區分呼吸系統泛耐藥鮑曼不動桿菌感染與定植的評分系統的建立和評價

劉秋萍 顧曉花 湯瑾 王堅鏹 任增花 張瑤 徐凌

近年來，鮑曼不動桿菌(Acinetobacter baumannii，AB)已成為人類重要的致病菌之一。2016年CHINET監測提示AB占所有呼吸道標本分離出的革蘭陰性菌的17.7%，位居第一，其中泛耐藥鮑曼不動桿菌(Extensively Drug resistance Acinetobacter baumannii，XDRAB)占所有標本檢出AB的18.5%，AB對美羅培南、亞胺培南、頭孢哌酮/舒巴坦、米諾環素、替加環素、多黏菌素B的耐藥率分別為71.4%、68.6%、43.0%、25.9%、8.7%和6.5%，對其他藥物的耐藥率均在50%以上[1]。有報道稱30%～40%住院患者于入院后48h內可發生AB定植，重癥患者可達到70%～75%[2]。由于AB的高定植率，故培養出AB時需區分定植菌還是感染菌，但目前尚無有效的方法判定。本研究通過回顧性分析XDRAB患者的臨床資料，建立區分呼吸系統XDRAB感染與定植的評分系統，從而為指導臨床治療提供依據。

資料與方法

一、研究對象

選擇2011年1月至2016年12月在上海市第六人民醫院痰/纖維支氣管鏡灌洗液培養出XDRAB的患者272例，其中定植142例(52.21%)，感染130例(47.79%)。通過隨機原則將其中2/3病例作為建模樣本，其余1/3病例作為測試樣本。建模樣本中定植組95例，感染組87例，測試樣本中定植組47例，感染組43例。XDRAB指僅對1～2種潛在有抗不動桿菌活性的藥物[主要指替加環素和(或)多黏菌素]敏感的菌株[3]。肺炎診斷標準參考2016年中國成人社區獲得性肺炎診斷和治療指南[4]。慢性氣道疾病患者繼發急性下呼吸道感染診斷標準參考《醫院感染診斷標準(試行)》[5]，其診斷標準為：原有呼吸道疾病癥狀加重，伴或不伴肺部濕啰音，痰培養/纖維支氣管鏡灌洗液培養有XDRAB生長，并有下列情況之一：(1)發熱；(2)白細胞總數和(或)嗜中性粒細胞比例增高；(3)X線顯示肺部新出現的炎性浸潤性病變。定植的定義(符合以下一條標準)：(1)臨床分離到XDRAB，但患者無感染相關癥狀或體征，或不符合上述感染診斷標準；(2)臨床分離到XDRAB，但患者未經相應抗感染治療，臨床好轉；(3)患者經過抗感染治療，臨床好轉，但仍能分離到XDRAB。

二、研究方法

回顧性收集患者的相關臨床資料，包括年齡、性別、基礎疾病、既往病史、住院時間、是否入住ICU、入住ICU時間、體溫、呼吸系統癥狀變化、肺部體征、實驗室指標、胸部影像學變化、住院期間抗菌藥物使用種類及時間、激素使用量與時間、侵入性操作種類、機械通氣的使用、住院期間并發癥等。

三、統計學方法

數據經雙人錄入后建立數據庫，經核對無誤后運用SPSS 23軟件對數據進行分析。

2 連續性資料轉換成分類資料 通過受試者工作特征(Receiver operating characteristic curve ，ROC)曲線，利用敏感度、1-特異性指標得出約登指數(敏感度-特異性+1)，當約登指數最大時，該點即為分割點。

3 模型的建立 通過隨機原則將其中2/3病例作為建模樣本，首先進行單因素分析，初步篩選感染XDRAB的預測因素，將單因素篩選得到的變量納入Logistic逐步回歸進行多因素分析，并建立Logistic模型。根據Logistic回歸模型中各項指標的偏回歸系數賦予其分值，即將偏回歸系數擴大10倍后并進行整數化，從而建立區分XDRAB感染與定植的預測評分模型。

