高寒區(qū)肢體爆炸傷易感菌譜的測定及相關(guān)研究

王正雷，王濤，李陽，張文進(jìn)，劉建輝，孔軍，郭寧，宮明，孫鵬，范文憲，王海斌，齊琦

高寒區(qū)肢體爆炸傷易感菌譜的測定及相關(guān)研究

王正雷，王濤，李陽，張文進(jìn)，劉建輝，孔軍，郭寧，宮明，孫鵬，范文憲，王海斌，齊琦

目的探討高寒區(qū)寒冷環(huán)境下，肢體爆炸傷后易感菌的種類與藥敏情況，為戰(zhàn)創(chuàng)傷感染的預(yù)防及治療提供依據(jù)。方法在中俄邊界、黑龍江流域和松花江流域，用800只兔制作成高寒區(qū)寒冷環(huán)境下爆炸傷模型，于傷后1、3、6、12、24、48、72、96h進(jìn)行大體觀察、生命體征觀察、傷道分泌物細(xì)菌培養(yǎng)和分類及藥敏試驗，同時對靶場空氣、地表雪、土壤、動物皮毛進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)和分類及藥敏試驗。結(jié)果靶場空氣、地表雪中主要為芽孢桿菌，并有部分微球菌，土壤中主要為芽孢桿菌、大腸埃希菌、銅綠假單胞菌；兔皮毛培養(yǎng)主要為葡萄球菌、不動桿菌、銅綠假單胞菌和大腸埃希菌。傷后兔呼吸、脈搏加快，體溫下降；致傷后24h呼吸、脈搏恢復(fù)正常，但體溫仍低于致傷前。傷道分泌物細(xì)菌培養(yǎng)主要為革蘭陽性菌，傷后傷道分泌物細(xì)菌培養(yǎng)菌株數(shù)從高到低依次是枯草芽孢桿菌、凝固酶陰性葡萄球菌、大腸埃希菌、銅綠假單胞菌、嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌。藥敏結(jié)果顯示革蘭陽性菌對氧氟沙星、環(huán)丙沙星、紅霉素等藥物敏感，耐藥菌較少；革蘭陰性菌對頭孢他啶、米諾環(huán)素、復(fù)方新諾明等敏感。結(jié)論高寒區(qū)寒冷干燥環(huán)境下爆炸傷后傷口細(xì)菌生長繁殖慢，清創(chuàng)時限可適當(dāng)延長2～3h，易感菌群主要為革蘭陽性菌，與周圍環(huán)境中菌群存在相關(guān)性，應(yīng)聯(lián)合使用抗生素(氧氟沙星、環(huán)丙沙星、紅霉素之一聯(lián)用頭孢他啶、米諾環(huán)素、復(fù)方新諾明中的一種)來預(yù)防爆炸傷感染。

高寒區(qū)；爆炸傷；細(xì)菌學(xué)技術(shù)；微生物敏感性試驗

感染是戰(zhàn)創(chuàng)傷后的重要并發(fā)癥，易導(dǎo)致膿毒血癥甚至多器官功能不全綜合征(MODS)。寒冷干燥環(huán)境下的火器傷不同于一般環(huán)境下的火器傷[1]，其傷道細(xì)菌繁殖及感染具有自身的特點和規(guī)律[2-4]。本研究結(jié)合黑龍江東北部寒冷、氣候干燥這一地域特點，在冬季建立了高寒干燥環(huán)境下火器傷動物模型，探討該特殊環(huán)境下肢體火器傷動物呼吸、體溫、脈搏變化和傷道細(xì)菌種類及與其周圍環(huán)境的關(guān)系，以期為今后高寒干燥環(huán)境下肢體火器傷抗菌藥物的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 動物模型建立及致傷條件 建立高寒干燥環(huán)境下肢體火器傷動物模型。采用新西蘭大白兔800只，雌雄不限，體重2.5～3.0kg。致傷前1d動物局部備皮稱重，禁食過夜。選擇黑龍江流域、松花江流域、中俄邊界及省內(nèi)各點共400處(按黑龍江省軍事地圖經(jīng)緯度坐標(biāo)隨機(jī)抽取地點，部分地點無法到達(dá)，平移500米)高寒雪地環(huán)境，用溫度濕度儀監(jiān)測各采樣地點及時間點的空氣溫度及相對濕度。自制爆炸裝置由普通無縫鋼管焊接而成，用雙響爆竹為推進(jìn)物的模擬火器(HQ-211-144)，全長為144cm(圖1)。雙響爆竹前段含采樣點表層土壤(實驗員采樣時戴無菌手套)。實驗兔以3%戊巴比妥鈉(30mg/ kg)靜脈麻醉，選后肢中上段肌肉豐滿處，避開股骨及大血管，以自制爆炸裝置實施爆炸。傷后傷口不清創(chuàng)，但局部包扎止血，局部與全身不應(yīng)用抗生素。飼養(yǎng)于軍用冬帳篷內(nèi)觀察，帳篷內(nèi)不做空氣消毒，篷外環(huán)境氣溫–20℃～–35℃，濕度40%～50%，風(fēng)力4～5級。

