兒童化膿性骨與關節(jié)感染的細菌耐藥分析

郭 宇，梁玉龍，魏 瑩，劉 薇

北京積水潭醫(yī)院檢驗科，北京 100035

兒童骨與關節(jié)感染是嚴重影響小兒生長發(fā)育的感染性疾病，主要由骨髓炎及化膿性關節(jié)炎導致，分別約占52%和41%[1]。近年來兒童骨髓炎和化膿性關節(jié)炎發(fā)病率有增加趨勢，特別是在發(fā)展中國家[2-3]。如果不能有效控制骨與關節(jié)化膿性感染，致病菌持續(xù)侵襲骨膜、骨質、髓腔及周圍組織，進一步形成死腔、死骨，可導致患兒肢體功能障礙乃至喪失，致殘率高。盡早診斷、清除病灶、修復創(chuàng)面、合理使用抗菌藥物是治愈此類疾病的主要手段，其中致病菌類型和藥敏試驗結果尤為關鍵[4]。革蘭陽性球菌是兒童骨與關節(jié)感染的主要病原菌，其對抗菌藥物的耐藥性具有一定的地域差異性，且隨著抗菌藥物的廣泛應用，細菌耐藥性增加已成為臨床醫(yī)師面對的棘手問題。本文對北京積水潭醫(yī)院小兒骨科收治的173例骨與關節(jié)化膿性感染患兒的致病菌分布及耐藥情況進行分析，以期為臨床合理選擇和使用抗菌藥物提供參考。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2015年1月至2020年11月北京積水潭醫(yī)院小兒骨科收治的骨髓炎與化膿性關節(jié)炎患兒170例，其中男童102例，女童68例，年齡4個月至14歲，平均(8.4±3.6)歲；骨髓炎96例，化膿性關節(jié)炎74例。所有患兒根據病史、臨床表現(xiàn)、實驗室、影像學、病理及微生物學檢查均明確診斷，排除由外傷、手術或醫(yī)源性損傷引起的骨關節(jié)感染。

1.2儀器與試劑 全自動體液及血液培養(yǎng)系統(tǒng)(BACTECTMFX100，美國BD公司)；基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜(MAIDI-TOF MS，德國 Bruker公司)；全自動微生物鑒定及藥敏系統(tǒng)(VITEK2 Compact，法國梅里埃公司)；各類細菌培養(yǎng)基(英國Oxoid公司)。

1.3方法 關節(jié)液培養(yǎng)使用BACTECTMFX100全自動體液及血液培養(yǎng)系統(tǒng)，膿液及組織標本細菌培養(yǎng)采用各類細菌培養(yǎng)基。剔除重復菌株后共170株菌株用于本次分析。菌種鑒定及抗菌藥物藥敏試驗的質控菌株為金黃色葡萄球菌ATCC29213、糞腸球菌ATCC29212、大腸埃希菌ATCC25922。菌株分離純化后，使用MALDI-TOF MS檢測系統(tǒng)進行細菌種屬鑒定，使用VITEK2 Compact藥敏分析系統(tǒng)測定12種抗菌藥物最低抑菌濃度(MIC)。根據美國臨床實驗室標準化協(xié)會(CLSI)2019版M100-S29中的折點判讀標準，將藥敏試驗結果分為耐藥、中介、敏感，若金黃色葡萄球菌對苯唑西林MIC≥4.00 mg/L，判定為甲氧西林耐藥金黃色葡萄球菌(MRSA)。