4 模型的驗證 預測的判別效度(即對XDRAB感染與定植的區分能力)通過ROC曲線下面積反映，ROC曲線下面積越接近1提示預測的區分性越好，一般認為ROC曲線下面積>0.7提示模型對終點事件發生與否具有較好的區分能力，即能很好地判別實際終點事件的發生。同時將評分系統在測試樣本(1/3病例)中進行評估，計算其對XDRAB感染和定植的預測與實際的相符率。

結 果

一、一般情況

XDRAB感染/定植患者的一般情況(見表1)。

二、使用ROC曲線將連續性變量轉變為分類變量

使用ROC曲線將連續性變量轉變為分類變量，各分割點如下：年齡：70歲，培養出XDRAB前入住ICU時間：10天，培養出XDRAB前住院時間：17天，培養出XDRAB時白細胞計數：10.6×109/L，培養出XDRAB時，中性粒細胞百分比：85%，培養出XDRAB時C反應蛋白(C-reactive protein，CRP)：83mg/L，培養出XDRAB前抗生素使用種類：3種，培養出XDRAB前使用無創通氣時間：5天，培養出XDRAB前使用有創通氣時間：6天，培養出XDRAB時最高體溫：38℃，培養出XDRAB前器官衰竭個數：2個，APACHE Ⅱ評分：18分。

表1 XDRAB感染/定植患者的一般情況[n(%)]

三、單因素分析

使用建模樣本對XDRAB感染的預測因素進行單因素分析，結果發現10個因素與區分XDRAB感染與定植有關，這10個因素為：培養出XDRAB前住院時間、是否合并腎功能不全、培養出XDRAB時白細胞計數、培養出XDRAB時中性粒細胞百分比、培養出XDRAB前抗生素使用種類、培養出XDRAB時最高體溫、培養出XDRAB時癥狀、培養出XDRAB時體征、培養出XDRAB時胸部影像學變化、培養出XDRAB時APACHE Ⅱ評分(表2)。

表2 區分XDRAB感染與定植的單因素分析[n(%)]

續表2

續表2

續表2

四、Logistic回歸多因素分析

將單因素篩選得到的10個變量進行賦值，連續性變量：≥分割點賦值(見表2)為1，<分割點賦值為0；非連續性變量：“是”賦值為1，“否”賦值為0。將這些變量納入多因素Logistic回歸模型，最終篩選出4個獨立預測因素(見表3)。

五、評分系統的建立與預測能力的評價

根據二分類logistic回歸多因素分析結果(見表3)，建立區分定植和感染的函數，采用簡化模型Z=β0+β1X1+β2X2+……βpXp，并對βp整數化。依此規則，對表3中各危險因素βp擴大10倍后整數化，得到如下公式：Z=42×培養出XDRAB時最高體溫+18×培養出XDRAB時癥狀+32×培養出XDRAB時白細胞總數+43×培養出XDRAB時胸部影像學變化。上述公式中，體溫≥38℃為1分，<38℃為0分；新出現癥狀或原有癥狀加重為1分，否則為0分；白細胞數≥10.6×109/L為1分，反之為0分；新出現炎性浸潤影或炎性浸潤影加重為1分，否則為0分。根據預測公式，計算建模樣本中的得分，平均分為Z=74.30±45.79。ROC曲線下面積為0.973(95%CI：0.954～0.992)(圖1A)，標準誤為0.010，P<0.001。當Z取74.5時，敏感度為0.885，特異性為0.968。因此，當Z<75分時考慮為定植，當Z≥75分時考慮為感染。根據預測函數，計算測試樣本中的得分，平均分為Z=74.03±44.00。ROC曲線下面積為0.926(95%CI：0.870～0.982)(圖1B)，標準誤為0.029，P<0.001。根據Z<75分為定植，Z≥75分為感染，評分模型對測試樣本的預測判斷與實際相符率為85.56%，陽性預測值為0.930，陰性預測值為0.787，由此表明上述評分系統有較好的區分呼吸系統XDRAB感染與定植的能力。

