碳青霉烯耐藥腸桿菌科細菌感染后死亡的風險因素研究

陳敬蘭，李勝蘭，劉韶，黃勛，汪要望，鄧晟*，胡琴，3，4*（.中南大學湘雅醫(yī)院藥學部，長沙 40008；.湘雅醫(yī)院醫(yī)院感染控制中心，長沙 40008；3.中南大學醫(yī)院管理研究所，長沙 40008；4.湘雅衛(wèi)生與健康發(fā)展研究中心，長沙 40008）

碳青霉烯耐藥腸桿菌科細菌（carbapenemresistant Enterobacteriaceae，CRE）已成為嚴重威脅人類健康的病原體之一[1]。CRE是指對任何一種碳青霉烯類抗菌藥物耐藥（美羅培南、亞胺培南的MIC≥4 mg·L－1，厄他培南的MIC≥2 mg·L－1），或者產碳青霉烯酶的腸桿菌科細菌[2]。

近年來，CRE的感染率逐年上升。2007年浙江省首次報告了產生碳青霉烯耐藥肺炎克雷伯菌（carbapenem-resistantK.pneumoniae，CRKP）后，中國幾乎所有省份都報告了CRE感染[3-4]。2018年一項流行病學研究顯示，我國每10 000例出院病例中就有 4 例曾發(fā)生CRE 感染[4]。2021年中國細菌耐藥監(jiān)測網（China Antimicrobial Surveillance Network，CHINET）數(shù)據(jù)顯示，肺炎克雷伯菌對碳青霉烯的耐藥率逐年升高，從2005年的2.9%提高到2021年的24.4%，耐藥形勢十分嚴峻[5]。

CRE引起的感染尤其是血流感染（blood stream infection，BSI）與高死亡率相關。一項包含62個研究的薈萃分析表明，感染CRKP的死亡率為42.1%，其中BSI為54.3%[6]。有研究表明感染性休克、Pitt 菌血癥評分、美羅培南MIC≥8 mg·L－1、不合理抗菌藥物治療等是CRE感染患者死亡的獨立影響因素[7-8]。在我國，CRE感染患者死亡相關的風險因素尚不完全清楚，且缺乏抗菌藥物方案影響CRE感染患者治療結局的真實世界研究。

目前常用于治療CRE感染的藥物主要有碳青霉烯類、多黏菌素、替加環(huán)素、氨基糖苷類以及新型復方制劑頭孢他啶阿維巴坦（ceftazidime/avibactam，CAZ-AVI）等[1，9]。然而，哪種藥物具有最好的療效和安全性，聯(lián)合用藥還是單獨用藥，如何調整碳青霉烯類的給藥方式等，存在不一致的研究結果[10-11]。本研究目的是確定住院患者感染CRE的死亡風險因素，并比較不同抗菌藥物治療方案對感染CRE的住院患者死亡率的影響。

1 方法

1.1 研究設計和患者收集

本研究是單中心回顧性隊列研究，于2021年1月至12月份在中南大學湘雅醫(yī)院收集CRE感染的住院患者信息。有如下情況的患者將不納入本次研究分析：①年齡小于14歲；② 合并其他致病菌感染；③ 缺失重要的醫(yī)療記錄；④ 定植CRE菌；⑤ 重復入院的患者，只納入第一次感染CRE的住院記錄；⑥ 反復感染CRE的患者，只有第一次陽性標本培養(yǎng)報告被納入分析，其他排除。本研究的首要結局是全因死亡率，次要結局是臨床治療失敗，包括臨床癥狀和體征惡化或持續(xù)，或微生物未清除，感染反復出現(xiàn)。

1.2 數(shù)據(jù)收集

① 臨床特征：患者基本資料（性別、年齡等），臨床指標（白細胞計數(shù)、降鈣素原等），基礎疾?。ㄌ悄虿　⒙阅I病等），侵入性操作（中心靜脈置管、氣管插管等），醫(yī)院相關因素（住院時長、是否入住ICU等）；② 病原學特征：感染類型，病原體類型，藥敏情況等；③ 抗菌治療方案；④患者結局：首要結局與次要結局。

