查翔远，蔡文婕，宋有良

(铜陵市人民医院感染科，安徽 铜陵 244009)

血流感染(bloodstream infection，BSI)是细菌、真菌等病原微生物侵入血流生长繁殖并产生大量毒素和代谢产物引起的严重全身性感染综合征，可导致感染性休克、急性呼吸窘迫综合征、弥散性血管内凝血甚至多器官功能障碍综合征等一系列并发症，是感染性疾病最严重的表现形式之一。近年来，由肺炎克雷伯菌引起的血流感染越来越多，同时肺炎克雷伯菌的耐药性也不断增高，由多重耐药肺炎克雷伯菌所致血流感染有逐步增多的趋势，给临床治疗带来巨大挑战。

1 病原学

肺炎克雷伯菌(Klebsiellapneumoniae)是克雷伯菌属7个种中的一个种，可分为3个遗传谱系，革兰阴性兼性厌氧，广泛存在于自然环境及人的呼吸道和胃肠道中，常可导致肺炎、血流感染、泌尿系感染及腹腔内感染等，是临床常见的条件致病菌和医院感染重要的致病菌之一[1]。其毒力因子包括荚膜多糖、菌毛、外膜脂多糖、蛋白和铁载体等，其中荚膜多糖具有抗吞噬功能及抗血清补体的溶解作用，对其致病性至关重要。肺炎克雷伯菌感染的严重性也归因于其可在生物体及非生物体表面形成生物被膜。

2 肺炎克雷伯菌血流感染的易感因素

各种导致机体免疫防御功能下降的因素均可成为血流感染的诱因，如严重外伤、大面积烧伤、2型糖尿病、恶性肿瘤、肝硬化、慢性肾功能衰竭、慢性肺部疾病等是血流感染的重要易感因素，在老年人、婴幼儿等人群尤其易发生血流感染。以色列学者通过对464例住院患者分析显示[2]，肺炎克雷伯菌血流感染的独立危险因素包括侵袭性操作、糖尿病、实体肿瘤、气管切开、留置导尿管和前期使用抗铜绿假单胞菌抗生素。而意大利学者的多因素统计分析显示入住ICU、腹部手术、接受放化疗和身体其他部位存在感染是其危险因素[3]。来自中国学者的多中心研究发现，引起社区产ESBL肺炎克雷伯菌血流感染的危险因素包括慢性阻塞性肺疾病、自身免疫性疾病、心力衰竭以及感染前3个月使用过氟喹诺酮类或氨基糖苷类或碳青霉烯类抗生素，其中心衰是唯一的独立的危险因素[4]。

3 肺炎克雷伯菌血流感染的现状

近年来，肺炎克雷伯菌引起的血流感染报道不断增多[5]。2010—2012年中国CHINET血流感染研究数据[6-8]显示，克雷伯菌属检出率由2010年的6.0%，升至2011年的7.5%，2012年再进一步升至9.8%(91.1%为肺炎克雷伯菌)，并且居该年度最常见分离菌次序由2010年第4位上升至2012年第3位。卫生部全国细菌耐药监测网(Mohnarin)显示2011—2012年度我国主要城市18家三级甲等医院血培养分离菌中肺炎克雷伯菌检出率达11.3%，居第4位[9]。上述中国CHINET及Mohnarin研究数据提示近年我国肺炎克雷伯菌血流感染发生率正逐年上升。

在希腊，肺炎克雷伯菌居血流感染检出菌第2位，仅次于大肠埃希菌[10]；而对撒哈拉以南非洲儿童血流感染长达6年的调查研究[11]则显示血培养中肺炎克雷伯菌检出率达17%，居所有致病菌之首。在爱尔兰，每年有超过300多例由肺炎克雷伯菌引起的血流感染，且耐药率随着抗菌药物的使用量增加而逐步升高[12]。在这项研究中，20%的肺炎克雷伯菌血流感染患者在90 d内死亡，其中61%的死亡患者死于感染发生的10 d内。血流感染中，耐药肺炎克雷伯菌株经常伴随着较高的病死率。一项美国医院的研究显示，碳青霉烯耐药的肺炎克雷伯菌菌株引起的血流感染相对于敏感菌株具有较高的病死率(归因死亡率38%比12%)[13]。粒细胞减少患者感染产碳青霉烯酶的肺炎克雷伯菌，其病死率甚至可以达到50%，其中持续性中性粒细胞减少及严重休克是其重要的独立危险因素[14]。