表3 區分XDRAB感染與定植的Logistic回歸多因素分析

圖1 建模組及測試組評分系統的ROC曲線

討 論

AB廣泛分布于自然界，包括人體呼吸道、消化道、泌尿道、皮膚黏膜等地方，AB最常見的感染部位為呼吸道，而AB在呼吸道具有高定植率，區分AB是定植菌還是感染菌成為目前臨床上一個棘手問題。把定植菌當作感染菌來治療，可能導致不必要的抗生素應用，增加藥物的耐藥性，延長住院時間，而將感染菌誤判為定植菌，患者未得到及時治療，會導致感染加重，死亡率增加。因此，正確區分呼吸道AB定植和感染對臨床治療具有重大的指導意義。

目前國內外尚未有統一標準區分微生物定植與感染。白國強等[6]研究發現白細胞吞噬現象和細菌定量培養(細菌定量培養≥106CFU/L)可以有效判斷AB感染與定植。隋文君等[7]分析多重耐藥鮑曼不動桿菌(Multidrug-resistant Acinetobacter baumannii，MDRAB)定植菌株與血流感染菌株之間蛋白質表達差異時發現9種蛋白質[觸發因子、三磷酸腺苷合成酶β亞單位、磷酸甘油酸激酶、核酸-5-磷酸異構酶A、次黃嘌呤單核苷酸脫氫酶、外膜蛋白Omp38、琥珀酰CoA連接酶(二磷酸腺苷成形)α-亞單位、蘋果酸脫氫酶、雙功能蛋白FolD]存在表達差異，這種差異有助于鑒別MDRAB定植和感染。GaoJianping等[8]進行了對照研究，其中感染組20例[AB導致的呼吸機相關性肺炎(Ventilator-associated pneumonia，VAP)]，定植組20例(機械通氣患者，伴有AB下呼吸道定植)，對照組20例(伴神經系統疾病的機械通氣患者，無肺炎或AB定植)，采集所有患者的呼出氣體，發現8種呼吸揮發性有機化合物(volatile organic compound，VOC)(1-十一烯、壬醛、癸醛、2-6-10-三甲基-十二烷，5-甲基-丙基-壬烷、長葉烯、十四烷和2-丁酰基-1-辛醇)組成的呼出氣體譜可以有效地鑒別呼吸道AB定植和感染。王荃等[9]提出細菌培養陽性時，降鈣素原(Procalcitonin，PCT)同時升高，臨床可考慮該菌為致病菌；反之，如PCT正常，則該菌可能為定植菌。韓忠學等[10]研究指出PCT可作為鑒別AB感染與定植的輔助指標，研究結果顯示定植組和感染組PCT水平分別為(0.47±0.35)ng/mL和(2.95±1.78)ng/mL，差異具有統計學意義。我們的研究由于入選患者中僅109例進行了PCT檢測，缺失值較多，無法進行卡方檢驗，但對有PCT結果的109例病例進行t檢驗發現PCT區分XDRAB感染與定植具有統計學意義(見表4)，通過ROC曲線找到其分割點為1.27，即當PCT≥1.27時可判斷為感染。TanXiaojiang等[11]發現念珠菌氣道定植是AB VAP的獨立危險因子，念珠菌定植的患者比非定植患者更容易發生AB VAP，但抗真菌藥的使用與AB VAP無關。本研究中無論是念珠菌感染/定植還是培養出XDRAB前使用抗真菌藥物均與XDRAB感染與定植無關。另外國外學者Khine Swe Swe-Han等[12]對培養出AB的膿毒癥患者和定植患者進行了研究，發現性別在兩組間無統計學差異，年齡在13歲至60歲之間的患者感染的風險更大，ICU和非ICU病房的膿毒癥和定植患者比例沒有顯著差異。我們的研究入選的是呼吸系統XDRAB感染/定植患者，單因素分析發現性別、年齡、是否入住ICU在感染和定植組間均無統計學差異。

