不同抗生素對肺炎患者腸道菌群的影響

李明蔚 于苗 蔡玉琰 譚寅鳳 孫菲 趙艷金 許瀠月 劉鵬

1.吉林省吉林市人民醫(yī)院臨床營養(yǎng)與老年醫(yī)學科，吉林吉林 132000；2.吉林省吉林市人民醫(yī)院重癥醫(yī)學科，吉林吉林 132000；3.吉林省吉林市人民醫(yī)院藥學部，吉林吉林 132000

肺炎是呼吸系統(tǒng)常見的感染性疾病，老年人慢性基礎(chǔ)疾病較多，免疫功能低下，呼吸道防疫能力降低，肺炎發(fā)病率較高。肺炎是導(dǎo)致老年人死亡的重要原因之一。我國肺炎死亡率平均為17.46/10 萬，其中60～69 歲人群死亡率為23.55/10 萬，而大于85 歲人群的死亡率高達864.17/10萬[1]?？股夭粌H可以抑制或殺滅某些病原微生物，還具有抑制癌細胞的增殖或代謝的作用，在肺炎患者中的應(yīng)用非常廣泛。然而，在控制細菌感染的同時，抗生素的使用將會導(dǎo)致腸道正常分布的革蘭氏陰性桿菌嚴重減少甚至消失，而球菌或真菌等明顯增多，導(dǎo)致腸道微環(huán)境的穩(wěn)定性失衡，甚至引起抗生素相關(guān)性腹瀉（antibiotic associated diarrhea，AAD）發(fā)生[2-3]。不同抗生素有不同的藥理性質(zhì)和代謝途徑，導(dǎo)致腸道微生物群組成的變化模式不同，目前抗生素對腸道菌群影響的研究已有報道[4]，但對比分析不同種類的抗生素對老年肺炎患者腸道微生態(tài)的影響鮮有研究。本研究以住院肺炎患者為研究對象，探討不同抗生素治療方案對其腸道微生態(tài)的影響，為臨床治療用藥與抗生素引起的腸道菌群失調(diào)的預(yù)防及治療提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取吉林市人民醫(yī)院2020 年7 月至2021 年9月收治的300 例肺炎患者作為研究對象。采用隨機數(shù)字表法將其分為對照組、頭孢呋辛鈉組、左氧氟沙星組、頭孢哌酮組和亞胺培南組，每組60 例。對照組中，男28 例，女32 例；年齡30～84 歲，平均（67.58±5.47）歲。頭孢呋辛鈉組中，男26 例，女34 例；年齡33～78 歲，平均（61.03±11.51）歲。左氧氟沙星組中，男29 例，女31 例；年齡31～78 歲，平均（62.91±6.51）歲。頭孢哌酮組中，男28 例，女32 例；年齡29～80 歲，平均（62.50±10.76）歲。亞胺培南組中，男27 例，女33 例；年齡30～87 歲，平均（62.39±12.53）歲。五組患者的一般資料比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），具有可比性。本研究已通過醫(yī)院倫理委員會審核批準（2020倫函審[01]號），所有研究研究對象均需簽署知情同意書。

診斷標準：參考《中國成人醫(yī)院獲得性肺炎與呼吸機相關(guān)性肺炎診斷和治療指南（2018 年版）》[5]中對成人醫(yī)院獲得性肺炎的臨床診斷標準，胸部影像學檢查顯示新出現(xiàn)或進展性的浸潤影、實變影或磨玻璃影，加上下列三種臨床證候中的2 種或以上，①發(fā)熱，體溫＞38℃；②膿性氣道分泌物；③外周白細胞計數(shù)＞10×109/L 或＜10×109/L。

納入標準：符合上述診斷標準；年齡＞18 歲。排除標準：各種類型的感染性腹瀉，如細菌性痢疾、食物中毒等；引起腹瀉的消化道疾病，如結(jié)直腸癌、炎癥性腸病等；采樣前3 個月內(nèi)服用過抗生素類藥物和微生態(tài)調(diào)節(jié)劑。

