鐘 濤,陳 娟,楊 蕾
(1.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院城東病區(qū)兒科,四川 成都 610000;2.四川大學(xué)華西第二醫(yī)院兒科,四川 成都 610041)
△通訊作者
細(xì)菌定植在新生兒感染預(yù)測中的作用
鐘 濤1,陳 娟2△,楊 蕾2
(1.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院城東病區(qū)兒科,四川 成都 610000;2.四川大學(xué)華西第二醫(yī)院兒科,四川 成都 610041)
細(xì)菌定植是指從患者身上分離出細(xì)菌但無感染癥狀,是感染發(fā)生的前提。一種細(xì)菌的定植率代表了發(fā)生該細(xì)菌感染的風(fēng)險性。新生兒缺乏抗細(xì)菌定植能力,感染隱匿,臨床特異性差,病情可迅速進展。本文總結(jié)了細(xì)菌定植的條件及常見部位、易引發(fā)新生兒嚴(yán)重感染的幾種定植細(xì)菌,同時分析了感染的高危因素及細(xì)菌定植對新生兒感染的預(yù)測,提高新生兒細(xì)菌定植的拭子培養(yǎng)率,增強醫(yī)生對新生兒感染的早期識別、合理用藥,防止耐藥至關(guān)重要。
細(xì)菌定植;新生兒;細(xì)菌感染
新生兒感染隱匿、進展快,常常引發(fā)膿毒癥(sepsis),死亡率較高,存活者可能遺留嚴(yán)重后遺癥[1]。血培養(yǎng)仍是目前診斷新生兒膿毒癥的金標(biāo)準(zhǔn)[2],但血培養(yǎng)受采血量、菌種、用藥及培養(yǎng)技術(shù)的影響,培養(yǎng)陽性率較低,難以作為抗菌素早期應(yīng)用的依據(jù)。而細(xì)菌定植是感染發(fā)生的前提,一種細(xì)菌的定植率代表了發(fā)生該細(xì)菌感染的風(fēng)險性[3]。早期對細(xì)菌定植進行監(jiān)測,并有針對性地選用有效抗生素對新生兒感染的控制至關(guān)重要。
1.1 概述 細(xì)菌定植是指從患者身上分離出細(xì)菌但無感染表現(xiàn)。生理情況下,新生兒體表、口咽及胃腸道都有一定的細(xì)菌定植,定植菌應(yīng)具備粘附力,通過粘附素配體與宿主細(xì)胞相應(yīng)的受體特異性結(jié)合,并由人體不斷供給營養(yǎng)才能生長和繁殖,進而對人體產(chǎn)生影響,導(dǎo)致局部或全身感染。在住院時間較長、接受侵入性操作等情況下,人體細(xì)菌定植的種類及耐藥性會發(fā)生變化,導(dǎo)致定植菌感染,尤其獲得病原菌定植為耐藥菌定植后,發(fā)生感染的風(fēng)險性將大大增加。
1.2 定值部位 細(xì)菌常附著于人體不同部位,并在該部位定居、生長和繁殖。一種細(xì)菌往往只能特定地定植在某種組織或器官,即組織特異性(表1)。pH值、氧化還原電勢、營養(yǎng)物質(zhì)等是某個環(huán)境細(xì)菌定植不可或缺的條件。細(xì)菌主要依賴其與黏膜、上皮細(xì)胞的粘附而定植于人體,細(xì)菌數(shù)量會影響定植的結(jié)果。在細(xì)菌定植過程中,部分細(xì)菌因粘附不牢固而脫落,部分已定植的細(xì)菌也可能隨黏膜上皮的代謝被清除。人體黏膜及上皮分布較廣的部位常常是細(xì)菌定植侵襲的主要部位,包括呼吸道、消化道、皮膚以及新生兒臍部等是細(xì)菌定植的重要部位。
表1 細(xì)菌定植的組織特異性
1.3 檢測方法 常用方法包括鏡檢、分離培養(yǎng)、免疫和分子生物學(xué)技術(shù)。鏡檢僅用于在形態(tài)和染色上有明顯特征的致病菌,如淋病奈瑟菌和葡萄球菌等。分離培養(yǎng)是細(xì)菌定值的診斷核心和基礎(chǔ),可根據(jù)菌落形態(tài)特征,做出初步判斷并菌落計數(shù),再依據(jù)細(xì)菌數(shù)量 <105~106CFU/ml 的閾值來確定致病菌或條件致病菌。但細(xì)菌菌落數(shù)不能作為定植與感染的唯一依據(jù),還要結(jié)合患者所處環(huán)境、臨床表現(xiàn)等綜合評估。
