2014—2019年某三甲醫(yī)院大腸埃希菌的臨床分布與耐藥率變遷情況分析

徐 暢，張小團(tuán)，劉卓然，劉 俊，彭翠英△

1.南華大學(xué)衡陽醫(yī)學(xué)院，湖南衡陽 421001； 2.南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院檢驗(yàn)科，湖南衡陽 421001；3.生態(tài)健康與人類重要疾病防控湖南省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南衡陽 421001；4.生物毒理與生態(tài)修復(fù)衡陽市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南衡陽 421001

大腸埃希菌是醫(yī)院內(nèi)獲得性感染最常見的病原菌之一，也是泌尿系統(tǒng)最重要的致病菌[1]。隨著抗菌藥物的廣泛使用，包括人類抗感染活動(dòng)、漁業(yè)、畜牧業(yè)等抗菌藥物的濫用，使得抗菌藥物的污染非常嚴(yán)重[2]。2014年細(xì)菌耐藥監(jiān)測報(bào)告提示，全球細(xì)菌耐藥性問題日益嚴(yán)峻，超級耐藥細(xì)菌已經(jīng)席卷全球。各國各地區(qū)建立細(xì)菌耐藥監(jiān)測，合理使用抗菌藥物，對延緩細(xì)菌耐藥具有重要的意義。本文就南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院2014-2019年大腸埃希菌的臨床分布、細(xì)菌耐藥及耐藥率變遷問題進(jìn)行調(diào)查，旨在幫助臨床在初始治療時(shí)選擇更加合理的抗菌藥物。

1 材料與方法

1.1材料 收集2014—2019年南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院大腸埃希菌臨床分離株，剔除同一患者相同標(biāo)本分離的重復(fù)株，按照統(tǒng)一方法進(jìn)行細(xì)菌的抗菌藥物藥敏試驗(yàn)。

1.2主要儀器與試劑 哥倫比亞血瓊脂、麥康凱瓊脂、巧克力瓊脂和M-H培養(yǎng)基購自鄭州安圖生物科技有限公司。細(xì)菌鑒定和藥敏卡購自珠海迪爾生物有限公司。抗菌藥物紙片購自英國Oxoid公司。全自動(dòng)血培養(yǎng)儀BacT/ALERT 3D購自法國梅里埃生物技術(shù)公司，全自動(dòng)細(xì)菌鑒定及藥敏分析儀DL-96A購自珠海迪爾生物有限公司。質(zhì)控菌株大腸埃希菌ATCC25922和ATCC35218為珠海迪爾生物有限公司饋贈。

1.3細(xì)菌培養(yǎng) 嚴(yán)格按照無菌要求采集血液和腦脊液標(biāo)本，分別接種于需氧和厭氧血培養(yǎng)瓶，2 h內(nèi)送檢，并進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測培養(yǎng)。其他所有臨床標(biāo)本均按照《全國臨床檢驗(yàn)操作規(guī)程》第4版[3]要求進(jìn)行細(xì)菌分離培養(yǎng)。

1.4細(xì)菌鑒定與藥敏試驗(yàn) 對血液、腦脊液和其他合格標(biāo)本分離的細(xì)菌進(jìn)行鑒定和藥敏試驗(yàn)。對革蘭陰性桿菌且氧化酶試驗(yàn)陰性的細(xì)菌，挑取3～5個(gè)經(jīng)過夜培養(yǎng)的單個(gè)純菌落于稀釋液瓶內(nèi)壁研磨呈細(xì)菌懸液0.5麥?zhǔn)蠁挝唬捎肈L-96E板條進(jìn)行鑒定與藥敏試驗(yàn)。因DL-96E頭孢唑林未覆蓋折點(diǎn)，刪除其藥敏數(shù)據(jù)。對部分抗菌藥物的異常耐藥采用E試驗(yàn)法進(jìn)行復(fù)核。參照2018版美國臨床和實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(CLSI)藥敏折點(diǎn)推薦標(biāo)準(zhǔn)判斷敏感、中介和耐藥，頭孢哌酮/舒巴坦參照腸桿菌科頭孢哌酮折點(diǎn)執(zhí)行。

1.5產(chǎn)超廣譜β內(nèi)酰胺酶(ESBL)檢測 按照CLSI標(biāo)準(zhǔn)，采用自動(dòng)儀器法的酶抑制劑增強(qiáng)確證試驗(yàn)檢測所有大腸埃希菌是否產(chǎn)ESBL，對有疑惑的菌株采用紙片擴(kuò)散法進(jìn)行復(fù)核。除產(chǎn)ESBL菌株外，其他菌株均納入非產(chǎn)ESBL進(jìn)行耐藥數(shù)據(jù)分析，包括碳青霉烯耐藥和可能產(chǎn)AmpC酶的菌株等。