1.3 細菌分離和微生物學檢測

菌株進行初步鑒定和收集后，根據(jù)美國臨床和實驗室標準協(xié)會（Standard of Clinical and Laboratory Standards Institute，CLSI）指南要求，采用Mueller-Hinton肉湯稀釋法或者稀釋瓊脂平板法測定了24種抗菌藥物的抑菌圈直徑（KB）值和最低抑菌濃度（MIC）。根據(jù)CLSI指南文件斷點規(guī)定，碳青霉烯耐藥定義為美羅培南、亞胺培南的MIC≥4 mg·L－1或厄他培南的MIC≥2 mg·L－1，而美羅培南、亞胺培南的KB≤19 mm，厄他培南的KB≤18 mm也 于耐藥（http：//www.clsi.org）。此外，CAZ-AVI的MIC折點參考 CLSI 和EUCAST制定的范圍，將MIC≤8 mg·L－1定義為敏感。必要時開展聯(lián)合藥敏試驗。替加環(huán)素和多黏菌素的折點分別根據(jù)美國食品藥品監(jiān)督管理局的標準和歐洲抗菌藥物敏感性測試委員會（European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing，EUCAST）來設定（http：//www.eucast.org）。

1.4 研究定義

合并感染指的是在同一部位同時檢出CRE和其他致病菌（如鮑曼不動桿菌/銅綠假單胞菌/金黃色葡萄球菌等），或者在無菌部位（如血液）檢出致病菌，而非無菌部位檢出CRE?？咕幬锉┞抖x為在檢出CRE前30 d內使用抗菌藥物大于72 h（檢出CRE前48 h內除外）。敏感藥物根據(jù)CLSI斷點法來確定。經驗性治療定義為在檢出CRE前48 h內使用抗菌藥物治療，若使用了敏感藥物，則為合理的經驗性治療。目的性治療定義為在檢出CRE之后使用了抗菌藥物治療，若在檢出CRE 5 d內使用敏感藥物則為合理的目的性治療，若在檢出CRE 48 h內使用敏感藥物治療則為早期合理的目的性治療。活性藥物治療定義為檢出CRE后至少使用一種敏感藥物的治療；單藥治療定義為只使用一種敏感藥物治療[12-13]；聯(lián)合治療定義為使用兩種或兩種以上的敏感藥物治療；基于CAZ-AVI的治療定義為使用CAZ-AVI或聯(lián)合其他藥物的治療；基于多黏菌素的治療定義為除了CAZ-AVI的治療之外，使用多黏菌素或聯(lián)合其他藥物的治療；基于替加環(huán)素的治療定義為除了CAZ-AVI和多黏菌素的治療之外，使用替加環(huán)素或聯(lián)合其他藥物的治療[14]；基于碳青霉烯的治療定義為除了CAZ-AVI、多黏菌素和替加環(huán)素的治療之外，使用碳青霉烯或聯(lián)合其他藥物的治療。而包含某抗菌藥物的治療定義為該患者在治療期間使用了此抗菌藥物。若患者有多個治療方案，則根據(jù)患者的結局和抗菌藥物及時長來確定其最終治療方案。若治療結局較差，則納入最后一種方案；若兩周內微生物清除，則納入先前的方案[13]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS statistic 26 軟件進行分析。將CRE患者分為生存組和死亡組進行基線特征比較。單樣本K-S檢驗用于驗證數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布。正態(tài)分布連續(xù)性變量用均值±標準差表示，組間比較用獨立樣本t檢驗；非正態(tài)分布連續(xù)性變量用中位數(shù)（四分位間距）表示，組間比較采用非參數(shù)Mann-Whitney U檢驗。分類變量采用卡方檢驗。本研究患者例數(shù)為90，若單元格期望頻數(shù)均大于5，使用Pearson卡方檢驗的結果；若存在單元格期望頻數(shù)小于5，則使用Fisher精確概率法檢驗的結果。將單變量分析中P＜0.1的變量納入二元Logistic回歸分析模型，比較P值，并列出優(yōu)勢比（OR）和相應的95%置信區(qū)間（CI），分析CRE感染的死亡風險因素。

1.6 倫理批準

本研究經中南大學湘雅醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準（倫理審批號：202109174），該研究的試驗設計和方案充分考慮安全性和公平性，其研究內容和結果不會對研究對象造成傷害和風險，不存在利益沖突。

