張澤智 徐佳
肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae,KP)是廣泛分布于自然界的腸桿菌科一類中最重要的革蘭氏陰性桿菌,其侵入人體后可在泌尿、呼吸、胃腸系統(tǒng)等部位定植,當(dāng)宿主免疫力低下及免疫抑制時,KP 會大量繁殖并引起多種感染[1,2]。近年來,隨著激素和廣譜抗生素的廣泛應(yīng)用,加之臨床侵入性操作、器官移植的增多,KP血流感染的病例逐年增多,已成為繼大腸埃希菌后血流感染的第二大血流感染病原菌,也是醫(yī)院感染的重要病原菌之一[3]。中國細(xì)菌耐藥監(jiān)測(2005~2022 年)結(jié)果顯示,在此期間,KP 對美羅培南和亞胺培南的耐藥率從2.9%、3.0%上升至27.4%、26.0%,主要原因是由于近年來耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌(Carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae,CRKP)的檢出率逐年升高,檢出的主要人群是接受介入治療的惡性腫瘤及免疫功能低下患者,由于CRKP 高檢出率大大增加了該檢查群體的死亡率,使其已成為全球重大的公共衛(wèi)生問題[4]。CRKP 的耐藥機(jī)制十分復(fù)雜,由于其毒力強(qiáng),感染患者往往病情較重,加之缺乏敏感的抗生素治療,患者的死亡率高達(dá)60%,因此CRKP的耐藥性是目前臨床面臨的難題之一[5]。目前國內(nèi)關(guān)于CRKP 血流感染的臨床特征及耐藥機(jī)制的研究較少,為此,本研究進(jìn)行了相關(guān)方面的分析,旨在為CRKP 血流感染患者的早期治療和經(jīng)驗性用藥提供參考。
1.1 菌株來源及鑒定經(jīng)承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn),選擇2019~2022 年該院兩院區(qū)住院患者為研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn):體溫>38℃,血液標(biāo)本培養(yǎng)分離出KP,并有以下癥狀之一:①有遷徙病灶或入侵門戶;②肝脾腫大,有出血點(diǎn)或皮疹,外周血中性粒細(xì)胞增多伴核左移,但除血流感染外無其他原因解釋;③無明顯感染灶,但有全身中毒癥狀。排除標(biāo)準(zhǔn):非血培養(yǎng)陽性標(biāo)本,非KP 感染的血培養(yǎng)陽性標(biāo)本。共納入2 054 例KP 血流感染患者的病原菌標(biāo)本,采用VITEK 2-Compact 全自動細(xì)菌鑒定儀,質(zhì)控菌株為ATCC 700603,參照美國2019年實驗室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會改良Hodge 試驗進(jìn)行表型驗證。排除重復(fù)菌株后有238 株 KP 確定為CRKP(CRKP 組),其中惡性腫瘤51 例,ICU 重癥43 例,老年病47 例,其他疾病97 例。以性別、年齡1:1配對,選擇238 例碳青霉烯類敏感肺炎克雷伯菌(Carbapenem sensitive klebsiella pneumoniae,CSKP)感染患者作為對照組,其中惡性腫瘤48 例,心血管疾病43 例,腦血管疾病53 例,其他疾病94 例。
1.2 臨床特征收集收集兩組患者的臨床資料,包括性別、年齡、基礎(chǔ)疾病、采集標(biāo)本前30d 是否有侵入性操作及留置導(dǎo)管(氣管插管/氣管造瘺、留置導(dǎo)尿管、中心靜脈置管)、采集標(biāo)本前30d 抗生素使用情況(單藥、聯(lián)合用藥、碳青霉烯類抗生素、第三/四代頭孢菌素)、臨床轉(zhuǎn)歸(痊愈、好轉(zhuǎn)/轉(zhuǎn)院、死亡)。
1.3 藥敏試驗采用微量肉湯稀釋法檢測11 種抗菌藥物,包括慶大霉素、左氧氟沙星、頭孢西丁、阿米卡星、美羅培南、頭孢他啶、頭孢哌酮/舒巴坦、亞胺培南、哌拉西林/他唑巴坦、頭孢曲松、氨曲南對CRKP 的最低抑菌濃度。
