VITEK-2 Compact細菌自動化鑒定與藥敏儀器檢測碳青霉烯類耐藥腸桿菌科細菌的性能評價

何清雯， 李　彬， 曹穎平， 陳瑋媛， 黃麗雅， 林齊立

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VITEK-2 Compact細菌自動化鑒定與藥敏儀器檢測碳青霉烯類耐藥腸桿菌科細菌的性能評價

何清雯1， 李彬1， 曹穎平1， 陳瑋媛2， 黃麗雅2， 林齊立2

目的評價VITEK-2 Compact細菌自動化鑒定與藥敏儀器對碳青霉烯類耐藥腸桿菌科細菌(CRE)的鑒定能力。方法同時采用PCR法和VITEK-2 Compact系統檢測本實驗室保存的93株CRE。以PCR結果為標準，評價VITEK-2 Compact儀器對CRE菌株的鑒定能力。結果VITEK-2 Compact細菌自動化儀器檢測CRE的靈敏度為76.4%、特異性為34.2%、陽性預測值為62.7%、陰性預測值為50.0%。結論VITEK-2 Compact細菌自動化儀器檢測CRE的靈敏度有待提高，需結合其他方法給予補充，以提高該儀器的鑒定率與準確率。

微生物敏感性試驗； 藥物耐受性； 細菌； 腸桿菌科； 青霉屬； 抗菌藥； 專家系統

由于抗生素的不合理應用，導致微生物的耐藥性不斷增加。其中耐碳青霉烯類腸桿菌科細菌(carbapenem-resistantEnerobacteriaceae，CRE)，尤其是肺炎克雷伯菌逐年上升，給臨床治療和控制帶來極大困難[1-2]。因此，臨床對腸桿菌科細菌的鑒定需求不斷增加。微生物自動化鑒定與藥敏儀器可以便捷、省時、快速地提供準確的鑒定藥敏信息，符合臨床檢驗的需求。本研究以筆者醫院收集并保存的CRE為研究對象，評價VITEK-2 Compact細菌自動化鑒定與藥敏儀器檢測CRE菌株的性能，以探討該系統在臨床實際應用中的價值。

1　材料與方法

1.1菌株本研究所用菌株來自筆者醫院2011年8月-2012年8月臨床分離并保存的CRE細菌。

1.2儀器細菌自動化鑒定與藥敏儀器(VITEK-2 Compact，法國梅里埃公司)。

1.3方法

1.3.1細菌鑒定與藥敏試驗使用VITEK-2 GN鑒定卡及AST-GN16藥敏卡進行細菌鑒定與藥敏，并對儀器高級專家系統(advanced expert system，AES)提供的產碳青霉烯酶信息進行統計分析。

1.3.2耐藥基因的PCR檢測煮沸法制備細菌DNA模板，參照文獻[3]進行PCR擴增常見碳青霉烯酶耐藥基因，如IMP型金屬β-內酰胺酶(IMP-type metallo-β-lactamase, IMP)、VIM型金屬β-內酰胺酶(VIM-type metallo-β-lactamase, VIM)、新德里金屬β-內酰胺酶1(new delhi metallo-β-lactamase 1, NDM-1)及KPC型碳青霉烯酶 (Klebsiellapneumoniaecarbapenemase, KPC)，測序陽性產物以確定基因型。

1.3.3VITEK-2 Compact 細菌自動化鑒定與藥敏儀器性能指標統計以PCR擴增后結果為標準，使用VITEK-2 Compact進行該基因型碳青霉烯酶菌株數的判定及提示產酶情況；將AES提示的陽性碳青霉烯酶結果與測序結果利用2×2列聯表進行比較，計算AES檢測碳青霉烯酶的靈敏度、特異性、陽性預測值及陰性預測值。

2　結　果

2.1CRE細菌分布及構成比93株細菌中，大腸埃希菌21株(22.6%)；肺炎克雷伯菌41株(44.0%)；陰溝腸桿菌25株(26.9%)；產氣腸桿菌1株(1.1%)；產酸克雷伯菌4株(4.3%)；粘質沙雷菌1株(1.1%)。

2.2VITEK-2 Compact AES檢測碳青霉烯酶結果93株細菌中，AES提示產碳青霉烯酶陽性共67株(符合率72.0%)，包括大腸埃希菌(15株，符合率71.4%)、肺炎克雷伯菌(39株，符合率95.1%)、陰溝腸桿菌(7株，符合率28.0%)、產氣腸桿菌(1株，符合率100.0%)、產酸克雷伯菌(4株，符合率100.0%)及粘質沙雷菌(1株，符合率100.0%)。

