ICU成人腹腔感染臨床分離菌的流行病學特點及耐藥性變化

羅醒政，曾振華，李露蘭，陸嘉茵，肇恒瑞，陳仲清

(1. 南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院重癥醫(yī)學科，廣東 廣州 510515； 2. 南方醫(yī)科大學附屬小欖醫(yī)院重癥醫(yī)學科，廣東 中山 528415； 3. 南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院檢驗科，廣東 廣州 510515)

腹腔感染(intra-abdominal infection, IAI)是重癥監(jiān)護病房(intensive care unit，ICU)患者中居第2位的感染性疾病，僅次于肺部感染，比率達20%～30%[1]，其發(fā)病率和病死率高[2]，盡早開始適當?shù)目垢腥局委煂档椭匕Y監(jiān)護病房腹腔感染(ICU-IAI)患者的病死率至關重要[3]。而ICU-IAI患者的病原菌分布及耐藥性與普通病房有著很大的區(qū)別[4]，且隨著時間的推移出現(xiàn)了變化趨勢[5-6]。持續(xù)監(jiān)測當?shù)蒯t(yī)院甚至?？撇》恐械牟≡餍胁W及抗菌藥物耐藥性變化對于指導有效的經(jīng)驗性治療至關重要。

在過去的近二十年中，世界范圍內(nèi)開展了大規(guī)模針對IAI病原菌的抗菌藥物敏感性監(jiān)測，但研究多局限于革蘭陰性菌的分析報告[7-8]，針對ICU群體的研究更是為數(shù)不多[9]。為此，本研究回顧性分析近8年某院ICU-IAI患者的病歷資料，以了解ICU-IAI患者病原菌分布及耐藥性的變化趨勢。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2011年1月1日—2018年12月31日在南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院ICU接受過治療的IAI患者為研究對象。首先在南方醫(yī)院大數(shù)據(jù)平臺檢索2011年1月1日—2018年12月31日出院診斷包含“腹腔感染”或“腹膜炎”或“腸瘺”或“吻合口瘺”或“消化道穿孔”且在ICU入住過的患者。入選標準：(1)年齡≥18歲；(2)符合2005年膿毒癥論壇共識關于ICU感染定義中IAI的診斷標準[10]。排除標準：ICU住院時間<24 h的患者。

1.2 研究方法 本研究是一項單中心回顧性觀察研究，以前后4年劃分為兩個研究時期(2011—2014年和2015—2018年)分析ICU-IAI患者臨床分離菌的流行特點及抗菌藥物耐藥性變化。

1.2.1 調(diào)查內(nèi)容 在病歷系統(tǒng)查閱病歷資料，采集如下資料：(1)人口學資料(年齡、性別)；(2)疾病特征及共患?。焊腥绢愋?、感染部位、腹膜炎類型、曼海姆腹膜炎評分(Mannheim peritonitis index，MPI)、急性生理與慢性健康評分-Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluation-Ⅱ，APACHE-Ⅱ)、序貫性器官功能衰竭評分(sequential organ failure assessment scores，SOFA)、各種慢性基礎疾病；(3)實驗室檢查結(jié)果；(4)微生物學培養(yǎng)結(jié)果及抗菌藥物敏感測試數(shù)據(jù)；(5)預后指標：ICU住院時間、總住院時間、28天病死率、ICU病死率以及總病死率。

研究方案經(jīng)南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院倫理審查委員會批準(批件號：NFEC-2019-162)，所有研究工作均符合《赫爾辛基宣言》和南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院關于臨床研究的細則。

1.2.2 定義和標準 IAI的診斷標準依據(jù)2005年膿毒癥論壇共識關于ICU患者感染的定義[10]，存在以下情況之一時方可診斷IAI：(1)臨床表現(xiàn)(包括腹痛及全身炎癥反應如發(fā)熱、心動過速、呼吸急促)符合IAI的表現(xiàn)，且腹腔內(nèi)標本實驗室檢查符合感染的標準；(2)手術或腹腔內(nèi)標本微生物培養(yǎng)證實的IAI。

