大腸埃希菌與肺炎克雷伯桿菌菌血癥臨床特征回顧

張丹，付海燕

(錦州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，遼寧 錦州 121000)

血流感染(bloodstream infections,BSIs)是各種病原微生物(包括細(xì)菌、真菌等)入侵血液所引起的感染，為菌血癥與敗血癥的統(tǒng)稱[1]。在美國每年有多達(dá)25萬例BSIs發(fā)生，死亡率為35.0%[2]，且發(fā)病率正在逐年增高。2020年中國細(xì)菌耐藥檢測網(wǎng)細(xì)菌耐藥檢測網(wǎng)發(fā)布了我國臨床病原菌分離情況，其中腸桿菌科細(xì)菌占所有分離菌株的45.8%，最多見者依次為大腸埃希菌(43.0%)、克雷伯菌屬(32.3%)、陰溝腸桿菌(6.4%)[3]。同時，英國和美國的數(shù)據(jù)也證實(shí)了大腸埃希菌是導(dǎo)致全世界菌血癥最普遍的病原體，肺炎克雷伯菌是大腸埃希菌之外最常見的引起侵襲性感染的革蘭氏陰性菌[4-5]。

隨著廣譜抗菌藥物使用增多，細(xì)菌耐藥性日趨嚴(yán)重，近兩年碳青霉烯類耐藥腸桿菌(carbapenem-resistant enteroba cteriaceae，CRE)菌株檢出率正在快速上升，成為當(dāng)前臨床抗感染治療的難題[6-7]。中國細(xì)菌耐藥檢測網(wǎng)細(xì)菌耐藥性監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，肺炎克雷伯菌對亞胺培南和美羅培南的耐藥率分別從2005年的3.0%和 2.9%上升到了2018年的20.9%和24.0%，耐藥率上升幅度達(dá)8倍[3]。同樣，Michael J. Satlin等在紐約/新澤西的8個醫(yī)療中心得到的數(shù)據(jù)顯示，肺炎克雷伯菌和大腸埃希菌CRE的檢出率分別為9.7%和0.1%，且49%CRE患者在30 d內(nèi)死亡。多數(shù)研究表明，CRE感染患者，尤其是血流感染患者死亡率較高[8-9]，中國數(shù)據(jù)顯示，CRE血流感染14 d及30 d死亡率分別達(dá)31.1%和65.4%[10-11]。這對臨床抗感染治療提出了挑戰(zhàn)，已成為公共衛(wèi)生領(lǐng)域的一個嚴(yán)重問題。

目前關(guān)于大腸埃希菌與肺炎克雷伯桿菌菌血癥的研究較少，且主要集中在耐藥機(jī)制以及危險因素的研究，缺乏對二者菌血癥臨床特點(diǎn)的總體研究，本研究旨在比較大腸埃希菌與肺炎克雷伯桿菌菌血癥的臨床特征及耐藥性之間的差異。

1 材料及方法

1.1 研究背景及設(shè)計

本研究收集2019年1月至2020年12月于錦州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院住院患者中大腸埃希菌或肺炎克雷伯桿菌血培養(yǎng)陽性的526名成人患者的臨床資料，回顧性的分析大腸埃希菌或肺炎克雷伯桿菌菌血癥的臨床特征及耐藥性。

1.2 患者及變量

本研究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來自我院檢驗(yàn)科檢測出的至少一次大腸埃希菌或肺炎克雷伯桿菌菌血癥的全部成人患者。對于研究期間有超過一次血培養(yǎng)陽性者，以第一次為準(zhǔn)。研究參數(shù)包括人口學(xué)特征(性別、年齡、吸煙及飲酒史)，資源消耗(總花費(fèi))，總住院時長，合并癥(糖尿病、高血壓、惡性腫瘤；部分良性疾病，如生殖系統(tǒng)疾病、胃腸疾病、腦部疾病、膽道疾病、肺部疾病、肝臟疾病、泌尿系疾病)，部分(菌血癥前3 d內(nèi))化驗(yàn)結(jié)果(肝功能、腎功能、凝血五項、血常規(guī))，既往(菌血癥發(fā)生前30 d前)手術(shù)(如婦科手術(shù)、腹部手術(shù)、胸部手術(shù)等)，近期(菌血癥發(fā)生前30 d內(nèi))侵襲性操作情況(導(dǎo)尿管使用、鼻飼、留置胃管、氣管插管、肝膽手術(shù)、胃腸手術(shù))。