免疫學(xué)方法為快速檢測細(xì)菌抗原或抗體的技術(shù),包括抗血清凝集反應(yīng)、乳膠凝集反應(yīng)。主要用于難以培養(yǎng)的致病菌引起的感染,大多數(shù)細(xì)菌感染后患者機體產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答,但其特異性不能等同于病原菌檢出,因為抗體常產(chǎn)生時間較晚,更適合于流行病學(xué)調(diào)查和回顧性分析。
分子生物學(xué)技術(shù)如PCR體外擴增,對標(biāo)本中混有的其它細(xì)菌不影響檢測結(jié)果,但只能做定性檢出,易受污染,假陽性較多。其中,實時熒光定量PCR(RT-PCR)不受抗生素使用及標(biāo)本中病原菌活菌少、定植菌等因素的影響,因其靈敏度高、特異性強,在臨床早期快速檢測病原菌上具有優(yōu)勢[4]。另有研究提示通過使用焦磷酸測序的分子生物學(xué)技術(shù),能更好地監(jiān)測早產(chǎn)兒胃腸道細(xì)菌定植情況[5]。
新生兒免疫系統(tǒng)尚不完善,皮膚嬌嫩,且出生時后臍部為開放性斷面。尤其早產(chǎn)兒,各種侵入性操作越多,細(xì)菌定植率高,發(fā)生感染的可能性大。了解新生兒高危因素,加強定植菌監(jiān)控,對早期感染的預(yù)測及防治至關(guān)重要。
2.1 新生兒細(xì)菌定植及感染高危因素
2.1.1 早產(chǎn)兒 早產(chǎn)兒是發(fā)生感染的高危人群,與足月兒相比,IgG水平較低,腸道細(xì)菌定植明顯且較足月兒晚,但以腸桿菌和梭狀芽胞桿菌為主[6]。同時,早產(chǎn)兒接受侵入性操作和機械通氣的比例較高,住院時間相對較長[7],接觸病原菌概率增高,細(xì)菌定植及感染的危險明顯上升。延遲的母乳喂養(yǎng)易造成早產(chǎn)兒異常細(xì)菌定植[8],特別是早產(chǎn)兒、極低體重新生兒(<1500 g)細(xì)菌定植拭子培養(yǎng)與院內(nèi)感染率均高于足月兒[9]。革蘭陰性桿菌在胃腸道的定植與引起血流感染的致病菌有較高的一致性,且大多數(shù)腸道定植先于血流感染[10]。說明細(xì)菌定植是感染發(fā)生的前提。
2.1.2 機械通氣 新生兒氣管或肺組織常常處于無菌的狀態(tài),口咽部定植菌的“誤吸”是機械通氣并發(fā)肺部感染的主要途徑之一。氣道的細(xì)菌主要來源于口咽部或胃腸道。機械通氣時,細(xì)菌容易在氣管導(dǎo)管表面黏附繁殖,形成分泌物的“黏液湖”,成為細(xì)菌的儲存庫,進而引發(fā)呼吸道感染。因此機械通氣是細(xì)菌定植的高危因素。研究發(fā)現(xiàn)口咽部有定植菌的患兒,呼吸機相關(guān)性肺炎(ventilator-associated pneumonia,VAP)的發(fā)生率明顯高于無定植菌的患兒[11]。其機制可能是口咽部酶的分泌增多導(dǎo)致口咽部細(xì)胞受體的改變,引起G陰性桿菌的黏附和定植增加。
2.1.3 靜脈置管 靜脈導(dǎo)管是新生兒重癥監(jiān)護病房(NICU)常用的技術(shù),如中心/外周靜脈置管、臍動/靜脈置管。新生兒體表的常居菌群可黏附于導(dǎo)管壁形成生物膜而定植,易于入血引起血流感染[12]。其定植部位為皮膚導(dǎo)管插入處及導(dǎo)管中心,定植菌可沿導(dǎo)管內(nèi)/外表面遷移進入血流,致晚發(fā)性膿毒癥[13,14]。研究發(fā)現(xiàn)新生兒導(dǎo)管相關(guān)性感染主要致病菌為凝固酶陰性葡萄球菌[12],且靜脈導(dǎo)管的留置時間越長,定植、感染的發(fā)生率越高。但細(xì)菌定植及相關(guān)菌血癥臨床癥狀往往不典型或缺如[15],應(yīng)仔細(xì)觀察患兒臨床表現(xiàn),嚴(yán)密監(jiān)測導(dǎo)管內(nèi)外細(xì)菌定植培養(yǎng)結(jié)果。