圖1 HQ-211-144火器Fig. 1 Firearms of HQ-211-144

1.2 動物傷后體溫、呼吸、脈搏的測量 所有動物于低溫致傷前及傷后1、3、6、24、48、72、96h分別測量呼吸、脈搏及肛溫變化，同時記錄大體觀察結(jié)果。

1.3 細(xì)菌培養(yǎng)及藥敏試驗 取動物致傷前皮毛處、靶場的空氣、地表雪和土壤進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)、分離鑒定及藥敏鑒定。動物麻醉后，分別于傷后1、3、6、12、24、48、72和96h對傷道口周圍皮膚進(jìn)行消毒(消毒液不能流入傷道)，在無菌條件下用消毒活檢鉗放入傷道預(yù)定位置進(jìn)行標(biāo)本采集，將取出的組織稱重并剪碎，加入1ml無菌生理鹽水，置于勻漿器內(nèi)，研磨成組織勻漿，再用生理鹽水進(jìn)行10、102、103、104及105倍比稀釋后，定量接種于普通血平板和伊紅美蘭平板，進(jìn)行常規(guī)細(xì)菌培養(yǎng)和分離鑒定(細(xì)菌的分離和鑒定均按《全國臨床檢驗操作規(guī)程》進(jìn)行，分離菌株用API鑒定系統(tǒng)鑒定至種)，同時作藥敏試驗。計算每克組織的細(xì)菌含量。傷口無菌紗布拭干后包扎。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。數(shù)據(jù)結(jié)果以表示，多組間比較采用方差分析，進(jìn)一步兩兩比較采用SNK-q檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 大體觀察及生命體征變化 傷后在寒冷干燥環(huán)境下動物受傷肢體及全身未見明顯凍傷。傷后6h傷道充血、發(fā)紅，并有少量滲出液；傷后24h傷道腫脹明顯，傷道口有血痂形成；傷后48h部分傷道周圍有膿苔形成；傷后72h有少量膿液流出；傷后96h傷口有多量膿性分泌物。傷后動物脈搏、呼吸加快，體溫下降，然后逐漸恢復(fù)；致傷后24h脈搏、呼吸及體溫基本正常；傷后48～96h脈搏、呼吸及體溫均有所升高，詳見表1。

