ICU成人腹腔感染臨床分離菌的流行病學特點及耐藥性變化

羅醒政，曾振華，李露蘭，陸嘉茵，肇恒瑞，陳仲清

(1. 南方醫科大學南方醫院重癥醫學科，廣東 廣州 510515； 2. 南方醫科大學附屬小欖醫院重癥醫學科，廣東 中山 528415； 3. 南方醫科大學南方醫院檢驗科，廣東 廣州 510515)

腹腔感染(intra-abdominal infection, IAI)是重癥監護病房(intensive care unit，ICU)患者中居第2位的感染性疾病，僅次于肺部感染，比率達20%～30%[1]，其發病率和病死率高[2]，盡早開始適當的抗感染治療對降低重癥監護病房腹腔感染(ICU-IAI)患者的病死率至關重要[3]。而ICU-IAI患者的病原菌分布及耐藥性與普通病房有著很大的區別[4]，且隨著時間的推移出現了變化趨勢[5-6]。持續監測當地醫院甚至?？撇》恐械牟≡餍胁W及抗菌藥物耐藥性變化對于指導有效的經驗性治療至關重要。

在過去的近二十年中，世界范圍內開展了大規模針對IAI病原菌的抗菌藥物敏感性監測，但研究多局限于革蘭陰性菌的分析報告[7-8]，針對ICU群體的研究更是為數不多[9]。為此，本研究回顧性分析近8年某院ICU-IAI患者的病歷資料，以了解ICU-IAI患者病原菌分布及耐藥性的變化趨勢。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2011年1月1日—2018年12月31日在南方醫科大學南方醫院ICU接受過治療的IAI患者為研究對象。首先在南方醫院大數據平臺檢索2011年1月1日—2018年12月31日出院診斷包含“腹腔感染”或“腹膜炎”或“腸瘺”或“吻合口瘺”或“消化道穿孔”且在ICU入住過的患者。入選標準：(1)年齡≥18歲；(2)符合2005年膿毒癥論壇共識關于ICU感染定義中IAI的診斷標準[10]。排除標準：ICU住院時間<24 h的患者。

1.2 研究方法 本研究是一項單中心回顧性觀察研究，以前后4年劃分為兩個研究時期(2011—2014年和2015—2018年)分析ICU-IAI患者臨床分離菌的流行特點及抗菌藥物耐藥性變化。

1.2.1 調查內容 在病歷系統查閱病歷資料，采集如下資料：(1)人口學資料(年齡、性別)；(2)疾病特征及共患?。焊腥绢愋?、感染部位、腹膜炎類型、曼海姆腹膜炎評分(Mannheim peritonitis index，MPI)、急性生理與慢性健康評分-Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluation-Ⅱ，APACHE-Ⅱ)、序貫性器官功能衰竭評分(sequential organ failure assessment scores，SOFA)、各種慢性基礎疾病；(3)實驗室檢查結果；(4)微生物學培養結果及抗菌藥物敏感測試數據；(5)預后指標：ICU住院時間、總住院時間、28天病死率、ICU病死率以及總病死率。

研究方案經南方醫科大學南方醫院倫理審查委員會批準(批件號：NFEC-2019-162)，所有研究工作均符合《赫爾辛基宣言》和南方醫科大學南方醫院關于臨床研究的細則。

1.2.2 定義和標準 IAI的診斷標準依據2005年膿毒癥論壇共識關于ICU患者感染的定義[10]，存在以下情況之一時方可診斷IAI：(1)臨床表現(包括腹痛及全身炎癥反應如發熱、心動過速、呼吸急促)符合IAI的表現，且腹腔內標本實驗室檢查符合感染的標準；(2)手術或腹腔內標本微生物培養證實的IAI。

社區獲得性腹腔感染(community-acquired IAI, CA-IAI)和醫療保健相關性腹腔感染(healthcare-associated IAI, HA-IAI)的劃分標準依據美國外科感染學會(Surgical Infection Society, SIS)發布的指南[11]。存在以下情況定義為HA-IAI：住院48 h后發生的IAI；住院時或住院48 h內診斷為IAI且之前30 d內有住院史的(包括居住在療養院或康復機構)，或30 d內接受過家庭輸液、家庭傷口護理、透析治療，或90 d內使用過廣譜抗菌藥物≥5 d的患者。其他情況者則判斷為CA-IAI。