2 結果

2.1 患者臨床特征

本研究總共收集到357例感染CRE的住院患者。通過納排標準篩選后，最終有90例患者納入分析（見圖1）。表1描述了按人口統(tǒng)計學和臨床特征分類的患者的死亡率和生存率?；颊咧形荒挲g為62歲（四分位數(shù)間距：52.5～71.0歲），90例患者中有61例（67.8%）為男性。大部分患者是醫(yī)院獲得性感染（82.2%，74/90），最常見的基礎疾病是實體腫瘤（27.8%，25/90），最常見的侵入性操作是氣管插管（30%，27/90）和中心靜脈置管（17.8%，16/90），而最常見的感染部位是肺部感染（77.8%，70/90），其次是血流感染（22.2%，20/90）（見表1）。

圖1 CRE感染患者的納排流程圖Fig 1 Included patients with CRE infection

表1 CRE感染患者臨床特征的比較Tab 1 Clinical characteristics in patients with CRE infection

續(xù)表1

2.2 CRE菌株的微生物學特征

在90例患者中，分別有67株肺炎克雷伯菌、12株大腸埃希菌、8株陰溝腸桿菌、1株奇異變形桿菌、1株產酸克雷伯菌和1株摩根摩根菌。在這90株菌株中，標本來源占比最高的是痰液（32.2%），其次分別是分泌物（22%），引流液（11.1%），血液（11.1%），尿液（10.0）等?；颊叩奈⑸锴宄急容^低（11.1%），存活患者微生物清除為13.3%，而死亡患者的微生物清除為0.0%（見表2）。

表2 CRE感染患者微生物學體征 [n(%)]Tab 2 Microbiological characteristics of patients with CRE infection [n(%)]

2.3 CRE感染死亡風險因素的分析

患者的總死亡率為16.7%（15/90）。相對于存活的患者，死亡患者表現(xiàn)出更高的白細胞計數(shù)（＞10×109·L－1，66.7%vs41.3%；P＝0.072）和降鈣素原（＞2 ng·mL－1，47.6%vs13.3%；P＝0.007），具有更高的中性粒細胞缺乏癥（26.7%vs2.7%；P＝0.005）、菌血癥（46.7%vs17.3%；P＝0.031）、膿毒癥（60.0%vs9.3%；P＝0.000）及感染性休克發(fā)生率（40.0%vs0%；P＝0.000），更多入住ICU（80.0%vs52.0%；P＝0.046）、中心靜脈置管（46.7%vs12.0%；P＝0.005）（見表1）和抗菌藥物暴露（86.7%vs61.3%；P＝0.059）；而相對于死亡患者，更多的存活患者接受了早期合理的目的性治療（44.0%vs13.3%；P＝0.026）（見表3）。

表3 CRE感染患者抗菌藥物使用情況Tab 3 Antimicrobial treatments of patients with CRE infection

將單因素分析中P＜0.1的13個變量納入二元Logistic回歸模型進行多因素分析。結果顯示，中心靜脈置管、感染性休克和早期合理的目的性治療是感染CRE后死亡的獨立影響因素。其中，中心靜脈置管（OR＝6.351；95%CI，1.415～28.502；P＝0.016）和感染性休克（OR＝57.074；95%CI，3.285～991.775；P＝0.005）是CRE感染后死亡的危險因素，而早期合理目的性治療（OR＝0.091；95%CI，0.010～0.842；P＝0.035）是CRE感染后死亡的保護因素（見表4）。

表4 CRE感染患者發(fā)生死亡的Logistic多因素分析Tab 4 Multivariate Logistic regression analysis of death in patients with CRE infection

2.4 抗菌藥物治療

表3列出了90例患者的抗菌藥物使用情況，單藥治療（8.3%）比聯(lián)合治療（25%）的死亡率更低，但差異沒有統(tǒng)計學意義（P＝0.320）。圖2比較了患者治療死亡率的影響，與沒有接受相應治療的患者相比，接受早期合理目的性治療的患者具有顯著更低的死亡率（P＝0.016），接受合理目的性治療與活性藥物治療的死亡率也更低。對患者治療過程中包含幾種抗菌藥物的死亡率進行了一個比較，其中含有CAZ-AVI（20%，1/5）和碳青霉烯（20.7%，6/29）的治療死亡率較低，而含有多黏菌素B（31.3%，5/16）和替加環(huán)素（35.7%，5/14）的治療死亡率相對較高。