1.3 微生物學(xué)

微生物學(xué)研究包括抗生素耐藥及超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(extended-spectrum β-lactamases，ESBL)和CRE產(chǎn)生情況。

1.4 培養(yǎng)基及試劑

VersaTREKREDOX1和VersaTREKREDOX2培養(yǎng)瓶為美國ThermoSCIENTIFIC公司產(chǎn)品；VITEK2CompactAST-GN13藥敏條為法國生物梅里埃公司產(chǎn)品。

1.5 儀器

VITEK2全自動微生物鑒定儀及配套使用的GNI鑒定卡等均為法國生物梅里埃公司產(chǎn)品。

1.6 血培養(yǎng)標(biāo)本

血培養(yǎng)僅在疑似血流感染的患者寒戰(zhàn)或發(fā)熱時進(jìn)行采集，取靜脈血40 mL，床旁立即分別注入?yún)捬蹙托柩蹙囵B(yǎng)皿，標(biāo)本的采集選用雙側(cè)雙瓶，采集后的血培養(yǎng)瓶2 h內(nèi)送至微生物實(shí)驗(yàn)室。采用VITEK2全自動微生物鑒定儀鑒定菌種。若培養(yǎng)5 d無微生物生長，則判定為血培養(yǎng)陰性。

1.7 藥物敏感性檢測

Kirby-Bauer紙片擴(kuò)散法：藥物敏感性分析采用Kirby-Bauer紙片擴(kuò)散法。本研究將藥敏試驗(yàn)中藥物中介和耐藥均視為耐藥。多重耐藥(multi-drug-resistant，MDR)菌的判定參考由歐洲疾病預(yù)防和控制中心和美國疾病控制和預(yù)防中心聯(lián)合倡議指南推薦[12]。

根據(jù)臨床和實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)方針(2019)定義抗菌藥物的MIC值，亞胺培南和美羅培南等碳青霉烯耐藥的最低抑制濃度≥4 μg /mL[13]。

1.8 分組方法

將所有病例根據(jù)血培養(yǎng)結(jié)果分為大腸埃希菌菌血癥組及肺炎克雷伯桿菌菌血癥組，比較分析兩組患者的一般臨床資料、實(shí)驗(yàn)室檢查、細(xì)菌培養(yǎng)及藥敏結(jié)果之間差異。

1.9 定義

血培養(yǎng)陽性定義為至少一個血培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)出大腸埃希菌或肺炎克雷伯菌，如同一患者在同一天抽取的血培養(yǎng)中有1個以上血培養(yǎng)瓶結(jié)果陽性定義為1次血培養(yǎng)陽性。感染性休克定義為收縮壓<90 mmHg或原有高血壓者，收縮血壓較原水平下降30%以上或需要應(yīng)用升壓藥維持血壓。耐碳青霉烯類腸桿菌科細(xì)菌CRE(CDC定義)：對厄他培南、亞胺培南、美羅培南中的一種不敏感，并且對三代頭孢頭孢曲松、頭孢噻肟、頭孢他啶全部耐藥的腸桿菌科細(xì)菌[14]。

1.10 統(tǒng)計學(xué)方法

所有的分析均使用SPSS 21.00軟件。分類變量使用卡方檢驗(yàn)或Fisher’s確切檢驗(yàn)，連續(xù)變量使用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。菌血癥發(fā)生及預(yù)后獨(dú)立危險因素的分析使用多因素Logistic回歸模型逐步向后的方法。單因素分析中，P<0.1的所有變量被納入多因素分析中。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 菌血癥發(fā)生及危險因素

