下呼吸道肺炎鏈球菌感染的臨床特征及耐藥性分析

程琰，高杰英，顧江，陳晶，高鵬，王佳鈺，佘夢瑤，王縛鯤*

1解放軍聯(lián)勤保障部隊第980醫(yī)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗室，石家莊 050081；2解放軍聯(lián)勤保障部隊第980醫(yī)院檢驗科，石家莊050081；3解放軍陸軍軍醫(yī)大學(xué)微生物與生化藥學(xué)教研室，重慶 400038

肺炎鏈球菌(Streptococcus pneumoniae，SP)屬于鏈球菌屬，為革蘭陽性球菌，多數(shù)不致病或致病力弱，少數(shù)致病力強[1]。莢膜作為肺炎鏈球菌致病的主要侵襲力，可抵抗宿主體內(nèi)吞噬細(xì)胞的吞噬作用而大量繁殖。該病原菌主要黏附于健康人類鼻咽部上皮細(xì)胞及口腔上皮細(xì)胞，為條件致病菌[2]。當(dāng)宿主免疫力低下、機械屏障損傷或生理結(jié)構(gòu)損傷時，鼻咽部黏附的病原菌大量繁殖，侵入相應(yīng)組織器官，引發(fā)宿主的炎癥反應(yīng)，從而導(dǎo)致大葉性肺炎、支氣管炎、中耳炎、鼻竇炎，甚至導(dǎo)致腦膜炎和敗血癥[3]。肺炎鏈球菌引起的感染最常見的是肺炎，5歲以下兒童、65歲以上老年人以及長期患病者是易感人群。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，全球每年約有160萬人死于肺炎鏈球菌感染性疾病，其中一半以上為5歲以下兒童[4]。近年來，肺炎鏈球菌對大環(huán)內(nèi)酯類和β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物的耐藥率有逐年升高的趨勢，給臨床治療帶來了困難[5]。對肺炎鏈球菌感染的臨床特征、肺炎鏈球菌的耐藥性以及耐藥趨勢進行分析，有助于臨床了解關(guān)聯(lián)因素并做出合理的臨床診斷，對指導(dǎo)臨床治療具有重要意義。本研究回顧性分析了我院2014－2018年收治的下呼吸道肺炎鏈球菌感染患者的臨床特征、成人及兒童肺炎鏈球菌對常用抗菌藥物的耐藥特征以及5年耐藥趨勢變化，旨在為指導(dǎo)臨床合理用藥提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2014年1月1日－2018年12月31日解放軍聯(lián)勤保障部隊第980醫(yī)院收治的從合格呼吸道標(biāo)本中分離出肺炎鏈球菌的934例下呼吸道肺炎鏈球菌感染患者，回顧性分析其臨床資料以及肺炎鏈球菌的耐藥性。剔除同一患者同一部位分離的重復(fù)菌株，相同患者連續(xù)分離菌株選取首次分離菌株。合格痰標(biāo)本標(biāo)準(zhǔn)：白細(xì)胞≥25個/低倍鏡視野，鱗狀上皮細(xì)胞<10個/低倍鏡視野。肺炎鏈球菌肺炎診斷標(biāo)準(zhǔn)：患者出現(xiàn)呼吸道感染的臨床癥狀且胸部影像學(xué)檢查顯示肺部病變，呼吸道標(biāo)本分離到肺炎鏈球菌。

1.2 儀器與試劑 全自動血液分析儀(希森美康，XN550)檢測患者全血中白細(xì)胞計數(shù)；特定蛋白分析儀(BioSystems，A15)檢測患者血清C反應(yīng)蛋白水平；病原菌檢測儀器為珠海美華醫(yī)療科技有限公司MA120細(xì)菌鑒定/藥敏分析系統(tǒng)；哥倫比亞血平板購自鄭州安圖生物有限公司；質(zhì)控菌株肺炎鏈球菌ATCC49619、金黃色葡萄球菌ATCC29213購自衛(wèi)健委臨床檢驗中心；革蘭染液購自珠海貝索生物技術(shù)有限公司。奧普托欣紙片購自杭州天和公司，青霉素、美羅培南E-test藥敏紙條購自鄭州安圖生物有限公司。