社區(qū)獲得性腹腔感染(community-acquired IAI, CA-IAI)和醫(yī)療保健相關性腹腔感染(healthcare-associated IAI, HA-IAI)的劃分標準依據(jù)美國外科感染學會(Surgical Infection Society, SIS)發(fā)布的指南[11]。存在以下情況定義為HA-IAI：住院48 h后發(fā)生的IAI；住院時或住院48 h內(nèi)診斷為IAI且之前30 d內(nèi)有住院史的(包括居住在療養(yǎng)院或康復機構(gòu))，或30 d內(nèi)接受過家庭輸液、家庭傷口護理、透析治療，或90 d內(nèi)使用過廣譜抗菌藥物≥5 d的患者。其他情況者則判斷為CA-IAI。

1.2.3 細菌培養(yǎng)與藥敏試驗 腹腔內(nèi)標本僅限于手術中獲取的腹腔積液或膿液或組織物及轉(zhuǎn)入ICU 24 h內(nèi)從腹腔獲得的積液或引流液。標本采集后送南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院微生物實驗室處理。細菌分離后，使用Vitek MS全自動快速微生物質(zhì)譜檢測儀(bioMérieux S.A，F(xiàn)rench)或者BD PhoenixTM-100全自動細菌鑒定/藥敏儀(Becton, Dickinson and Company, USA)進行鑒定?？咕幬锩舾行圆捎铆傊♂尫ê腿鉁⒘肯♂尫y定，藥敏結(jié)果依據(jù)當年美國臨床和實驗室標準協(xié)會(Clinical and Laboratory Standards Institute，CLSI)推薦的最低抑菌濃度折點判斷微生物是否耐藥，根據(jù)CLSI的推薦，雙盤協(xié)同試驗用于測定大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌分離株中是否產(chǎn)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(extended-spectrum β-lactamase，ESBLs)。剔除本次住院同一患者分離的重復分離株(同屬、同種)。

2 結(jié)果

2.1 基本資料 在南方醫(yī)院大數(shù)據(jù)平臺檢索出符合條件的患者共665例，剔除年齡<18歲的18例，不符合IAI診斷標準的112例，ICU住院期間未合并IAI的13例，符合入選標準的患者522例，占同期ICU收治患者數(shù)量的10.4%(522/5 036)，排除ICU住院時間<24 h的46例后共有476例患者，CA-IAI和HA-IAI分別為209例(43.9%)、267例(56.1%)，其中送檢腹腔積液標本的患者共431例，前期(2011—2014年)和后期(2015—2018年)ICU-IAI患者分別為181、250例。前后時期患者臨床特征、危重程度評分及結(jié)局指標比較，差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)。見表1。

2.2 病原菌分布特點

2.2.1 微生物送檢情況 在整個研究期間，腹腔標本微生物送檢率為90.5%(431/476)，其中陽性培養(yǎng)率(分離出菌株)為68.9%(297/431)，連續(xù)分離出527株無重復微生物。前后期腹腔標本微生物送檢率分別為91.9%(181/197)和89.6%(250/279)，分別分離出微生物242、285株。

2.2.2 病原菌菌株分布 在總體分布上，革蘭陰性菌、革蘭陽性菌以及真菌的比率分別為48.2%、34.0%、17.8%。按研究分層，前后時期的微生物菌群整體分布情況見圖1，兩者比較，差異無統(tǒng)計學意義(P=0.293)。前期檢出居前5位的病原菌分別為大腸埃希菌、屎腸球菌、肺炎克雷伯菌、白假絲酵母菌、糞腸球菌，后期檢出居前5位的病原菌分別為大腸埃希菌、糞腸球菌、屎腸球菌、白假絲酵母菌、肺炎克雷伯菌，分別占各自時期分離菌株的65.7%和60.7%，前后期基本一致，排序略有不同。以上5種微生物也是研究期間最常見的前五位微生物，占所有分離菌株的63.0%。

