重視，其聯(lián)合R-EBUS、VBN、EMN、超薄支氣管鏡等技術(shù)，亦可作為肺移植術(shù)后早期感染診斷手段之一，在早期診斷的同時(shí)，兼顧安全性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。移植后的早期感染可與急性排斥反應(yīng)相鑒別，活檢組織中大量中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)、壞死組織和肉芽腫多提示感染，而小氣道及血管周?chē)鷨蝹€(gè)核細(xì)胞浸潤(rùn)則支持急性排斥反應(yīng)[27]。術(shù)后早期行支氣管鏡檢查能達(dá)到早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早干預(yù)、早治療的目的，從而提高移植后患者的生存率。隨著分子生物學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，出現(xiàn)了許多快速鑒定病原體的方法，如限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析、單鏈構(gòu)象多態(tài)性分析、焦磷酸測(cè)序技術(shù)、熒光原位雜交技術(shù)等[28,29]。二代測(cè)序技術(shù)利用基于單分子簇的邊合成邊測(cè)序技術(shù)(sequencing by synthesis，SBS)與可逆終止化學(xué)反應(yīng)，可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行高通量測(cè)序，其具有通量大、速度快、靈敏度高、成本低等優(yōu)勢(shì)，有作為器官移植術(shù)后病原體檢測(cè)新方法的潛力[30]。

5 預(yù)防和治療

肺移植術(shù)后感染的預(yù)防主要應(yīng)從控制感染來(lái)源、降低感染風(fēng)險(xiǎn)因素、保護(hù)易感人群等方面著手。術(shù)前對(duì)供肺的評(píng)估必須參考痰或纖支鏡肺泡灌洗細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果，且術(shù)中即刻送檢供肺的細(xì)菌培養(yǎng)，根據(jù)培養(yǎng)結(jié)果指導(dǎo)術(shù)后治療，同時(shí)進(jìn)行預(yù)防性抗感染治療[8]。預(yù)防細(xì)菌性感染的藥物選擇：使用的抗生素應(yīng)覆蓋革蘭陰性(如假單胞菌)和革蘭陽(yáng)性(如金葡菌)病原體，持續(xù)時(shí)間在1～2周，且痰培養(yǎng)或肺泡灌洗液培養(yǎng)呈陰性[31]。綜合來(lái)看，降低ICU住院天數(shù)、減少呼吸機(jī)待機(jī)時(shí)長(zhǎng)、抗生素的聯(lián)合有效使用、早期行肺功能鍛煉、盡早拔除中心靜脈導(dǎo)管及尿管等留置管路、醫(yī)務(wù)人員重視手衛(wèi)生等，能有效降低院內(nèi)感染的風(fēng)險(xiǎn)；移植受者的術(shù)后維護(hù)、及時(shí)處理并發(fā)癥，有助于延長(zhǎng)受者長(zhǎng)期存活率[32]。出院后患者做好相應(yīng)防護(hù)措施、避免與攜帶病原體人群接觸、免疫抑制劑血藥濃度的定期監(jiān)測(cè)等，是減少社區(qū)感染的有效途徑。目前，還沒(méi)有關(guān)于肺移植患者術(shù)后治療及管理的全面指南，導(dǎo)致各個(gè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)在抗菌素預(yù)防、診斷策略和治療管理方面存在很大差異[7]。但可以肯定的是，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家普遍認(rèn)為肺移植接受者在圍手術(shù)期必須進(jìn)行抗菌藥物治療[1]。我國(guó)肺移植后的肺部感染中，最常見(jiàn)的致病菌是MDR肺炎克雷伯菌、鮑曼不動(dòng)桿菌和銅綠假單胞菌，其次為真菌和病毒[8]，在治療過(guò)程中，最重要的是確定細(xì)菌種類(lèi)和基因型耐藥特征，選用敏感抗生素，也可在治療的同時(shí)輔以氣道吸入抗生素，尤其對(duì)銅綠假單胞菌效果明顯[7]，同時(shí)根據(jù)免疫抑制劑的血藥濃度，調(diào)整免疫抑制劑用量，使免疫系統(tǒng)處于相對(duì)平衡狀態(tài)。如合并真菌感染時(shí)，則需要聯(lián)合抗真菌治療。

6 小結(jié)

通過(guò)總結(jié)肺移植術(shù)后細(xì)菌感染的最新國(guó)內(nèi)外研究，發(fā)現(xiàn)早期肺部感染事件對(duì)患者生存的影響顯著，肺移植術(shù)后細(xì)菌感染來(lái)源途徑較多，風(fēng)險(xiǎn)因素較多且復(fù)雜。對(duì)圍術(shù)期感染來(lái)源的控制、風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)估、對(duì)移植后患者的規(guī)范化管理尤為重要。隨著科技的發(fā)展，診斷技術(shù)不斷進(jìn)步，最終是為了達(dá)到早期診斷、精確診斷的目的，以采取有效的預(yù)防和治療措施，在治療已知感染的同時(shí)快速發(fā)現(xiàn)新的感染，改善肺移植患者的預(yù)后，提高肺移植患者的長(zhǎng)期生存率。