流感嗜血桿菌耐藥性及分子流行病學調查

李金梅?王長印?李萍?李俊武

【摘要】目的 了解濟南地區流感嗜血桿菌的藥物敏感性表型、莢膜血清分型及耐藥基因攜帶情況的分子流行病學特點。方法 收集2018年1至10月流感嗜血桿菌菌株107株，采用PCR法對流感嗜血桿菌的莢膜血清抗原進行檢測，并對臨床分離株耐藥基因進行PCR檢測。結果 107株流感嗜血桿菌中，72株可檢測到β-內酰胺酶基因，與頭孢硝噻吩紙片法檢測β-內酰胺酶結果一致。70株（65.4%）TEM基因陽性，2株（1.9%） ROB基因陽性。2株（1.9%） bexA莢膜基因陽性，3株（2.8%） bexB莢膜基因陽性。僅1株可分為f群，其余菌株均為不可分型的流感嗜血桿菌（NTHi）。10株（9.3%）為β-內酰胺酶陰性氨芐西林耐藥菌株。結論 濟南地區流感嗜血桿菌的主要流行株為NTHi，其中產β-內酰胺酶及非產β-內酰胺酶導致的氨芐西林耐藥率均在升高。

【關鍵詞】流感嗜血桿菌;分子流行病學;β-內酰胺酶;莢膜分型;耐藥基因;耐藥性

流感嗜血桿菌是呼吸道常見定植菌，可繼發于病毒感染、支原體感染后引起鼻竇炎、中耳炎、肺炎等呼吸道感染[1-2]。在兒童及免疫力低下的老年人群，流感嗜血桿菌也可引起菌血癥、腦膜炎、關節膿腫或其他部位的侵襲性感染[3]。根據有無莢膜，流感嗜血桿菌分為有莢膜和無莢膜的菌株即不可分型的流感嗜血桿菌（NTHi）[3]。有莢膜的流感嗜血桿菌多引起全身感染，可以分為a ～ f共6種血清型。其中，b型流感嗜血桿菌（Hib）是引起會厭炎、腦膜炎及菌血癥的主要亞型[4]。無莢膜的菌株多引起上呼吸道部位的感染，但在兒童及免疫低下的老人可導致會厭炎、乳突炎和肺炎[5]。

氨芐西林、頭孢呋辛、頭孢噻肟是治療流感嗜血桿菌感染的一線藥物。β-內酰胺類抗菌藥物的廣泛使用使流感嗜血桿菌耐藥率不斷升高，引起了臨床的廣泛關注[6]。據報道，流感嗜血桿菌的耐藥機制主要是攜帶TEM型和ROB型β-內酰胺酶[1]。

本研究對分離的流感嗜血桿菌進行藥物敏感性、耐藥基因檢測及血清型分析，明確濟南地區流感嗜血桿菌的分子流行病學特征，比較不同基因型菌株對抗菌藥物的耐藥情況，為經驗性治療流感嗜血桿菌感染提供依據。

材料與方法

一、材 料

1. 菌株來源

收集2018年1至10月在山東大學附屬省立醫院住院患者的送檢標本，培養分離流感嗜血桿菌，剔除來自同一患者同一感染部位的重復分離菌株。采用梅里埃質譜鑒定儀對流感嗜血桿菌進行菌種鑒定。質控菌株流感嗜血桿菌ATCC 49247、糞腸球菌ATCC 29212、金黃色葡萄球菌ATCC 29213均為本實驗室保存。

2.主要儀器及試劑

時間飛行質譜儀（MALDI-TOF MS，法國梅里埃公司），細菌濁度儀（法國梅里埃公司），恒溫細菌培養箱（上海精宏實驗設備有限公司），PCR擴增儀（美國應用生物系統公司），Bio-Rad核酸電泳儀 （美國伯樂公司），GSG-2000凝膠成像系統（中國黑馬醫學儀器）。頭孢硝噻吩紙片（ 重慶龐統醫療） ;流感嗜血桿菌藥物敏感性試劑盒（溫州康泰公司）。引物委托上海生物工程有限公司合成，PCR Premix Taq? 購自大連寶生物有限公司，Gel-Red核酸染料、50×TBE 電泳緩沖液、100 bp DNA Maker、核酸瓊脂糖凝膠為百泰克公司產品。