1.2 方法

1.2.1 治療方法 對照組在檢測腸道菌群前未應(yīng)用抗生素。頭孢呋辛鈉組應(yīng)用注射用頭孢呋辛鈉（Glaxosmithkline Manufacturing S.p.A，國藥準字H2018 1034，生產(chǎn)批號：531819，規(guī)格：0.75 g/支）1.5 g，3 次/d靜脈滴注治療；左氧氟沙星組給予左氧氟沙星注射液（揚子江藥業(yè)集團有限公司，國藥準字H19990324，生產(chǎn)批號：19101931，規(guī)格：2 ml∶0.1 g/支）0.5 g，1 次/d靜脈滴注治療；頭孢哌酮組應(yīng)用注射用頭孢哌酮鈉/舒巴坦鈉（輝瑞制藥有限公司，國藥準字H20020597，生產(chǎn)批號：CL4432，規(guī)格：1.5 g/支）3.0 g，3 次/d 靜脈滴注治療；亞胺培南組給予亞胺培南鈉/ 西司他丁鈉（杭州默沙東制藥有限公司，國藥準字H20130123，生產(chǎn)批號：S038903，規(guī)格：0.5 g/支）1.0 g，3 次/d 靜脈滴注治療。四組均給予7 d 抗生素治療。

1.2.2 腸道菌群檢測 參考劉瑩等[6]腸道菌群的檢測方法。用無菌糞便標本采集盒中的小勺挑取自然排出的新鮮糞便的不同部位約300～500 mg，放入無菌糞便標本采集盒中，1 h 內(nèi)送檢。培養(yǎng)條件：需氧菌培養(yǎng)應(yīng)用哥倫比亞血瓊脂平板（鄭州安圖生物工程股份有限公司），在微生物培養(yǎng)箱（Thermo Fisher Scientific，Heratherm IGS100）中37℃培養(yǎng)18～24 h。厭氧菌培養(yǎng)應(yīng)用GAM 培養(yǎng)基（日本制藥株式會社），在厭氧培養(yǎng)箱（SHELLAB，BACTRONI-2）中37℃培養(yǎng)48～72 h。真菌培養(yǎng)應(yīng)用沙保羅瓊脂平板（鄭州安圖生物工程股份有限公司），在微生物培養(yǎng)箱（Thermo Fisher Scientific，Heratherm IGS100）中37℃培養(yǎng)18～24 h。培養(yǎng)出的菌落采用全自動菌落計數(shù)器（Smartcountert-1，廣東環(huán)凱微生物科技有限公司）計數(shù)。采用基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜（MADLI-TOF MS，美國布魯克道爾頓公司）進行鑒定，每克糞便中的菌落數(shù)（Colony Forming Unit，CFU）以log10CFU/g（濕重）表示。

1.3 觀察指標及評價標準

比較不同組患者腸道菌群中的需氧菌、厭氧菌、真菌、球菌以及桿菌的數(shù)量和比例的變化。參考《伯杰細菌鑒定手冊》[7]將鑒定出的細菌分為不同的菌屬和菌種，以比較各組患者腸道菌群的多樣性。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 22.0 統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學分析，符合正態(tài)的計量資料數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差（）表示，多組間比較采用單因素方差分析，不符合正態(tài)分布的資料，用中位數(shù)（下四分位數(shù)，上四分位數(shù)）[M（P25，P75）]進行描述，多組間比較采用Kruskal-Wallis H 檢驗，組間兩兩比較采用Mann-Whitney U 檢驗；計數(shù)資料用率表示，組間比較采用χ2檢驗，以P＜0.05 為具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 五組患者腸道細菌及真菌數(shù)量的比較

對照組、頭孢呋辛鈉組、左氧氟沙星組、頭孢哌酮組及亞胺培南組的細菌總數(shù)和厭氧菌數(shù)量依次減少，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；頭孢呋辛鈉組、頭孢哌酮組和亞胺培南組的需氧菌數(shù)量均高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；頭孢哌酮組及亞胺培南組球菌/桿菌高于對照組和左氧氟沙星組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。頭孢哌酮組和亞胺培南組的真菌數(shù)量高于對照組、頭孢呋辛鈉組及左氧氟沙星組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）（表1）。