2.2 細(xì)菌培養(yǎng)與藥敏結(jié)果 傷道分泌物細(xì)菌培養(yǎng)主要為革蘭陽性菌，傷后1～48h傷道分泌物可檢出枯草芽孢桿菌、大腸埃希菌、凝固酶陰性葡萄球菌、松鼠葡萄球菌和嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌生長。48～96h可檢出大腸埃希菌、銅綠假單胞菌及凝固酶陰性葡萄球菌等，菌株鑒定按菌株數(shù)從高到低依次為枯草芽孢桿菌、凝固酶陰性葡萄球菌、大腸埃希菌、銅綠假單胞菌、嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌。空氣、地表雪培養(yǎng)結(jié)果為枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、藤黃微球菌、玫瑰微球菌。土壤培養(yǎng)結(jié)果為枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、大腸埃希菌、霉菌、銅綠假單胞菌、變形桿菌、藤黃微球菌。兔皮毛培養(yǎng)主要為凝固酶陰性葡萄球菌、不動桿菌、銅綠假單胞菌和大腸埃希菌。藥敏結(jié)果顯示革蘭陽性菌對氧氟沙星、環(huán)丙沙星、紅霉素等藥物敏感，耐藥菌較少；革蘭陰性菌對頭孢他啶、米諾環(huán)素、復(fù)方新諾明等敏感。隨傷后暴露時間延長，傷口細(xì)菌數(shù)量增多，傷后48h為(4.30±0.18)×105cfu/g，傷口出現(xiàn)感染現(xiàn)象。定量分析結(jié)果顯示，傷前及傷后1、3、6、12、24、48、72、96h傷口細(xì)菌數(shù)量分別為(1.91±0.25)×103、(4.82±0.32)×103、(7.7 9±0.3 6)×1 03、(1.7 3±0.4 2)×1 04、(4.5 3±0.2 6)×1 04、(6.8 3±0.3 5)×1 04、(4.3 0±0.1 8)×1 05、(6.9 4±0.4 3)×1 06、(4.56±0.39)×107cfu/g。

表1 實驗動物脈搏、呼吸和體溫變化Tab. 1 Changes of animals' pulse, respiration and body temperature after injury

3 討 論

感染是戰(zhàn)創(chuàng)傷的重要并發(fā)癥，其致死率僅次于休克[5-7]。火器傷后傷道化膿性感染的形成決定于病原微生物、機(jī)體局部和全身防御功能及環(huán)境等三大因素，三者共同作用決定著化膿性感染的發(fā)生和發(fā)展[8-9]。爆炸傷由于組織損傷嚴(yán)重且廣泛，創(chuàng)面易感染[10]，戰(zhàn)傷后膿毒血癥是引起感染休克甚至多器官功能障礙的主要原因，因此，防治感染一直是火器傷救治的重點和難點[11-13]。

本研究結(jié)果顯示，高寒地區(qū)寒冷干燥環(huán)境下火器傷早期由于受寒冷刺激和創(chuàng)傷的影響，致傷動物的脈搏、呼吸加快，體溫降低，傷后24h其脈搏和呼吸恢復(fù)正常，體溫也恢復(fù)至傷前水平，同時大體觀察結(jié)果顯示24h內(nèi)傷道內(nèi)表現(xiàn)以滲出液為主，表明這一時期傷道細(xì)菌繁殖仍處于靜止期，無明顯的細(xì)菌和毒素入血。細(xì)菌的生長繁殖與環(huán)境濕度和溫度密切相關(guān)，常溫環(huán)境下槍彈傷傷道組織細(xì)菌的繁殖有一相對靜止期，一般不超過6h，而高寒干燥環(huán)境下肢體火器傷細(xì)菌繁殖慢，細(xì)菌量變化不大，感染明顯推遲[14]。本研究觀察到寒冷干燥環(huán)境下槍彈傷后24h傷道組織中細(xì)菌數(shù)量無顯著變化(均為104cfu/g數(shù)量級)，表明傷后24h內(nèi)細(xì)菌繁殖仍為靜止，因此，在高寒干燥環(huán)境下，傷后24h內(nèi)均可做傷道早期清創(chuàng)。