表1 2011—2018年ICU-IAI患者臨床特征Table 1 Clinical characteristics of patients with IAI in ICU, 2011-2018

圖1 前后兩個時期ICU-IAI的微生物菌群分布比較Figure 1 Comparison of distribution of microbial flora causing IAI in ICU in the former and later periods

前后期革蘭陰性菌占比分別為46.7%和49.5%，前后期微生物分類構(gòu)成比比較，差異無統(tǒng)計學意義(P=0.343)。整個研究時期，最常見的革蘭陰性菌是大腸埃希菌，占20.5%，其次是肺炎克雷伯菌，占10.3%。鮑曼不動桿菌和銅綠假單胞菌是最常見的非發(fā)酵菌，均檢出24株(占4.6%)，為第3位革蘭陰性菌。腸球菌屬細菌是ICU-IAI最常見的革蘭陽性菌，占革蘭陽性菌的72.1%，占所有菌株的24.5%。最常見的腸球菌是屎腸球菌(64株，占12.2%)和糞腸球菌(52株，占9.9%)，是居前2位的革蘭陽性菌，前后期比較，前期以屎腸球菌為主，后期糞腸球菌比率更高，差異有統(tǒng)計學意義(P=0.018)。鏈球菌屬是僅次于腸球菌屬居第2位的一大類革蘭陽性菌，占革蘭陽性菌的20.7%，占所有菌株的7.0%。前后期比較，后期鏈球菌在革蘭陽性菌中分離率更高(12.3% VS 27.6%)，差異有統(tǒng)計學意義(P=0.009)。葡萄球菌屬比率較小，僅占革蘭陽性菌的6.2%。整體上，真菌所占比率為17.8%，前后時期基本一致。最常見的真菌是白假絲酵母菌，比率為57.4%，占所有分離菌株的10.3%。見表2。

2.3 微生物耐藥及其變遷

2.3.1 革蘭陰性菌

2.3.1.1 腸桿菌 大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌是最常見的腸桿菌目細菌，兩者合計占比81.8%，前后期比較(85.2% VS 79.1%)，差異無統(tǒng)計學意義(P=0.266)?？傮w上的大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌產(chǎn)ESBLs菌株檢出率分別為55.6%(60/108)、33.3%(18/54)，耐碳青霉烯類(對亞胺培南和/或美羅培南耐藥)的大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌的比率分別為4.6%(5/108)、27.8%(15/54)。前后期比較，后期大腸埃希菌產(chǎn)ESBLs菌株檢出率較前期降低，差異有統(tǒng)計學意義(P=0.021)，而肺炎克雷伯菌產(chǎn)ESBLs菌株檢出率雖有下降，但差異無統(tǒng)計學意義(P=0.645)。耐碳青霉烯類大腸埃希菌基本保持在相對低的水平(3.3%～6.4%)，而后期耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌的比率較前期升高，差異有統(tǒng)計學意義(P=0.043)。見圖2。

表2 2011—2018年ICU-IAI腹腔標本微生物分離菌株構(gòu)成Table 2 Constituent of microbial isolates from IAI specimens in ICU, 2011-2018

圖2 前后期大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌產(chǎn)ESBLs菌株分離率和碳青霉烯類耐藥率比較Figure 2 Comparison of isolation rates of ESBLs-producing strains and carbapenem resistance rates of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in the former and later periods

抗菌藥物體外敏感性方面，前后期比較，后期大腸埃希菌對頭孢噻肟、頭孢他啶以及哌拉西林/他唑巴坦的敏感率均提高，差異有統(tǒng)計學意義(均P<0.05)，而對包括碳青霉烯類在內(nèi)其他抗菌藥物的敏感率基本一致。除外阿米卡星及碳青霉烯類抗生素，后期肺炎克雷伯菌對其他抗菌藥物的敏感率均<70.0%；前后期比較，后期普遍呈下降趨勢，其中后期對阿米卡星、亞胺培南和美羅培南的敏感率均下降，差異有統(tǒng)計學意義(均P<0.05)?？傮w而言，大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌對阿米卡星、亞胺培南及美羅培南保持較高敏感性，敏感率>70.0%，而大腸埃希菌對頭孢哌酮/舒巴坦和哌拉西林/他唑巴坦也保持較高的活性，但無一種抗生素可以同時對大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌的敏感率>90.0%。見表3。

