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儿童肠道定植耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌的流行病学与主动筛查研究进展

2020-03-19琪,

中国感染与化疗杂志 2020年2期
关键词:烯酶烯类青霉

徐 琪, 张 泓

肠杆菌科细菌是人体肠道内的主要定植菌,随着碳青霉烯类抗生素的广泛使用,耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌(CRE)的检出不断增多,已成为威胁公众健康的一大难题。据报道,肠杆菌科细菌可在社区或医院环境中通过空气、接触等方式进行传播、定植或感染。而CRE定植是临床CRE感染的独立危险因素[1],在ICU,定植的CRE增加了患者感染和死亡的风险[2]。儿童作为一个特殊群体,一旦出现CRE感染,将会带来严重的后果。本文就CRE在儿童患者中的流行现状、肠道定植及主动筛查方法展开综述。

1 CRE流行现状

CRE自2001年在美国首次发现,随后全球范围内呈现暴发流行趋势。美国CDC的一项研究指出,2001-2011年十年间,美国CRE在肠杆菌科中的检出率由1.2%上升至4.2%,其中肺炎克雷伯菌耐药率从1.6%上升至10.4%[3]。国内,2018年CHINET监测数据显示,肺炎克雷伯菌对亚胺培南和美罗培南的耐药率分别从2005年的3.0%和2.9%上升到了2018年的25%和26.3%,此外,肺炎克雷伯菌在革兰阴性杆菌中所占比例亦逐年呈稳步上升趋势,2018年高达20.7%[4]。在儿童患者中,2017年全国细菌耐药监测报告年度数据表明,儿童碳青霉烯类耐药的肺炎克雷伯菌和大肠埃希菌的比例均高于成人[5],应引起高度重 视。

据报道,肠杆菌科细菌对碳青霉烯类抗生素的耐药机制主要为产碳青霉烯酶、外膜孔蛋白缺失或突变、外排泵过度表达以及青霉素结合蛋白变异等,其中最主要的是产碳青霉烯酶。碳青霉烯酶按照Ambler分子分类方法可分为A、B、D三类,报道最多的为A类中KPC型,以KPC-2和KPC-3型为主[6],广泛流行于美国、希腊、意大利、以色列、中国等。近年来,KPC在儿童患者中的检出率也不断上升[7]。B类金属酶中NDM型最为常见,目前以印度、巴尔干半岛和中东地区多见。儿童是NDM-1的易感人群,儿科是NDM-1检出最多的科室之一[8]。国内研究指出不同于成人患者主要产KPC型碳青霉烯酶,儿童分离的CRE菌株主要产NDM-1型金属酶[9]。D类碳青霉烯酶以OXA-48最多见,广泛分布于北非、中东等地区,我国已有产OXA型碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌所致新生儿感染流行的报道[10]。

2 肠道定植情况

CRE在全球范围内广泛播散,在过去10~15年已逐渐成为医疗保健相关感染的重要病原[11]。有文献报道,患者入院时C R E 定植并不常见(3.9%),医疗机构是CRE传播的主要储存库[12]。在最近2周住院时间>48 h或长期居住于医疗护理机构的患者中分离出CRE,定义为医院获得性CRE[13]。CRE定植是指可以从人体分离出细菌但无临床感染症状,主要定植部位为人体的肠道,当各种因素导致菌群失调、免疫防御功能下降后,CRE大量繁殖或易于侵入机体,从而引发感染。在CRE定植菌株中,以耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌为主[13-14]。

在儿童患者中,CRE肠道定植的易感人群主要为新生儿及ICU患儿,与这些科室患儿基础疾病严重、侵袭性操作多、住院时间长、碳青霉烯类及其他抗菌药物长期应用有关[15],近期手术史和机械通气也是CRE定植重要的危险因素[16-17]。此外,胎龄越小、体重越低的早产儿定植的概率越大[18],出生体质量≤1 500 g的新生儿医院感染发病率最高[19]。CRE定植与所采用的喂养方式也有关,母乳喂养最为安全[20]。