本研究模擬黑龍江省實戰(zhàn)環(huán)境，從傷員低溫潛伏，到傷員受傷至運(yùn)送到醫(yī)院前進(jìn)行模擬動物實驗。傷道細(xì)菌培養(yǎng)的菌群分析顯示，傷道內(nèi)細(xì)菌除了和動物皮毛表面、現(xiàn)場空氣、地表雪細(xì)菌種類和數(shù)量有關(guān)，還與爆炸現(xiàn)場塵土內(nèi)的細(xì)菌種類和數(shù)量有關(guān)，不同地域、不同氣候條件下的土壤和空氣中細(xì)菌的種類和數(shù)量不相同，因此，在戰(zhàn)時火器傷的救治及傷道感染防治方面，除了人體皮膚表面的常見細(xì)菌外，還應(yīng)特別重視戰(zhàn)創(chuàng)傷地區(qū)空氣和塵土細(xì)菌學(xué)種類和藥敏的現(xiàn)場調(diào)查研究，只有兩者結(jié)合才能準(zhǔn)確使用抗生素，從而達(dá)到最佳防治感染的效果。不間斷地監(jiān)測戰(zhàn)創(chuàng)傷地區(qū)空氣和塵土細(xì)菌學(xué)變化及藥敏情況，在感染發(fā)生后細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果出來之前，對抗生素的選用無疑有著重要的指導(dǎo)意義。本研究發(fā)現(xiàn)黑龍江省火器傷細(xì)菌以革蘭陽性菌為主，易感菌譜為枯草芽孢桿菌(G+)、凝固酶陰性葡萄球菌(G+)、大腸埃希菌(G–)、銅綠假單胞菌(G–)、嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌(G–)。所有革蘭陽性菌都對氧氟沙星、環(huán)丙沙星、紅霉素敏感，可作為首選；而革蘭陰性菌對頭孢他啶、米諾環(huán)素、復(fù)方新諾明敏感，因此，在該環(huán)境條件下不宜單獨使用一種抗生素，而應(yīng)聯(lián)合應(yīng)用抗生素(氧氟沙星、環(huán)丙沙星、紅霉素中的一種和頭孢他啶、米諾環(huán)素、復(fù)方新諾明中的一種聯(lián)合使用)來預(yù)防爆炸傷感染。

[1]Wang HS, Han JS. International research status of war trauma rescue and treatment in cold region[J]. Med J Chin PLA, 2014, 39(5): 369-373. [王輝山, 韓勁松. 寒區(qū)戰(zhàn)創(chuàng)傷救治研究進(jìn)展[J]. 解放軍醫(yī)學(xué)雜志, 2014, 39(5): 369-373.]

[2]Lin YQ, Li ZY, Tang X,et al. The plateau firearm wound infection characteristics of early debridement, and experimental study [J]. J PLA Med Inf, 1994, 8(6): 322-323.[林月秋, 李主一, 湯遜, 等.高原火器傷的感染特點與早期清創(chuàng)的實驗研究[J]. 解放軍醫(yī)學(xué)情報, 1994, 8(6): 322-323.]

[3]Kinch KJ, Clasper JC. A brief history of war amputation[J]. J R Army Med Corps, 2011, 157(4): 374-380.

[4]Prokuski L. Treatment of acute infection[J]. J Am Acad Orthop Surg, 2006, 14(10): S101-S104.

[5]Jackson DS. Soldiers injured during the Falklands campaign 1982. Sepsis in soft tissue limb wounds[J]. J R Army Med Corps, 2007, 153(Suppl 1): 55-56.

[6]Nikitenko VI. Infection prophylaxis of gunshot wounds using probiotics[J]. J Wound Care, 2004, 13(9): 363-366.

[7]Petersen K, Waterman P. Prophylaxis and treatment of infections associated with penetrating traumatic injury[J]. Expert Rev AntiInfect Ther, 2011, 9(1): 81-96.

[8]Petersen K, Riddle MS, Danko JR. Trauma-related infections in battlefield casualties from Iraq[J]. Ann Surg, 2007, 245(5): 803-811.

[9]Fu Y, Su XM, Liu ZX,et al. Bacteriological study of firearm combined radiation wound in hypothermia environment[J]. Clin J Med Off, 2010, 38(6): 304-306.[付勇, 蘇雪梅, 劉振祥, 等. 低溫環(huán)境下放射性與火器復(fù)合傷后細(xì)菌學(xué)改變的研究[J]. 臨床軍醫(yī)雜志, 2010, 38(6): 304-306.]

[10] Ding WW, Li JS. Damage control resuscitation for abdominal war injury[J]. Med J Chin PLA, 2014, 39(3): 180-183. [丁威威,黎介壽. 腹部戰(zhàn)創(chuàng)傷后的損傷控制性復(fù)蘇策略[J]. 解放軍醫(yī)學(xué)雜志, 2014, 39(3): 180-183.]

[11] Zhao DS, Pei GX, Wei KH,et al. Quantitative bacteriological study of gunshot wound in the limbs of dogs in hot and humid environment[J]. J First Mil Med Univ, 2001, 21(1): 8-9. [趙東升, 裴國獻(xiàn), 魏寬海, 等. 高溫高濕環(huán)境犬肢體火器傷細(xì)菌學(xué)定量觀察[J]. 第一軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報, 2001, 21(1): 8-9.]