表3 前后期ICU-IAI患者分離大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌對抗菌藥物的敏感情況[株(%)]Table 3 Antimicrobial susceptibility of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae isolated from patients with IAI in ICU in the former and later periods (No. of isolates[%])

2.3.1.2 非發(fā)酵菌 鮑曼不動桿菌和銅綠假單胞菌是ICU-IAI常見的革蘭陰性菌，僅次于大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌，兩者在革蘭陰性菌中均占9.4%，前后時期比較基本一致。鮑曼不動桿菌的耐藥率在前期較高，其對頭孢菌素、喹諾酮類、碳青霉烯類抗菌藥物及哌拉西林/他唑巴坦的耐藥率高達100%，但后期對亞胺培南和美羅培南的敏感率上升至50%左右。銅綠假單胞菌對頭孢他啶、頭孢吡肟、β-內(nèi)酰胺酶抑制劑復合制劑及碳青霉烯類抗生素的耐藥率均<30%，前后期對測試抗菌藥物的敏感率無顯著變化。見表4。

表4 前后期ICU-IAI患者分離鮑曼不動桿菌和銅綠假單胞菌對抗菌藥物的敏感情況[株(%)]Table 4 Antimicrobial susceptibility of Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa isolated from patients with IAI in ICU in the former and later periods (No. of isolates[%])

2.3.2 革蘭陽性菌 腸球菌是ICU-IAI患者分離最常見的革蘭陽性菌。除外1株酪黃/母雞腸球菌對萬古霉素天然耐藥，其他腸球菌均對糖肽類抗生素敏感。前后期腸球菌對萬古霉素、替考拉寧和利奈唑胺的敏感率無明顯變化。屎腸球菌對氨芐西林的敏感率低于糞腸球菌，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001)。見表5。

表5 前后期ICU-IAI患者分離腸球菌對抗菌藥物的敏感情況[株(%)]Table 5 Antimicrobial susceptibility of Enterococcus isolated from patients with IAI in ICU in the former and later periods (No. of isolates[%])

2.3.3 真菌 ICU-IAI患者分離真菌對氟康唑、伊曲康唑和兩性霉素B的敏感率分別為74.5%(70/94)、79.8%(75/94)和100.00%(94/94)，且敏感率隨時間無變化。假絲酵母菌菌對氟康唑、伊曲康唑和兩性霉素B的敏感率分別為75.8%(69/91)、81.3%(74/91)和100.00%，且敏感率隨時間無明顯變化。

3 討論

本研究中ICU-IAI與ICU獲得的IAI或重癥IAI存在概念上的區(qū)別，ICU獲得的IAI指患者入住ICU時無IAI，在入住48 h后發(fā)生IAI的情況，屬于醫(yī)院感染范疇，均為HA-IAI；重癥IAI是指IAI引起全身炎癥反應導致膿毒癥或膿毒癥休克，不包括輕癥IAI合并其他危重病的情況；而ICU-IAI既包括ICU獲得的IAI，也包括因IAI并發(fā)或合并危重情況入住ICU者，IAI可能是CA-IAI或HA-IAI，ICU-IAI與ICU獲得的IAI或重癥IAI三者間的病原微生物可能存在差異。關于ICU-IAI的臨床特征和微生物學的數(shù)據(jù)很少且缺乏近些年數(shù)據(jù)[9, 12]，因此，有必要研究ICU-IAI臨床分離菌的流行特點及耐藥性，以便于臨床重癥醫(yī)學科醫(yī)生了解其變化趨勢，為管理IAI及優(yōu)化起始經(jīng)驗性抗感染治療提供參考。