2.1.4 腸外營養(yǎng) 新生兒出生后數(shù)天,腸道即有細(xì)菌定植,排泄物中細(xì)菌量為108~1010/g,以厭氧菌為主,但不同的喂養(yǎng)方式對細(xì)菌定植有顯著影響。母乳喂養(yǎng)的新生兒腸道定植菌種類少,以雙歧桿菌為主,而人工喂養(yǎng)的新生兒則有過量的腸桿菌和梭狀桿菌,以及來自皮膚的葡萄球菌[10,16]。延遲喂養(yǎng)影響腸道正常菌群的建立,使得黏膜屏障功能受損,易出現(xiàn)細(xì)菌定植和感染。長期腸外營養(yǎng)更易發(fā)生細(xì)菌定植和感染,且胃腸外營養(yǎng)與侵襲性真菌感染也密切相關(guān)[17]。胃腸外營養(yǎng)時間越短,達(dá)到足量胃腸喂養(yǎng)或恢復(fù)至出生體重越早,發(fā)生膿毒癥的可能性就越小。壞死性小腸結(jié)腸炎的發(fā)生與早產(chǎn)、延遲喂養(yǎng)、腸道細(xì)菌定植密切相關(guān),早期腸內(nèi)/母乳喂養(yǎng),能有效改善新生兒未成熟的腸道免疫系統(tǒng),減少細(xì)菌定植[18]。
2.2 常見感染菌
2.2.1 肺炎克雷伯菌 肺炎克雷伯菌是新生兒膿毒癥最常見的病原菌之一,近年來出現(xiàn)了泛耐藥的產(chǎn)肺炎克雷伯碳青霉烯酶(Klebsiella pneumoniae carbapenemase,KPC)的肺炎克雷伯菌(KPC-Kp),有報道出現(xiàn)了含新德里金屬酰胺酶的超級菌株[19]。肺炎克雷伯菌所致膿毒癥首診患兒常存在特定感染灶,并有原發(fā)灶的臨床表現(xiàn)[20]。產(chǎn)酶是肺炎克雷伯菌應(yīng)對抗生素高選擇性壓力的主要機制。對于耐碳青霉烯類菌株,還包括青霉素結(jié)合蛋白(penicillinbindingproteins,PBP) 對碳青霉烯類抗生素親和力的改變,而且以后者更為重要[21]。多數(shù)對碳青霉烯耐藥的肺炎克雷伯菌對氨基糖苷類抗生素(阿米卡星)、喹諾酮類和單環(huán)類酰胺類抗生素氨曲南保持了一定的敏感性[22]。
2.2.2 大腸埃希菌 大腸埃希菌為機會致病菌,可引起腸道內(nèi)感染出現(xiàn)腹瀉,也可腸道外感染包括泌尿、呼吸、神經(jīng)系統(tǒng)感染等。該細(xì)菌是胎膜早破時新生兒最常見的病原菌之一[23],也是院內(nèi)感染和新生兒晚發(fā)性膿毒癥的主要菌種[24]。大腸埃希菌為產(chǎn)超廣譜β內(nèi)酰胺酶(ESBLs)主要細(xì)菌,隨著住院時間延長,其耐藥性有增加的趨勢[9]。大腸埃希菌的毒力可以通過其他致病菌和自身基因重組發(fā)生水平轉(zhuǎn)移,近年來發(fā)現(xiàn)大腸埃希菌不同血清型菌株的毒力和耐藥性之間有差別,而毒力因子和耐藥性之間的關(guān)系也逐漸受到關(guān)注。新生兒大腸埃希菌感染以Einv基因攜帶率最高,其次為CNF1基因及CNF2基因。不同的致病性大腸埃希菌所具有的毒力基因強弱不同,所致疾病也不同,因此毒力基因的檢測可指導(dǎo)臨床診斷治療和判斷預(yù)后[25]。