在所收集的526例菌血癥患者中，大腸埃希菌菌血癥358例(68.2%)，肺炎克雷伯菌菌血癥168例(31.8%)。表1顯示了肺炎克雷伯菌和大腸桿菌組的臨床特征。兩組在性別構(gòu)成上的差異有統(tǒng)計學(xué)意義，大腸埃希菌菌血癥中女性患者占63.5%，高于肺炎克雷伯菌組39.0%(P<0.01)。對于有吸煙(P=0.001)及飲酒史(P=0.011)的患者罹患肺炎克雷伯菌感染的可能性更大。由婦產(chǎn)科手術(shù)及泌尿系感染引起的大腸埃希菌菌血癥明顯高于肺炎克雷伯菌菌血癥(P<0.01)。而肺炎克雷伯菌血癥則更多的來源于腹部手術(shù)(P=0.004)、肝膿腫(P<0.01)以及呼吸系統(tǒng)疾病(P=0.005)。肺炎克雷伯組感染性休克發(fā)生率更高(P=0.011)，總住院時間更長(20 d vs 16 d，P<0.001)、住院花費(fèi)更多(P<0.01)，使用胃管、呼吸機(jī)以及中心靜脈導(dǎo)管等侵襲性操作與大腸桿菌組相比更多(P<0.01)。

菌血癥初期肺炎克雷伯菌組與大腸埃希菌組相比，肝、腎功能以及凝血功能損害較嚴(yán)重，肺炎克雷伯菌組谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、尿素氮(BUN)及D-二聚體明顯高于大腸埃希菌組(P<0.05)，降鈣素原(PCT)值作為判斷細(xì)菌感染程度情況的重要指標(biāo)，在肺炎克雷伯菌組明顯高于大腸埃希菌組(P=0.025)。

表1 大腸埃希菌與肺炎克雷伯菌血流感染患者臨床特點(diǎn)(n，%)

續(xù)表

多因素分析：通過對大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌血流感染患者的臨床特點(diǎn)的單因素分析結(jié)果，取P值小于0.1危險因素為自變量，采用最大似然估計似然比法進(jìn)行二元Logistic回歸分析，見表2。

多因素分析顯示：與肺炎克雷伯菌菌血癥相比，在女性、合并婦科手術(shù)、膽道、胰腺感染、泌尿系感染患者中大腸埃希菌菌血癥發(fā)生的風(fēng)險增加，而在男性、合并肝膿腫、使用呼吸機(jī)及胃管的患者中感染肺炎克雷伯菌菌血癥的風(fēng)險增加。

2.2 菌血癥微生物學(xué)特征

2019年和2020年我院血培養(yǎng)碳青霉烯類耐藥大腸埃希菌分別為5例(2.9%)和6例(3.1%)，血培養(yǎng)碳青霉烯類耐藥肺炎克雷伯桿菌分別為4例(5.8%)和6例(6.2%)，兩組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)。本研究中大腸埃希菌與肺炎克雷伯菌的藥敏結(jié)果分別見圖1～2。

表2 大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌血流感染危險因素Logistic回歸結(jié)果

★代表大腸埃希菌的耐藥率明顯高于肺炎克雷伯桿菌的藥物(P<0.05)，S代表敏感，N代表中介，R代表耐藥

★代表大腸埃希菌的耐藥率明顯高于肺炎克雷伯桿菌的藥物(P<0.05)；S代表敏感，N代表中介，R代表耐藥

3 討 論

大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌均屬于革蘭氏陰性腸桿菌，由于二者在微生物結(jié)構(gòu)、抗原成分、人體內(nèi)定植部位等特性上存在差異，導(dǎo)致患者在臨床表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室結(jié)果、耐藥性以及預(yù)后情況等方面不同。國內(nèi)外針對大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌二者的比較研究較少。本研究分析比較了我院近兩年全部住院患者中大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌菌血癥的臨床特征。

既往研究表明，大腸埃希菌菌血癥最常見的潛在原因是生殖道/泌尿道感染(41.1%)，菌血癥的發(fā)生率受患者的年齡和性別影響，年齡≥65歲的患者占70.5%，女性占52.4%，值得注意的是，年齡在15～44歲之間的女性發(fā)生大腸埃希菌菌血癥的概率是男性的3倍[15]。本研究得出相同結(jié)論，大腸埃希菌菌血癥的發(fā)生以女性患者為主，最常見的感染來源為泌尿系感染，另外，我們發(fā)現(xiàn)膽胰系感染與大腸埃希菌菌血癥的發(fā)生也相關(guān)。與既往研究一致，肺炎克雷伯菌菌血癥則以男性患者多見，最常見的感染來源依次為腹腔感染，肺部感染和肝膿腫[16]。肺炎克雷伯菌菌血癥患者住院時長與住院花費(fèi)顯著高于大腸埃希菌菌血癥患者，這一結(jié)果與KuoTsung-Hang的研究結(jié)果一致[17]。本研究發(fā)現(xiàn)，使用呼吸機(jī)及胃管是肺炎克雷伯菌菌血癥發(fā)生的獨(dú)立危險因素，這可能與肺炎克雷伯菌主要在肺部定植有關(guān)，且呼吸機(jī)及胃管的插入增加誤吸風(fēng)險。

