國內外艱難梭菌感染現狀分析

許星星，羅 蕓，王賢軍，金大智

艱難梭菌是梭菌屬中一種專性厭氧、產毒素或非產毒素的革蘭陽性芽孢桿菌，其孢子在環境中可存活數月乃至更長的時間，產毒性艱難梭菌是醫院內感染和抗生素相關性腹瀉最常見病原菌之一[1]。近年來，艱難梭菌感染（Clostridium difficile infection,CDI）的分子流行病學特征發生了巨大變化，由于2000年初高毒力菌株NAP1/027/BI（脈沖場，凝膠電泳分型NAP1，PCR核糖體分型027，限制性內切酶分型BI）的出現，導致CDI的暴發及世界范圍的流行，以北美、歐洲為甚，其高發病率和病死率引起了人們的廣泛關注[2]。CDI在亞洲的發病率也呈上升趨勢，中國CDI流行特征具有多樣性，可能與地理、飲食等有關[3]。隨著全球艱難梭菌抗生素耐藥率的逐年上升，艱難梭菌防控和治療難度越來越大[4]。本文將從CDI的臨床表現、危險因素和國內外流行病學特征等方面進行綜述。

1 CDI的診斷標準和臨床表現

艱難梭菌主要通過糞-口途徑傳播，大多數產毒株因產生毒素A（腸毒素）和毒素B（細胞毒素）而致病，兩種毒素分別由兩個獨立的基因tcdA和tcdB編碼。毒素A導致消化道內液體分泌增加、黏膜炎癥和結構損壞[5]。毒素B通過干擾蛋白質的活性，調節肌動蛋白聚合，從而導致細胞骨架破壞。其毒力在胃腸道內的濃度幾乎是毒素A的10倍，是導致CDI的主要原因[6]。一般情況下，CDI患者的惡化程度會因毒素量的增加而加重[6]。而027型分離株產生毒素A和毒素B的量均高于普通產毒株，從而導致CDI的致病率、復發率和病死率升高。此外，高產毒株還攜帶二元毒素基因cdtA和cdtB，該毒素的致病機制目前仍在研究中[7]。

根據美國醫院流行病學學會和美國感染病協會聯合發布的2010版“成人CDI臨床實踐指南”[8]，CDI的診斷須結合臨床和實驗室檢查，患者存在腹瀉癥狀，且24 h內腹瀉3次或3次以上，并滿足以下任一條件：①糞檢出產毒性艱難梭菌或毒素陽性；②結腸鏡或組織病理學示偽膜性結腸炎。常用于診斷CDI的實驗室檢測方法包括細菌培養、細胞毒素測定、免疫學檢測、核酸檢測等。前兩種用于檢測艱難梭菌是否存在，后兩種可確定艱難梭菌是否產毒，在檢測的快捷性、準確性、經濟性等方面各有優缺點[8-9]。目前對于CDI的檢測路徑分為一步法和兩步法：一步法是指將臨床樣本直接用于核酸檢測，根據檢測結果判定樣本是否含有產毒型艱難梭菌；兩步法是指第一步采用比較快速、敏感、經濟的免疫學方法檢測艱難梭菌表面表達的抗原性蛋白谷氨酸脫氫酶（glutamate dehydrogenase,GDH），第二步采用酶聯免疫分析法或分子生物學法檢測毒素A和毒素B，以確保檢測特異性。兩種方法已被廣泛評估，其敏感性、特異性均較高[10]。

CDI的臨床表現呈現多樣性，從輕、中度腹瀉到暴發性甚至致命性偽膜性結腸炎、中毒性巨結腸、腸穿孔、敗血癥。嚴重感染者須行腸切除，甚至死亡[11]。同時伴有發熱、痙攣、腹痛、腹脹、惡心、食欲不振等局部或全身癥狀等。

2 CDI的危險因素

CDI最主要的危險因素是近期（8周內）有抗生素使用史[12]。所有的抗生素都與CDI有關[8，13]，其中青霉素、克林霉素、氟喹諾酮類及三代頭孢與CDI關系更密切，氟喹諾酮類是抗生素相關性腹瀉的突出風險因素[13]。