1.3 肺炎鏈球菌的分離、培養(yǎng)與鑒定 標(biāo)本的采集與接種、肺炎鏈球菌的分離與培養(yǎng)按照《全國臨床檢驗操作規(guī)程》[6]的方法進行。臨床送檢的呼吸道標(biāo)本接種于哥倫比亞血平板，37 ℃、5% CO2條件下培養(yǎng)18～24 h。挑取草綠色溶血、臍窩狀的可疑菌落，根據(jù)革蘭染色后鏡下形態(tài)、奧普托欣試驗進行初步鑒定，奧普托欣試驗陽性(抑菌圈直徑>14 mm)的菌株進一步采用MA120微生物分析儀進行菌種鑒定。

1.4 藥敏試驗 采用MA120細(xì)菌鑒定/藥敏分析系統(tǒng)對青霉素、阿莫西林/克拉維酸、頭孢呋辛、頭孢噻肟、頭孢曲松、頭孢吡肟、美羅培南、氯霉素、四環(huán)素、左氧氟沙星、復(fù)方新諾明、紅霉素、阿奇霉素、克林霉素、利奈唑胺、萬古霉素等16種抗菌藥物進行最低抑菌濃度(MIC)測定。參照美國臨床實驗室標(biāo)準(zhǔn)化委員會(CLSI)2018年的標(biāo)準(zhǔn)進行藥敏結(jié)果判定[7]。對于青霉素經(jīng)儀器測定MIC≥2 μg/ml或者美羅培南經(jīng)儀器測定MIC ≥0.5 μg/ml的菌株，采用E-test法復(fù)核。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理 采用WHONET 5.6進行耐藥統(tǒng)計，應(yīng)用SPSS 20.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料以表示；計數(shù)資料以例(%)表示，組間比較采用χ2檢驗；同一抗菌藥物不同年份耐藥率的比較采用χ2檢驗或者Fisher精確檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料 934例中兒童728例，成人206例。728例兒童SP感染結(jié)果如表1所示。感染兒童年齡為1 d～14歲[(1.2±1.2)歲]?；純杭膊》植家苑窝诪橹?，229例(31.46%)患兒合并其他病原體感染，以肺炎支原體(91例)、呼吸道合胞病毒(45例)、乙型流感病毒(45例)、副流感病毒(21例)和腺病毒(13例)多見。成人SP感染結(jié)果如表2所示，感染成人年齡為15～92歲[(61.6±19.6)歲]。206例成人中，149例患有基礎(chǔ)疾病，占72.33%，其中合并兩種及以上基礎(chǔ)疾病者14例(6.80%)。

2.2 炎性反應(yīng)指標(biāo) 728例患兒中，545例(74.86%)出現(xiàn)白細(xì)胞計數(shù)增高，620例(85.16%)出現(xiàn)C反應(yīng)蛋白增高(表1)。SP感染的成人中，160例(77.67%)白細(xì)胞計數(shù)增高，173例(83.98%)C反應(yīng)蛋白增高(表2)。

表1 兒童肺炎鏈球菌感染的臨床特征分析Tab.1 Clinical characteristics of children with Streptococcus pneumoniae infection

表2 成人肺炎鏈球菌感染的臨床特征分析Tab.2 Clinical characteristics of adults with Streptococcus pneumoniae infection

2.3 菌株的季節(jié)分布 728株兒童分離菌株的季節(jié)分布為：冬季323株(44.37%)，秋季194株(26.64%)，春季138株(18.96%)，夏季73株(10.03%)。206株成人分離菌株的季節(jié)分布為：冬季74株(35.92%)，秋季46株(22.33%)，春季46株(22.33%)，夏季40株(19.42%)。