消化道是人體最大的細菌庫，IAI病原菌常來源于胃腸道內(nèi)定植菌群。本研究中，IAI分離病原微生物以革蘭陰性菌為主，其次是革蘭陽性菌、真菌，前后期比較病原微生物菌群分布，差異無統(tǒng)計學意義(P=0.293)。大腸埃希菌、屎腸球菌、肺炎克雷伯菌、白假絲酵母菌和糞腸球菌是居于前5位的最常見分離菌，比率為63.0%，與De等[9]研究結(jié)果基本一致，但在De等研究中銅綠假單胞菌更加常見，其原因可能是兩者標本采集的時間點不同，De等[9]研究中在采集時間點上有相當比例的患者已經(jīng)在ICU住院超過2 d，而在本研究中腹腔標本均來自手術中或入住ICU 24 h內(nèi)，受微生物在引流管上定植的影響小，這可能是導致差別的原因。

在世界范圍內(nèi)，尤其是亞太地區(qū)，產(chǎn)ESBLs的腸桿菌目細菌越來越常見，其中以大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌最為流行[5, 7, 13]。在本研究中，大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌產(chǎn)ESBLs菌株檢出率為55.6%和33.3%，兩者對頭孢菌素和氟喹諾酮類抗生素的敏感率均低于70%。產(chǎn)ESBLs腸桿菌目細菌的廣泛流行，使頭孢菌素和氟喹諾酮類抗生素耐藥率攀升，已不再適合用于IAI的經(jīng)驗性抗感染治療。但隨著時間的推移，大腸埃希菌產(chǎn)ESBLs菌株檢出率下降(68.1% VS 45.9%，P=0.021)，大腸埃希菌對頭孢菌素和哌拉西林/他唑巴坦的敏感率呈現(xiàn)不同程度的上升，由中國多所大型醫(yī)院參與的研究報告顯示，大腸埃希菌產(chǎn)ESBLs菌株檢出率由2012年的67.5%下降至2014年的58.9%[6]，2016—2017年這一數(shù)值下降至48.2%[14]。而肺炎克雷伯菌的產(chǎn)ESBLs菌株檢出率在研究期間也有所下降(28.6% VS 23.1%)，但差異無統(tǒng)計學意義(P=0.645)，SMART更新報告顯示中國大陸地區(qū)肺炎克雷伯菌產(chǎn)ESBLs菌株檢出率由2012—2014年的35.3%[6]下降至2016—2017年的26.4%[14]。但肺炎克雷伯菌對頭孢菌素、喹諾酮類和碳青霉烯類抗生素的耐藥率卻呈現(xiàn)不同程度的上升，說明可能存在其他耐藥機制。

碳青霉烯類抗生素被認為是抗腸桿菌目細菌感染最有效的藥物，在既往的研究[5, 15]中顯示碳青霉烯類抗生素對腸桿菌目有很高的敏感性。然而，隨著此類抗生素在臨床上的廣泛應用及不合理使用，腸桿菌目對碳青霉烯類藥物敏感性降低的報道越來越多[16]，其中以耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌最為常見，在耐碳青霉烯類腸桿菌感染病例中占70%～90%[17-18]。本研究表明，隨時間推移，耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌比率保持快速上升趨勢，由14.3%上升至38.5%。CHINET細菌耐藥監(jiān)測也證實，肺炎克雷伯菌對亞胺培南和美羅培南的耐藥率呈逐年升高趨勢，其耐藥率分別由2005年的2.9%、3.0%上升至2017年的20.9%、24.0%，上升幅度高達8倍[19]。產(chǎn)碳青霉烯酶是腸桿菌目細菌對碳青霉烯類抗生素耐藥的最常見機制[20]，在抗菌藥物的選擇性壓力下，碳青霉烯酶耐藥基因的發(fā)生水平轉(zhuǎn)移是細菌耐藥性迅速產(chǎn)生及擴散的主要原因。有研究證實，耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌的出現(xiàn)和擴散與碳青霉烯類藥物使用密切相關[21]。鑒于肺炎克雷伯菌的高毒力特性[22]，耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌已成為病房尤其是ICU抗感染治療的難題。本研究結(jié)果顯示，哌拉西林/他唑巴坦對大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌的敏感率與碳青霉烯類相似，對非發(fā)酵菌的敏感率也基本一致，可考慮作為ICU-IAI抗感染治療的一線經(jīng)驗性用藥，以減少碳青霉烯類藥物的使用，遏制碳青霉烯類耐藥率快速上升。合理使用抗菌藥物，加強對碳青霉烯類藥物的管控，嚴格把握碳青霉烯類藥物使用適應證，防止耐藥菌株在抗菌藥物壓力下的篩選仍然是當下的主要防控措施。