2.2.3 耐甲氧西林金黃色葡萄球菌 葡萄球菌是常見的人體定植細(xì)菌,金黃色葡萄球菌既可以發(fā)生無癥狀定植,又能引起嚴(yán)重感染。臺灣的一項縱向研究提示<2歲兒童中,40%曾出現(xiàn)中耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)定植,高峰期為生后2個月以內(nèi)[26]。近年來NICU的MRSA定植比例呈上升趨勢,MRSA已經(jīng)成為新生兒膿毒癥最常見的病原菌之一[27]。MRSA主要定植于患兒的皮膚、靜脈導(dǎo)管、皮膚傷口和鼻咽等部位,其中鼻部MRSA培養(yǎng)具有較高敏感性,可以判斷其定植[28]。然而MRSA定植率高,但感染率卻較低。因此進行多部位(鼻孔、臍、咽、導(dǎo)管、直腸、腹股溝和腋窩)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的分離,通過細(xì)菌定植監(jiān)測和評估,指導(dǎo)臨床早期有針對性地選用有效抗生素控制感染。
2.2.4 腸球菌和B組鏈球菌 腸球菌包括屎腸球菌和糞腸球菌是新生兒膿毒癥的常見細(xì)菌之一,近幾年來,腸球菌膿毒癥的發(fā)病率升高,耐藥性增加,耐萬古霉素腸球菌(VRE)耐藥譜廣,在干燥的物體表面存活數(shù)日至數(shù)周,可以從被污染的手和衣物表面進行攜帶傳播,本身可介導(dǎo)炎癥反應(yīng),易造成感染和流行,對新生兒具有潛在的危害,容易加重病情。B組鏈球菌(GBS)是孕產(chǎn)婦生殖道常見定植菌,與早產(chǎn)、胎膜早破、新生兒膿毒癥等密切相關(guān)。母嬰垂直感染率高,該類新生兒常在出生后數(shù)小時出現(xiàn)臨床癥狀。GBS在新生兒常見定植部位包括臍部、直腸和咽喉。培養(yǎng)陽性是GBS診斷的金標(biāo)準(zhǔn)。早期可用實時聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)提高GBS的檢出率,該方法可檢測到死亡的B族鏈球菌[29]。
定植的細(xì)菌種類與發(fā)生感染的病原菌雖然未必完全相同,但進行住院新生兒定植細(xì)菌監(jiān)測,對患兒后期發(fā)生的嚴(yán)重感染有一定的預(yù)警作用。新生兒腸道內(nèi)細(xì)菌定植可能影響B(tài)細(xì)胞的成熟與分化[30],胃黏膜和糞便微生物監(jiān)測對新生兒免疫功能障礙有一定的預(yù)示作用[31]。早期進行系統(tǒng)的定植細(xì)菌檢測,及時發(fā)現(xiàn)定植的致病菌,針對具有高危因素的患兒,密切觀察和評估,根據(jù)定值菌藥敏結(jié)果,有助于降低和控制感染。尤其在多重耐藥菌日益增多的情況下,定植細(xì)菌檢測更具有臨床意義。
新生兒腸道內(nèi)專性厭氧菌主要有雙歧桿菌和乳酸桿菌,它們的定植可產(chǎn)生一些抗菌物質(zhì),如雙岐桿菌肽、乳酸桿菌肽、乳酸鏈球菌肽等,可抑制腸道中條件致病菌的定植,降低腸道的pH值和分泌抑菌肽,抑制腸道兼性厭氧菌和外來菌的定植和生長[32]。因此應(yīng)用微生態(tài)制劑可促進新生兒腸道正常菌群的定植和優(yōu)勢[33],減少NEC和院內(nèi)獲得性腹瀉的發(fā)病率[34,35]。加強呼吸機使用患兒口腔及氣道護理,縮短有創(chuàng)通氣時間;注重導(dǎo)管材質(zhì)、插管技術(shù)及置管后護理[12]??擅黠@減少細(xì)菌定植及繼發(fā)感染。
綜上所述,本文總結(jié)了細(xì)菌定植的條件及常見部位,易引發(fā)新生兒嚴(yán)重感染的幾種定植細(xì)菌,同時分析了感染的高危因素及細(xì)菌定植對新生兒感染的預(yù)測,提高新生兒細(xì)菌定植的拭子培養(yǎng)率,增強醫(yī)生對新生兒感染的早期識別、合理用藥,防止耐藥至關(guān)重要。
[1] Shane AL,Stoll BJ.Recent developments and current issues in the dpidemiology,diagnose,and management of bacterial and fungal neonatal sepsis[J].Am J Perinatol,2013,30(2):131-141.