2.4 分離菌株科室分布 5年來，臨床分離的肺炎鏈球菌主要來源于兒科，占77.94%；成人分離菌株占22.06%，其科室分布未見明顯臨床意義(表3)。

表3 肺炎鏈球菌的科室分布Tab.3 Clinical distribution of Streptococcus pneumoniae strains

2.5 肺炎鏈球菌耐藥性

2.5.1 兒童肺炎鏈球菌耐藥率變化 2014－2018年無美羅培南、萬古霉素、利奈唑胺耐藥菌株出現(xiàn)。2014－2016年無阿莫西林/克拉維酸耐藥菌株出現(xiàn)，從2017年開始出現(xiàn)阿莫西林/克拉維酸耐藥菌株，5年平均耐藥率為1.65%。5年間，兒童肺炎鏈球菌對青霉素、左氧氟沙星保持高度敏感，平均耐藥率<1%；對頭孢噻肟、頭孢曲松、頭孢吡肟的耐藥率有所波動，但均<5%；對復(fù)方新諾明、頭孢呋辛、四環(huán)素、紅霉素、阿奇霉素、克林霉素呈現(xiàn)高耐藥率，平均耐藥率分別為47.53%、57.42%、82.14%、93.13%、92.31%、87.50%(表4)。2014－2018年5年間各年份兒童肺炎鏈球菌對不同藥物耐藥率的變化如圖1所示。

圖1 2014－2018年728株兒童肺炎鏈球菌對抗菌藥物的耐藥率變化Fig.1 Drug resistance rates of 728 S.pneumoniae strains isolated from children during 2014-2018

表4 2014－2018年成人與兒童肺炎鏈球菌對抗菌藥物的耐藥情況[例(%)]Tab.4 Drug resistance of S.pneumoniae strains isolated from children and adults during 2014-2018 [n(%)]

2.5.2 成人肺炎鏈球菌耐藥率變化 2014－2018年無美羅培南、萬古霉素、利奈唑胺耐藥菌株出現(xiàn)。5年間，僅在2017年檢出1株青霉素耐藥菌株，青霉素的平均耐藥率為0.49%；對頭孢噻肟、頭孢曲松、頭孢吡肟、阿莫西林/克拉維酸、左氧氟沙星保持高度敏感，平均耐藥率分別為2.43%、1.94%、1.94%、5.34%、2.43%；對頭孢呋辛、四環(huán)素、紅霉素、阿奇霉素、克林霉素均保持高耐藥率，平均耐藥率分別為43.20%、80.10%、93.69%、90.78%、81.55%(表4)。2014－2018年5年間各年份成人肺炎鏈球菌對不同藥物耐藥率的變化如圖2所示。

圖2 2014－2018年206株成人肺炎鏈球菌對抗菌藥物的耐藥率變化Fig.2 Drug resistance rates of 206 S.pneumoniae strains isolated from adult during 2014-2018

2.5.3 兒童與成人肺炎鏈球菌平均耐藥率比較兒童與成人分離菌株對美羅培南、利奈唑胺、萬古霉素均敏感，5年間無耐藥菌株出現(xiàn)。兒童與成人分離菌株對阿莫西林/克拉維酸、左氧氟沙星、克林霉素、頭孢呋辛等的耐藥率差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，其中，兒童分離菌株對頭孢呋辛的耐藥率為57.42%，顯著高于成人分離菌株的耐藥率43.20%(P<0.05)。兒童和成人分離菌株對其余抗菌藥物的耐藥情況基本一致，耐藥率差異無統(tǒng)計學(xué)意義(表4)。