1.4統(tǒng)計學處理 采用Whonet5.6軟件計算細菌對抗菌藥物的敏感率、中介率、耐藥率，以及每種抗菌藥物的50%抑菌濃度(MIC50)、90%抑菌濃度(MIC90)及MIC范圍。采用SPSS26.0統(tǒng)計學軟件對數(shù)據進行分析，計數(shù)資料以率(%)表示，組間MRSA檢出率比較采用χ2檢驗，頻數(shù)<5時則采用Fisher精確檢驗，MRSA與甲氧西林敏感金黃色葡萄球菌(MSSA)的藥敏結果比較，采用Wilcoxon秩和檢驗。P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1細菌培養(yǎng)結果 170例患兒標本中共培養(yǎng)出21種細菌，葡萄球菌占80.6%(137/170)，其中金黃色葡萄球菌占61.2%(104/170),非發(fā)酵革蘭陰性桿菌占8.2%(14/170)，腸桿菌科細菌占3.5%(6/170)。致病菌種類及構成比見表1。

表1 兒童骨髓炎與化膿性關節(jié)炎的致病菌種類

2.2主要致病菌的藥敏試驗結果及MIC分布 共檢出金黃色葡萄球菌104株，其中骨髓炎中檢出56株，化膿性關節(jié)炎中檢出48株。藥敏試驗結果顯示，耐藥率最高的是青霉素為98.1%(102/104)，其次是紅霉素73.1%(76/104)，喹諾酮類藥物和利福平的耐藥率較低，均在2%以下，未檢出對萬古霉素和利奈唑胺的耐藥株。金黃色葡萄球菌對臨床常用12種抗菌藥物的耐藥率、敏感率及MIC分布見表2。

表2 104株金黃色葡萄球菌對12種抗菌藥物的耐藥情況及MIC分布

續(xù)表2 104株金黃色葡萄球菌對12種抗菌藥物的耐藥情況及MIC分布

2.3MRSA與甲氧西林敏感金黃色葡萄球菌的藥敏試驗結果比較 本研究共檢出MRSA 33株,檢出MSSA 71株，MRSA對紅霉素、克林霉素和環(huán)丙沙星的耐藥率明顯高于MSSA，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；未檢出對利奈唑胺和萬古霉素耐藥的菌株。MRSA與MSSA對不同抗菌藥物的藥敏試驗結果見表3。

表3 MRSA與MSSA對12種抗菌藥物的藥敏試驗結果比較(n)

2.4不同疾病、不同年齡組中MRSA檢出情況比較 骨髓炎及化膿性關節(jié)炎患兒MRSA總檢出率為31.7%(33/104)。化膿性關節(jié)炎患兒中MRSA檢出率為37.5%(18/48)，其中學齡前兒童(≤6歲，共18例)為38.9%(7/18)，學齡兒童(>6～16歲，30例)為36.7%(11/30)。骨髓炎患兒中MRSA的總檢出率為26.8%(15/56)，學齡前兒童(13例)為15.4%(2/13)，學齡兒童(43例)為27.9%(12/43)。骨髓炎和化膿性關節(jié)炎患兒、學齡前兒童和學齡兒童MRSA檢出率比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表4。

表4 不同疾病、不同年齡組中MRSA檢出情況比較(n)

3 討 論

近年來，特別是在發(fā)展中國家，兒童骨與關節(jié)感染發(fā)生率有所增加[2]。此類疾病以形成竇道、死骨死腔、全身感染為主要癥狀，伴有多種并發(fā)癥，如缺血性壞死、病理性骨折、深靜脈血栓、肢體長度差異等[5]，嚴重影響兒童的生長發(fā)育。小兒骨髓炎和化膿性關節(jié)炎發(fā)病隱匿，由于患兒通常不能清楚描述癥狀，多表現(xiàn)為拒絕活動或行走、拒絕負重等[6]，加之醫(yī)生認知不足，造成該病早期診斷較困難，易被漏診。