[2] WynnJL.Defining neonatal sepsis[J].Curr Opin Pediatr,2016,28(2):135-40
[3] 劉健慧,王丹華.新生兒重癥監(jiān)護病房早產(chǎn)兒細(xì)菌定植的臨床研究[J].中國實用兒科雜志,2006,21(1): 41-44.
[4] 冉茂娟,范賢明,湛曉勤.呼吸系統(tǒng)細(xì)菌定植與感染[J].臨床肺科雜志,2012,17(2): 319-320.
[5] Chang JY,Shin SM,Chun JS,et al.Pyrosequencing-based molecular monitoring of the intestinal bacterial colonization in preterm infants[J].Pediatr Gastroenterol Nutr,2011,53(5): 512-519.
[6] Hallab JC,Leach ST,Zhang L,et al.Molecular characterization of bacterial colonization in the preterm and term infants intestine[J].Pediatr,2013,80(1):1-5.
[7] 王俊平,陳運彬,高薇薇,等.兩種鼻塞式輔助通氣方式對早產(chǎn)極低出生體重兒胃腸道的影響[J].現(xiàn)代醫(yī)院,2012,12(7): 24-25.
[8] Cilieborg MS,Boye M,Sangild PT.Bacterial colonization and gut development in preterm neonates[J].Early Hum Dev,2012,88 (1):41-49.
[9] 徐焱.NICU院內(nèi)感染的流行病學(xué)調(diào)查和新生兒細(xì)菌定植的特點及變化規(guī)律[D].中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué),2007:107.
[10]Smith A,Saiman L,Zhou J,et al.Concordance of Gastrointestinal Tract Colonization and Subsequent Bloodstream Infections With Gram-negative Bacilli in Very Low Birth Weight Infants in the Neonatal Intensive Care Unit[J].Pediatr Infect Dis,2010,29(9):831-835.
[11]Cairns S,Thomas JG,Hooper SJ,et al.Molecular analysis of microbial communities in endotracheal tube biofilms[J].PLoS One,2011,6(3):147-159.
[12]Garland JS,Alex CP,Henrickson KJ,et al.A vancomycin-heparin lock solution for prevention of nosocomial bloodstream infection in critically ill neonates with peripherally inserted central venous catheters:a prospective,randomized trial[J].Pediatrics,2005,116(2):198-205.
[13]Cheung GY,Otto M.Understanding the significance of Staphylococcus epidermidis bacteremia in babies and children[J].Curr Opin Infect Dis,2010,23(3):208-216.
[14]Laurenz L,Natoli S,Benedetti C,et al.Cutaneous bacterial colonization,modalities of chemotherapeutic infusion,and catheter-related bloodstream infection in totally implanted venous access devices[J].Support Care Cancer,2004,12(11): 805-809.
[15]Reimund JM,Arondel Y,F(xiàn)inck G,et al.Catheter-related infection in patients on home parenteral nutrition:results of a prospective survey[J].Clin Nutr,2002,21(1):33-38.
