兒童腸道定植耐碳青霉烯類腸桿菌科細菌的流行病學與主動篩查研究進展

徐 琪， 張 泓

腸桿菌科細菌是人體腸道內的主要定植菌，隨著碳青霉烯類抗生素的廣泛使用，耐碳青霉烯類腸桿菌科細菌（CRE）的檢出不斷增多，已成為威脅公眾健康的一大難題。據報道，腸桿菌科細菌可在社區或醫院環境中通過空氣、接觸等方式進行傳播、定植或感染。而CRE定植是臨床CRE感染的獨立危險因素[1]，在ICU，定植的CRE增加了患者感染和死亡的風險[2]。兒童作為一個特殊群體，一旦出現CRE感染，將會帶來嚴重的后果。本文就CRE在兒童患者中的流行現狀、腸道定植及主動篩查方法展開綜述。

1 CRE流行現狀

CRE自2001年在美國首次發現，隨后全球范圍內呈現暴發流行趨勢。美國CDC的一項研究指出，2001－2011年十年間，美國CRE在腸桿菌科中的檢出率由1.2%上升至4.2%，其中肺炎克雷伯菌耐藥率從1.6%上升至10.4%[3]。國內，2018年CHINET監測數據顯示，肺炎克雷伯菌對亞胺培南和美羅培南的耐藥率分別從2005年的3.0%和2.9%上升到了2018年的25%和26.3%，此外，肺炎克雷伯菌在革蘭陰性桿菌中所占比例亦逐年呈穩步上升趨勢，2018年高達20.7%[4]。在兒童患者中，2017年全國細菌耐藥監測報告年度數據表明，兒童碳青霉烯類耐藥的肺炎克雷伯菌和大腸埃希菌的比例均高于成人[5]，應引起高度重 視。

據報道，腸桿菌科細菌對碳青霉烯類抗生素的耐藥機制主要為產碳青霉烯酶、外膜孔蛋白缺失或突變、外排泵過度表達以及青霉素結合蛋白變異等，其中最主要的是產碳青霉烯酶。碳青霉烯酶按照Ambler分子分類方法可分為A、B、D三類，報道最多的為A類中KPC型，以KPC-2和KPC-3型為主[6]，廣泛流行于美國、希臘、意大利、以色列、中國等。近年來，KPC在兒童患者中的檢出率也不斷上升[7]。B類金屬酶中NDM型最為常見，目前以印度、巴爾干半島和中東地區多見。兒童是NDM-1的易感人群，兒科是NDM-1檢出最多的科室之一[8]。國內研究指出不同于成人患者主要產KPC型碳青霉烯酶，兒童分離的CRE菌株主要產NDM-1型金屬酶[9]。D類碳青霉烯酶以OXA-48最多見，廣泛分布于北非、中東等地區，我國已有產OXA型碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌所致新生兒感染流行的報道[10]。

2 腸道定植情況

CRE在全球范圍內廣泛播散，在過去10～15年已逐漸成為醫療保健相關感染的重要病原[11]。有文獻報道，患者入院時C R E 定植并不常見（3.9%），醫療機構是CRE傳播的主要儲存庫[12]。在最近2周住院時間＞48 h或長期居住于醫療護理機構的患者中分離出CRE，定義為醫院獲得性CRE[13]。CRE定植是指可以從人體分離出細菌但無臨床感染癥狀，主要定植部位為人體的腸道，當各種因素導致菌群失調、免疫防御功能下降后，CRE大量繁殖或易于侵入機體，從而引發感染。在CRE定植菌株中，以耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌為主[13-14]。

在兒童患者中，CRE腸道定植的易感人群主要為新生兒及ICU患兒，與這些科室患兒基礎疾病嚴重、侵襲性操作多、住院時間長、碳青霉烯類及其他抗菌藥物長期應用有關[15]，近期手術史和機械通氣也是CRE定植重要的危險因素[16-17]。此外，胎齡越小、體重越低的早產兒定植的概率越大[18]，出生體質量≤1 500 g的新生兒醫院感染發病率最高[19]。CRE定植與所采用的喂養方式也有關，母乳喂養最為安全[20]。