二、方 法

1.藥物敏感試驗及數據分析

參照CLSI M100 S28，采用微量肉湯稀釋法對流感嗜血桿菌進行抗菌藥物的藥物敏感試驗和結果判讀。藥物敏感質控菌株為流感嗜血桿菌ATCC 49247。

2.β-內酰胺酶表型檢測

雙蒸水浸濕紙片后沾取待檢測菌苔，室溫放置1 h觀察結果。糞腸球菌ATCC 29212和金黃色葡萄球菌ATCC 29213分別作為β-內酰胺酶陰性和陽性對照。

3. 耐藥基因PCR檢測

3.1 引物合成

本實驗涉及引物委托上海生物工程有限公司合成。TEM基因、ROB基因、bexA基因、bexB基因、a ～ f血清分型基因PCR擴增引物序列及產物長度見表1[4， 7-9]。

3.2 模板制備

取適量流感嗜血桿菌菌苔充分混勻于500 μl去離子水中，濃度約為1.00 D。沸水浴中煮10 min，12 000×g離心10 min，將上清液轉移至干凈的EP管中即為DNA模板，保存于-20℃冰箱備用。

3.3 PCR反應體系

引物各0.2 μmol/L，PCR Premix 10 μl，DNA模板2 μl，雙蒸水補齊至20 μl[10]。

3.4 耐藥基因擴增條件

TEM基因PCR擴增條件為：94℃預變性10 min;94℃變性1 min，57℃退火45 s，72℃延伸1 min，共30個循環;72℃延伸10 min。ROB基因擴增條件為：94℃預變性2 min;94℃變性2 min，62℃退火45 s，72℃延伸2 min，共30個循環;72℃終延伸10 min[9]。

3.5 莢膜分型擴增條件

bexA基因擴增條件為：94℃預變性2 min;94℃變性2 min，54℃退火30 s，72℃延伸2 min，共30個循環;72℃終延伸10 min。bexB基因擴增條件為：94℃預變性2 min;94℃變性2 min，54℃退火45 s，72℃延伸2 min，共30個循環;72℃終延伸10 min。a ～ f群分型擴增條件為：94℃預變性2 min;94℃變性2 min，60℃退火45 s，72℃延伸2 min，共30個循環;72℃終延伸10 min[7]。

3.6 PCR產物電泳

采用1.5%的瓊脂糖凝膠，0.5×TBE緩沖液，5 μl PCR產物上樣，110 V電泳電壓，電泳時間為40 min。黑馬成像系統紫外燈下觀察條帶并拍照。陽性樣本送交上海生物工程有限公司測序確認。

三、統計學處理

采用WHONET 5.6 進行藥物敏感性分析，并對成年人與未成年人分離株耐藥率（不含中介率），以及產酶株與不產酶株耐藥率（不含中介率）進行了比較。應用SPSS 13.0進行統計分析，組間比較采用χ2檢驗、校正χ2檢驗或Fisher確切概率法，P < 0.05為差異有統計學意義。

結果

一、菌株標本來源

107株流感嗜血桿菌分離自痰液94株（87.85%），鼻腔膿液10株（9.30%），肺泡灌洗液3株（2.80%）。41株（38.32%）標本來自未成年人（年齡小于18歲）患者，66株（61.68%）標本來自成人（年齡 ≥18歲）患者。

二、流感嗜血桿菌抗菌藥物耐藥性

臨床共分離107株流感嗜血桿菌，菌株對于各藥物的耐藥率見表2。其中，美羅培南的藥物敏感率為100%，其次為頭孢噻肟和復方磺胺甲唑，細菌敏感率大于90%。

三、成人與未成年人流感嗜血桿菌的耐藥性比較

成人組中氨芐西林/舒巴坦、氯霉素、頭孢呋辛耐藥率明顯高于未成年人組;未成年人組中氨芐西林、頭孢噻肟、復方復方磺胺甲唑、左氧氟沙星的耐藥率高于成人組。未成年人組與成人組藥物敏感性比較見表3。

四、產酶株與不產酶株藥物耐藥性比較

107株流感嗜血桿菌β-內酰胺酶陽性菌株為72株（67.3%），全部表現為對氨芐西林耐藥。在產β-內酰胺酶菌株中約55.6%對氨芐西林/舒巴坦耐藥。產酶株對氨芐西林、氨芐西林/舒巴坦耐藥率高于非產酶株，差異有統計學意義。產酶株與不產酶株藥物敏感性比較見表4。