[16]Brandt K,Taddei CR,Takagi EH,et al.Establishment of the bacterial fecal community during the first month of life in Brazilian newborns[J].Clinics (Sao Paulo),2012,67(2):113-123.
[17]毛莉萍,林麗星.新生兒醫(yī)療相關(guān)性感染與細(xì)菌定植的研究進展[J].臨床薈萃,2013,28(3):336-339.
[18]Cilieborg MS,Boye M,Sangild PT.Bacterial colonization and gut development in preterm neonates[J].Early Hum Dev,2012,88 (1):41-49.
[19]Poirel L,Maskari Z,Rashdi F,et al.NDM-1-producing Klebsiella pneumoniae isolated in the Sultanate of Oman[J].Antimicrob Chemother,2011,66(2):304-306.
[20]呂媛,任靜,繆珀,等.新生兒肺炎克雷伯菌敗血癥臨床分析[J].中國新生兒科雜志,2013,28(2):76-79.
[21]Peirano G,Pillai DR,Pitondo SA,et al.The characteristics of NDM-producing Klebsiella pneumoniae from Canada[J].Diagn Microbiol Infect Dis,2011,71(2):106-109.
[22]Pereira PS,Araujo CFM,Seki LM,et al.Update of the molecular epidemiology of KPC-2-producing Klebsiella pneumoniae in Brazil:spread of clonal complex 11 (ST11,ST437 and ST340)[J].Antimicrob Chemother,2013,68(2):312-316.
[23]Zeng LN.The primary microbial pathogens associated with premature rupture of the membranes in China:a systematic review[J].Obstet Gynecol,2014,53(4):443-451.
[24]Mellata M.Human and avian extraintestinal pathogenic Escherichia coli:infections,zoonotic risks,and antibiotic resistance trends[J].Foodborne Pathog Dis,2013,10(11): 916-932.
[25]沈艷華,王亞娟,姚開虎.住院新生兒大腸埃希菌分離株毒力因子研究[J].中國循證兒科雜志,2015,10(1):62-66
[26]Huang YC,Chen CJ.Nasal carriage of methicillin-resistant Staphylococcus aureus during the first 2 years of life in children in northern Taiwan[J].Pediatr Infect Dis,2015,34(2):131-135.
[27]Morioka I,Morikawa SM,Akihiro MH,et al.Culture-proven neonatal sepsis in Japanese neonatal care units in 2006-2008[J].Neonatology,2012,102(1):75-80.
[28]Nakao A.Intestinal carriage of methicillin-resistant Staphylococcus aureus in nasal MRSA carriers hospitalized in the neonatal intensive care unit[J].Antimicrob Resist Infect Control,2014,45 (3):54-58.
[29]Dollard SC.Schleiss MR.Screening newborns for congenital cytomegalovirus infection[J].JAMA,2010,304(4): 407-408.
[30]Lundell AC,Bj rnsson V,Ljung A,et al.Infant B cell memory differentiation and early gut bacterial colonization[J].Immunol,2012,188(9):4315-4322.
[31]Patel K.Trends and determinants of gastric bacterial colonization of preterm neonates in a NICU setting[J].PLoS One,2015,10(7):1146-1164.
[32]Rautava S.Potential uses of probiotics in the neonate[J].Semin Fetal Neonatal Med,2007,12(1):45-53.
[33]Lee S,Cho SJ,Park EA.Effects of probiotics on enteric flora and feeding tolerance in preterm infants[J].Neonatology,2007,91(3):174-179.
[34]Patole SK,Rao SC,Keil AD,et al.Benefits of Bifidobacterium breve M-16 V Supplementation in Preterm Neonates-A Retrospective Cohort Study[J].PLoS One,2016,11(3):01507-75..
[35]張新華,趙樂.微生態(tài)制劑防治新生兒醫(yī)院內(nèi)獲得性腹瀉臨床觀[J].中國藥物與臨床,2010,19(12): 1403-1404.
The role of bacterial colonization in the prediction of neonatal infection
ZHONG Tao,CHEN Juan,YANG Lei
R722.13
B
1672-6170(2016)03-0146-04
2016-01-10;
;2016-04-19)