鮑曼不動桿菌是ICU感染中十分常見的非發(fā)酵菌[1]。耐碳青霉烯類鮑曼不動桿菌的產(chǎn)生已成為一個嚴重的臨床問題，這與碳青霉烯類抗生素在臨床中的廣泛使用有密切關系，在本研究的前一時期，碳青霉烯類耐藥率高達100.0%，與國內(nèi)另一家區(qū)域中心醫(yī)院研究[23]相似，但并非所有的區(qū)域都存在如此嚴重的耐藥現(xiàn)象，耐碳青霉烯類鮑曼不動桿菌在不同省份存在很大差異，來自中國細菌耐藥監(jiān)測網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示，2016年各省的耐藥率為25%～81%[24]，可能與抗菌藥物使用情況及管控措施相關。隨著細菌耐藥監(jiān)測的持續(xù)進行及抗菌藥物管理的不斷加強，此現(xiàn)象得到控制，在本研究后期，鮑曼不動桿菌對碳青霉烯類、β-內(nèi)酰胺酶抑制劑復合制劑的耐藥率均有顯著改善，此現(xiàn)象為持續(xù)進行抗菌藥物耐藥性監(jiān)測與抗菌藥物管控增強了信心。

在革蘭陽性菌中，腸球菌在IAI中占比較大。在本研究中，ICU-IAI分離的革蘭陽性菌以腸球菌最常見(占72.1%)，屎腸球菌和糞腸球菌合計約占腸球菌屬的90.0%，是引起ICU-IAI最常見的兩種腸球菌，與De等[9]研究結(jié)果一致。兩者前后期的耐藥性無明顯變化，未發(fā)現(xiàn)耐萬古霉素的屎腸球菌或糞腸球菌。

綜上所述，本研究結(jié)果顯示ICU-IAI分離菌株以革蘭陰性菌為主，產(chǎn)ESBLs的大腸埃希菌及肺炎克雷伯菌流行形勢仍嚴峻，但近些年來這一形勢趨于緩解，產(chǎn)ESBLs的大腸埃希菌比例顯著下降，但耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌卻逐漸增多，因此，細菌耐藥性監(jiān)測及嚴格的抗菌藥物管控仍需持續(xù)進行，同時應制定更完善的措施以控制細菌耐藥的進一步擴散。鮑曼不動桿菌是ICU最常見的非發(fā)酵革蘭陰性菌之一，泛耐藥情況嚴重，回顧近些年的病歷資料，耐藥情況也得到一定控制，包括碳青霉烯類抗生素在內(nèi)的部分藥物敏感性處于恢復中。

本研究項目有一些局限性。首先，本研究為單中心回顧性觀察研究，研究中的IAI患者不能完全代表其他地域的情況。其次，ICU-IAI在概念上存在一定歧義，容易理解為ICU獲得性IAI或者是重癥IAI，本研究的研究對象既包括CA-IAI，也包括HA-IAI，有危重的IAI，也有IAI合并其他危重癥的情況，能更全面地代表ICU內(nèi)IAI的分離菌群及其耐藥性情況。第三，項目未對細菌耐藥的分子機制進行確定。第四，微生物的敏感性測試藥物的品種并不齊全，如頭孢西丁、替加環(huán)素等，存在缺失或部分缺失。