表1 五組患者腸道細菌及真菌數(shù)量的比較[M（P25，P75）]

2.2 五組患者腸道益生菌種類、數(shù)量及比例比較

對照組、頭孢呋辛鈉組、左氧氟沙星組、頭孢哌酮組、亞胺培南組的益生菌種類、數(shù)量及比例依次減少，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；對照組、頭孢呋辛鈉組、左氧氟沙星組的雙歧桿菌數(shù)量及比例高于頭孢哌酮組和亞胺培南組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；對照組、頭孢呋辛鈉組、左氧氟沙星組的乳桿菌數(shù)量及比例高于亞胺培南組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）（表2）。

表2 五組患者益生菌種類、數(shù)量及比例的比較[M（P25，P75）]

2.3 五組患者腸道菌群多樣性的比較

對照組、頭孢呋辛鈉組和左氧氟沙星組菌屬數(shù)多于頭孢哌酮組和亞胺培南組，并且頭孢哌酮組菌屬數(shù)多于亞胺培南組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）（圖1）。頭孢呋辛鈉組、左氧氟沙星組、頭孢哌酮組及亞胺培南組菌種數(shù)少于對照組，頭孢呋辛鈉組和左氧氟沙星組多于頭孢哌酮組和亞胺培南組，并且頭孢哌酮組多于亞胺培南組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）（圖2）。

圖1 五組患者腸道菌屬數(shù)比較[M（P25，P75），n=60]

圖2 五組患者腸道菌種數(shù)比較[M（P25，P75），n=60]

3 討論

腸道菌群與人類健康密切相關(guān)，人體腸道內(nèi)定植有數(shù)量龐大的細菌、真菌和古生菌等微生物，它們通過相互影響及與人體相互作用而組成一個復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)[8]。腸道菌群與機體保持動態(tài)平衡，對維持健康起著重要作用[9]。臨床抗生素的使用是治療肺炎患者首選方法之一，但住院患者長期應(yīng)用廣譜抗生素后，腸道內(nèi)對藥物敏感的正常菌群受到不同程度的抑制，而對抗生素耐藥的細菌以及一些外來的機會致病菌就會乘機大量繁殖，導(dǎo)致腸道菌群失衡，嚴重者可發(fā)展為炎性腸病、結(jié)直腸腫瘤、AAD等[10-11]。

本研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用抗生素后，腸道菌群的數(shù)量、種類均有不同程度下降。對腸道菌群的細菌、真菌數(shù)量影響依次是亞胺培南，頭孢哌酮、頭孢呋辛鈉、左氧氟沙星，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）?？股貙δc道內(nèi)菌群的影響的程度，取決于相關(guān)抗菌藥物的抗菌譜、給藥途徑和方式、腸道內(nèi)抗菌藥物的濃度等[12-13]。相關(guān)研究表明，在使用抗生素的患者中，AAD 的發(fā)病率為5%～39%[13]。亞胺培南屬碳青霉烯類抗菌藥物，抗菌譜極廣、抗菌強度最強，對格蘭陰性菌、革蘭陽性菌、需氧菌和厭氧菌均有良好抗菌活性，因此對腸道定植菌數(shù)量及種類影響最大[14]；頭孢哌酮屬第三代頭孢菌素類抗菌藥物，對腸桿菌科細菌等革蘭陰性桿菌具有強大抗菌作用，且因其肝腸循環(huán)的體內(nèi)代謝特點，其在腸道的排泄時間較長，因此對腸道菌群的多樣性及細菌數(shù)量的影響較頭孢呋辛鈉和左氧氟沙星更嚴重[15]。頭孢呋辛鈉屬第二代頭孢菌素，對甲氧西林敏感葡萄球菌、鏈球菌屬、肺炎鏈球菌等革蘭氏陽性球菌等細菌敏感，左氧氟沙星為氟喹諾酮類抗菌藥物，對肺炎鏈球菌、A 組溶血性鏈球菌等革蘭氏陽性球菌等敏感細菌有效，二者抗菌譜近似，因此對腸道菌群種類的影響幾乎無差異[11]。