1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 藥敏試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)導(dǎo)出后采用WHONET5.6軟件、Excel2010和SPSS20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，以率或構(gòu)成比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述，采用χ2檢驗(yàn)，以P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1大腸埃希菌的臨床分布 2014—2019年臨床標(biāo)本分離大腸埃希菌4 974株，其中來自女性患者2 933例，占59.0%，男2 034例，占40.9%，7例性別不詳，平均年齡為(54.68±22.02)歲。4 974株大腸埃希菌所對應(yīng)的標(biāo)本類型和構(gòu)成比的分析結(jié)果顯示，尿液標(biāo)本為最主要標(biāo)本來源，共分離2 427株，占48.8%，見表1。科室分布顯示，泌尿外科分離株最多，共分離1 565株，占31.5%，見表2。

表1 臨床分離4 974株大腸埃希菌的標(biāo)本類型分布

2.2大腸埃希菌對常用抗菌藥物的耐藥和敏感情況分析 2014—2019年臨床分離大腸埃希菌的藥敏分析結(jié)果顯示，大腸埃希對氨芐西林的耐藥率最高，達(dá)89.3%，對頭孢曲松的耐藥率為63.8%，對喹諾酮類左氧氟沙星和環(huán)丙沙星的耐藥率分別為46.0%和50.9%。但對阿米卡星、酶抑制劑頭孢哌酮/舒巴坦、哌拉西林/他唑巴坦的耐藥率很低，分別為2.0%、5.5%和3.2%。碳青霉烯類耐藥的大腸埃希菌檢出率非常低，其代表藥美羅培南和亞胺培南的耐藥率分別為0.9%和0.9%。對2 380株泌尿系來源的大腸埃希菌分析其對呋喃妥因的耐藥率顯示，呋喃妥因的耐藥率為1.8%。比較不同性別來源大腸埃希菌的耐藥情況發(fā)現(xiàn)，與男性患者比較，女性患者在部分青霉素類和頭孢菌素類的耐藥率明顯偏高(P<0.05)，如氨芐西林、氨芐西林/舒巴坦、頭孢呋辛、頭孢曲松、頭孢他啶、頭孢吡肟、頭孢西丁和頭孢哌酮/舒巴坦等。見表3。

表2 臨床分離4 974株大腸埃希菌的科室分布

表3 大腸埃希菌的耐藥和敏感性分析(%)

2.3產(chǎn)ESBL和非產(chǎn)ESBL大腸埃希菌的耐藥譜比較 2014—2019年產(chǎn)ESBL大腸埃希菌的整體檢出率為59.3%。對產(chǎn)ESBL和非產(chǎn)ESBL組大腸埃希菌的耐藥譜進(jìn)行比較顯示，除青霉素類和頭孢菌素的差異外，產(chǎn)ESBL組大腸埃希菌對喹諾酮類、氨基糖苷類、復(fù)方磺胺甲噁唑和米諾環(huán)素等抗菌藥物的耐藥率均明顯高于非產(chǎn)ESBL組菌株(P<0.05)，2組菌株對頭孢西丁、頭孢哌酮/舒巴坦和哌拉西林/他唑巴坦的耐藥率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表4。

表4 產(chǎn)ESBL和非產(chǎn)ESBL大腸埃希菌的耐藥性比較(%)

續(xù)表4 產(chǎn)ESBL和非產(chǎn)ESBL大腸埃希菌的耐藥性比較(%)

2.4大腸埃希菌的耐藥率變遷 統(tǒng)計(jì)分析2014—2019年大腸埃希菌對常用抗菌藥物的耐藥率變遷情況，結(jié)果顯示，大腸埃希菌對大多數(shù)抗菌藥物耐藥率呈逐年下降趨勢。其中頭孢曲松的耐藥率由2014年的71.9%下降到2019年的59.8%(χ2=23.98，P<0.001)，左氧氟沙星的耐藥率由2014年的53.5%下降到2019年的43.1%(χ2=16.14，P<0.001)，2014年較2019年耐藥率下降趨勢較為顯著的抗菌藥物還有氨芐西林、氨芐西林/舒巴坦、頭孢呋辛、復(fù)方磺胺甲噁唑、頭孢吡肟、環(huán)丙沙星、慶大霉素和阿米卡星。哌拉西林/他唑巴坦和頭孢哌酮/舒巴坦均維持在較低的耐藥水平波動(dòng)，分別在5.0%和8.0%以內(nèi)，碳青霉烯類的耐藥波動(dòng)不大，耐藥率在2.0%以內(nèi)。見表5。