4 毒力

肺炎克雷伯菌按毒力高低可分为高毒力肺炎克雷伯菌(hypervirulentKlebsiellapneumoniae,hvKP)和经典肺炎克雷伯菌(classicKlebsiellapneumoniae,cKP)，两者生物学特征及致病力有所不同。与cKP引起的感染不同，hvKP株不仅可引起免疫力低下患者的院内感染，也可以导致免疫力正常者社区获得性的严重感染，包括肝脓肿、脑膜炎、血流感染，甚至骨髓炎等多种侵袭性感染[15-16]，具有较高的致死率。然而目前尚无hvKP是否可在健康人群中定植的研究报道。

Liu等[17]于2014年报道了我国高毒力肺炎克雷伯菌血流感染状况，显示血流感染的hvKP主要以K1型为主，其余还包括K2，K5，K20，K54和K57等血清型；编码这些毒力因子的基因位于质粒上，可将毒力基因，如rmpA和rmpA2，迅速传播扩散[18]。hvKP具有更强的抗吞噬细胞吞噬作用[19]，并呈现更强的毒力。Cortes等[20]将一株hvKP注射入小鼠气管，导致致死性肺炎并从血液中分离出高毒力菌株，病理组织检查在多部位发现多形核白细胞浸润；而相同基因型的cKP却并未引起肺炎或菌血症，病理组织检查也未见白细胞浸润。

流行病学研究显示，一些产KPC菌株的ST258/ST11克隆复合体(CC258)已经获得了耶尔森菌毒素，实验模型显示，CC258上的耶尔森菌毒素可增强细菌侵袭呼吸道并引起肺炎[21]。这些存在于CC258上的耶尔森菌毒素同时也存在与产ESBL的ST14和ST15型菌株上，可使菌株更容易获得铁载体，从而引起非医院获得性感染的发生[22]。国外已经出现了高毒力的CR-KP引起血流感染的报道[23]，其携带rmpA2基因而缺少magA基因，故不属于常见的K1型。该菌株具有较高的侵袭性和致死率，同时质粒上携带有多种耐药基因，包括对β-内酰胺类、氨基糖苷类、喹诺酮类及磷霉素类等多种临床常用抗生素的耐药基因。肺炎克雷伯菌的毒力因素，尤其是与铁离子摄取和新陈代谢相关的，使得其可感染获得性免疫缺陷病患者及免疫力正常者而不表现出任何症状，导致肺炎克雷伯菌有能力在人体内加速传递耐药基因而并不引起注意，最终造成耐药菌株的传播扩散，这已成为亟待解决的重要的公共卫生问题[24]。

5 肺炎克雷伯菌的耐药性

肺炎克雷伯菌主要通过以下几种酶产生耐药机制：

5.1超广谱β内酰胺酶(extendedspectrumβ-lactamases,ESBL) ESBL是一组能水解除碳青霉烯类及头孢霉素类之外所有β内酰胺类抗生素的酶，它们可被β内酰胺酶抑制剂所抑制，如克拉维酸和他唑巴坦等。国外有研究显示[25]，长期使用头孢类抗生素、住院治疗时间较长、前期使用激素类药物、胃肠外营养以及入住ICU，造成血流感染的肺炎克雷伯菌以产ESBL的菌株为主。ESBL耐药基因多位于质粒上，可通过质粒的传播而导致耐药菌株的扩散，使得菌株表现出多重耐药的表型，并对多种临床常用的头孢菌素类抗生素耐药。中国研究发现由肺炎克雷伯菌引起的社区获得性血流感染中，产ESBL菌株占12.1%，且主要以CTC-M-14型为主[4]，与德国学者报道以CTX-M-15和SHV-5为主略有不同[26]。