本研究結(jié)果顯示，頭孢哌酮組及亞胺培南組球菌/桿菌高于對照組和左氧氟沙星組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。表明患者應(yīng)用抗生素后腸道球菌與桿菌比值會發(fā)生改變，球菌比例升高，桿菌比例下降，甚至出現(xiàn)球桿比倒置，且真菌數(shù)量增多的現(xiàn)象。研究顯示，健康成人糞便標本中革蘭氏陰性桿菌占絕對優(yōu)勢[16]，根據(jù)腸道菌群失調(diào)的診斷理論，Ⅰ度菌群失調(diào)表現(xiàn)為細菌數(shù)量減少，Ⅱ度菌群失調(diào)球桿比例呈現(xiàn)倒置，Ⅲ度菌群失調(diào)表現(xiàn)為原有細菌被大量抑制，并伴有少量酵母樣細菌。本研究提示，應(yīng)用頭孢呋辛鈉或左氧氟沙星7 d，患者腸道細菌總數(shù)量出現(xiàn)減少，可能為Ⅰ度菌群失調(diào)；患者應(yīng)用亞胺培南或頭孢哌酮7 d后，球桿比倒置，且真菌數(shù)量增加，可能為Ⅱ度或Ⅲ度菌群失調(diào)。

本研究結(jié)果顯示，應(yīng)用抗生素后腸道益生菌種類及數(shù)量均顯著減少，其中雙歧桿菌數(shù)量降低最為顯著，依次為亞胺培南、頭孢哌酮、左氧氟沙星和頭孢呋辛鈉，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），減少幅度可能與抗生素抗菌譜相關(guān)[11]。益生菌也被稱為共生菌或有益菌，約占腸菌菌群總數(shù)的20%，主要有乳酸桿菌、雙歧桿菌、酪酸菌、艾克曼菌、優(yōu)桿菌等，有抑制非益生菌定植、抑制致病菌的生長、抵御致病菌侵襲、提高機體免疫功能等作用[17]?？股氐膽?yīng)用致使雙歧桿菌等腸道益生菌數(shù)量及比例明顯減少，腸道正常pH 值難以維持，腸道黏膜產(chǎn)生稠厚的黏液分泌減少，以致外籍菌對腸壁造成侵害，甚至出現(xiàn)AAD 的發(fā)生[18-19]。

腸道菌群的多樣性與人體的健康密切相關(guān)[20]，因此本研究進一步探究不同種類抗生素對腸道菌群多樣性的影響。人體腸道進群可分為不同的菌門、菌屬和菌種，因本研究納入的樣本量有限，故未在菌門水平上進行對比分析。本研究結(jié)果顯示：無論在菌屬水平上還是在菌種水平上，應(yīng)用抗生素患者的腸道菌群的多樣性均低于未用藥患者，并且應(yīng)用頭孢哌酮和亞胺培南對腸道菌群多樣性的影響高于頭孢呋辛鈉和左氧氟沙星的患者，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），表明隨著抗生素級別的升高，對人體腸道菌群的多樣性影響越嚴重，因此我們在臨床上應(yīng)合理使用抗生素，嚴格遵守其適應(yīng)證及禁忌證，避免對患者腸道菌群造成進一步的破壞。

綜上所述，防治腸道菌群失調(diào)的關(guān)鍵是合理使用抗生素，臨床上應(yīng)嚴格掌握適應(yīng)證，避免濫用或長期使用。此外，也應(yīng)及時對患者進行腸道菌群分析及鑒定，合理選擇益生菌以抑制有害菌群的增殖，從而維持腸道菌群微生態(tài)穩(wěn)定性，減少AAD 以及相關(guān)疾病的發(fā)生。