2.3對常見碳青霉烯酶基因進行PCR擴增及測序結果檢測出的碳青霉烯酶基因有4種：IMP-4、IMP-8、NDM-1、KPC-2。PCR擴增后測序證實產IMP-4型基因菌株共27株，產IMP-8型基因菌株共16株，產NDM-1型基因菌株共5株，產KPC-2型基因菌株共9株(其中49號肺炎克雷伯菌同時有IMP-4及NDM-1基因，88號產酸克雷伯菌屬同時有KPC-2及IMP-8基因)，其余38株為碳青霉烯酶陰性菌株(表1)。

表1　4種碳青霉烯酶基因型病原菌構成比

IMP-4:IMP型金屬β-內酰胺酶4；IMP-8:IMP型金屬β-內酰胺酶8；NDM-1：新德里金屬β-內酰胺酶1；KPC-2：KPC型碳青霉烯酶.49號肺炎克雷伯菌同時有IMP-4及NDM-1基因；88號產酸克雷伯菌屬同時有KPC-2及IMP-8基因.

2.4VITEK-2 Compact 細菌自動化鑒定與藥敏儀器陽性結果對碳青霉烯酶基因進行PCR擴增后并測序，以測序的結果為金標準，VITEK-2 Compact細菌自動化儀器檢測腸CRE的靈敏度為76.4%、特異性為34.2%、陽性預測值為62.7%、陰性預測值為50.0%，符合率為59.1%(表2)。

2.5VITEK-2 Compact對不同碳青霉烯酶基因型菌株的判定及提示產酶情況對常見的碳青霉烯酶基因型進行PCR擴增并測序證實攜帶相對應基因型的菌株數、使用VITEK-2判定的CRE的菌株數及根據AES提示產碳青霉烯酶的菌株數的結果如表3所示。

表2 VITEK-2 Compact 細菌自動化鑒定與藥敏儀器檢測實驗菌株碳青霉烯酶的參數指標

Tab 2Performance of VITEK-2 Compact inferring carbpenemase production inEnterobacteriaceae

表3　VITEK-2 Compact 對不同碳青霉烯酶基因型菌株的判定和提示產酶情況

IMP-4:IMP型金屬β-內酰胺酶4；IMP-8:IMP型金屬β-內酰胺酶8；KPC-2：KPC型碳青霉烯酶；NDM-1：新德里金屬β-內酰胺酶1.

3　討　論

CRE因能對臨床常用的所有β-內酰胺類抗生素耐藥，限制了碳青霉烯類抗生素的應用，導致CRE感染的相關疾病死亡率升高，需引起高度重視。對感染患者進行快速、準確的碳青霉烯酶鑒定，在控制感染和防止多重耐藥菌的傳播方面尤為重要。微生物自動化鑒定與藥敏儀器可以便捷、省時、快速地提供準確的鑒定藥敏信息，符合臨床檢驗的需求。目前以VITEK-2 Compact儀器最為常見。VITEK-2 Compact是一種新型快速細菌鑒定與藥敏試驗自動化儀器，其高級專家系統AES提供的產碳青霉烯酶信息，專門用于對VITEK-2 Compact藥敏試驗結果進行統計分析。

本研究旨在評價VITEK-2 Compact 細菌自動化鑒定與藥敏儀器檢測CRE菌株的性能。本研究以克雷伯菌屬、腸桿菌屬和埃希菌屬為最多，與2012年和2013年CHINET對CRE監測的分布特點一致[4-5]。CRE的耐藥基因能夠通過一定機制進行種間傳播，造成不同腸桿菌科種屬間耐藥性的播散[6]。本研究PCR擴增常見的碳青霉烯耐藥基因，對陽性產物進行測序以確定基因型，從結果中可看出CRE已存在于多個腸桿菌科種屬中，需引起警惕。

本研究結果顯示，VITEK-2 Compact細菌自動化儀器檢測腸桿菌科碳青酶烯酶的靈敏度為76.4%，特異性為34.2%，與國外的研究結果相似[7]，而靈敏度明顯低于國內龐峰等的研究[8]。這可能與菌株的產酶量有關，也可能與其他耐藥機制的出現導致藥敏卡上的某些抗生素達不到儀器檢測的判斷標準而漏檢。研究表明，使用VITEK-2同時檢測亞胺培南和美羅培南的MIC值，可使產碳青霉烯酶的腸桿菌科細菌檢出率>95%[9]。