5.2碳青霉烯酶为一类具有水解碳青霉烯药物活性的β-内酰胺酶，根据Ambler分子分类法可将其分为A、B和D三类，其中在肺炎克雷伯菌引起的血流感染中具有代表性的为A类中的KPC和B类中的NDM。

KPC是目前肺炎克雷伯菌中分离率最高的碳青霉烯酶，具有较高的水解活性。KPC最初于1996年发现于肺炎克雷伯菌中，此后世界各地均有发现并呈暴发流行趋势[27-28]。意大利北部一家大型教学医院8年回顾性研究显示[29]，2007年1月至2014年12月期间，该院共诊断肺炎克雷伯菌血流感染511例，其中68.3%由产KPC的肺炎克雷伯菌感染所致。Girometti等[30]报道在217例肺炎克雷伯菌血流感染中，产KPC酶株占42%，产ESBL株占23%，产金属B内酰胺酶株占0.5%。产KPC的肺炎克雷伯菌主要以ST258型为主，主要以质粒进行耐药基因的扩散，这些质粒归属于IncF，IncI2，IncX，IncA/C和IncR等，同时这些质粒经常包含编码不同抗生素的耐药基因[31]。

NDM又名新德里β-内酰胺酶，2008年首次分离于1名在印度接受过手术的瑞典人身上，是目前临床上最重要的金属酶之一[32]。与其他金属酶相比，NDM具有较广的β-内酰胺酶水解活性且结合更加紧密，但其不能水解氨曲南[33]。与产KPC酶的肠杆菌科细菌相比，虽没出现过大范围的暴发流行，但在局部已出现流行趋势；同时作为南亚次大陆的优势基因型，可通过各种方式向世界各地播散[34-35]。研究显示产NDM- 1的肺炎克雷伯菌主要属于ST11型，耐药基因位于40 kb的基因片段上，可通过质粒在同种菌或不同菌种之间传播[36]。

6 肺炎克雷伯菌感染后的抗生素选择

随着临床抗生素的不合理使用，细菌越来越多的表现多重耐药。有研究显示，由肺炎克雷伯菌引起的血流感染有超过2/3表现出多重耐药[30]。多重耐药菌株不仅增加了患者的发病率和病死率，也提高了其住院时间和住院费用，造成了严重的社会负担[37]。以色列学者对2株导致血流感染的产ESBL肺炎克雷伯菌测序发现[38]，其不仅含有ESBL基因(blaCTX-M)，同时携带氟喹诺酮类耐药基因、磷霉素基因、重金属耐药基因(铜，钴，铬，砷，镉等)及外排泵基因(mdtA-BCD)。这些基因多数位于可移动基因元件上，使得耐药基因更易扩散，引起暴发流行。

碳青霉烯类抗生素是治疗产ESBL肺炎克雷伯菌的首选药物。而近年来，产碳青霉烯酶的肺炎克雷伯菌(CP-KP)和碳青霉烯耐药的肺炎克雷伯菌(CR-KP)引起的血流感染不断增多，使肺炎克雷伯菌血流感染面临可用药物越来越少的窘境[38]。回顾性研究发现[39-40]，联合用药在治疗由CR-KP引起的血流感染中相对于单用抗生素，可提高患者的生存率。由CR-KP引起的血流感染患者接受β-内酰胺类抗生素联合用药治疗的病死率(26%)低于非联合用药(39%)。研究发现[40]，尽管美罗培南表现为体外耐药，但仍可以高剂量形式联合其他药物治疗产KPC酶的肺炎克雷伯菌，不过这种效果仅限于美罗培南的MIC≤8。同时多位学者证实[41-42]，当美罗培南的MIC>8，其联合用药对降低患者的病死率没有任何益处。而当美罗培南的MIC≤4时，其治疗成功率为87%；高于美罗培南MIC≥8时，治疗成功率降至67%，并且随着MIC的增高，治疗成功率快速下降。

