某三甲醫院ECMO相關醫院感染的危險因素研究

葉倩倩，石 磊，黃 勛，彭小貝， 李春輝，吳安華，劉 韶，周鵬程,4,5

(1. 中南大學湘雅醫院藥學部，湖南 長沙 410008； 2. 中南大學湘雅醫院醫院感染控制中心，湖南 長沙 410008； 3. 中南大學湘雅醫院重癥醫學科，湖南 長沙 410008； 4. 中南大學湘雅三醫院感染科，湖南 長沙 410013； 5. 中南大學湘雅三醫院醫院感染控制中心，湖南 長沙 410013)

體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)首先用于治療成人呼吸窘迫綜合征[1]，目前作為危重患者的一種新型治療手段，越來越多危及生命的呼吸系統疾病、心血管疾病和心肺衰竭患者從中獲益，如危重型新冠肺炎患者常伴有呼吸衰竭和急性呼吸窘迫，ECMO作為重要的體外生命支持方式發揮了重要作用[2-5]。作為有創治療，ECMO可發生大出血、血栓形成及其他嚴重并發癥，感染是其最常見和致命的并發癥之一[6-9]。接受ECMO治療的患者病死率較高，原因紛繁復雜，其中醫療相關感染(healthcare-associated infection，HAI)日益引起醫務人員的關注。文獻[10]報道，約64%接受ECMO的心源性休克患者發生醫院感染，病死率達36%。近年來，國外有研究[11-15]報道接受ECMO患者相關醫院感染發病率較高，危險因素較多。因此，本研究旨在評估某院接受ECMO治療的患者其ECMO相關醫院感染的發病率，探討其危險因素及對患者預后的影響，為ECMO相關醫院感染的防控提供理論依據。

1 資料與方法

1.1 病例資料 納入2014年6月—2018年9月在中南大學湘雅醫院接受ECMO治療的患者，治療時間超過48 h，且年齡>16歲。排除本次治療前在其他醫院接受過ECMO治療的患者。

1.2 ECMO治療 由重癥醫學科專家決定是否實施ECMO治療。患者由ECMO團隊(重癥醫學專家和護士組成)管理，團隊成員接受統一培訓，24 h值班。ECMO技術主要有靜脈-動脈(venoarterial ECMO，VA ECMO)、靜脈-靜脈(venovenous ECMO，VV ECMO)、靜脈-靜脈-動脈ECMO三種形式。VA ECMO用于心源性休克、心臟驟停或不可逆心力衰竭患者。VV ECMO僅限于急性可逆性呼吸衰竭患者。以下情況禁用ECMO：(1)心臟驟停前意識狀態嚴重受損；(2)多器官功能障礙；(3)無法控制的外傷性出血、胃腸大出血、顱內活動性出血；(4)明確拒絕心肺復蘇意愿；(5)左心室血栓形成；(6)主動脈瓣嚴重反流。所有患者的床旁護理均由經過培訓的護士提供，護患比為1∶1。

1.3 ECMO相關感染的診斷標準 醫院感染的定義符合2018年美國疾病控制與預防中心及國家醫療安全網絡監測的定義[12]。本研究ECMO相關醫院感染的定義為：ECMO啟動后24 h至停止ECMO后48 h內發生的感染被認為是與ECMO相關的醫院感染，且排除在使用ECMO之前發生的感染。

1.4 資料收集與分組 回顧性收集患者臨床指標，主要包括：住院日期、急性生理和慢性健康(acute physiology and chronic health evalution，APACHE)Ⅱ評分、機械通氣、氣管插管、氣管切開、留置導尿管、留置中央靜脈導管、使用纖維支氣管鏡、血液凈化治療、全腸外營養、輸血、使用免疫抑制劑，伴發疾病如慢性肺部疾病、心血管疾病、糖尿病、實體腫瘤、血液腫瘤、創傷、燒傷、肝硬化、慢性腎功能不全及實施ECMO之前48 h內的實驗室檢查結果(血清蛋白、血清肌酐、總膽紅素、血糖、血紅蛋白)，以及住院費用和抗菌藥物費用。

對于每例接受ECMO治療的患者，選擇2例未接受ECMO治療的患者作為對照組(非ECMO組)，對照組納入標準要求患者性別相同、年齡(±3歲)、入院時間(±1個月)，且無感染的患者。通過比較ECMO組和非ECMO組的流行病學和患者情況，了解ECMO組患者的臨床特點。根據是否發生ECMO相關醫院感染分為ECMO感染組、ECMO對照組(未發生醫院感染者)，以評估ECMO相關醫院感染的危險因素、病死率和醫療費用。