1.4 碳青霉烯酶基因檢測采用改良Hodge 試驗篩選產(chǎn)碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌表型。利用聚合酶鏈反應(yīng)(PCR),以CRKP 基因組DNA 為模板,擴(kuò)增菌株中碳青霉烯酶基因blaKPC、blaOXA-48、blaIMP、blaVIM、blaNDM。擴(kuò)增產(chǎn)物雙向測序后與GenBank 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對,確定CRKP菌株攜帶的碳青霉烯酶基因。
1.5 多位點(diǎn)序列分型根據(jù)巴斯德研究所多位點(diǎn)序列分型(MLST)網(wǎng)站,分別以CRKP 菌株基因組DNA 為模板,擴(kuò)增phoE、gapA、infB、mdh、pgi、rpoB、tonB七個管家基因后進(jìn)行MLST。
1.6 統(tǒng)計學(xué)方法應(yīng)用SPSS 19.0 軟件,計數(shù)資料以n 和%表示,采用χ2檢驗,P<0.05 表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 臨床特征兩組性別、年齡構(gòu)成比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。CRKP 組患者入住ICU 的比例高于對照組,侵入性操作中留置尿管、留置引流管、手術(shù)、氣管插管機(jī)械通氣、中心靜脈置管率高于對照組,使用抗生素類型中碳青霉烯類、β-內(nèi)酰胺和 β-內(nèi)酰胺酶抑制劑、糖肽類、替加環(huán)素使用率高于對照組,兩種及以上抗生素聯(lián)用率高于對照組,第三、四代頭孢菌素使用率高于對照組,伴隨心腦血管疾病、惡性腫瘤、感染性休克、腎臟疾病、燒傷患者的比例高于對照組,死亡率高于對照組,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。
表1 兩組患者臨床特征比較 [n(%)]
2.2 耐藥情況CRKP 組238 株菌株均為多重耐藥菌,對慶大霉素、頭孢西丁、美羅培南、頭孢他啶、頭孢哌酮/舒巴坦、亞胺培南、氨曲南的耐藥率均為100.00%,對阿米卡星、左氧氟沙星的耐藥率最低,但也達(dá)81.09%、83.61%,對哌拉西林/他唑巴坦、頭孢曲松的耐藥率為89.92%、98.32%;耐藥率均高于對照組,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。
表2 兩組菌株對抗生素的耐藥情況[n(%)]
2.3 碳青霉烯類基因檢測238 株CRKP 菌 株Hodge 試驗結(jié)果顯示:陽性質(zhì)控菌ATCC BAA 1705為227 株,占95.38%;陰性質(zhì)控菌株ATCC BAA 1796 為11 株,占4.62%。227 株陽性質(zhì)控菌ATCC BAA 1705 中162 株攜帶blaKPC-2基因,占71.37%;35 株攜帶blaNDM-1基因,占15.42%;11 株攜帶blaNDM-2基因,占4.85%;10 株攜帶blaOXA-48基因,占4.41%;9 株同時攜帶blaKPC-2基因與blaNDM-1基因,占3.96%;未檢出攜帶blaIMP、blaVIM基因的菌株。
2.4 多位點(diǎn)序列分型按碳青霉烯酶基因比例選擇79 株CRKP 菌株進(jìn)行MLST 分型,共檢測出13種ST 分型,其中ST11 分型最多,占62.03%,其次為ST15、ST1731、ST2230,分別占7.59%、6.33%、5.04%。分型占比情況見表3。
表3 79 株CRKP 菌株多位點(diǎn)序列分型構(gòu)成