7 肺炎克雷伯菌血流感染的预后因素

根据药物敏感试验选择抗菌药物是治疗血流感染的不二法则。然而，对于多重耐药肺炎克雷伯菌尤其是产KPC酶菌株所致血流感染，由于不及时或不合适的抗菌治疗，以及缺乏有效的抗菌药物，常常导病死率不断上升。一项关于医院获得性血流感染的研究认为，在产ESBL肺炎克雷伯菌血流感染病例中，产ESBL株所致血流感染的60 d病死率较非产ESBL株显著增高，而且最近应用哌拉西林/他唑巴坦是导致病死率增高的危险因素43]。而美国一项针对产ESBL株肺炎克雷伯菌(占83%)及大肠埃希菌(占16.5%)血流感染的回顾性研究则显示[44]，37%的患者在住院期间死亡。双变量分析提示与病死率增高有关的因素为：入院时合并严重基础性疾病、单用庆大霉素治疗、存在以下一项或多项情况如应用呼吸机、入住ICU及留置中心静脉导管。多变量分析则提示入住ICU、留置中心静脉导管、入院时存在可迅速致死性疾病及入院前曾住院治疗与住院期间病死率相关。该研究还将经验性应用头孢吡肟和碳青霉烯类抗生素纳入分析，结果显示应用碳青霉烯类抗生素与病死率下降有关，而应用头孢吡肟与病死率增高有关。

产KPC酶肺炎克雷伯菌感染与患者高病死率有关。意大利一项长达4年的多中心回顾性调查研究显示，661例成人产KPC酶肺炎克雷伯菌感染病例中(其中447例血流感染，214例非血流感染)，34.1%的罹患者于2周内死亡。logistic回归分析表明发生血流感染、感染性休克、不合理的经验性抗感染治疗、合并慢性肾功能衰竭、高APACHEⅡ评分及多粘菌素耐药株感染是2周内死亡的独立危险因素。而联合2种以上体外敏感的抗菌药物与低病死率相关，尤其对于发生血流感染等严重病例[45]。Alicino报道产KPC的肺炎克雷伯菌引起的血流感染30 d病死率达36.1%，而碳青霉烯类敏感的肺炎克雷伯菌血流感染30 d病死率为23.5%[29]。Tumbarello等[46]研究显示产KPC酶肺炎克雷伯菌血流感染的30 d病死率为41.6%，而接受联合抗菌治疗的患者的病死率(34.1%)显著低于仅接受单药抗菌治疗的患者(54.3%)。logistic回归分析显示，30 d病死率与发生感染性休克、不足的初始抗菌治疗及高APACHEIII评分独立相关。且后续抗菌治疗方案中联合应用替加环素、多粘菌素和美罗培南与低病死率有关。因此研究者建议对于产KPC酶肺炎克雷伯菌血流感染，建议联合应用2种及以上体外试验有抗菌活性的药物以提高存活率，尤其含碳青霉烯类抗生素方案。Ben-David[13]报道产KPC的肺炎克雷伯菌相关血流感染病死率达48%，而碳青霉烯类敏感株及产ESBL株所致血流感染病死率分别为17%和22%。Zarkotou等[47]报道产KPC酶肺炎克雷伯菌血流感染的总体病死率更是高达52.8%，而年龄、感染时APACHEII评分及不恰当的经验性抗菌治疗是死亡的独立预测因子。

8 总结与展望

近年来，肺炎克雷伯菌血流感染的发生率呈逐步升高的趋势，产β内酰胺酶菌株尤其是产碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌所致血流感染由于治疗方法有限，病死率高，同时高毒力肺炎克雷伯菌引起的血流感染也不断增多，已成为临床抗感染治疗所面临的严重挑战，应引起高度重视。今后在研发有效抗菌药物的同时，加强抗菌药物管理，避免滥用，可望有效减少多重耐药肺炎克雷伯菌大范围播散。