表5 2014-2019年大腸埃希菌對各種抗菌藥物的耐藥性(%)

3 討 論

大腸埃希菌是臨床上分離最常見的細(xì)菌之一，也是泌尿系、腹腔、膽道和血流感染等最常見病原菌之一。不同科室和不同人群感染的病原譜存在較大差異，且隨著抗菌藥物的廣泛使用，大腸埃希菌的耐藥問題依然很嚴(yán)峻[3-5]。本研究結(jié)果顯示，2014—2019年南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院4 974株大腸埃希菌的標(biāo)本類型分布前5位的依次為尿液(48.8%)、呼吸道標(biāo)本(12.1%)、膽汁(10.6%)、傷口膿液(9.6%)、血液標(biāo)本(9.5%)，與趙珂等[5]報(bào)道的結(jié)果基本一致，且歷年研究數(shù)據(jù)也顯示，大腸埃希菌為泌尿系感染的首要病原菌[1,6-8]。從科室分布來看，以泌尿外科(31.5%)為主，其次為重癥醫(yī)學(xué)科(11.7%)和消化內(nèi)科(11.5%)，這與祝丙華等[6]報(bào)道的老年醫(yī)院大腸埃希菌的臨床分布相差較大，其主要以呼吸內(nèi)科和神經(jīng)內(nèi)科為主，而趙珂等[5]報(bào)道則以腎內(nèi)科和兒科為主，提示大腸埃希菌在不同人群中的感染分布相差較大。此外，為推進(jìn)抗菌藥物的合理使用，南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院泌尿外科對所有考慮泌尿系感染的患者，在入院抗菌藥物使用前均送檢清潔中段尿培養(yǎng)標(biāo)本，這可能也是南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院泌尿外科尿液標(biāo)本大腸埃希菌檢出率最高的原因之一。消化系統(tǒng)常見的感染性疾病有細(xì)菌性腹膜炎和化膿性膽管炎等，而這些部位感染的細(xì)菌通常來自于腸道菌的異位感染，其中大腸埃希菌是最常見的細(xì)菌之一。而重癥醫(yī)學(xué)科的患者病情危重，各類插管、導(dǎo)尿、胃腸外營養(yǎng)支持甚至胃腸道黏膜的損壞，導(dǎo)致其也是大腸埃希菌機(jī)會性感染的高危科室。