对ICU住院患者CRE定植的危险因素分析时发现,是否存在多重耐药(MDR)菌是ICU患者CRE定植最重要的危险因素,分离出MDR菌的患者CRE定植风险是未分离患者的5倍左右[21]。在一项对医疗机构住院患者的长期研究中也发现,CRE携带者比非携带者MRSA和万古霉素耐药肠球菌(VRE)的菌株分离率更高[22]。

CRE定植是感染发生的前提条件,有研究发现,ICU的CRE定植患者肠杆菌科细菌感染的风险至少增加了2倍,CRE定植是发生感染的独立危险因素[1]。还有研究显示,近50% CRE定植患者在30 d内发生了CRE感染,与非定植患者相比,CRE感染率增加了10.8倍,CRE定植与随后发生CRE感染和死亡的高风险相关[2]。同时,CRE定植是迁移到其他部位导致感染的重要危险因素,入院时肠道定植患者与非定植患者其他部位感染率分别为16%和3%[23]。

CRE通过可移动遗传元件在菌株间实现耐药基因的广泛播散[24],CRE定植和感染患者共同作为院内CRE传染源,患者间的交叉传播及患者与医护人员直接接触是主要的传播途径[25],此外,还可通过物体表面接触等途径传播,使得CRE院内定植更为普遍,且影响预后。Ballo等[26]发现在急性髓细胞性白血病的患者中CRE定植较未定植者60 d、90 d、1年、2年生存率显著下降。CRE定植或感染加重患者疾病和经济负担,也使社会和医院治疗费用增加[27],并且随着MDR、XDR菌株的出现,临床必须引起足够重视,否则将面临无药可用的境地[28]。

3 CRE主动筛查方法

美国CDC和ECDC指南及WHO 2017年公布的《世界卫生组织耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌、耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌和耐碳青霉烯类铜绿假单胞菌预防和控制指南》均推荐对CRE进行主动筛查[29-31]。CRE主动筛查的方法较多,主要包括肉汤培养法、含碳青霉烯类药物的自建法、各种显色培养基培养以及PCR技术等。见表1。

3.1 肉汤培养法

美国CDC推荐对肠道定植CRE患者主动筛查的方法是将直肠或肛周拭子标本接种于含有10 μg美罗培南或厄他培南的5 mL胰蛋白酶大豆肉汤(TSB)中,随后在(35±2)℃环境下过夜培养。第二天取100 μL肉汤转种至麦康凯琼脂培养基上,再次于(35±2)℃环境下培养过夜。最后,挑取乳糖发酵的菌落进行菌种水平的鉴定[32]。该方法对材料、设备要求不高,对操作人员技术要求也较低,基层临床实验室均可开展,但操作过程繁琐、耗时长(约4 d),且仅适用于乳糖发酵的肠杆菌科细菌的筛查。

3.2 含碳青霉烯类药物的自建法

通过在麦康凯琼脂培养基上直接粘贴碳青霉烯类药敏纸片或配制添加有碳青霉烯类药物溶液形成具有一定药物浓度的麦康凯平皿进行CRE筛查。两种方法均具有简便、可靠、灵敏度和特异度较高等优点,但是Blackburn等[33]在麦康凯琼脂培养基上分别粘贴10 μg的亚胺培南、美罗培南以及厄他培南纸片对粪便标本进行对比筛查后发现当分离株浓度较低(10 cfu/mL)时筛查灵敏度降低[33],且目前对于抑菌圈直径大小尚无统一判定标准。

