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高黏液性肺炎克雷伯菌毒力基因检出情况的荟萃分析

2022-08-31杨胜真武康宁蔡成森于健健邢介锋王珺

实用心脑肺血管病杂志 2022年9期
关键词:毒力黏液表型

杨胜真,武康宁,蔡成森,于健健,邢介锋,王珺

我国台湾学者首次报道了一种具有高黏液表型且易导致转移性、侵袭性感染的肺炎克雷伯菌,其典型的临床表现是导致化脓性肝脓肿、脑膜炎、眼内炎等重症感染[1]。因其在琼脂平板上生长时具有明显的高黏液黏膜表型,有研究者将其定义为高黏液性肺炎克雷伯菌(hypermucoviscous Klebsiella pneumoniae,HMKP)[2]。随着对细菌导致这种重症感染的毒力基因的深入研究,关于HMKP毒力基因测定的报道越来越多,但缺乏系统性的分析。本研究旨在荟萃分析HMKP毒力基因检出情况,以期说明HMKP的毒力特点,引起医生的重视,为临床防控提供参考。

1 资料与方法

1.1 文献纳入与排除标准 文献纳入标准:(1)有关HMKP与非HMKP毒力基因检出情况的原始研究;(2)发表在核心期刊上;(3)至少检测2个及以上毒力基因;(4)观察指标:HMKP毒力基因检出率。文献排除标准:(1)无法获取全文的文献;(2)重复发表的文献;(3)会议记录、Meta分析、综述;(4)研究对象不符、数据无法应用的文献。

1.2 文献检索策略 在万方数据知识服务平台、中国知网、PubMed上进行系统检索,检索时限为建库至2022年2月。中文检索词为:高黏液性肺炎克雷伯菌、毒力基因;英文检索词为:hypermucoviscous Klebsiella pneumoniae、virulence gene。

1.3 文献筛选及内容提取 根据文献纳入与排除标准,由两名研究员通过阅读文献的题目及摘要进行初步筛选,之后通过阅读全文进行复筛,最终选出符合纳入标准的文献。提取的内容包括:第一作者、发表时间、菌株数、研究时间、毒力基因及其数量、地域分布。

1.4 文献质量评价 由两名研究者按照纽卡斯尔-渥太华量表(Newcastle-Ottawa Scale,NOS)[3]独立评价纳入文献的质量,NOS包括研究对象的选择(4个条目:病例确定是否恰当、病例的代表性、对照的选择、对照的确定)(4分)、组间可比性(2个条目:控制主要混杂因素、控制次要混杂因素)(2分)、结果测量或暴露因素测量(3个条目:暴露因素的确定、相同方法确定两组暴露因素、应答率)(3分),总分9分,评分≤6分为低质量研究,评为B级;评分>6分为高质量研究,评为A级。文献质量评价过程中,如意见不一致,则由两名研究者协商或第三名研究者仲裁。

1.5 质量控制方法 为保证录入数据的有效性和准确性,由两位研究员进行文献筛选和数据录入。

1.6 统计学方法 采用RevMan 5.4软件进行Meta分析。分类变量以RR及其95%CI表示。采用固定效应模型进行Meta分析,如文献间有统计学异质性(P<0.10、I2≥50%),则采用随机效应模型进行Meta分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 文献筛选结果 初步检出相关文献92篇,其中万方数据知识服务平台9篇、中国知网17篇、PubMed 66篇;剔除重复文献7篇,阅读题目和摘要及全文剔除文献75篇,最终共纳入文献10篇[4-13],其中中文文献7篇[5-8,10-12]、英文文献3篇[4,9,13];共涉及HMKP 432株(其中浙江省184株、广东省78株、江西省54株、四川省47株、拉瓦尔品第和伊斯兰堡43株、河南省26株)(HMKP组)、非HMKP 998株(非HMKP组)。文献筛选流程见图1,纳入文献的基本特征见表1。

