腦脊液培養報陽時間對神經外科術后凝固酶陰性葡萄球菌感染的診斷價值*

王紅艷，高宇光，劉亞楠，王金明，杜洪濤，鄭光輝

首都醫科大學附屬北京天壇醫院檢驗科/北京市免疫診斷臨床工程技術研究中心，北京 100070

神經外科術后感染是醫院獲得性感染之一，由于其手術創面大、手術復雜等因素，嚴重影響患者手術成功率，增加其病死率[1]。文獻報道，凝固酶陰性葡萄球菌(CoNS)是神經外科術后感染中分離率最高的病原體[2]，但由于CoNS是環境及人體表面的正常菌群之一，具有易受污染的屬性[3]，即使實驗室腦脊液培養出CoNS，臨床上也并不能完全認為患者發生了感染，如何高效且準確鑒別是CoNS導致的術后感染或接種污染問題是目前神經外科與實驗室研究的重要問題之一[4]。

由于神經外科術后感染患者腦脊液中的細菌水平明顯高于因污染引入培養瓶中的細菌水平，而細菌培養的原始水平越高，其培養時間就越短，故患者腦脊液培養報陽時間(TTP)可作為一種區分感染與污染的手段。文獻報道，當血培養出CoNS的時間≤16 h，更傾向于判斷患者為血流感染，當時間>16 h，更傾向于判斷為污染[5]。但對于TTP在神經外科術后感染方面的應用較少，本研究回顧性分析2019年1月至2020年5月首都醫科大學附屬北京天壇醫院神經外科患者腦脊液分離出的CoNS數據，對其作流行病學分析，統計腦脊液TTP，驗證診斷效能，以更好地輔助臨床進行CoNS感染的診斷。現報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 回顧性分析2019年首都醫科大學附屬北京天壇醫院神經外科術后腦脊液培養出CoNS的患者的微生物與耐藥數據。納入標準：(1)患者經歷了神經外科手術；(2)患者術后腦脊液培養為CoNS。排除標準：(1)患者<18周歲；(2)患者住院時間<7 d；(3)患者未經治療直接出院。將所有入組患者分成感染組與污染組，腦脊液CoNS感染與污染的診斷標準如下。采用文獻報道的診斷標準進行CoNS腦膜炎的診斷，同時滿足以下標準的患者作為感染組[6-7]：(1)至少兩次腦脊液細菌培養CoNS陽性。(2)從患者的腦脊液分離物中培養出CoNS，并出現頭痛、發燒和精神癥狀等臨床癥狀。(3)存在以下至少一種明顯的炎癥標志物：①腦脊液白細胞計數>250×106/L，主要含有多形核細胞；②腦脊液乳酸水平>3.5 mmol/L；③腦脊液葡萄糖水平/血清葡萄糖水平<0.4。腦脊液CoNS污染的診斷標準：(1)出院診斷證書中未提及CoNS陽性培養物。(2)相關醫生將CoNS評為沒有臨床意義。(3)不符合上述神經外科手術后感染的標準。(4)在同時抽取的多套腦脊液培養物中只鑒定出一次CoNS分離株。(5)在神經外科手術之前接受抗葡萄球菌抗菌藥物治療的患者。同時滿足以上5條標準的患者作為污染組。

1.2腦脊液細菌培養 當患者出現腦膜炎刺激征(體溫>38 ℃，頸部強直等)時，神經外科醫生對患者進行消毒，采用70%異丙醇與10%聚維酮-碘于脊柱L3～L4、L4～L5或L5～S1處采集1～3 mL腦脊液，所有腦脊液標本直接轉送到臨床實驗室進行培養，選用的設備為BacT/ALERT 3D (法國生物梅里埃公司)全自動細菌培養儀，培養儀每10 min自動監測一次，待培養瓶報陽之后，記錄TTP，將培養液進行革蘭染色并轉種到哥倫比亞羊血瓊脂中進行二次培養24 h，直到長出菌落。采用MALDI-TOF MS (法國生物梅里埃公司)或VITEK-2 (法國生物梅里埃公司)進行鑒定，藥敏試驗采用微量肉湯稀釋法(法國生物梅里埃公司)與平板擴散法進行，通過美國臨床和實驗室標準協會(CLSI)2018的藥敏標準進行判定。

1.3驗證方法 再次入組2020年1—5月首都醫科大學附屬北京天壇醫院所有神經外科術后腦脊液培養出CoNS的患者作為驗證隊列，并根據臨床診斷規則將其分為感染組和污染組。驗證隊列中有45例患者為感染組，66例患者為污染組。對兩組患者進行陽性和陰性驗證。

1.4統計學處理 采用統計學軟件SPSS 20.0進行數據處理及統計分析，所有圖標采用Prism 7.0進行繪制。不符合正態分布的計量數據用M(P25，P75)表示，所有連續性變量采用Mann-WhitneyU檢驗，分類變量采用Fisher′s exact檢驗，繪制受試者工作特征(ROC)曲線，計算ROC曲線下面積(AUC)、靈敏度、特異度、陽性預測值、陰性預測值、陽性似然比、陰性似然比、約登指數與最佳截斷值，并進行正反驗證。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1神經外科術后患者腦脊液培養CoNS的構成分布 研究期間，首都醫科大學附屬北京天壇醫院神經外科術后患者共13 597例，其中腦脊液培養陽性患者1 074例，陽性率為7.9%。通過納入標準，本研究共納入培養CoNS陽性患者共279例，其中感染組患者146例，污染組患者133例，分離率最高的CoNS是表皮葡萄球菌(117例，41.9%)、人葡萄球菌(75例，26.9%)和溶血葡萄球菌(42例，15.0%)，見表1。146例感染組患者中，耐甲氧西林凝固酶陰性葡萄球菌(MRCoNS)占71.2%，感染組患者的藥敏試驗結果見表2。