1.2.3 細菌培養與藥敏試驗 腹腔內標本僅限于手術中獲取的腹腔積液或膿液或組織物及轉入ICU 24 h內從腹腔獲得的積液或引流液。標本采集后送南方醫科大學南方醫院微生物實驗室處理。細菌分離后，使用Vitek MS全自動快速微生物質譜檢測儀(bioMérieux S.A，French)或者BD PhoenixTM-100全自動細菌鑒定/藥敏儀(Becton, Dickinson and Company, USA)進行鑒定。抗菌藥物敏感性采用瓊脂稀釋法和肉湯微量稀釋法測定，藥敏結果依據當年美國臨床和實驗室標準協會(Clinical and Laboratory Standards Institute，CLSI)推薦的最低抑菌濃度折點判斷微生物是否耐藥，根據CLSI的推薦，雙盤協同試驗用于測定大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌分離株中是否產超廣譜β-內酰胺酶(extended-spectrum β-lactamase，ESBLs)。剔除本次住院同一患者分離的重復分離株(同屬、同種)。

2 結果

2.1 基本資料 在南方醫院大數據平臺檢索出符合條件的患者共665例，剔除年齡<18歲的18例，不符合IAI診斷標準的112例，ICU住院期間未合并IAI的13例，符合入選標準的患者522例，占同期ICU收治患者數量的10.4%(522/5 036)，排除ICU住院時間<24 h的46例后共有476例患者，CA-IAI和HA-IAI分別為209例(43.9%)、267例(56.1%)，其中送檢腹腔積液標本的患者共431例，前期(2011—2014年)和后期(2015—2018年)ICU-IAI患者分別為181、250例。前后時期患者臨床特征、危重程度評分及結局指標比較，差異均無統計學意義(均P>0.05)。見表1。

2.2 病原菌分布特點

2.2.1 微生物送檢情況 在整個研究期間，腹腔標本微生物送檢率為90.5%(431/476)，其中陽性培養率(分離出菌株)為68.9%(297/431)，連續分離出527株無重復微生物。前后期腹腔標本微生物送檢率分別為91.9%(181/197)和89.6%(250/279)，分別分離出微生物242、285株。

2.2.2 病原菌菌株分布 在總體分布上，革蘭陰性菌、革蘭陽性菌以及真菌的比率分別為48.2%、34.0%、17.8%。按研究分層，前后時期的微生物菌群整體分布情況見圖1，兩者比較，差異無統計學意義(P=0.293)。前期檢出居前5位的病原菌分別為大腸埃希菌、屎腸球菌、肺炎克雷伯菌、白假絲酵母菌、糞腸球菌，后期檢出居前5位的病原菌分別為大腸埃希菌、糞腸球菌、屎腸球菌、白假絲酵母菌、肺炎克雷伯菌，分別占各自時期分離菌株的65.7%和60.7%，前后期基本一致，排序略有不同。以上5種微生物也是研究期間最常見的前五位微生物，占所有分離菌株的63.0%。

表1 2011—2018年ICU-IAI患者臨床特征Table 1 Clinical characteristics of patients with IAI in ICU, 2011-2018

圖1 前后兩個時期ICU-IAI的微生物菌群分布比較Figure 1 Comparison of distribution of microbial flora causing IAI in ICU in the former and later periods

前后期革蘭陰性菌占比分別為46.7%和49.5%，前后期微生物分類構成比比較，差異無統計學意義(P=0.343)。整個研究時期，最常見的革蘭陰性菌是大腸埃希菌，占20.5%，其次是肺炎克雷伯菌，占10.3%。鮑曼不動桿菌和銅綠假單胞菌是最常見的非發酵菌，均檢出24株(占4.6%)，為第3位革蘭陰性菌。腸球菌屬細菌是ICU-IAI最常見的革蘭陽性菌，占革蘭陽性菌的72.1%，占所有菌株的24.5%。最常見的腸球菌是屎腸球菌(64株，占12.2%)和糞腸球菌(52株，占9.9%)，是居前2位的革蘭陽性菌，前后期比較，前期以屎腸球菌為主，后期糞腸球菌比率更高，差異有統計學意義(P=0.018)。鏈球菌屬是僅次于腸球菌屬居第2位的一大類革蘭陽性菌，占革蘭陽性菌的20.7%，占所有菌株的7.0%。前后期比較，后期鏈球菌在革蘭陽性菌中分離率更高(12.3% VS 27.6%)，差異有統計學意義(P=0.009)。葡萄球菌屬比率較小，僅占革蘭陽性菌的6.2%。整體上，真菌所占比率為17.8%，前后時期基本一致。最常見的真菌是白假絲酵母菌，比率為57.4%，占所有分離菌株的10.3%。見表2。