表1 纳入文献的基本特征Table 1 Basic features of the involved literature

图1 文献筛选流程图Figure 1 Literature screening flow chart

2.2 纳入文献的质量评价 10篇文献[4-13]中,6篇[4,6,9-12]的质量评为A级,4篇[5,7-8,13]的质量评为B级,见表2。

表2 纳入文献的质量评价结果Table 2 Quality assessment of the involved literature

2.3 Meta分析结果

2.3.1 rmpA基因 10篇文献[4-13]报道了rmpA基因检出率,各文献间有统计学异质性(P<0.000 01,I²=87%),采用随机效应模型进行Meta分析,结果显示,HMKP组rmpA基因检出率高于非HMKP组,差异有统计学意义〔RR=6.91,95%CI(4.18,11.43),P<0.000 01〕,见图2。

图2 HMKP组与非HMKP组rmpA基因检出率比较的森林图Figure 2 Forest plot for comparison of detection rate of rmpA gene between HMKP group and non-HMKP group

2.3.2 mrkD基因 6篇文献[4-5,7-8,10,13]报道了HMKP组与非HMKP组mrkD基因检出率,各文献间有统计学异质性(P<0.000 01,I²=97%),采用随机效应模型进行Meta分析,结果显示,HMKP组与非HMKP组mrkD基因检出率比较,差异无统计学意义〔RR=1.37,95%CI(0.99,1.91),P=0.06〕,见图3。

图3 HMKP组与非HMKP组mrkD基因检出率比较的森林图Figure 3 Forest plot for comparison of detection rate of mrkD gene between HMKP group and non-HMKP group

2.3.3 aerobactin基因 6篇文献[4,6-8,10,12]报道了HMKP组与非HMKP组aerobactin基因检出率,各文献间有统计学异质性(P<0.000 01,I²=91%),采用随机效应模型进行Meta分析,结果显示,HMKP组aerobactin基因检出率高于非HMKP组,差异有统计学意义〔RR=4.87,95%CI(2.12,11.15),P=0.000 2〕,见图4。

图4 HMKP组与非HMKP组aerobactin基因检出率比较的森林图Figure 4 Forest plot for comparison of detection rate of aerobactin gene between HMKP group and non-HMKP group

2.3.4 rmpA2基因 5篇文献[6-8,10-11]报道了HMKP组与非HMKP组rmpA2基因检出率,各文献间有统计学异质性(P=0.03,I²=63%),采用随机效应模型进行Meta分析,结果显示,HMKP组rmpA2基因检出率高于非HMKP组,差异有统计学意义〔RR=5.99,95%CI(3.55,10.11),P<0.000 01〕,见图5。

图5 HMKP组与非HMKP组rmpA2基因检出率比较的森林图Figure 5 Forest plot comparing the detection rate of rmpA2 gene in HMKP group and non-HMKP group

2.3.5 magA基因 6篇文献[4,6-9,11]报道了HMKP组与非HMKP组magA基因检出率,各文献间有统计学异质性(P<0.000 1,I²=83%),采用随机效应模型进行Meta分析,结果显示,HMKP组magA基因检出率高于非HMKP组,差异有统计学意义〔RR=4.24,95%CI(1.30,13.87),P=0.02〕,见图6。

图6 HMKP组与非HMKP组magA基因检出率比较的森林图Figure 6 Forest plot comparing the detection rate of magA gene between HMKP group and non-HMKP group

2.3.6 wcaG基因 6篇文献[4,6-8,10-11]报道了HMKP组与非HMKP组wcaG基因检出率,各文献间有统计学异质性(P<0.000 01,I²=86%),采用随机效应模型进行Meta分析,结果显示,HMKP组与非HMKP组wcaG基因检出率比较,差异无统计学意义〔RR=1.97,95%CI(0.82,4.74),P=0.13〕,见图7。

图7 HMKP组与非HMKP组wcaG基因检出率比较的森林图Figure 7 Forest plot comparing the detection rate of wcaG gene between HMKP group and non-HMKP group

2.3.7 iroN基因 4篇文献[4-5,7-8]报道了HMKP组与非HMKP组iroN基因检出率,各文献间无统计学异质性(P=0.25,I²=27%),采用固定效应模型进行Meta分析,结果显示,HMKP组iroN基因检出率高于非HMKP组,差异有统计学意义〔RR=6.41,95%CI(4.60,8.92),P<0.000 01〕,见图8。