[12] Brook I. Recovery of anaerobic bacteria from four children with postthoracotomy sternal wound infection[J]. Pediatrics, 2001, 108(1): E17.

[13] Allison CE, Trunkey DD. Battlefield trauma, traumatic shock and consequences: war-related advances in critical care[J]. Crit Care Clin, 2009, 25(1): 31-45.

[14] Shen KJ, Ji SH, Liu ZX,et al. Pathological changes and infection characteristics of canine limbs with explosive injury in cold environment[J]. J Trauma Surg, 2009, 11(5): 448-450.[沈開金,吉善和, 劉正祥, 等. 高寒環(huán)境犬肢體爆炸傷后病理變化和感染特征研究[J]. 創(chuàng)傷外科雜志, 2009, 11(5): 448-450.]

Determination of common pathogenic bacteria of blast injury to the limbs in plateau area and related research

WANG Zheng-lei1, WANG Tao2, LI Yang1, ZHANG Wen-jin1, LIU Jian-hui1, KONG Jun1, GUO Ning1, GONG Ming1, SUN Peng1, FAN Wen-xian1, WANG Hai-bin1, QI Qi11Department of Orthopaedics,2Clinical Laboratory, 211 Hospital of PLA, Harbin 150080, China
This work was supported by the “Twelfth Five-Year Plan” Medical Science and Technology Research Project of PLA (CWS11J214)

ObjectiveTo investigate the common pathogenic bacteria and their drug susceptibility in the wounds in the limbs as a result of blast injury in plateau with a low temperature so as to provide a basis for prevention and treatment of war wound infection in such area.MethodsThe model of blast injury was reproduced to the hind legs of 800 rabbits in cold and dry plateau. 1, 3, 6, 12, 24, 48, 72 and 96h after injury, the general condition and vital signs of the wounded were observed, and bacterial culture, flora analysis and drug susceptibility test of excretion from wound tract, air, surface of snow, soil and animal fur were performed.ResultsMicrococciandBacilliwere found in air and snow.Bacillus subtilis,Escherichia coliandPseudomonas aeruginosawere found in soil, andStaphylococcus aureus,Acinetobacters,Pseudomonas aeruginosaandEscherichia coliin rabbit fur. The respiration and pulse became faster, and body temperature lowered after injury compared with that before injury. G+bacteria were found in most wound tract secretions, and the frequency of the bacterial strains in descending order wereBacillus subtilis,coagulase-negative Staphylococci,E. coli,Pseudomonas aeruginosa,Stenotrophomonas maltophiliastrains. The sensitive antibiotics for these G+bacteria were ofloxacin, ciprofloxacin, erythromycin. Susceptible G–bacteria were susceptible to ceftazidime, minocycline, sulfamethoxazole etc.ConclusionsThe growth of bacteria in the wounds as a result of blast injury grow slower in cold and dry alpine area. The time of debridement may be delayed for 2-3h. G+bacteria were main susceptible flora to antibiotics, and it is related to the bacterial flora of the surrounding environment, thus it is suggested that a combination of different antibiotics (ofloxacin, ciprofloxacin or erythromycin alone combined with ceftazidime, minocycline or cotrimoxazole alone) are needed to prevent infection after blast injury.

alpine zone; blast injuries; bacteriological techniques; microbial sensitivity tests

R446.51

A

0577-7402(2015)10-0849-04

10.11855/j.issn.0577-7402.2015.10.16

2014-12-05；

2015-08-24)

(責(zé)任編輯：胡全兵)

全軍醫(yī)學(xué)科技“十二五”科研項目(CWS11J214)

王正雷，主任醫(yī)師。主要從事脊柱矯形及四肢創(chuàng)傷的基礎(chǔ)與臨床研究

150080 哈爾濱 解放軍第211醫(yī)院骨二科(王正雷、李陽、張文進(jìn)、劉建輝、孔軍、郭寧、宮明、孫鵬、范文憲、王海斌、齊琦)，醫(yī)學(xué)檢驗科(王濤)