2.3 微生物耐藥及其變遷

2.3.1 革蘭陰性菌

2.3.1.1 腸桿菌 大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌是最常見的腸桿菌目細菌，兩者合計占比81.8%，前后期比較(85.2% VS 79.1%)，差異無統計學意義(P=0.266)。總體上的大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌產ESBLs菌株檢出率分別為55.6%(60/108)、33.3%(18/54)，耐碳青霉烯類(對亞胺培南和/或美羅培南耐藥)的大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌的比率分別為4.6%(5/108)、27.8%(15/54)。前后期比較，后期大腸埃希菌產ESBLs菌株檢出率較前期降低，差異有統計學意義(P=0.021)，而肺炎克雷伯菌產ESBLs菌株檢出率雖有下降，但差異無統計學意義(P=0.645)。耐碳青霉烯類大腸埃希菌基本保持在相對低的水平(3.3%～6.4%)，而后期耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌的比率較前期升高，差異有統計學意義(P=0.043)。見圖2。

表2 2011—2018年ICU-IAI腹腔標本微生物分離菌株構成Table 2 Constituent of microbial isolates from IAI specimens in ICU, 2011-2018

圖2 前后期大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌產ESBLs菌株分離率和碳青霉烯類耐藥率比較Figure 2 Comparison of isolation rates of ESBLs-producing strains and carbapenem resistance rates of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in the former and later periods

抗菌藥物體外敏感性方面，前后期比較，后期大腸埃希菌對頭孢噻肟、頭孢他啶以及哌拉西林/他唑巴坦的敏感率均提高，差異有統計學意義(均P<0.05)，而對包括碳青霉烯類在內其他抗菌藥物的敏感率基本一致。除外阿米卡星及碳青霉烯類抗生素，后期肺炎克雷伯菌對其他抗菌藥物的敏感率均<70.0%；前后期比較，后期普遍呈下降趨勢，其中后期對阿米卡星、亞胺培南和美羅培南的敏感率均下降，差異有統計學意義(均P<0.05)。總體而言，大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌對阿米卡星、亞胺培南及美羅培南保持較高敏感性，敏感率>70.0%，而大腸埃希菌對頭孢哌酮/舒巴坦和哌拉西林/他唑巴坦也保持較高的活性，但無一種抗生素可以同時對大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌的敏感率>90.0%。見表3。

表3 前后期ICU-IAI患者分離大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌對抗菌藥物的敏感情況[株(%)]Table 3 Antimicrobial susceptibility of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae isolated from patients with IAI in ICU in the former and later periods (No. of isolates[%])

2.3.1.2 非發酵菌 鮑曼不動桿菌和銅綠假單胞菌是ICU-IAI常見的革蘭陰性菌，僅次于大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌，兩者在革蘭陰性菌中均占9.4%，前后時期比較基本一致。鮑曼不動桿菌的耐藥率在前期較高，其對頭孢菌素、喹諾酮類、碳青霉烯類抗菌藥物及哌拉西林/他唑巴坦的耐藥率高達100%，但后期對亞胺培南和美羅培南的敏感率上升至50%左右。銅綠假單胞菌對頭孢他啶、頭孢吡肟、β-內酰胺酶抑制劑復合制劑及碳青霉烯類抗生素的耐藥率均<30%，前后期對測試抗菌藥物的敏感率無顯著變化。見表4。

表4 前后期ICU-IAI患者分離鮑曼不動桿菌和銅綠假單胞菌對抗菌藥物的敏感情況[株(%)]Table 4 Antimicrobial susceptibility of Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa isolated from patients with IAI in ICU in the former and later periods (No. of isolates[%])

2.3.2 革蘭陽性菌 腸球菌是ICU-IAI患者分離最常見的革蘭陽性菌。除外1株酪黃/母雞腸球菌對萬古霉素天然耐藥，其他腸球菌均對糖肽類抗生素敏感。前后期腸球菌對萬古霉素、替考拉寧和利奈唑胺的敏感率無明顯變化。屎腸球菌對氨芐西林的敏感率低于糞腸球菌，差異有統計學意義(P<0.001)。見表5。