3 討 論

1881年，肺炎球菌首次由Pasteur及Sternberg分別在法國和美國從患者痰液中分離獲得，1974年正式命名為肺炎鏈球菌[8]。該病原菌可通過呼吸道飛沫傳播，是引起成人和兒童社區(qū)獲得性肺炎(community-acquired pneumonia，CAP)的重要致病菌，也是導(dǎo)致急性呼吸道疾病的重要病原菌之一。莢膜多糖是肺炎鏈球菌致病的重要毒力因子，有研究表明，與其他病原菌相比，肺炎鏈球菌因其侵襲性高更容易造成兒童和老年人死亡[9]。2歲以下兒童是肺炎鏈球菌的易感人群[10]，與該年齡階段兒童鼻咽部肺炎鏈球菌攜帶率高有關(guān)。此外，該年齡階段的兒童處于生理性免疫功能低下期，自身免疫系統(tǒng)尚未發(fā)育成熟，對病原菌的抵抗力差，因此增加了易感性。本研究年限內(nèi)，934株肺炎鏈球菌中兒童分離株共728株，占77.94%，其中2歲及以下兒童分離株超過50%(83.93%)，與國內(nèi)其他臨床報道結(jié)果相似[11]。本研究結(jié)果顯示，31.36%的患兒合并其他病原體感染，其中138例(18.96%)患兒合并呼吸道病毒感染。上呼吸道病毒感染后，機體產(chǎn)生的細(xì)胞因子會上調(diào)呼吸道上皮的黏附因子，使肺炎鏈球菌通過表面黏附分子(PsaA、PspA、PspC、肺炎鏈球菌溶血素等)增加黏附，肺炎鏈球菌的肽聚糖、磷壁酸等成分可介導(dǎo)黏附和炎癥，最終導(dǎo)致感染。因此，肺炎鏈球菌是呼吸道病毒感染后繼發(fā)細(xì)菌感染的常見病原菌。

研究表明，成人肺炎鏈球菌感染的易感人群和危險因素包括年齡大于65歲、合并慢性疾病(慢性呼吸道疾病、慢性心臟病、糖尿病、慢性肝病和肝硬化、慢性腎衰竭等)、免疫功能受損(HIV感染、惡性腫瘤、骨髓移植受者等)、醫(yī)源性因素(氣管插管、氣管切開、呼吸機應(yīng)用等)[12-15]。本研究年限內(nèi)，成人分離菌株占22.06%，患者多具有肺炎鏈球菌感染的臨床危險因素。65歲以上成人分離菌株超過50%(54.37%)，79.12%的成人感染患者合并慢性疾病或免疫功能受損。

本研究結(jié)果顯示，在季節(jié)分布上，兒童肺炎鏈球菌的分離率以冬季最高，其次為秋季和春季，夏季最低，這與國內(nèi)外研究結(jié)果一致[16-17]；成人肺炎鏈球菌的分離率以冬季最高，但是秋季、春季、夏季的分離率差異無統(tǒng)計學(xué)意義。該結(jié)果提示，肺炎鏈球菌肺炎發(fā)病率隨季節(jié)變化而變化，寒冷季節(jié)比溫暖季節(jié)高發(fā)。從臨床特征看，無論成人還是兒童患者均以男性居多，提示肺炎鏈球菌感染男性比女性高發(fā)。

青霉素廉價且對肺炎鏈球菌具有強大的殺菌活性，這使得腸外應(yīng)用青霉素成為治療肺炎鏈球菌感染的理想選擇。然而，在20世紀(jì)60年代，耐青霉素的肺炎鏈球菌(penicillin resistantStreptococcus pneumoniae，PRSP)被發(fā)現(xiàn)，其對青霉素等β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物耐藥的分子機制主要是細(xì)菌青霉素結(jié)合蛋白(penicillin binding protein，PBP)基因突變，導(dǎo)致細(xì)胞壁上青霉素結(jié)合蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而降低了抗菌藥物對肺炎鏈球菌的結(jié)合能力。近年來，國內(nèi)有報道顯示肺炎鏈球菌對青霉素的耐藥性有不斷上升的趨勢[11]，而本院2014－2018年兒童分離菌株的耐藥率在0～2.01%之間波動，成人分離菌株的耐藥率在0～1.96%之間波動，均處于較低水平，低于全國CHINET 2014－2018年的耐藥數(shù)據(jù)[18-21]，提示PRSP的分離率具有地區(qū)差異，盡管本院分離菌株對青霉素敏感率高，但在耐藥形勢下，仍需警惕肺炎鏈球菌對青霉素的耐藥問題。