图8 HMKP组与非HMKP组iroN基因检出率比较的森林图Figure 8 Forest plot comparing the detection rate of iroN gene between HMKP group and non-HMKP group

2.3.8 fimH基因 5篇文献[4,8,10-11,13]报道了HMKP组与非HMKP组fimH基因检出率,各文献间有统计学异质性(P<0.000 01,I²=91%),采用随机效应模型进行Meta分析,结果显示,HMKP组与非HMKP组fimH基因检出率比较,差异无统计学意义〔RR=1.16,95%CI(0.95,1.43),P=0.15〕,见图9。

图9 HMKP组与非HMKP组fimH基因检出率比较的森林图Figure 9 Forest plot comparing the detection rate of fimH gene between HMKP group and non-HMKP group

2.3.9 alls基因 4篇文献[4-6,11]报道了HMKP组与非HMKP组alls基因检出率,各文献间有统计学异质性(P=0.000 3,I²=84%),采用随机效应模型进行Meta分析,结果显示,HMKP组与非HMKP组alls基因检出率比较,差异无统计学意义〔RR=1.23,95%CI(0.57,2.65),P=0.60〕,见图10。

图10 HMKP组与非HMKP组alls基因检出率比较的森林图Figure 10 Forest plot comparing the detection rate of alls gene between HMKP group and non-HMKP group

2.3.10 kfu基因 5篇文献[4-6,11,13]报道了HMKP组与非HMKP组kfu基因检出率,各文献间有统计学异质性(P<0.000 01,I²=86%),采用随机效应模型进行Meta分析,结果显示,HMKP组与非HMKP组kfu基因检出率比较,差异无统计学意义〔RR=2.28,95%CI(0.95,5.45),P=0.06〕,见图11。

图11 HMKP组与非HMKP组kfu基因检出率的森林图Figure 11 Forest plot comparing the detection rate of kfu gene between HMKP group and non-HMKP group

2.3.11 entB基因 4篇文献[4,6,10-11]报道了HMKP组与非HMKP组entB基因检出率,各文献间有统计学异质性(P=0.003,I²=79%),采用随机效应模型进行Meta分析,结果显示,HMKP组与非HMKP组entB基因检出率比较,差异无统计学意义〔RR=1.08,95%CI(0.95,1.24),P=0.25〕,见图12。

图12 HMKP组与非HMKP组entB基因检出率比较的森林图Figure 12 Forest plot comparing the detection rate of entB gene between HMKP group and non-HMKP group

2.3.12 ybts基因 5篇文献[4-6,10-11]报道了HMKP组与非HMKP组entB基因检出率,各文献间有统计学异质性(P<0.000 01,I²=96%),采用随机效应模型进行Meta分析,结果显示,HMKP组与非HMKP组ybts基因检出率比较,差异无统计学意义〔RR=1.63,95%CI(0.92,2.90),P=0.09〕,见图13。

图13 HMKP组与非HMKP组ybts基因检出率比较的森林图Figure 13 Forest plot comparing the detection rate of ybts gene between HMKP group and non-HMKP group

2.3.13 iucA基因 4篇文献[5,10-11,13]报道了HMKP组与非HMKP组iucA基因检出率,各文献间无统计学异质性(P=0.82,I²=0),采用固定效应模型进行Meta分析,结果显示,HMKP组iucA基因检出率高于非HMKP组,差异有统计学意义〔RR=3.61,95%CI(2.92,4.47),P<0.000 01〕,见图14。

图14 HMKP组与非HMKP组iucA基因检出率比较的森林图Figure 14 Forest plot comparing the detection rate of iucA gene between HMKP group and non-HMKP group