圖2 CRE感染患者接受各治療的病死率比較Fig 2 Mortality rates among patients with CRE infections after treatments

3 討論

本研究患者的全因死亡率為16.7%，低于此前報道的30%～80%[6，15]，因為本研究的感染類型主要是肺部感染，其次是血流感染。與許多研究結果一樣[16-17]，本研究表明菌血癥能顯著增加CRE感染患者的死亡率（OR＝4.173，P＝0.017）。

影響患者預后的因素還有很多，包括病情嚴重程度、微生物特征、個體危險因素和抗菌治療效果。幾個反映疾病嚴重程度的評分，如急性生理和慢性健康評分（APACHE Ⅱ）[18-19]、Charlson合并癥指數(shù)（CCI）[20]、Pitt 菌血癥評分[21-22]、序貫器官衰竭估計（SOFA）評分[23]均是CRE感染患者死亡率的獨立影響因素。

我國臨床分離的CRE 菌株中97.4%為產碳青霉烯酶，包括 KPC-2（51.6%）、NDM（35.7%）和 OXA-48（7.3%），其分布特征總體以KPC酶為主，肺炎克雷伯菌成人分離株主要產KPC酶，大腸埃希菌主要產NDM型金屬酶[24]。Tamma等[25]的研究表明產碳青霉烯酶的CRE菌株更具毒性，并且與較差的結果相關。研究表明，美羅培南MIC≤8 mg·L－1的患者接受以美羅培南為基礎的治療效果良好，MIC≤4 mg·L－1的患者預后更好[7]。美羅培南MIC≥8 mg·L－1是影響CRE死亡率的獨立危險因素[21]，然而本研究部分CRE菌株未檢測碳青霉烯酶型，美羅培南是用瓊脂稀釋法測的KB值，故無法評估碳青霉烯酶和美羅培南MIC對患者預后的影響。此外，有研究表明微生物清除特別是在7 d內清除的患者生存率明顯更高[8，17]，與本研究一致。

本研究確定了三個CRE感染患者死亡的獨立影響因素：中心靜脈置管、感染性休克和早期合理目的性治療。膿毒癥及其引起的感染性休克是危重患者的一個重要且常見的問題，與住院時間和死亡率密切相關[26]。本研究中感染性休克的死亡率為100%，且其多因素分析中OR值高達57.074，是影響CRE患者死亡的重大危險因素。危重患者的生命支持干預，如動脈插管、中心靜脈置管、機械通氣等，可導致黏膜的損傷，大多數(shù)細菌通過黏膜屏障進入血流，從而增加血流感染的發(fā)生率[27]，而本研究表明中心靜脈置管是CRE患者死亡的獨立危險因素（P＝0.016）。此外，中性粒細胞缺乏癥患者缺乏對抗細菌感染的能力，其治療依賴于立即使用抗菌藥物，殺死感染細菌。因此，中性粒細胞減少癥患者可能需要新的治療管理方法[28]。

有研究提出應高度重視CRE抗感染的早期治療，但是開始治療的時間存在爭議[22]，抗菌藥物的使用天數(shù)也存在爭議。Gutiérrez-Gutiérrez等[29]的研究認為5 d內使用活性藥物治療能夠顯著降低患者的30 d死亡率（P＜0.0001），而48 h內使用活性藥物治療沒有顯著的差異。但是一項meta結果分析表明，在檢出CRE的48 h內使用活性藥物治療的生存率明顯提高[30]。同樣，本研究發(fā)現(xiàn)在檢出CRE后48 h內進行活性藥物治療可顯著降低死亡率（5.7%vs26.3%，P＝0.026），然而5 d內的使用活性藥物治療患者的死亡率差異沒有統(tǒng)計學意義。這提示在48 h內給藥并及時進行抗菌藥物敏感性檢測可改善臨床療效。有研究認為接受短期的抗菌藥物治療的患者預后較差[12，27]，而有研究卻認為短期抗菌藥物治療是保護因素[31]。但是因為CRE感染的危重患者臨床情況頻繁變化，抗菌藥物治療方案需要隨時調整，所以很難評估抗菌藥物的使用天數(shù)對患者預后的影響。