表4? ? ? ? ? 產酶株與不產酶株藥物耐藥性比較

抗菌藥物 耐藥率（%） χ2值 P值

β-內酰胺酶（+）

（n = 72） β-內酰胺酶（-）

（n = 35）

氨芐西林/舒巴坦 55.6 20 12.090 <0.001

氯霉素 11.1 8.6 0.004b 0.947

氨芐西林 100 22.9 74.290 <0.001

美羅培南 0 0 - -

頭孢噻肟 1.4a 2.9a - 1.000c

頭孢呋辛 43.1 31.4 1.340 0.250

復方磺胺甲唑 69.4 60 0.940 0.330

左氧氟沙星 2.78a 0 - 1.000c

注：a為非敏感率，b校正χ2檢驗，c Fisher確切概率法

五、耐藥基因檢測

107株流感嗜血桿菌菌株中，共72株檢測到β-內酰胺酶基因（69.2%），與頭孢硝噻吩紙片檢測β-內酰胺酶結果一致。產酶株中70株攜帶TEM型基因，2株攜帶ROB基因，見圖1。

六、流感嗜血桿菌莢膜分型

107株流感嗜血桿菌中，2株檢測到bexA基因，3株檢測到bexB基因。將莢膜陽性的流感嗜血桿菌進一步進行血清型分型，PCR檢測a、b、c、d、e、f血清型莢膜基因，其中1株為f型血清型，其他菌株均為NTHi，見圖2。

討論

本次研究中107株流感嗜血桿菌均分離自呼吸道標本，是引起呼吸道感染的重要病原菌。本研究中，流感嗜血桿菌對氯霉素、美羅培南、頭孢噻肟、左氧氟沙星的敏感率較高，均超過85%;氨芐西林的敏感率僅為19.6%。與2017年全國細菌耐藥監測網兒童及新生兒患者數據進行比較，本地區氨芐西林（76.6% vs. 62.9%）、氨芐西林/舒巴坦（45.8% vs. 30.7%）、頭孢呋辛（41.1% vs. 36.1%）、左氧氟沙星（4.7% vs. 0.8%）耐藥率或不敏感率均高于全國平均水平，其他藥物敏感性與全國平均水平基本一致[2]。β-內酰胺類及β-內酰胺類/β-內酰胺酶抑制劑類藥物耐藥率的升高可能與本地區用藥習慣有關，應引起關注。流感嗜血桿菌目前對于三代頭孢菌素仍有較好敏感性，可以供臨床經驗性用藥選擇。

流感嗜血桿菌對氨芐西林耐藥于1972年首先在歐洲報道，主要耐藥機制是產生β-內酰胺酶，編碼β-內酰胺酶的基因主要存在于質粒DNA上，少部分位于染色體DNA上[9， 11]。本研究中，107株流感嗜血桿菌β-內酰胺酶檢出率為67.3%，遠高于文獻中54.8%的比例。產β-內酰胺酶（TEM型或ROB型）是流感嗜血桿菌對β-內酰胺酶類耐藥的主要機制。此次對107株臨床分離株進行檢測發現72株產TEM型β-內酰胺酶，2株產ROB型β-內酰胺酶。107株流感嗜血桿菌中共10株（9.3%）為β-內酰胺酶陰性氨芐西林耐藥（BLNAR），該比例與國內報道基本一致。BLNAR的耐藥機制不同于產酶機制，為編碼細胞壁的青霉素結合蛋白3的ftsI基因點突變導致[5]。該點突變除了引起青霉素的耐藥，還可引起其他β-內酰胺酶藥物治療的失敗。近年來，BLNAR的升高已經引起臨床的重視。

本研究中，只有一株流感嗜血桿菌可以劃分為血清型f型，其余106株菌株均為NTHi，與田磊等[3]的報道一致。這可能與本地區Hib疫苗接種及本研究入組人群以成人為主有關。據報道，NTHi感染率逐漸上升，已成為流感嗜血桿菌的主要致病血清型，與其表面表達多種黏附素有關。

綜上所述，流感嗜血桿菌對氨芐西林耐藥率逐漸升高，不建議該藥繼續作為臨床治療流感嗜血桿菌感染的首選藥物。BLNAR及NTHi的發生率也在悄然升高，應引起關注。大規模流感嗜血桿菌分子流行病學調查及新型疫苗的研發有待開展。

參 考 文 獻

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（收稿日期：2019-05-18）

（本文編輯：楊江瑜）