其他的危險因素包括：①高齡。大部分醫院獲得性CDI患者年齡＞65歲[8]；針對華東地區CDI的一項研究顯示，CDI的危險因素為年齡＞55歲者，易感年齡閾值低于發達國家，癌癥患者的年齡閾值更低[12]。在中南大學湘雅醫院的一項研究顯示，CDI患者的平均年齡為58歲，年齡＞65歲患者占19%[14]。目前，中國人口結構較年輕以及廣譜抗生素的廣泛使用，是導致我國CDI危險因素年輕化的可能原因。②免疫功能低下。如艾滋病、化療及惡性腫瘤患者；③近期有腹部手術史；近期飼管喂養或給藥；炎癥性腸病（特別是潰瘍結腸炎）患者；腸梗阻、長期通便灌腸者[13]；④實體器官或造血干細胞移植以及并發糖尿病、肝硬化、腎衰竭等患者[15]；⑤抗酸藥物的使用，特別是質子泵抑制劑的使用也與CDI的增加有關；⑥長期居住療養院、長期住院及ICU患者[16]。

3 CDI國內外感染現狀

3.1 歐洲地區 027型高毒力菌株在歐洲廣泛流行。2003—2004年，英國首次出現由027型菌株引起的CDI暴發流行[17]。截至目前027型菌株已蔓延至德國、法國、意大利等多個歐洲國家[18-20]。一項針對歐洲20個國家482家醫院的研究顯示，2012—2013年CDI的平均發病率為7.0/萬，與2005年（2.5/萬）和2008年（4.1/萬）相比，CDI在歐洲的總體發病率呈上升趨勢[21]。據2016年歐洲一項多中心研究報道，2012—2013年CDI菌株以027型（19%）、001/072型（11%）和014/020型（10%）為主，與2008年相比，2012—2013年由027型菌株引起的CDI發病率增長了3倍以上，并在大多數歐洲國家的CDI中占主導地位。而001/072型和014/020型在歐洲許多國家艱難梭菌分離株中仍普遍存在，078型CDI的患病率與2008年相比幾乎下降了3倍[22-23]。值得注意的是，2007—2008年，在英國占55.0%的027型艱難梭菌分離株，在2012—2013年僅占2.3%，這一現象可能與CDI的控制和抗生素的使用管理有關[23-24]。2007年左右開始，CDI的監測網絡及防控系統就已經在歐洲逐步建立起來，截至2011年，歐洲已有14個國家實施CDI國家監測系統，雖然CDI的監測在歐洲并非強制性要求，但近幾年監測網絡成員仍不斷增加。隨著027型菌株在歐洲地區的有效控制，歐洲國家艱難梭菌總體基因型多樣性也有所增加[23，25]。

3.2 北美地區 由于2000年初期高毒力菌株027型（A+B+CDT+）的出現，導致CDI在美國和加拿大的暴發流行，其發病率、病死率均明顯增加。目前，027型菌株在加拿大所有省份及美國至少40多個州都有出現，其中加拿大主要集中在魁北克地區[17]。加拿大面臨著嚴峻的CDI情況。2012年，加拿大CDI的病例數高達37 932例，其中醫院獲得性CDI所占比例最大[26]。據2014年美國一項研究報道，2010年美國住院患者CDI的發病率與2001年相比幾乎增加了1倍[27]。而2014年一項關于美國城市CDI進展的研究表明，2009—2011年CDI總體發病率及30 d內的病死率均較2006—2008年有所降低，這一結果可能歸因于抗生素使用的控制，更多合理、積極的治療方法及疾病的整體嚴重性降低等多方面因素[28]，但美國CDI總體發病率及病死率仍較高。據2015年CDC研究報道，2011年CDI人數近50.0萬，30 d內死亡人數約為2.9萬，幾乎90%的患者年齡在65歲以上，以027型、020型、106型最常見[29]。近年來，美國多次復發的CDI發病率明顯上升，2001—2012年，CDI復發率增加了188.8%，遠遠超過CDI的增長率（42.7%）[30]。CDI對個人及醫療保健系統均造成了嚴重的經濟負擔，一項綜合45項CDI花費研究的系統性評價顯示，CDI住院患者每人須花費＄8911～＄30 049[31]。