VITEK-2在提示為CRE菌株時符合率較高，而AES在提示產酶株時出現較多的假陽性。研究中檢測到的碳青霉烯酶耐藥基因有4種(IMP-4、IMP-8、KPC-2及NDM-1)，其中對NDM-1的符合率達到100.0%，對IMP-8和KPC-2的符合率分別為87.5%和88.9%，而對IMP-4的靈敏度63.0%，還有待提高，這種結果可能與菌株復雜的耐藥表型造成AES的誤判有關。VITEKE-2 Compact細菌自動化儀器在篩選CRE菌株時有較可靠結果，對產酶株的檢測需要結合其他方法如PCR以提高準確率。

[1]徐麗英,丁卉,陳麗燕,等．30株耐碳青霉烯類腸桿菌科細菌的調查分析[J]．中華醫院感染學雜志,2012,22(12)：2678-2680．

[2]孔海深,張偉麗,楊青,等．Mohnarin 2011年度報告：華東地區細菌耐藥監測[J]．中華醫院感染學雜志,2012,22(22)：4971-4976．

[3]Doyle D,Peirano G,Lascols C,etal. Laboratory detection of enterobacteriaceae that produce carbapenemases[J].JClinMicrobiol,2012,50(12)：3877-3880.

[4]胡付品,朱德妹,汪復,等．2012年中國CHINET碳青霉烯類耐藥腸桿菌科細菌的分布特點和耐藥性分析[J]．中國感染與化療雜志,2014,14(5)：382-386．

[5]胡付品,朱德妹,汪復,等．2013年中國CHINET細菌耐藥性監測[J]．中國感染與化療雜志,2014,14(5)：365-374．

[6]吳娟,李彬,曹穎平,等．碳青霉烯類耐藥大腸埃希菌耐藥機制研究[J]. 中國微生態學雜志,2015,27(1)：36-40．

[7]Woodford N,Eastaway A T,Ford M,etal. Comparison of BD phoenix, vitek 2, and microscan automated systems for detection and inference of mechanisms responsible for carbapenem resistance in enterobacteriaceae[J].JClinMicrobiol,2010,48(8)：2999-3002.

[8]龐峰,李艷華,賈秀芹,等．VITEK-2 Compact高級專家系統檢測腸桿菌科碳青霉烯酶的性能評價[J]．中華醫院感染學雜志,2013,23(20)：5104-5106．

[9]Pasteran F,Lucero C,Soloaga R,etal. Can we use imipenem and meropenem Vitek 2 MICs for detection of suspected KPC and other-carbapenemase producers among species of Enterobacteriaceae[J]?JClinMicrobiol,2011,49(2)：697-701.

(編輯:張慧茹)

Performance Evaluation of VITEK-2 Compact Automated Systems Detecting Carbapenemase-ResistantEnterobacteriaceae

HE Qingwen1, LI Bin1, CAO Yingping1, CHEN Weiyuan2, HUANG Liya2, LIN Qili2

1.Department of Clinical Laboratory, Fujian Medical University Union Hospital, Fuzhou 350001, China;2.Medical Technology and Engineering College, Fujian Medical University, Fuzhou 350004, China

ObjectiveTo evaluate the performance of VITEK-2 Compact Automated Systems for the detection of carbapenemase-resistantEnterobacteriaceae(CRE).Methods93 CRE stored in our laboratory were used in this study.The bacterial identification and antibiotic susceptibility tests were performed by VITEK-2 Compact automated system.Some common carbapenem-resistant genes were amplified by PCR, and the positive PCR products were sequenced to determine genotypes.With the PCR results as the standard, we evaluated the performance of VITEK-2 Compact Automated Systems for the detection of carbapenemase-resistantEnterobacteriaceae.ResultsThe sensitivity, specificity, positive predictive value, and negative predictive value of VITEK-2 Compact to detection CRE were 76.4%, 34.2%, 62.7%, and 50.0%, respectively.ConclusionThe sensitivity of the VITEK-2 Compact Automated Systems for detection of CRE needs to be improved.In order to enhance the identification rate and accuracy of the instrument, the laboratory should complement other methods.

microbial sensitivity tests； drug tolerance； bacteria； enterobacteriaceae； penicillium； anti-bacterial agents； expert systems

2015-12-03

國家自然科學基金(81201328)；福建省高校杰青項目(JA13134)；福建省衛計委中青年骨干人才培養項目(2015-ZQN-ZD-15)

1.福建醫科大學 附屬協和醫院檢驗科，福州350001；

2.福建醫科大學 醫學與技術工程學院，福州350004

何清雯(1988-)，女，醫學碩士

李彬. Email: leonlee307@hotmail.com

R05； R348.2； R378.2； R915； R916.3； R978.1

A

1672-4194(2016)02-0133-03