表5 前后期ICU-IAI患者分離腸球菌對抗菌藥物的敏感情況[株(%)]Table 5 Antimicrobial susceptibility of Enterococcus isolated from patients with IAI in ICU in the former and later periods (No. of isolates[%])

2.3.3 真菌 ICU-IAI患者分離真菌對氟康唑、伊曲康唑和兩性霉素B的敏感率分別為74.5%(70/94)、79.8%(75/94)和100.00%(94/94)，且敏感率隨時間無變化。假絲酵母菌菌對氟康唑、伊曲康唑和兩性霉素B的敏感率分別為75.8%(69/91)、81.3%(74/91)和100.00%，且敏感率隨時間無明顯變化。

3 討論

本研究中ICU-IAI與ICU獲得的IAI或重癥IAI存在概念上的區別，ICU獲得的IAI指患者入住ICU時無IAI，在入住48 h后發生IAI的情況，屬于醫院感染范疇，均為HA-IAI；重癥IAI是指IAI引起全身炎癥反應導致膿毒癥或膿毒癥休克，不包括輕癥IAI合并其他危重病的情況；而ICU-IAI既包括ICU獲得的IAI，也包括因IAI并發或合并危重情況入住ICU者，IAI可能是CA-IAI或HA-IAI，ICU-IAI與ICU獲得的IAI或重癥IAI三者間的病原微生物可能存在差異。關于ICU-IAI的臨床特征和微生物學的數據很少且缺乏近些年數據[9, 12]，因此，有必要研究ICU-IAI臨床分離菌的流行特點及耐藥性，以便于臨床重癥醫學科醫生了解其變化趨勢，為管理IAI及優化起始經驗性抗感染治療提供參考。

消化道是人體最大的細菌庫，IAI病原菌常來源于胃腸道內定植菌群。本研究中，IAI分離病原微生物以革蘭陰性菌為主，其次是革蘭陽性菌、真菌，前后期比較病原微生物菌群分布，差異無統計學意義(P=0.293)。大腸埃希菌、屎腸球菌、肺炎克雷伯菌、白假絲酵母菌和糞腸球菌是居于前5位的最常見分離菌，比率為63.0%，與De等[9]研究結果基本一致，但在De等研究中銅綠假單胞菌更加常見，其原因可能是兩者標本采集的時間點不同，De等[9]研究中在采集時間點上有相當比例的患者已經在ICU住院超過2 d，而在本研究中腹腔標本均來自手術中或入住ICU 24 h內，受微生物在引流管上定植的影響小，這可能是導致差別的原因。

在世界范圍內，尤其是亞太地區，產ESBLs的腸桿菌目細菌越來越常見，其中以大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌最為流行[5, 7, 13]。在本研究中，大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌產ESBLs菌株檢出率為55.6%和33.3%，兩者對頭孢菌素和氟喹諾酮類抗生素的敏感率均低于70%。產ESBLs腸桿菌目細菌的廣泛流行，使頭孢菌素和氟喹諾酮類抗生素耐藥率攀升，已不再適合用于IAI的經驗性抗感染治療。但隨著時間的推移，大腸埃希菌產ESBLs菌株檢出率下降(68.1% VS 45.9%，P=0.021)，大腸埃希菌對頭孢菌素和哌拉西林/他唑巴坦的敏感率呈現不同程度的上升，由中國多所大型醫院參與的研究報告顯示，大腸埃希菌產ESBLs菌株檢出率由2012年的67.5%下降至2014年的58.9%[6]，2016—2017年這一數值下降至48.2%[14]。而肺炎克雷伯菌的產ESBLs菌株檢出率在研究期間也有所下降(28.6% VS 23.1%)，但差異無統計學意義(P=0.645)，SMART更新報告顯示中國大陸地區肺炎克雷伯菌產ESBLs菌株檢出率由2012—2014年的35.3%[6]下降至2016—2017年的26.4%[14]。但肺炎克雷伯菌對頭孢菌素、喹諾酮類和碳青霉烯類抗生素的耐藥率卻呈現不同程度的上升，說明可能存在其他耐藥機制。