美國CDC自2009年開始開展全國艱難梭菌流行病學調查，并分別于2010年由美國流行病學會和感染性疾病協會制定成人CDI臨床實踐指南，2013年由美國胃腸病學會制定了美國艱難梭菌診斷、治療和預防指南，2015年由美國結腸和直腸外科醫師協會制定CDI臨床實踐指南，均為美國CDI的防控提供了很好的診療依據[8，11，13]。盡管美國對CDI進行了大力控制，但艱難梭菌仍是美國醫院感染中最常見的病原體之一。

3.3 亞洲地區 2010年以前亞洲地區艱難梭菌的研究相關數據較少，從2013年開始，越來越多的研究成果表明亞洲CDI發病率也呈迅速上升趨勢[32]。據2015年韓國Choi等[33]的一項研究報道，韓國CDI的發病率從2008年的1.43/10萬，上升至2011年的5.06/10萬，死亡病例從2008年的69例，上升至2011年的172例，治療成本也隨之迅速增長。一項綜合了亞洲51項CDI研究的薈萃分析顯示，在具有CDI危險因素的37 663例患者中，確診CDI的有4343例，其中東亞地區所占比例較高（19.5%）[34]；亞洲地區CDI發病率（5.3/萬）已接近歐洲EUCLID研究的平均發病率（7.0/萬）及美國住院患者的平均發病率（5.4/萬）[21，34-35]，雖然027型菌株在亞洲僅有零星報道，但毒素A陰性，毒素B陽性（A-B+）的核糖體017型已在亞洲普遍存在，并造成全球范圍內流行[32]。2017年一項關于017型全基因組分析研究顯示，盡管017型菌株只產生一種毒素，但很容易在不同的地區之間傳播，且有在人和動物之間傳播的可能性[36]。中國香港地區 CDI的發病率上升速度非常快。一項為期9年的研究顯示，香港CDI的發病率在2006年為15.41/10萬，到2014年上升為36.31/10萬，年均增長26%，主要集中在年齡＞75歲的老年患者。另外，該病60 d內的復發率也呈上升趨勢[37]。據2016年報道，2011—2013年，中國香港CDI的年發病率在（23～33）/10萬之間，65歲以上老年患者發病率為（133～207）/10萬，這些數據雖低于美國[總體發病率為（83～205）/10萬，65歲以上發病率為（567～687）/10萬]，但卻與英國報告的結果[總體發病率為（23～38）/10萬，65歲以上發病率為（173～189）/10萬]相近。中國香港CDI的流行株中以核糖體002型最常見，該型菌株與中國香港地區CDI的高病死率密切相關，致死率幾乎達到47%（其他核型致死率為13%）[38]。此外，002型分離株與027型分離株類似，對氟喹諾酮類（環丙沙星）耐藥率達到100%，且孢子形成率較高，其高孢子形成率導致CDI流行趨勢的上升及院內感染的暴發[38]。2016年Lee等[39]研究報道的中國臺灣地區重癥病房 CDI總體發病率（8.8/萬）較2010年Chung等[40]報道的（ 11.1/萬）低，且CDI發病率隨季節變化，第二季度CDI的發病率高于第四季度[39]。類似情況在加拿大、美國也有報道[41-42]。中國臺灣地區嚴重的CDI主要由核糖體078型和核糖體126型引起，078型、126型以及127型同屬RT078族，該族菌株能產生二元毒素，對莫西沙星高度耐藥[43]。Rep-PCR分型顯示，從動物體內分離的RT078族菌株與人體內分離的RT078菌株具有相同指紋圖譜，且與tcdB全基因組序列密切相關，提示中國臺灣地區078型艱難梭菌可能屬于人畜共患菌株，具體傳播途徑目前尚不清楚[44]。