3.3 显色培养基培养

显色培养基是新一代培养基,培养基中的显色底物可与细菌代谢产生的酶发生反应,显示出不同的颜色,因此可通过观察菌落颜色实现对细菌的初步鉴定。目前常见的显色培养基包括CHROM agar KPC、SUPERCARBA medium、ChromID ESBL、Brilliance CRE Agar、Brilliance ESBL agar等。在一项对产KPC-2和VIM-1肺炎克雷伯菌的检测中发现,CHROM agar KPC显色培养基对CRE的阳性预测值(PPV)和阴性预测值(NPV)分别可达100%和98.8%[34]。另一项研究显示CHROM agar KPC显色培养基对产碳青霉烯酶菌株的灵敏度和特异度分别为88.5%和86.1%[35],但是对产OXA-48的CRE菌株灵敏度仅43%,因此不能保证对此类菌株筛查的准确性[36]。SUPERCARBA medium显色培养基对于所有产碳青霉烯酶的CRE分离株灵敏度高,达95.6%~96.5%[36]。Amar等[37]在产碳青霉烯酶肠杆菌科细菌分离株的筛查对比试验中发现,SUPERCARBA medium显色培养基与CHROM agar KPC显色培养基和含亚胺培南的麦康凯琼脂培养基相比具有更高的灵敏度,三者分别为83%、65%和69%。显色培养基是一种快速的CRE筛选方法,具有灵敏、便捷、成本较低等优点,但是严重依赖所筛查的分离菌株,且培养结果在许多流行地区不能进行进一步的分析[38]。

表1 常见CRE 主动筛查方法比较

3.4 PCR技术

PCR技术包括传统PCR、多重PCR及实时荧光定量PCR等均可用于CRE主动筛查,通过设计特异性引物对耐药基因进行扩增,从而迅速准确地检测出碳青霉烯酶型别。此外,实时荧光定量PCR技术尚可实现对耐药基因的定量检测,特异度更高,在对ICU患者的直肠拭子采用实时荧光定量PCR技术进行OXA-48酶的CRE筛查,整体灵敏度和特异度分别高达95.7%和100%[39]。PCR技术已被证实对CRE的快速检测具有较高的灵敏度和可靠性,但是限于设备和操作条件,较难在基层医院推广。

对于CRE筛查方法的选择,目前国际上尚无统一的标准,临床微生物实验室需要根据其所在地区的CRE流行病学、周转时间要求和现有资源确定其实验室的最佳方法[40]。

4 防控措施

4.1 接触预防与隔离

直接或间接接触患者或患者周围环境均可能造成CRE的传播,因此在照护受CRE侵袭或感染的患者时,应采取接触预防措施。包括患者的合适安置;使用个人防护设备;限制患者运送和转移;使用一次性或患者专用的医疗设备;优先清洁和消毒患者病房[31]。患者隔离是接触预防的重要组成部分,可以采取单间隔离或将定植、感染相同耐药病原体的患者集中收治,有效避免了CRE的交叉传播。

4.2 手卫生

手卫生是减少微生物传播、预防医疗保健相关感染最重要且经济有效的措施[41],是切断CRE传播途径的核心一环。研究结果显示,随着手卫生依从性的不断提高,MDR菌感染/定植率逐步下降,两者呈负相关[42]。因此必须要加强医疗卫生部门手卫生宣传、教育及培训工作,此外,医疗机构必须确保手卫生设施,必要时监测医护人员依从性并进行反馈。

4.3 其他

除了以上几种防控措施,针对新生儿医院感染的预防提倡采取母乳喂养,使用生物活性物质、肠道益生菌及乳铁蛋白等措施也可获益[43]。此外,要重点关注抗菌药物的合理使用,尤其是头孢菌素和碳青霉烯类抗生素。总之,医疗机构管理部门要从整体、全局出发,加强病原菌和耐药菌的检测,要认识CRE只是耐药菌中的一种,应整体应对才能使其得到控制。

5 结语与展望

CRE肠道定植在儿童患者中广泛存在,抗感染治疗形势严峻。临床应该积极采取预防控制措施,全方位把控CRE在医疗机构中的流行,控制感染的进一步播散。加强临床儿童肠道定植CRE的主动筛查,能早期发现定植患者,以利控制其的传播和流行。虽然目前国内许多医院已经开展了针对高危病区CRE的主动筛查,但是国际上对于筛查方法及筛查的主要人群、筛查标本尚无统一标准,且对于CRE定植或感染的患者,是否有安全有效的方法去除定植,如何把握抗生素的使用以进行精准有效地治疗,实现患者个体化,仍需我们进一步的探索。

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