老年病人耐碳青霉烯類腸桿菌醫(yī)院感染流行病學(xué)及危險因素研究進展

于楠 崔檬 王佳賀

腸桿菌科細(xì)菌為一種廣泛分布的革蘭氏陰性病原菌，常見于人的腸道中。作為一種機會致病菌，腸桿菌科細(xì)菌在一般情況下并不致病，但當(dāng)機體免疫力低下時，它會侵入人體導(dǎo)致呼吸、循環(huán)以及泌尿系統(tǒng)的感染，因此感染病人以中老年人為主。近年來，由于臨床上不合理地使用抗菌藥物，導(dǎo)致細(xì)菌的耐藥性越來越高，進而導(dǎo)致病人的病死率升高。耐碳青霉烯類腸桿菌科(carbapenem-resistant enterobacteriaceae，CRE)的出現(xiàn)使臨床上對老年病人感染的診治更加困難。

因此，有關(guān)CRE的研究對臨床工作者合理用藥以及改善老年病人的病情及預(yù)后、提高病人生活質(zhì)量有重要意義。本文就老年病人感染CRE的耐藥機制、流行病學(xué)特點、臨床傳播途徑以及感染的危險因素進行綜合闡述。

1 耐藥機制及分子流行病學(xué)

CRE的耐藥機制復(fù)雜，主要包括產(chǎn)碳青霉烯酶、外膜孔蛋白的缺失或突變、外排泵作用的增強以及碳青霉烯類藥物高親和性的結(jié)合位點(如PBP2、PBP3)缺失、數(shù)量下降或親和性下降等[1]。其中，產(chǎn)碳青霉烯酶為CRE耐藥的主要機制。據(jù)Ambler分類法, CRE所產(chǎn)生的碳青霉烯酶又進一步分為A、B和D三類。其中A類的肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶(Klebsiella pneumoniae carbapenemase, KPC)酶分布最為廣泛，是耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌(CRKP)耐藥的主要分子機制[2]。1996年，在美國住院病人身上發(fā)現(xiàn)了首例CRKP。隨后，在美國其他地區(qū)及以色列均有報告。2004～2006年，研究發(fā)現(xiàn)了攜帶blaKPC-2或 blaKPC-3的CRKP流行菌株，直至目前，CRKP引起的感染病例數(shù)仍然上升[3]。

A類中的KPC酶是一種由質(zhì)粒介導(dǎo)的絲氨酸β-內(nèi)酰胺酶,特點是水解除頭霉素類以外的幾乎所有的β-內(nèi)酰胺類抗生素, 但可被他唑巴坦、克拉維酸所抑制。根據(jù)多位點序列分型 (multilocus sequence typing，MLST)細(xì)菌分型方法，世界范圍內(nèi)的產(chǎn)KPC肺炎克雷伯菌大多屬ST258和 ST11[4-5]。此外，在我國北方也有KPC-2 ST76和ST375的相關(guān)研究[6]。

B類為金屬酶，最常見的是新德里金屬β-內(nèi)酰胺酶(NDM)、亞胺培南細(xì)菌金屬β-內(nèi)酰胺酶(IMP)和維羅納整合子編碼的金屬β-內(nèi)酰胺酶(VIM)等，能水解青霉素類、頭孢菌素類和碳青霉烯類藥物，主要在肺炎克雷伯菌與大腸埃希菌中產(chǎn)生。目前，在CRE中共檢出21種NDM，IMP類在國內(nèi)以IMP-4和IMP-8較常見，VIM則是水解碳青霉烯類藥物能力最強的酶。

D類在CRE中最常見的為苯唑西林酶(OXA)-48及其亞型，當(dāng)合并膜孔蛋白缺失或變異時，其水解碳青霉素類藥物的作用較強[7]。2012～2016年，研究人員從黎巴嫩某醫(yī)學(xué)中心分離出27株CRE，對其耐藥性、毒力、質(zhì)粒含量和克隆性進行了研究，結(jié)果顯示，碳青霉烯酶的抗性與 OXA-48的產(chǎn)生有關(guān)[8]。

2 國內(nèi)外的流行病學(xué)特點

CRE的感染在全球范圍內(nèi)有所增加，CRE的傳播是臨床環(huán)境中對人類健康最嚴(yán)重的威脅之一。一項對美國醫(yī)院病人的大規(guī)模研究結(jié)果顯示，在2013～2017年期間，多重耐藥不動桿菌感染正在減少，而產(chǎn)β-內(nèi)酰胺酶(ESBL)和對碳青霉烯類不敏感的腸桿菌所致的感染病例不斷增加[9]。此外，國外一項為期9年的有關(guān)CRE院內(nèi)感染的研究顯示，自2013年首次發(fā)現(xiàn)肺炎克雷伯菌血癥病例以來，CRKP的患病率從2016年開始呈持續(xù)上升趨勢，僅1年后患病率出現(xiàn)倍增[10]。自2009年以來，法國產(chǎn)碳青霉烯酶腸道細(xì)菌(carbapenemase-producing Enterobacteriaceae，CPE)感染病例的數(shù)量一直在增加，但人們對其動態(tài)仍然知之甚少。研究者統(tǒng)計了2010～2016年法國CPE病例年平均趨勢，發(fā)現(xiàn)秋季CPE感染數(shù)量增加了約30%，同時社區(qū)傳播成為主要的傳播方式[11]。