對ICU住院患者CRE定植的危險因素分析時發現，是否存在多重耐藥（MDR）菌是ICU患者CRE定植最重要的危險因素，分離出MDR菌的患者CRE定植風險是未分離患者的5倍左右[21]。在一項對醫療機構住院患者的長期研究中也發現，CRE攜帶者比非攜帶者MRSA和萬古霉素耐藥腸球菌（VRE）的菌株分離率更高[22]。

CRE定植是感染發生的前提條件，有研究發現，ICU的CRE定植患者腸桿菌科細菌感染的風險至少增加了2倍，CRE定植是發生感染的獨立危險因素[1]。還有研究顯示，近50% CRE定植患者在30 d內發生了CRE感染，與非定植患者相比，CRE感染率增加了10.8倍，CRE定植與隨后發生CRE感染和死亡的高風險相關[2]。同時，CRE定植是遷移到其他部位導致感染的重要危險因素，入院時腸道定植患者與非定植患者其他部位感染率分別為16%和3%[23]。

CRE通過可移動遺傳元件在菌株間實現耐藥基因的廣泛播散[24]，CRE定植和感染患者共同作為院內CRE傳染源，患者間的交叉傳播及患者與醫護人員直接接觸是主要的傳播途徑[25]，此外，還可通過物體表面接觸等途徑傳播，使得CRE院內定植更為普遍，且影響預后。Ballo等[26]發現在急性髓細胞性白血病的患者中CRE定植較未定植者60 d、90 d、1年、2年生存率顯著下降。CRE定植或感染加重患者疾病和經濟負擔，也使社會和醫院治療費用增加[27]，并且隨著MDR、XDR菌株的出現，臨床必須引起足夠重視，否則將面臨無藥可用的境地[28]。

3 CRE主動篩查方法

美國CDC和ECDC指南及WHO 2017年公布的《世界衛生組織耐碳青霉烯類腸桿菌科細菌、耐碳青霉烯類鮑曼不動桿菌和耐碳青霉烯類銅綠假單胞菌預防和控制指南》均推薦對CRE進行主動篩查[29-31]。CRE主動篩查的方法較多，主要包括肉湯培養法、含碳青霉烯類藥物的自建法、各種顯色培養基培養以及PCR技術等。見表1。

3.1 肉湯培養法

美國CDC推薦對腸道定植CRE患者主動篩查的方法是將直腸或肛周拭子標本接種于含有10 μg美羅培南或厄他培南的5 mL胰蛋白酶大豆肉湯（TSB）中，隨后在（35±2）℃環境下過夜培養。第二天取100 μL肉湯轉種至麥康凱瓊脂培養基上，再次于（35±2）℃環境下培養過夜。最后，挑取乳糖發酵的菌落進行菌種水平的鑒定[32]。該方法對材料、設備要求不高，對操作人員技術要求也較低，基層臨床實驗室均可開展，但操作過程繁瑣、耗時長（約4 d），且僅適用于乳糖發酵的腸桿菌科細菌的篩查。

3.2 含碳青霉烯類藥物的自建法

通過在麥康凱瓊脂培養基上直接粘貼碳青霉烯類藥敏紙片或配制添加有碳青霉烯類藥物溶液形成具有一定藥物濃度的麥康凱平皿進行CRE篩查。兩種方法均具有簡便、可靠、靈敏度和特異度較高等優點，但是Blackburn等[33]在麥康凱瓊脂培養基上分別粘貼10 μg的亞胺培南、美羅培南以及厄他培南紙片對糞便標本進行對比篩查后發現當分離株濃度較低（10 cfu/mL）時篩查靈敏度降低[33]，且目前對于抑菌圈直徑大小尚無統一判定標準。