2 結果

2.1 ECMO組和非ECMO組一般資料 研究共納入2014年6月—2018年9月在重癥監護病房(ICU)接受ECMO治療的患者30例，其中15例(50.0%)患者發生ECMO相關醫院感染。30例患者中位年齡41.7歲，男性23例(76.7%)，22例患者予以VV ECMO治療(73.3%)，使用ECMO最常見的原因為急性呼吸窘迫綜合征，共計23例(76.7%)。ECMO組患者APACHE Ⅱ評分、ICU住院日數、總住院日數、病死率、抗菌藥物費用及總住院費用均高于非ECMO組患者，差異均有統計學意義(均P<0.001)。見表1。

表1 ECMO組與非ECMO組患者的住院情況及住院費用比較

2.2 ECMO相關醫院感染預后及經濟負擔 患者ICU住院日數ECMO感染組為3～85 d，平均(34.3±22.5)d，ECMO對照組為5～33 d，平均(13.9±7.7)d。患者總住院日數ECMO感染組為6～161 d，平均(44.5±39.6)d，ECMO對照組為7～52 d，平均(18.4±11.7)d。ECMO感染組患者ICU住院日數、總住院日數、抗菌藥物費用、總住院費用均高于ECMO對照組，差異均有統計學意義(均P<0.05)。兩組患者病死率比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。有4例患者在ECMO治療后5 d內出現相關醫院感染，3例患者在5～10 d出現，5例患者在10～20 d出現，3例患者超過20 d出現。

表2 ECMO感染組與對照組患者的住院情況及住院費用比較

2.3 ECMO相關醫院感染的危險因素分析 相較于對照組，ECMO感染組在ECMO啟動前血紅蛋白水平較低，行氣管切開的患者較多，差異有統計學意義(均P<0.05)。ECMO感染組患者療程為2～84 d，ECMO對照組患者療程為3～15 d。單因素分析結果顯示，ECMO持續時間長、氣管切開、血紅蛋白偏低均為ECMO相關醫院感染的危險因素。見表3。logistic回歸分析顯示ECMO持續時間≥10 d[OR(95%CI)：76.271(1.103～5 272.277)，P=0.045]為發生ECMO相關醫院感染的獨立危險因素。

表3 ECMO相關醫院感染的臨床特征及logistic單因素分析結果

續表3 (Table 3， Continued)

2.4 ECMO相關醫院感染的病原菌分布及感染部位 15例發生ECMO相關醫院感染的患者總共發生24例次感染，涉及感染包括：血流感染12例次、肺部感染9例次(其中呼吸機相關肺炎3例次)、尿路感染1例次、手術部位感染1例次、腸胃炎1例次。15例感染患者共培養出35株病原菌，標本來自痰、支氣管灌洗液、血和傷口分泌物，其中檢出較多的菌株為：肺炎克雷伯菌(8株)、鮑曼不動桿菌(6株)、銅綠假單胞菌(5株)、嗜麥芽窄食單胞菌(3株)，真菌培養出近平滑念珠菌(2株)和熱帶念珠菌(1株)，見表4。手術部位感染和尿路感染各培養出1株肺炎克雷伯菌。ECMO啟動后平均12.3 d(1～26 d)培養出鮑曼不動桿菌，12.8 d(3～26 d)培養出肺炎克雷伯菌，10.6 d(1～26 d)培養出銅綠假單胞菌。

ECMO相關醫院感染中血流感染發病率最高，單因素分析結果表明，ECMO療程≥10 d、氣管切開是ECMO患者發生血流醫院感染的危險因素(均P<0.05)；多元logistic回歸分析顯示ECMO療程≥10 d為ECMO患者發生血流醫院感染的獨立危險因素[OR(95%CI)：25.000 (2.157～289.762)，P=0.010]。

表4 ECMO相關血流、肺部醫院感染病原菌分布

3 討論

ECMO作為危重患者的重要生命支持手段，越來越多應用于臨床。研究[10-15]報道，ECMO相關醫院感染發病率達50.0%，住院時間和總費用增加9.7%～64.0%。ECMO相關醫院感染可加重患者病情，延長住院時間，增加社會經濟負擔[16-17]。因此，評估ECMO患者相關醫院感染的發病率及危險因素對ECMO相關醫院感染的防控具有重要意義。