碳青霉烯類抗生素被認為是抗腸桿菌目細菌感染最有效的藥物，在既往的研究[5, 15]中顯示碳青霉烯類抗生素對腸桿菌目有很高的敏感性。然而，隨著此類抗生素在臨床上的廣泛應用及不合理使用，腸桿菌目對碳青霉烯類藥物敏感性降低的報道越來越多[16]，其中以耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌最為常見，在耐碳青霉烯類腸桿菌感染病例中占70%～90%[17-18]。本研究表明，隨時間推移，耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌比率保持快速上升趨勢，由14.3%上升至38.5%。CHINET細菌耐藥監測也證實，肺炎克雷伯菌對亞胺培南和美羅培南的耐藥率呈逐年升高趨勢，其耐藥率分別由2005年的2.9%、3.0%上升至2017年的20.9%、24.0%，上升幅度高達8倍[19]。產碳青霉烯酶是腸桿菌目細菌對碳青霉烯類抗生素耐藥的最常見機制[20]，在抗菌藥物的選擇性壓力下，碳青霉烯酶耐藥基因的發生水平轉移是細菌耐藥性迅速產生及擴散的主要原因。有研究證實，耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌的出現和擴散與碳青霉烯類藥物使用密切相關[21]。鑒于肺炎克雷伯菌的高毒力特性[22]，耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌已成為病房尤其是ICU抗感染治療的難題。本研究結果顯示，哌拉西林/他唑巴坦對大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌的敏感率與碳青霉烯類相似，對非發酵菌的敏感率也基本一致，可考慮作為ICU-IAI抗感染治療的一線經驗性用藥，以減少碳青霉烯類藥物的使用，遏制碳青霉烯類耐藥率快速上升。合理使用抗菌藥物，加強對碳青霉烯類藥物的管控，嚴格把握碳青霉烯類藥物使用適應證，防止耐藥菌株在抗菌藥物壓力下的篩選仍然是當下的主要防控措施。

鮑曼不動桿菌是ICU感染中十分常見的非發酵菌[1]。耐碳青霉烯類鮑曼不動桿菌的產生已成為一個嚴重的臨床問題，這與碳青霉烯類抗生素在臨床中的廣泛使用有密切關系，在本研究的前一時期，碳青霉烯類耐藥率高達100.0%，與國內另一家區域中心醫院研究[23]相似，但并非所有的區域都存在如此嚴重的耐藥現象，耐碳青霉烯類鮑曼不動桿菌在不同省份存在很大差異，來自中國細菌耐藥監測網的數據顯示，2016年各省的耐藥率為25%～81%[24]，可能與抗菌藥物使用情況及管控措施相關。隨著細菌耐藥監測的持續進行及抗菌藥物管理的不斷加強，此現象得到控制，在本研究后期，鮑曼不動桿菌對碳青霉烯類、β-內酰胺酶抑制劑復合制劑的耐藥率均有顯著改善，此現象為持續進行抗菌藥物耐藥性監測與抗菌藥物管控增強了信心。

在革蘭陽性菌中，腸球菌在IAI中占比較大。在本研究中，ICU-IAI分離的革蘭陽性菌以腸球菌最常見(占72.1%)，屎腸球菌和糞腸球菌合計約占腸球菌屬的90.0%，是引起ICU-IAI最常見的兩種腸球菌，與De等[9]研究結果一致。兩者前后期的耐藥性無明顯變化，未發現耐萬古霉素的屎腸球菌或糞腸球菌。

綜上所述，本研究結果顯示ICU-IAI分離菌株以革蘭陰性菌為主，產ESBLs的大腸埃希菌及肺炎克雷伯菌流行形勢仍嚴峻，但近些年來這一形勢趨于緩解，產ESBLs的大腸埃希菌比例顯著下降，但耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌卻逐漸增多，因此，細菌耐藥性監測及嚴格的抗菌藥物管控仍需持續進行，同時應制定更完善的措施以控制細菌耐藥的進一步擴散。鮑曼不動桿菌是ICU最常見的非發酵革蘭陰性菌之一，泛耐藥情況嚴重，回顧近些年的病歷資料，耐藥情況也得到一定控制，包括碳青霉烯類抗生素在內的部分藥物敏感性處于恢復中。

本研究項目有一些局限性。首先，本研究為單中心回顧性觀察研究，研究中的IAI患者不能完全代表其他地域的情況。其次，ICU-IAI在概念上存在一定歧義，容易理解為ICU獲得性IAI或者是重癥IAI，本研究的研究對象既包括CA-IAI，也包括HA-IAI，有危重的IAI，也有IAI合并其他危重癥的情況，能更全面地代表ICU內IAI的分離菌群及其耐藥性情況。第三，項目未對細菌耐藥的分子機制進行確定。第四，微生物的敏感性測試藥物的品種并不齊全，如頭孢西丁、替加環素等，存在缺失或部分缺失。