我國河南省某三甲醫(yī)院2014～2016年共收集到7249株腸道細(xì)菌，其中CRE 占18.1% (1311/7249)。CRKP和耐碳青霉烯類大腸埃希菌(carbapenem-resistant Escherichia coli，CREco)是最常見的兩種 CRE 菌種，同時觀察到CRE分離株的流行率顯著增加[12]。國內(nèi)多中心研究證實，10年間(2004～2014年)19所三級醫(yī)院的住院病人血液中分離的2240株腸道細(xì)菌對碳青霉烯類藥物的敏感率呈下降趨勢[13]。中國細(xì)菌耐藥監(jiān)測網(wǎng)也同樣監(jiān)測到，2014～2019年間全國CRE的臨床分離率在持續(xù)上升[14]。

3 傳播途徑

CRE的耐藥性和毒力因子在病區(qū)中主要通過質(zhì)粒傳播。病人一旦感染CRE，則病例可從門診流入普通住院病房，再由普通住院病房流入ICU，最終在醫(yī)院內(nèi)流行，形成區(qū)域性爆發(fā)。此外，在一些衛(wèi)生和設(shè)施條件較差的國家中，CRE還可通過水傳播、食源性傳播和糞-口途徑傳播。

醫(yī)院環(huán)境是院內(nèi)CRE病原體傳播的重要條件。有學(xué)者采集了2017～2019年韓國3所三級醫(yī)院的環(huán)境樣品，研究了CRE在醫(yī)院環(huán)境中的污染情況，結(jié)果顯示，在醫(yī)院病床、馬桶、水槽、病人衣服、測力計和鍵盤上共檢測到20株CRE，認(rèn)為病人攜帶的病原體可以擴散到醫(yī)院環(huán)境中，醫(yī)院環(huán)境可能是其傳播的重要途徑[15]。

4 老年病人感染CRE的危險因素

4.1 前期抗生素的應(yīng)用 前期抗生素的應(yīng)用易引起致病菌的耐藥，同時也增加了CRE分離株的傳播風(fēng)險。國外學(xué)者通過病例對照試驗發(fā)現(xiàn)，非產(chǎn)碳青霉烯酶CRE的感染主要與無癥狀攜帶者有關(guān)，特別是在近期大量接觸抗生素的易感人群中，并且其感染方式是“出現(xiàn)耐藥性”(而不是“病人到病人的傳播”)[16]。

4.2 入住ICU ICU內(nèi)的病人多為醫(yī)院內(nèi)病情較為危重的病人，尤其對于老年病人，因其機體功能差，且多合并基礎(chǔ)疾病，加之病情變化時血流動力學(xué)不穩(wěn)定、癥狀相對嚴(yán)重，其預(yù)后通常不佳。國外研究發(fā)現(xiàn)，老年人和入住ICU是影響CRE感染的重要危險因素[17]。我國學(xué)者通過分析浙江地區(qū)2008～2018年多家醫(yī)院的CRKP發(fā)現(xiàn)，與普通病房和門診的病人相比，ICU的病人感染CRKP更為多見，而且年齡≥60歲組中耐藥菌株所占的比例最高[18]。劉鳳鳴等[19]的研究顯示，入院時APACHEⅡ評分、入院時格拉斯哥昏迷評分法(GCS)評分、ICU住院期間的侵入性操作、前期抗菌藥物的使用是ICU老年病人CRE感染的危險因素。

4.3 合并基礎(chǔ)疾病 老年人免疫功能低下，常合并多個系統(tǒng)的疾病，而腸桿菌科為機會致病菌，因此對于老年病人來說，CRE的感染較年輕人更容易，且治療起來更加困難，預(yù)后更差。

合并糖尿病的老年病人發(fā)生感染時，病人病情往往較重，炎癥遷延不愈，導(dǎo)致CRE感染機會增加。一項關(guān)于2008～2017年期間國外醫(yī)療中心住院的糖尿病足感染病人的回顧性分析顯示，從深部組織培養(yǎng)物分離出的細(xì)菌中，需氧革蘭氏陰性桿菌比革蘭氏陽性球菌更為普遍(分別為55%、39%)。最常見的分離菌為大腸埃希菌(15%)，其次為腸球菌(14%)和綠膿桿菌(11%)。在腸道細(xì)菌中，37%的菌株對氟喹諾酮耐藥，25%的菌株產(chǎn)生ESBL，2%的菌株對碳青霉烯耐藥[20]。此外，天津一項研究顯示，患有糖尿病、機械通氣和聯(lián)合應(yīng)用抗生素是CRKP感染的危險因素[21]。提示合并糖尿病的病人發(fā)生CRE感染風(fēng)險增加。