表1 神經外科術后患者腦脊液培養CoNS的構成分布[n(%)]

續表1 神經外科術后患者腦脊液培養CoNS的構成分布[n(%)]

2.2神經外科術后感染CoNS的患者實驗室檢查 對兩組患者的13項參數進行對比分析，結果顯示，兩組腦脊液白細胞計數、腦脊液多核細胞比例、腦脊液細胞總數、腦脊液氯離子水平、腦脊液葡萄糖水平、乳酸水平及TTP比較，差異均有統計學意義(P<0.05)，見表3。繪制ROC曲線發現，TTP診斷感染的ROC曲線下面積(AUC)為0.815，最佳截斷值為28.2 h，模型的診斷靈敏度和特異度分別為80.5%、70.5%，陽性預測值、陰性預測值分別為73.2%、78.3%。見圖1。

圖1 腦脊液TTP診斷感染的ROC曲線

表2 神經外科術后患者腦脊液培養CoNS的藥敏試驗結果(%)

2.3TTP診斷效能的驗證 驗證隊列的感染組中37例的TTP小于28.2 h，陽性驗證一致率為82.2%。在污染組中，61例患者的TTP大于28.2 h，陰性驗證一致率為92.4%，總體一致率為88.3%。

表3 兩組患者的實驗室檢查指標[M(P25，P75)]

3 討 論

CoNS在無菌體液感染中占據著重要的位置，如菌血癥、胸腹膜炎、手術部位感染、導管相關性感染等均可分離出CoNS，臨床上常由于采樣或接種時的不規范而出現假陽性的情況，且該菌侵襲力相對較弱，故臨床上常把CoNS作為污染菌進行處理，但這種簡單的歸類可能導致對感染的漏診。針對血培養出的CoNS，判斷感染或污染的方法通常為雙瓶確證，若雙瓶均出現了同種CoNS，則將其歸為血流感染，若僅單瓶培養出CoNS，則認為是標本接種時導致的污染，但由于腦脊液標本的接種量少(1～3 mL)，通常并不進行雙瓶培養，無法通過該方法進行感染與污染的鑒別診斷[8]。

本研究結果顯示，腦脊液分離出的所有CoNS中，表皮葡萄球菌占比最高，其次分別為人葡萄球菌、溶血葡萄球菌與頭狀葡萄球菌，但在感染組與污染組，二者的分布出現了差異，表皮葡萄球菌在感染組最多，占比為51.4%，而在污染組中，占比僅為31.6%。文獻報道，表皮葡萄球菌是導管相關性感染分離率最高的病原體[9-10]，而神經外科術后感染患者經常存在腦室外引流置管或腰大池引流置管等[11-12]，存在導管相關性感染的風險。人葡萄球菌分離率較高的原因可能是由于患者皮膚消毒不徹底，人葡萄球菌通過傷口進入患者腦脊液，導致感染的發生[13]。溶血葡萄球菌由于溶血特征，存在一定的侵襲力，且相較于人葡萄球菌，其在感染組中占比更高，值得臨床加強關注[14]。藥敏試驗方面，感染組患者分離出的CoNS對苯唑西林敏感率僅為28.8%，意味著MRCoNS比例超過70.0%，導致β-內酰胺類抗菌藥物普遍效果較差，應對CoNS感染，最有效的抗菌藥物仍然為糖肽類抗菌藥物如萬古霉素、替考拉寧，以及惡唑烷酮類抗菌藥物如利奈唑胺等。

本研究中，筆者假設病原體TTP可以作為判別CoNS真感染的一個有效方法，首先對腦脊液培養陽性患者按照診斷標準進行嚴格分組，計算腦脊液TTP是否可以作為判斷CoNS感染與污染的參數之一，并進行了新入組患者的正反驗證。結果顯示，感染組患者的腦脊液培養TTP中位數為24.7 h，而污染組患者的腦脊液TTP為33.6 h，診斷感染的最佳截斷值為28.2 h，AUC為0.815，正反驗證顯示，總體一致率為88.3%，表現出了較好的診斷效率。

本研究結論相較于文獻報道血流感染患者的血培養的時間較長[15]，原因分析如下：(1)低接種量，腦脊液接種量為1～3 mL，而血培養通常為8～10 mL，培養物越多，TTP越短；(2)腦脊液中免疫細胞較少，細菌即使在很低水平時，仍然能導致嚴重的腦膜炎，而使得TTP的延長；(3)腦膜炎患者通常進行預防應用抗菌藥物，會抑制病原體的生長，進而延長TTP。前期也有文獻報道，嬰兒腦脊液TTP為(28.6±16.8)h[4]，結果稍高于本研究，原因可能為，相比于嬰兒的腦脊液，術后感染的成人患者中腦脊液病原體水平更高，而使得TTP更短。

雖然本研究的結果可以很好地診斷CoNS導致的感染，但本研究仍有一定的缺陷：(1)本研究為一項單中心回顧性分析，只能通過后期入組完成標本篩選，存在一定的局限性；(2)患者腦脊液接種量為一個范圍(1～3 mL)，會對TTP造成些許影響；(3)本研究基于法國生物梅里埃公司的檢測系統，結果僅對采用同樣系統的標本有效，其普適性需要進一步驗證。

綜上所述，本研究通過腦脊液TTP對CoNS導致的神經外科術后感染進行鑒別診斷，當患者腦脊液TTP<28.2 h，更偏向診斷患者為腦膜炎，而當TTP>28.2 h，更傾向判斷CoNS為診斷污染菌，臨床驗證結果顯示，總體一致率為88.3%，可以作為CoNS導致的神經外科術后感染的輔助診斷。