3 讨论

目前,HMKP的感染病例早已从最初的亚洲地区蔓延至全球范围。最初发现,与经典肺炎克雷伯菌(classic Klebsiella pneumoniae,cKP)不同,HMKP可以从感染的原始部位扩散到其他器官,一旦发生侵袭性播散,患者常会出现严重的、不可逆的难治性后遗症,如失明和中枢神经系统损伤[14]。有研究者将具有强烈致病性和高毒力性的HMKP命名为高毒力肺炎克雷伯菌(hypervirulent Klebsiella pneumoniae,HvKP)[2]。随着研究的深入,研究者确定了某些使细菌产生高毒力的基因,指出rmpA、iucA、rmpA2基因是鉴定HvKP的生物标志物[15],aerobactin基因是HvKP有价值的预测因子[16]。本研究旨在分析HMKP毒力基因检出情况。

HMKP毒力强,易引起全身脓毒性反应,这与其携带的毒力基因密不可分。研究表明,rmpA、rmpA2、magA基因是菌株黏膜黏滞相关的基因[17-18],mrkD基因可通过Ⅲ型菌毛促进生物膜的形成[19-20],iucA、iroN、ybtS、entB基因是菌株铁载体相关基因[21]。alls基因可使菌株在需氧和厌氧条件下以尿囊作为碳源、氮源及能量源[22-23]。铁摄取系统和菌株的生长代谢密切相关,在铁载体系统中,ybtS基因编码耶尔森菌素,entB基因编码肠菌素[23-24],其中气杆菌素aerobactin基因被认为是铁载体中最重要的毒力因子,其与rmpA基因具有协同作用,而wcaG基因可编码荚膜岩藻糖的合成[23]。铁对细菌的生长至关重要,其能促使HMKP引起肝脓肿、形成生物膜,且铁载体基因表达与毒力增加相关[25],而生物膜的形成可增强菌株的毒力和耐药性,增强细菌在体外和体内的抗吞噬活性[26]。本研究结果显示,HMKP组rmpA、aerobactin、rmpA2、magA、iroN、iucA基因检出率高于非HMKP组,说明HMKP可能较非HMKP的毒力大,提示高黏性与高毒性可能高度相关。与非HMKP相比,HMKP对患者的危害更大,这主要是由于其携带更多的毒力基因,这些基因使其能够产生更多的毒素以及拥有更强的耐药性。本研究结果还显示,HMKP组与非HMKP组mrkD、wcaG、fimH、alls、kfu、entB、ybts基因检出率比较差异无统计学意义,提示某些非HMKP可能也具有高毒性,不能单靠高黏液表型来确定是否为HvKP。本研究中,有不携带毒力基因的HMKP,也有携带毒力基因的非HMKP,同时有报道发现了非高黏液表型的HvKP和具有高黏液表型的非HvKP[27],所以将具有高黏液表型的HMKP定义为HvKP的做法是不够客观的。有学者认为,高黏液和高毒力是两种不同的表型,不能单靠高黏液表型来判断细菌是否为HvKP,但也不能否认高黏液表型的意义,临床上分离出的具有高黏液表型的菌株可能是高毒性的,在发现高黏液表型的菌株时要给予高度重视[28]。随着相关报道的增多和研究的深入,相信高黏液表型和高毒性的关系在未来会得到进一步揭示。

综上所述,与非HMKP相比,HMKP毒力基因检出率更高,这些毒力基因使HMKP的致病力更强、毒性更高,在临床上对患者的危害更大。提示临床发现HMKP时要给予高度关注,并采取及时适当的治疗措施。但本文尚存在一定局限性:首先,仅检索了主要数据库,样本量较小,可能会对研究结果造成一定影响。其次,由于该荟萃分析中包含的研究数量有限,未分析发表偏倚。因为对于有限数量的研究,漏斗图和分析发表偏倚的统计学方法是不可靠的[29-30]。因而本研究结果可能存在一定误差,需要更多高质量的文献加以验证。

作者贡献:杨胜真、王珺进行文章的构思与设计、文章的可行性分析;杨胜真、武康宁、邢介锋进行文献/资料收集、整理;杨胜真撰写论文;杨胜真、蔡成森、于健健进行论文的修订;王珺负责文章的质量控制及审校,对文章整体负责、监督管理。

本文无利益冲突。

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