本研究結(jié)果顯示,CRKP 組患者中入住ICU的比例高于對照組,接受侵入性操作中留置尿管、留置引流管、手術(shù)、氣管插管機(jī)械通氣、中心靜脈置管率高于對照組;接受兩種及以上抗生素聯(lián)用率高于對照組,碳青霉烯類、β-內(nèi)酰胺和 β-內(nèi)酰胺酶抑制劑、糖肽類、替加環(huán)素使用率高于對照組,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。在疾病構(gòu)成方面,CRKP 血流感染患者的心腦血管疾病、惡性腫瘤、感染性休克、腎臟疾病、燒傷比例高于對照組,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。說明這些因素是導(dǎo)致CRKP 檢出率升高的重要原因。CRKP 血流感染患者的死亡率(53.78%)高于CSKP 血流感染患者(10.50%),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),提示CRKP 血流感染會大大增加患者的死亡率。CRKP與CSKP 菌株的藥敏試驗結(jié)果顯示,CRKP 組238株菌株均為多重耐藥菌,對慶大霉素、頭孢西丁、美羅培南、頭孢他啶、頭孢哌酮/舒巴坦、亞胺培南、氨曲南的耐藥率均為100.00%,提示CRKP 多重耐藥情況十分嚴(yán)重。在11 種抗生素中,耐藥率最低的是阿米卡星和左氧氟沙星,但耐藥率也達(dá)81.09%、83.61%,對哌拉西林/他唑巴坦、頭孢曲松的耐藥率為89.92%、98.32%,較高的耐藥率會給治療造成極大的困難。提示該院在疑似CRKP 血流感染患者抗生素經(jīng)驗性用藥的選擇上應(yīng)規(guī)避耐藥率高的抗生素。
產(chǎn)碳青霉烯酶是一類由基因編碼合成的可分解碳青霉烯類抗生素,包括厄他培南、亞胺培南、美羅培南等的β 內(nèi)酰胺酶[6~8]。本研究結(jié)果顯示,238 株CRKP 菌株中227 例產(chǎn)碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌表型陽性,說明產(chǎn)碳青霉烯酶是該院CRKP 耐藥的重要原因。CRKP 攜帶的碳青霉烯酶基因具有地域差異,有研究顯示,在重慶、陜西、湖南分離的CRKP 多攜帶blaNDM基因[6~8]。本研究結(jié)果顯示,該院就診患者中CRKP 菌株攜帶的碳青霉烯酶基因比例最高為blaKPC-2基因,占71.37%;而blaNDM-1基因僅占15.42%;9 株同時攜帶blaKPC-2基因、blaNDM-1基因,占3.96%;未檢出攜帶blaIMP、blaVIM基因的菌株,與報道的重慶、陜西、湖南CRKP 攜帶碳青霉烯酶基因不同。分析原因可能是大多數(shù)blaKPC-2基因位于質(zhì)粒上,可在多種人類最常見的病原微生物中播散耐藥性,所以其能迅速傳播的特性可能是檢出率最高的重要原因之一。目前,已發(fā)現(xiàn)的KP 對碳青霉烯類抗菌藥物的耐藥機(jī)制有:①水解碳青霉烯類藥物、產(chǎn)碳青霉烯酶;在碳青霉烯酶基因中最主要的是NDM-1、KPC-2、OXA-48。有報道[9~11],在中國blaKPC-2ST11中流行主要與IncF 質(zhì)粒介導(dǎo)的水平轉(zhuǎn)移有關(guān)。②高親和位點(diǎn)青霉素結(jié)合親和力下降或蛋白數(shù)量不足。③高水平產(chǎn)頭孢菌素酶/超廣譜β-內(nèi)酰胺酶同時合并外膜孔蛋白表達(dá)量不足或缺失[12~14]。④形成生物被膜。本研究多位點(diǎn)序列分型顯示,ST11 分型最多,占62.03%,與國內(nèi)CRKP 的主流克隆型一致,提示目前本地CRKP 菌株在遺傳上相對保守[15]。除ST11 外,本研究還檢出了ST15、ST1731、ST2230 等12 種ST 分型,雖然構(gòu)成比例不高,但也可通過耐藥質(zhì)粒的傳播產(chǎn)生耐藥,因此,應(yīng)對ST 型散發(fā)分型給予關(guān)注。
綜上所述,CRKP 血流感染患者具有侵入性操作、伴隨心腦血管疾病、惡性腫瘤及聯(lián)合使用抗生素等特征。因CRKP 多重耐藥情況嚴(yán)重,且對臨床常用的抗生素高度耐藥,所以給治療造成極大的困難。CRKP 菌株主要為blaKPC-2基因型,ST11 是主要的流行克隆株,需要引起關(guān)注。