2018年，國內(nèi)專家推薦除青霉素外，頭孢呋辛、阿莫西林/克拉維酸鉀可用于青霉素敏感的肺炎鏈球菌肺炎的治療，頭孢曲松、頭孢噻肟、萬古霉素可用于青霉素耐藥的肺炎鏈球菌肺炎的治療[22]。本院5年耐藥數(shù)據(jù)顯示，成人和兒童分離菌株對頭孢呋辛的耐藥率均呈上升趨勢；兒童分離菌株的平均耐藥率高于成人分離菌株；成人和兒童分離菌株對頭孢呋辛的平均耐藥率均明顯高于青霉素，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。臨床抗感染治療中，在沒有獲得明確病原學(xué)診斷前，只能結(jié)合患者的病情以及輔助檢查結(jié)果進行經(jīng)驗治療，本院的耐藥數(shù)據(jù)提示，在治療肺炎鏈球菌感染中頭孢呋辛并不優(yōu)于青霉素，經(jīng)驗性用藥需謹(jǐn)慎。頭孢呋辛在兒童中的使用頻率較高，這可能是兒童分離菌株對頭孢呋辛耐藥率高于成人分離菌株的原因。成人和兒童分離菌株對阿莫西林/克拉維酸鉀的平均耐藥率分別為5.34%和1.65%，表明阿莫西林/克拉維酸鉀對肺炎鏈球菌具有良好的敏感性，可用于輕癥肺炎鏈球菌肺炎的經(jīng)驗治療以及輕癥、重癥肺炎鏈球菌肺炎的目標(biāo)治療。本院5年監(jiān)測結(jié)果顯示，無萬古霉素耐藥菌株出現(xiàn)；頭孢曲松和頭孢噻肟對兒童和成人分離菌株均保持較好的敏感性，但均有耐藥菌株出現(xiàn)，平均耐藥率均<3%。這一結(jié)果提示，由于肺炎鏈球菌可能對頭孢曲松或頭孢噻肟耐藥，在初始經(jīng)驗治療疑似肺炎鏈球菌導(dǎo)致的極重癥肺炎時，應(yīng)考慮頭孢曲松或頭孢噻肟聯(lián)合萬古霉素的聯(lián)合治療方案。