3.4 中國大陸地區 目前我國各大醫療機構抗生素的不規范使用，以及我國已有報道的027型菌株，證明CDI在我國已構成一定威脅[45]。2012年，在廣州南方醫院1例患克羅恩病的女性患者糞便中，分離到我國首例027型菌株；隨后，北京協和醫院在2016年也報道了027型菌株，但均未造成暴發流行[45-46]。CDI在中國基本以散發為主，其發病率和致死率的報道相對少見，僅有部分住院患者的艱難梭菌檢出報道，嚴重的CDI病例也不多[47]。近幾年，CDI在中國開始被重視。2016年北京協和醫院研究報道，在116株艱難梭菌分離株中，A+B+CDT-占71.6%，A-B+CDT-占23.3%，A+B+CDT+占5.1%。雖然A+B+菌株在CDI中占主導地位，但A-B+菌株的感染病例正呈上升趨勢。與A+B+菌株相比，A-B+菌株對多種抗生素有更高的耐藥性[45，48]。2017年，Qin等[49]關于上海地區一所教學醫院的研究表明住院患者和門診患者的CDI發病率分別為67.7/10萬和0.3/10萬，以ST81型（A-B+）最常見（30.8%），且與非ST81基因型相比，ST81型對克林霉素和莫西沙星耐藥率更高。2016年一項針對華東地區的研究顯示，在華東地區3953例腹瀉患者中，確診CDI的有397例，臨床癥狀均以輕、中度為主；該地區常見的流行株為ST2、ST3、ST37和ST54型，而且ST37型菌株與臨床重癥病例具有相關性。該研究還顯示菌株的耐藥性較2009年存在明顯變化[12]。

產毒性艱難梭菌的定植因地理位置的不同而存在明顯差異[50]。具有產毒性艱難梭菌定植的患者，其發展為CDI的可能性是無產毒艱難梭菌定植的6倍[51]。孕婦艱難梭菌攜帶率為3.7%，其中1.5%為產毒株，2.2%為非產毒株，這些產毒株與非產毒株對抗生素的耐藥性無明顯差異，而與來自非孕婦的產毒株相比，這些菌株對克林霉素的耐藥率更低，且其基因型呈顯著多樣性[52]。對結直腸癌患者術前艱難梭菌定植情況的研究表明，糞便隱血陽性患者艱難梭菌定植率低，伴淋巴結轉移患者的定植率明顯高于未轉移者。通過對患者病例的時空分布預測發現，中國艱難梭菌流行病學傳播方式可能以社區性傳播為主，但仍需要更多的數據來闡明中國艱難梭菌流行病學傳播方式[53]。

4 展 望

近年來，世界各地報道的CDI逐漸增多，已成為全球性公共健康威脅，給醫療保健體系增加了巨大的經濟負擔。2000年初，北美和歐洲多次出現由027型菌株引起的CDI的暴發流行，引起了世界各地醫學界的廣泛關注。為此，西方國家已建立完善的CDI監測網絡及相應的CDI臨床診療指南，發達國家CDI的研究數據已大幅增加，為CDI提供了很好的防控依據。雖然目前歐美國家CDI的總體發病率仍偏高，但正趨于穩定。我國艱難梭菌研究起步較晚，同時由于艱難梭菌的培養條件要求較高且我國實驗室診斷儲備能力不足，大部分醫院尚未開展艱難梭菌常規檢測，導致我國CDI的研究長期以來沒有廣泛開展。目前我國CDI研究現狀存在以下特點：①關于CDI在中國的流行現狀報道不多，缺乏高質量、大范圍的監測系統，大部分研究僅局限于某醫院短時間內的CDI狀況，尚缺乏艱難梭菌大規模多中心研究的分子流行病學調查數據；②缺乏對社區相關性CDI發病率的全面研究；③艱難梭菌在我國不同人群中定植情況的研究較少；從目前僅有的報道，結合我國人口老齡化趨勢和抗生素濫用嚴重的現狀，可推測我國CDI狀況不容樂觀。目前我國的CDI發病率呈上升趨勢，菌株基因分型呈多樣性，多重耐藥的A-B+菌株也有所增加。面對這些現狀，期望越來越多的醫院開展CDI常規檢測，以了解掌握住院患者CDI及定植的情況，同時采用標準的分子生物學方法進行分析，期望盡早開展全國范圍的艱難梭菌分子流行病學網絡監測及更多的大規模專項研究，為我國CDI防控及治療奠定基礎。

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