同樣，關于CRE抗菌藥物的治療方案目前仍有很多爭議，關于單獨用藥還是聯(lián)合用藥，“老”抗菌藥物（多黏菌素、替加環(huán)素、氨基糖苷類）的療效如何，如何調整碳青霉烯類藥物給藥方式，新型復方制劑如CAZ-AVI的療效和安全性如何，尚未形成一致的結論。

目前的研究證據(jù)更支持聯(lián)合治療（方案中不包含CAZ-AVI）[22，29]，但是基于CAZ-AVI的治療顯示聯(lián)合治療和單藥治療的死亡率沒有顯著差異[32-33]。本次研究中單藥治療（8.3%）比聯(lián)合治療（25.0%）的死亡率更低（P＝0.320）（使用CAZAVI的患者數(shù)量較少），部分原因可能是接受單藥治療的患者癥狀較輕或感染源容易控制[34]。

研究表明多黏菌素單藥治療CRE感染的療效不好[35]。Medeiros等[36]的研究納入89名患者，結果表明多黏菌素單藥治療CRKP-BSI死亡率高，而多黏菌素聯(lián)合用藥特別是聯(lián)合阿米卡星具有更好的療效。同樣，Balkan等[12]研究表明，與非多黏菌素為基礎的方案相比，以多黏菌素為基礎的雙重聯(lián)合，最好是三重聯(lián)合，療效更好（P＜0.001）。Shen等[14]認為基于多黏菌素聯(lián)合治療的方案比基于替加環(huán)素聯(lián)合治療的方案具有更高的生存率。近年來，使用碳青霉烯治療CRE感染仍具有廣泛的爭議，研究表明使用高劑量碳青霉烯、延長輸注、雙碳青霉烯或者與其他抗菌藥物聯(lián)合似乎成為幾種可選擇的臨床方案[37-39]。有研究認為包含碳青霉烯治療死亡率顯著降低[34，39]，但也有研究認為包含碳青霉烯的治療具有較差的治療結局[21]。當美羅培南MIC較高水平時，可考慮使用高于許可水平的高劑量美羅培南給藥方案，進行治療藥物監(jiān)測（TDM）以取得更好的臨床療效[40]。CAZ-AVI 于 2015年由美國食品藥品監(jiān)督管理局批準用于治療復雜性腹腔、泌尿系統(tǒng)和醫(yī)院獲得性肺部感染[41]。有幾項研究報道了CAZ-AVI和其他抗菌藥物相比，具有更低的死亡率[32，42]。雖然初步證據(jù)表明 CAZ-AVI 可能是治療 CRKP 感染的有效手段，但在中國這方面的臨床經驗仍然有限，特別是缺乏上市后真實世界研究數(shù)據(jù)來評價其治療 CRE感染的有效性和安全性[43]。本研究使用多黏菌素、替加環(huán)素、碳青霉烯類、CAZ-AVI的死亡率分別為31.3%、35.7%、20.7%、20%，與先前的研究結果基本一致[32，42]。

本研究也存在一些不足：第一，本研究是回顧性設計，因此容易出現(xiàn)選擇偏差和回憶偏差；第二，由于數(shù)據(jù)的缺失，無法將其他的影響死亡的風險因素納入分析，比如CRE產酶情況、美羅培南MIC、抗菌藥物的使用劑量和持續(xù)時間等；第三，本研究是單中心研究，且樣本量較小。

4 結論

本研究分析了我院CRE感染患者的死亡風險因素，并比較了不同抗菌方案治療對死亡率的影響。結果表明中心靜脈置管，尤其是感染性休克（OR＝57.074）能顯著增加CRE感染患者的死亡率，在臨床上應當引起高度重視。單藥治療和聯(lián)合治療死亡率差異沒有統(tǒng)計學意義，且治療CRE的最佳抗菌治療方案并未確定。但選擇合理的抗菌藥物并及時進行早期治療（檢出CRE 48 h內）可有效改善患者的臨床預后。