本研究發現，接受ECMO治療的患者病情更嚴重，APACHE II評分更高，臨床預后較差，住院時間長，醫療費用高。ECMO治療期間發生相關醫院感染的患者ICU入住時間更長，醫療費用更高。本研究顯示，ECMO感染組的抗菌藥物費用約是ECMO對照組的3倍。有研究[13, 18]顯示，ECMO相關醫院感染的患者病死率升高，年齡較大(>50歲)、急性呼吸窘迫綜合征、APACHE II評分較高、呼吸機相關肺炎及多重耐藥菌感染等均與病死率增加相關。然而，本研究中ECMO感染組患者和ECMO對照組患者的病死率比較，差異無統計學意義，也未發現引起感染患者死亡的陽性結果。原因之一可能是對照組患者病情同樣危重，反映在兩組APACHE II評分相似，且大多數患者在入院前或行ECMO前就有感染病史。另外，本研究病例數可能不足，仍需對更多樣本進行研究。

ECMO支持時間與醫院感染具有相關性[12, 14]，本研究得到了相似結論，ECMO持續時間超過10 d，醫院感染的發病率顯著增加。然而，感染的存在可能導致ECMO支持時間增加，因此，感染和ECMO支持時間的相互影響仍尚不明確。接受ECMO的患者可能從中心靜脈導管、多種留置導管、有創呼吸機和手術部位等獲得醫源性感染。ECMO感染組血紅蛋白水平較對照組低，文獻[19]報道，老年貧血患者更容易發生尿路感染，ICU的貧血患者更容易發生各種感染[20-22]，然而，貧血是否真的會導致醫院感染增加，或者只是炎癥和營養不良的反應，仍需進一步的研究。ECMO感染組氣管切開患者較多，氣管切開可方便脫離機械通氣，但也存在并發癥的風險。切口感染是氣管切開最常見的早期并發癥[23-24]，該院護理要求每日檢查氣管切開部位是否有炎癥和感染的跡象。本研究表明ECMO患者血流感染發病率較高，是ECMO相關醫院感染中最常見的類型，約40.0%(12/30)的ECMO患者發生血流感染，與其他文獻[12-15]結果基本相符合。ECMO患者血流感染發病率高可能與下列因素有關：侵入性置入多種管道并進行體外循環，侵襲性操作導致物理屏障破壞，同時操作過程中無菌操作不嚴格存在管道的污染。本研究顯示ECMO支持時間是血流感染的獨立危險因素。已有文獻表明ECMO相關血流感染的危險因素包括年齡、血清總膽紅素水平、輸血及胸腔積液等[14, 25]，對于可控的因素，臨床醫務人員應盡快采取有效的防控措施，減少導管相關感染的發生，以避免增加患者的醫療成本及造成不良預后。

15例醫院感染患者共檢出35株病原菌，以革蘭陰性菌為主，主要為肺炎克雷伯菌、鮑曼不動桿菌和銅綠假單胞菌。血流感染的常見致病菌為革蘭陽性菌，本研究中ECMO相關血流感染以革蘭陰性菌為主，這種革蘭陽性菌向革蘭陰性菌遷移可能是由于住院期間抗菌藥物暴露增多和腸黏膜屏障受損所致[26-29]。此外，ECMO相關血流感染中分離出念珠菌，研究[30-31]表明感染念珠菌會顯著增加ECMO患者的死亡風險。然而，抗真菌治療的有效性尚未得到充分證實，故不推薦預防性使用抗真菌藥物。革蘭陰性菌是ECMO患者呼吸道感染和血流感染的主要致病菌，預防醫院內醫源性感染尤為重要。因此，在進行ECMO操作時需做好導管護理、嚴格無菌操作，特別是清潔、維護氣道及中心靜脈通路，條件允許時盡早拔管。一方面明確ECMO輔助氣管插管的適應證，盡快停止呼吸和循環輔助；另一方面防止環境污染，包括清潔環境、使用無菌置管程序，保持管道、皮膚和頭發清潔，每日使用含氯消毒劑擦拭。

綜上所述，在接受ECMO治療的患者中，相關醫院感染的發病率高達50.0%，血流感染是最常見的感染部位，醫療費用和住院時間顯著增加，ECMO持續時間長是接受ECMO患者發生相關醫院感染的獨立危險因素。