CRE也易發(fā)于合并其他疾病的老年人中，如高血壓等循環(huán)系統(tǒng)疾病、合并其他病原體感染或嚴(yán)重消化系統(tǒng)疾病導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)等病人。有研究發(fā)現(xiàn)，患惡性腫瘤的病人比普通人更容易發(fā)生CRKP血流感染，原因除了患惡性腫瘤所致免疫力低下以外，還可能與反復(fù)接受放化療、介入治療、外科手術(shù)及創(chuàng)傷性操作等有關(guān)[22]。因此，感染CRE的病人與其合并基礎(chǔ)疾病有很大關(guān)系。

4.4 侵襲性操作 臨床上留置尿管、胃管，合并外科手術(shù)、氣管插管、氣管切開以及各種有創(chuàng)的穿刺等侵襲性操作為老年病人感染CRE提供了可能。尤其在ICU中，老年病人病情危重，通常會留置尿管與胃管，若合并嚴(yán)重呼吸系統(tǒng)疾病導(dǎo)致血氧飽和度無法維持正常，則需機械通氣。而在氣管插管或氣管切開的過程中，CRE定植的機會與條件增加。在外科手術(shù)及各種有創(chuàng)的穿刺過程中，因病人的被操作創(chuàng)面可能直接與空氣接觸，進一步增加了院內(nèi)耐藥菌感染的機會。

4.5 住院時間 老年病人CRE的感染可能與住院時間有著密切關(guān)系。前文提到，醫(yī)院環(huán)境可能是CRE傳播的重要途徑。病人住院時間越長，在醫(yī)院接觸到病原菌的機會就越多，院內(nèi)的病床、馬桶、洗手臺的水槽、病人的衣服等等都是病人經(jīng)常接觸的地方，很容易引起病原體的傳播。越南一項醫(yī)院感染CRE病人的分析顯示，病人的住院時間、前期碳青霉烯類藥物治療是 CRE感染的獨立危險因素[23]。此外，國內(nèi)學(xué)者對院內(nèi)感染CRE的病人進行單因素分析，發(fā)現(xiàn)手術(shù)病人、入住ICU、住院時間≥30 d、抗菌藥物的使用可能是CRE感染的危險因素[24]。因此，在臨床中感染CRE的病人可能與其住院時間有關(guān)。

5 藥物治療

碳青霉烯類被認(rèn)為是治療多重抗藥性革蘭氏陰性菌引起的感染的最后一種抗生素。隨著碳青霉烯類抗生素在臨床上的應(yīng)用越來越廣泛，碳青霉烯類抗生素耐藥病原體的出現(xiàn)對人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。目前，用于治療CRE的抗生素選擇非常有限，主要包括多黏菌素、替加環(huán)素、磷霉素和氨基糖苷類藥物[25]。在過去幾年中，針對CRE逐漸出現(xiàn)了新的抗菌藥物，現(xiàn)正處于不同的臨床研究階段。但從長遠(yuǎn)來看，我們應(yīng)該保證抗菌藥物的最佳利用，以便盡可能地延緩耐藥性的出現(xiàn)。

目前CRE耐藥情況十分嚴(yán)峻，不容樂觀[26]。CRE引起的感染可在醫(yī)院病房內(nèi)大規(guī)模暴發(fā)流行,統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示, CRKP是CRE感染中最主要的致病菌[27]。對于基礎(chǔ)疾病較多的老年人，應(yīng)特別注意CRE感染，并且需要嚴(yán)格的感染控制措施和在恰當(dāng)時機選擇合適的抗生素來預(yù)防CRE感染的出現(xiàn)。

有時為了避免感染的發(fā)生，臨床上對一部分老年病人需要預(yù)防性使用抗菌藥物，但這些抗菌藥物的使用往往殺滅的是對藥物敏感的細(xì)菌，這為其他耐藥菌株的增殖創(chuàng)造了條件，導(dǎo)致耐藥菌株不斷增加繼而引發(fā)感染。因此針對耐藥菌株，單藥治療有時效果并不理想。藥物的聯(lián)合應(yīng)用可能是目前治療CRE感染有效的方法，然而，目前有關(guān)聯(lián)合用藥治療CRE的研究較少，仍然需要投入更多的精力來設(shè)計和執(zhí)行CRE治療的隨機臨床試驗[28]。隨著CRE感染趨勢的增加，制訂合適的用藥方案仍迫在眉睫。