目前，大腸埃希菌在耐藥性方面主要表現(xiàn)為對β-內(nèi)酰胺類和喹諾酮類具有非常高的耐藥率。對β-內(nèi)酰胺類耐藥主要表現(xiàn)為產(chǎn)ESBL，在我國ESBL耐藥基因型以CTX-M為主，水解底物主要為頭孢噻肟和頭孢曲松等[9]，部分SHV和TEM亞型ESBL菌株也可以對酶抑制劑耐藥。南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院2014—2019年產(chǎn)ESBL大腸埃希菌的整體檢出率為59.3%，而沈繼錄等[7]報(bào)道，2005—2014年中國19家醫(yī)院大腸埃希菌10年間ESBL的整體檢出率為42.3%，2014年最高達(dá)55.5%，至2018年這19家醫(yī)院的ESBL的檢出率為54.6%[10]，說明大腸埃希菌產(chǎn)ESBL的水平非常高，應(yīng)引起院感和臨床的足夠重視。ESBL是一種可以水解青霉素，1、2、3代頭孢菌素，單環(huán)菌素類抗菌藥物的酶，但對碳青霉烯類、青霉素類和β-內(nèi)酰胺酶抑制劑等敏感。有研究報(bào)道，產(chǎn)ESBL菌株對喹諾酮類和氨基糖苷類的耐藥率也明顯增加[7]。為此，本文比較了產(chǎn)ESBL組和非產(chǎn)ESBL組大腸埃希菌的耐藥性，除青霉素類和頭孢菌素的差異外，產(chǎn)ESBL組大腸埃希菌對喹諾酮類、氨基糖苷類、復(fù)方磺胺甲噁唑和米諾環(huán)素等抗菌藥物的耐藥率均明顯高于非產(chǎn)ESBL組菌株(P<0.05)，2組菌株對頭孢西丁、頭孢哌酮/舒巴坦和哌拉西林/他唑巴坦的耐藥率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),與國內(nèi)報(bào)道的情況基本一致[11]。從比較的結(jié)果看，產(chǎn)ESBL組大腸埃希菌碳青霉烯類耐藥率低于非產(chǎn)ESBL組，這主要是因?yàn)榉钱a(chǎn)ESBL組大腸埃希菌納入了耐碳青霉烯和可能產(chǎn)AmpC酶的菌株。本文僅做了常規(guī)的耐藥表型統(tǒng)計(jì)分析，尚未深入剖析基因型，具有一定的局限性。研究顯示，對于產(chǎn)ESBL的大腸埃希菌，通常耐藥質(zhì)粒上會共存其他耐藥基因，尤其是喹諾酮類的耐藥基因[12],這就進(jìn)一步解釋了ESBL菌株多重耐藥的原因。從整體耐藥情況上看，大腸埃希對氨芐西林的耐藥率最高，達(dá)89.3%，對喹諾酮類的左氧氟沙星和環(huán)丙沙星的耐藥率分別為46.0%和50.9%，與2017年中國細(xì)菌耐藥監(jiān)測網(wǎng)耐藥監(jiān)測報(bào)告中大腸埃希菌的耐藥情況一致[13]。喹諾酮類藥物在泌尿系具有非常高的藥物濃度，是臨床治療泌尿系感染的重要一線抗菌藥物，和3代頭孢菌素一樣都具有非常高的耐藥率，提示以上抗菌藥物已經(jīng)不適合作為大腸埃希菌感染的經(jīng)驗(yàn)性用藥首選。當(dāng)然，大腸埃希菌在臨床上的耐藥情況并不像鮑曼不動(dòng)桿菌那么嚴(yán)重[13-14]。南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院4 974株大腸埃希菌對青霉素類、β-內(nèi)酰胺酶抑制劑和碳青霉烯類抗菌藥物的耐藥率較低，其中碳青霉烯耐藥大腸埃希菌的檢出率不足1.0%，較2017年中國細(xì)菌耐藥監(jiān)測網(wǎng)和韓云港等[14]報(bào)道的約2%的檢出水平略低。β-內(nèi)酰胺酶抑制劑的整體耐藥率與全國報(bào)道的水平相似或略低[6-8,13-16]。通過連續(xù)監(jiān)測大腸埃希菌耐藥率變遷發(fā)現(xiàn)，大腸埃希菌的對大多數(shù)抗菌藥物的耐藥率呈明顯下降趨勢，其中頭孢曲松的耐藥率由2014年的71.9%下降到2019年的59.8%，左氧氟沙星的耐藥率由53.5%下降到43.1%，但依然維持較高耐藥水平，還有較大下降空間。2014年較2019年耐藥率下降趨勢較為顯著的抗菌藥物還有氨芐西林、氨芐西林/舒巴坦、頭孢呋辛、復(fù)方磺胺甲噁唑、頭孢吡肟、環(huán)丙沙星、慶大霉素和阿米卡星。而頭孢哌酮/舒巴坦、哌拉西林/他唑巴坦、美羅培南和亞胺培南等抗菌藥物的耐藥率整體變化不大，呈小幅波動(dòng)，與胡付品[16]報(bào)道的2005—2014年大腸埃希菌的耐藥率變遷規(guī)律相似。從全國水平看，大腸埃希菌的耐藥率正呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，這可能與國內(nèi)抗菌藥物嚴(yán)格管控及合理使用有關(guān)。

綜上所述，大腸埃希菌主要分離于尿液。從耐藥率變遷看，該菌對大多數(shù)抗菌藥物呈逐年下降趨勢，但對常用一線抗菌藥物依然維持非常高的耐藥水平，尤其對喹諾酮類和頭孢菌素類的耐藥率非常高，不適合作為經(jīng)驗(yàn)性用藥的首選。這使得臨床初始經(jīng)驗(yàn)性抗菌用藥面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，臨床醫(yī)生應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐募?xì)菌耐藥現(xiàn)狀和患者的臨床癥狀評估可能感染的病原菌，及時(shí)合理使用抗菌藥物。雖然大腸埃希菌對碳青霉烯類的耐藥率非常低，但作為限制級別的抗菌藥物僅可作為危重癥感染患者的經(jīng)驗(yàn)性用藥首選。哌拉西林/他唑巴坦和頭孢哌酮/舒巴坦也具有非常高的敏感性，可作為大腸埃希菌引起的腹腔、膽道及泌尿系的中重度感染的經(jīng)驗(yàn)性用藥。