近年來多項研究表明可以通過D-二聚體、PCT及PLT的值來評估患者感染的嚴(yán)重程度[18-19]，尤其對革蘭氏陰性桿菌感染，D-二聚體、PCT的升高及血小板PLT降低均可反映機(jī)體炎癥反應(yīng)較活躍[20-21]，在本研究中肺炎克雷伯菌組的PCT、D-二聚體明顯高于大腸埃希菌組，血小板值明顯低于大腸埃希菌組，由此說明肺炎克雷伯菌感染的患者比大腸埃希菌感染患者的全身炎癥反應(yīng)重。另外，本研究發(fā)現(xiàn)，在菌血癥初期肺炎克雷伯菌組AST、ALT、BUN明顯高于大腸埃希菌組，說明肺炎克雷伯菌菌血癥對肝腎功能以及凝血功能均造成更嚴(yán)重的損害，且出現(xiàn)感染性休克及死亡風(fēng)險高，應(yīng)該引起臨床醫(yī)生重視。

既往研究表明，大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌對抗菌藥物的耐藥性及敏感性存在顯著差異[17]7075。2016年英國公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)報道，在過去的10年里，英國針對大腸桿菌菌血癥治療的處方已經(jīng)從氟喹諾酮類和第三代頭孢類藥物轉(zhuǎn)向更多地使用β-內(nèi)酰胺酶/抑制劑組合和碳青霉烯類藥物，導(dǎo)致全球耐碳青霉烯革蘭氏陰性菌流行情況不容樂觀[22]，由于感染CRE的死亡率高，且具有潛在廣泛傳播的能力，耐碳青霉烯革蘭氏陰性菌作為2017年WHO公布的最需緊急處理耐藥菌之一[23]。2019—2020年我院血培養(yǎng)碳青霉烯類耐藥大腸埃希菌分別為5例(2.9%)和6例(3.1%)，血培養(yǎng)碳青霉烯類耐藥肺炎克雷伯桿菌分別為4例(5.8%)和6例(6.2%)，肺炎克雷伯桿菌碳青霉烯類耐藥率明顯高于大腸埃希菌，且CRE的產(chǎn)生呈逐年增長趨勢，這與既往研究結(jié)論一致[24-25]。本研究發(fā)現(xiàn)，大腸埃希菌對青霉素類、頭孢菌素類及喹諾酮類抗生素的耐藥率明顯高于肺炎克雷伯菌，這與KuoTsung-Hang的研究結(jié)果相似[17]7075，本研究中大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌對碳青霉烯類、替加環(huán)素、阿米卡星及哌拉西林他唑巴坦的敏感性相對較高，因此對于存在產(chǎn)ESBLs高危因素的感染患者，如長期抗生素暴露、免疫缺陷、使用激素或者免疫抑制劑等，在經(jīng)驗(yàn)性選擇抗菌藥物時可首選酶抑制劑類藥物如哌拉西林他唑巴坦，多重耐藥腸桿菌感染首選碳青霉烯類[26-27]。針對CRE的治療已經(jīng)成為當(dāng)前的熱點(diǎn)話題，目前多項研究將替加環(huán)素、多粘菌素、磷霉素等重新應(yīng)用于臨床抗感染的治療中，并且新的抗生素如Plazomicin和產(chǎn)ESBL碳青霉烯酶的抑制劑，已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段[28-29]。

總之，我們發(fā)現(xiàn)大腸埃希菌和肺炎克雷伯桿菌菌血癥患者臨床特征、耐藥性和預(yù)后之間存在較大差異。肺炎克雷伯桿菌碳青霉烯類耐藥率明顯高于大腸埃希菌。

但我們的研究也存在一些不足之處。首先，由于本研究是回顧性分析，部分患者的臨床數(shù)據(jù)不完整。其次，本研究只是單中心的數(shù)據(jù)，且存在地域限制，需要進(jìn)一步擴(kuò)大研究來證實(shí)此結(jié)論。