表4 XDRAB感染組與定植組PCT水平比較

上述研究雖然為臨床區分AB感染與定植提供了一定的判斷依據，但需要特殊的實驗室設備，無法在各級醫院廣泛開展，限制了其使用價值。而基于患者癥狀/體征、常規實驗室檢查建立的區分定植與感染的評分系統，所需臨床資料容易獲得，無需特殊的實驗室設備、簡單易行，臨床醫生容易掌握，在患者床旁即可開展，適用于各級醫院，增加了臨床實用性。但目前研究如何區分病原微生物感染與定植的評分系統尚少，假絲酵母菌感染評分系統[13]，真菌危險因素評分系統[14]等，關于真菌感染的評分系統，對指導真菌感染的治療具有一定的臨床意義，但對于XDRAB感染并不適用。本研究通過回顧性收集呼吸系統XDRAB感染和定植患者的臨床資料，運用單因素和多因素logistic逐步回歸進行統計學分析，多因素回歸得出培養出XDRAB時最高體溫(≥38℃)、培養出XDRAB時癥狀(新出現癥狀或原有癥狀加重)、培養出XDRAB時白細胞總數(≥10.6×109/L)、培養出XDRAB時胸部影像學變化(新出現炎性浸潤影或炎性浸潤影加重)是區分感染和定植的預測因素，并由此建立評分系統，找出了區分感染和定植的最佳臨界點(Z<75分為定植，Z≥75分為感染)。對于評分≥75分的患者應當及時、有效、適當的給予抗感染治療，對于評分<75分的患者可隨訪觀察，這樣可減少不必要的抗生素應用，減少耐藥菌株的產生。我們還通過ROC曲線將該評分系統在測試樣本中進行了驗證，其ROC曲線下面積為0.926，測試樣本的預測判斷與實際相符率為85.56%，由此可見，我們初步構建的區分感染和定植的評分系統具有較好的預測性，可為臨床區分XDRAB感染和定植提供判斷依據。

本研究的不足之處：(1)研究病例僅局限于上海市第六人民醫院住院病人，可能存在選擇偏倚；(2)由于樣本量偏小，導致最終納入logistic回歸模型的變量較少，對區分XDRAB感染與定植存在一定的局限性；(3)由于本研究為回顧性研究導致某些信息采集缺失，存在一定的缺陷。因此，尚需進一步的前瞻性、多中心、大樣本研究加以證實，并通過臨床實踐完善該評分系統。

結 論

我們的研究通過logistic回歸多因素分析發現XDRAB感染的獨立預測因素有：培養出XDRAB時最高體溫、培養出XDRAB時癥狀、培養出XDRAB時白細胞總數、培養出XDRAB時胸部影像學變化。通過建模樣本建立評分系統：Z=42×培養出XDRAB時最高體溫(≥38℃為1分，<38℃為0分)+18×培養出XDRAB時癥狀(新出現癥狀或原有癥狀加重為1分，反之為0分)+32×培養出XDRAB時白細胞總數(≥10.6×109/L為1分，反之為0分)+43×培養出XDRAB時胸部影像學變化(新出現炎性浸潤影或炎性浸潤影加重為1分，反之為0分)。當Z<75分時考慮為定植，≥75分時考慮為感染。該評分系統ROC曲線下面積為0.973(95%CI：0.954～0.992)。應用該評分系統在測試樣本中進行評估，其對XDRAB感染和定植的預測與實際相符率為85.56%，陽性預測值為0.930，陰性預測值為0.787。該評分系統能較準確地區分呼吸系統XDRAB的感染和定植，從而為治療提供依據，但仍需進一步前瞻性、多中心、大樣本研究加以證實，并通過臨床實踐完善該評分系統。