3.3 顯色培養基培養

顯色培養基是新一代培養基，培養基中的顯色底物可與細菌代謝產生的酶發生反應，顯示出不同的顏色，因此可通過觀察菌落顏色實現對細菌的初步鑒定。目前常見的顯色培養基包括CHROM agar KPC、SUPERCARBA medium、ChromID ESBL、Brilliance CRE Agar、Brilliance ESBL agar等。在一項對產KPC-2和VIM-1肺炎克雷伯菌的檢測中發現，CHROM agar KPC顯色培養基對CRE的陽性預測值（PPV）和陰性預測值（NPV）分別可達100%和98.8%[34]。另一項研究顯示CHROM agar KPC顯色培養基對產碳青霉烯酶菌株的靈敏度和特異度分別為88.5%和86.1%[35]，但是對產OXA-48的CRE菌株靈敏度僅43%，因此不能保證對此類菌株篩查的準確性[36]。SUPERCARBA medium顯色培養基對于所有產碳青霉烯酶的CRE分離株靈敏度高，達95.6%～96.5%[36]。Amar等[37]在產碳青霉烯酶腸桿菌科細菌分離株的篩查對比試驗中發現，SUPERCARBA medium顯色培養基與CHROM agar KPC顯色培養基和含亞胺培南的麥康凱瓊脂培養基相比具有更高的靈敏度，三者分別為83%、65%和69%。顯色培養基是一種快速的CRE篩選方法，具有靈敏、便捷、成本較低等優點，但是嚴重依賴所篩查的分離菌株，且培養結果在許多流行地區不能進行進一步的分析[38]。

表1 常見CRE 主動篩查方法比較

3.4 PCR技術

PCR技術包括傳統PCR、多重PCR及實時熒光定量PCR等均可用于CRE主動篩查，通過設計特異性引物對耐藥基因進行擴增，從而迅速準確地檢測出碳青霉烯酶型別。此外，實時熒光定量PCR技術尚可實現對耐藥基因的定量檢測，特異度更高，在對ICU患者的直腸拭子采用實時熒光定量PCR技術進行OXA-48酶的CRE篩查，整體靈敏度和特異度分別高達95.7%和100%[39]。PCR技術已被證實對CRE的快速檢測具有較高的靈敏度和可靠性，但是限于設備和操作條件，較難在基層醫院推廣。

對于CRE篩查方法的選擇，目前國際上尚無統一的標準，臨床微生物實驗室需要根據其所在地區的CRE流行病學、周轉時間要求和現有資源確定其實驗室的最佳方法[40]。

4 防控措施

4.1 接觸預防與隔離

直接或間接接觸患者或患者周圍環境均可能造成CRE的傳播，因此在照護受CRE侵襲或感染的患者時，應采取接觸預防措施。包括患者的合適安置；使用個人防護設備；限制患者運送和轉移；使用一次性或患者專用的醫療設備；優先清潔和消毒患者病房[31]。患者隔離是接觸預防的重要組成部分，可以采取單間隔離或將定植、感染相同耐藥病原體的患者集中收治，有效避免了CRE的交叉傳播。

4.2 手衛生

手衛生是減少微生物傳播、預防醫療保健相關感染最重要且經濟有效的措施[41]，是切斷CRE傳播途徑的核心一環。研究結果顯示，隨著手衛生依從性的不斷提高，MDR菌感染/定植率逐步下降，兩者呈負相關[42]。因此必須要加強醫療衛生部門手衛生宣傳、教育及培訓工作，此外，醫療機構必須確保手衛生設施，必要時監測醫護人員依從性并進行反饋。

4.3 其他

除了以上幾種防控措施，針對新生兒醫院感染的預防提倡采取母乳喂養，使用生物活性物質、腸道益生菌及乳鐵蛋白等措施也可獲益[43]。此外，要重點關注抗菌藥物的合理使用，尤其是頭孢菌素和碳青霉烯類抗生素。總之，醫療機構管理部門要從整體、全局出發，加強病原菌和耐藥菌的檢測，要認識CRE只是耐藥菌中的一種，應整體應對才能使其得到控制。

5 結語與展望

CRE腸道定植在兒童患者中廣泛存在，抗感染治療形勢嚴峻。臨床應該積極采取預防控制措施，全方位把控CRE在醫療機構中的流行，控制感染的進一步播散。加強臨床兒童腸道定植CRE的主動篩查，能早期發現定植患者，以利控制其的傳播和流行。雖然目前國內許多醫院已經開展了針對高危病區CRE的主動篩查，但是國際上對于篩查方法及篩查的主要人群、篩查標本尚無統一標準，且對于CRE定植或感染的患者，是否有安全有效的方法去除定植，如何把握抗生素的使用以進行精準有效地治療，實現患者個體化，仍需我們進一步的探索。