20世紀(jì)60年代PRSP被發(fā)現(xiàn)時，肺炎鏈球菌對大環(huán)內(nèi)酯類抗菌藥物的耐藥非常罕見，因此該類抗菌藥物曾被用于治療肺炎鏈球菌導(dǎo)致的感染，但隨著大環(huán)內(nèi)酯類抗菌藥物的廣泛應(yīng)用以及耐藥菌株的克隆傳播，肺炎鏈球菌對該類抗菌藥物的耐藥率迅速增高。歐美國家肺炎鏈球菌對紅霉素和阿奇霉素的耐藥率分別為12.9%～39%和4.3%～33.3%[23]。而我國的耐藥率有別于歐美國家。2003－2005年成人CAP調(diào)查結(jié)果顯示我國肺炎鏈球菌對大環(huán)內(nèi)酯類抗菌藥物的耐藥率為63.2%～75.4%。2014－2018年CHINET數(shù)據(jù)顯示，肺炎鏈球菌對大環(huán)內(nèi)酯類抗菌藥物的耐藥率進一步提高，對紅霉素的耐藥率超過90%[18-21]。本監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，兒童分離菌株對紅霉素、阿奇霉素的耐藥率高并且呈上升趨勢，兒童和成人分離菌株5年平均耐藥率均超過90%，與全國數(shù)據(jù)一致，提示在本地區(qū)紅霉素、阿奇霉素已不是治療肺炎鏈球菌感染的有效藥物，不建議用于經(jīng)驗性抗感染治療。本監(jiān)測結(jié)果顯示，肺炎鏈球菌對克林霉素的藥敏結(jié)果與紅霉素類似，亦不考慮臨床應(yīng)用。肺炎鏈球菌對紅霉素的耐藥主要與erm基因介導(dǎo)的核糖體甲基化修飾相關(guān)，而對四環(huán)素耐藥是由tetM基因編碼的核糖體保護蛋白介導(dǎo)的，tetM基因常常攜帶包含于ermB基因內(nèi)的轉(zhuǎn)座子[23-24]，因此，對大環(huán)內(nèi)酯類抗菌藥物耐藥的菌株可能對四環(huán)素也具有高耐藥率，本研究數(shù)據(jù)顯示成人和兒童分離菌株對四環(huán)素的平均耐藥率均超過80%，與此觀點一致。鑒于肺炎鏈球菌對四環(huán)素的高耐藥率，中國指南和歐洲指南均不推薦將四環(huán)素作為肺炎鏈球菌肺炎經(jīng)驗性抗感染治療用藥[25-26]。

由于肺炎鏈球菌對大環(huán)內(nèi)酯類抗菌藥物具有高耐藥率，而喹諾酮類抗菌藥物因其抗菌譜廣、較強的呼吸道組織穿透力和較高的組織濃度，且近年來耐藥發(fā)生率低，因此IDSA/ATS成人CAP指南[25]以及專家共識[27-28]等均推薦呼吸喹諾酮類(左氧氟沙星、莫西沙星、吉米沙星)可作為治療CAP的首選藥物。本院5年監(jiān)測結(jié)果顯示，左氧氟沙星對成人分離菌株保持良好的敏感性，提示喹諾酮類抗菌藥物可用于治療肺炎鏈球菌導(dǎo)致的成人CAP。兒童肺炎鏈球菌分離菌株盡管對喹諾酮類抗菌藥物保持高敏感性，但此類藥物會影響骨骼成長，兒童不宜使用。

綜上所述，兒童和成人肺炎鏈球菌感染均以冬季發(fā)病率最高，且急性期炎性反應(yīng)較明顯；兒童肺炎鏈球菌感染以<5歲兒童為主，而年齡>65歲、患有基礎(chǔ)性疾病是成人肺炎鏈球菌感染的危險因素；本院分離的肺炎鏈球菌對青霉素保持高敏感性，可作為臨床治療的首選藥物；頭孢呋辛耐藥率高并呈上升趨勢，經(jīng)驗性抗感染治療時選擇需慎重；頭孢曲松和頭孢噻肟耐藥率低，可用于治療青霉素不敏感肺炎鏈球菌感染或重癥感染；大環(huán)內(nèi)酯類抗菌藥物耐藥率極高，已不適合用于CAP患者的經(jīng)驗治療。面對肺炎鏈球菌日益嚴(yán)重的耐藥問題，臨床微生物實驗室應(yīng)重視細(xì)菌耐藥監(jiān)測工作，每年為臨床提供病原菌耐藥數(shù)據(jù)。臨床醫(yī)師在初始經(jīng)驗性抗感染治療時，選擇治療方案需結(jié)合臨床特征、細(xì)菌耐藥特征、本地區(qū)抗菌藥物耐藥率及耐藥趨勢，而后根據(jù)藥敏結(jié)果合理選擇有效抗菌藥物進行目標(biāo)治療，盡可能減少細(xì)菌耐藥的發(fā)生。