根據致病菌種類和藥敏試驗結果合理使用抗菌藥物是治療此類疾病的重要手段。兒童骨骼肌感染多由革蘭陽性球菌經血源性、創(chuàng)傷性途徑導致，其中金黃色葡萄球菌是最主要的致病菌[7]。本研究中，金黃色葡萄球菌在兒童骨關節(jié)感染病原菌的構成比為60.1%,遠高于其他病原菌，與DUMAN等[8]報道一致。金黃色葡萄球菌屬高毒力細菌，可分泌殺白細胞素(PVL)，這種壞死性毒素增加了細菌對骨關節(jié)的侵襲力，表明PVL陽性菌株與更高的敗血癥發(fā)生率、更長的住院時間和抗菌藥物使用療程、更多的手術介入相關[9]。本研究中，金黃色葡萄球菌耐藥率最高的抗菌藥物是青霉素和紅霉素，二者均為兒科常用藥物,而喹諾酮類藥物耐藥率雖然很低，卻屬于兒童禁忌藥物之一，提示兒童患者群體抗感染治療時面臨挑戰(zhàn)，臨床醫(yī)生需更多的關注細菌藥敏試驗結果。

此外，MRSA菌株因具有更強的耐藥性，且流行率有上升趨勢，已成為臨床治療的棘手問題。應灝等[10]研究顯示，15例金黃色葡萄球菌中僅檢出2例MRSA，而近期張?zhí)炀玫萚11]報道顯示，MRSA檢出率高于50%。兒童骨感染MRSA流行率另一個特點是具有明顯的地域差異：美國報道MRSA流行率30%～40%[2]，意大利僅為8.5%[2]，而沙特阿拉伯在此類感染中未檢出MRSA[12]。上述數(shù)據提示，研究并了解本地區(qū)兒童化膿性骨與關節(jié)感染患者金黃色葡萄球菌、MRSA的感染率及相應藥敏狀況具有重要意義。本研究中，MRSA檢出率為31.7%，較以往數(shù)據有所降低，這種下降趨勢也出現(xiàn)在成人感染中[13]，可能與我國近年來更加嚴格控制和合理使用抗菌藥物有關。本研究結果顯示，不同疾病、不同年齡組患兒MRSA檢出率比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，其原因可能是兒童骨骼較短，骨髓炎如鄰近關節(jié)，可導致化膿性關節(jié)炎，化膿性關節(jié)炎也可導致干骺端骨髓炎，二者可以合并感染，有時也是感染進展過程中的不同階段。

MRSA受mecA基因介導產生獨特的青霉素結合蛋白(PBPs)即PBP2a，表現(xiàn)為對β內酰胺類和頭孢類抗菌藥物耐藥。有研究發(fā)現(xiàn)，除上述抗菌藥物外，與MSSA相比，MRSA還表現(xiàn)出對氨基糖苷類、大環(huán)內酯類、氟喹喏酮類、四環(huán)素類及利福平較高的耐藥率[14]，故治療MRSA可選擇的抗菌藥物十分有限。本研究發(fā)現(xiàn)，MRSA對紅霉素、克林霉素及環(huán)丙沙星的耐藥性顯著高于MSSA，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，紅霉素和克林霉素都屬兒科常用藥物，這增加了控制兒童骨關節(jié)感染的難度；但兒童感染中的MRSA與成人相比，耐藥率整體較低[16]。目前，萬古霉素是治療MRSA感染的一線用藥，國內尚鮮見對萬古霉素耐藥的金黃色葡萄球菌的報道，但有研究表明萬古霉素對金黃色葡萄球菌的MIC值有增高趨勢；即使是在敏感范圍，萬古霉素治療失敗率與MIC值相關[15]。本文中葡萄球菌對萬古霉素全部敏感，但監(jiān)測其MIC值變化仍十分必要。

兒童骨髓炎及化膿性關節(jié)炎的主要致病菌是葡萄球菌，其中金黃色葡萄球菌占比最高，MRSA對紅霉素和克林霉素耐藥率很高，對萬古霉素、利奈唑胺全部敏感，可作為抗感染治療的選擇。本研究也存在一些局限性，兒童骨髓炎和化膿性關節(jié)炎存在交互關系，由于骨髓炎合并關節(jié)炎的病例數(shù)較少，暫未納入分析。本研究也發(fā)現(xiàn)兒童骨感染中MRSA耐藥性與成人差別較大，其毒力基因、耐藥機制等有待進一步深入研究。