肺炎克雷伯菌肝膿腫的臨床特點及感染菌的分子特征

程穎　白永鳳　邱玉萍　陸軍

[關鍵詞] 肺炎克雷伯菌;肝膿腫;高毒力;侵襲綜合征

[中圖分類號] R575.4? ? ? ? ? [文獻標識碼] B? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2021）17-0124-05

Clinical features of Klebsiella pneumoniae liver abscess and molecular characteristics of bacterial infection

CHENG Ying? ?BAI Yongfeng? ?QIU Yuping? ?LU Jun

Department of Laboratory Medicine， Quzhou People′s Hospital in Zhejiang Province， Quzhou? ?324000， China

[Abstract] Objective To study the clinical conditions and microbiological characteristics of Klebsiella pneumoniae liver abscess， which is helpful to provide evidence for rapid clinical identification and effective control. Methods Complete cases caused by Klebsiella pneumoniae in line with the diagnosis of liver abscess in Quzhou People′s Hospital from January 2013 to December 2019 were collected. The clinical features were analyzed. The micro broth dilution method was used for drug susceptibility testing. Serum capsule type and virulence genes were detected by PCR Method. Results Klebsiella pneumoniae liver abscess was common in men， 37.83%（14/37） of patients had a history of diabetes， and 37.83%（14/37） of patients had gallbladder stones and cholecystitis. The abscess was mainly single， and the single abscess was mainly the right lobe of the liver，accounting for 74.28%（26/35）. Metastatic infection occurred in 40.54%（15/37） patients， and lung infection occurred in 32.43%（12/37） patients. Laboratory examination showed that WBC increased （13.94±6.37）×109/L， CRP increased significantly （148.85±56.75）mg/L， and the Klebsiella pneumoniae were sensitive to various antibiotics. 78.37% （29/37） strains of Klebsiella pneumoniae produced a high mucus phenotype. Serum capsule types were mainly K1 and K2， which carried multiple virulence genes. The detection of virulence genes showed that rmpA+ was 78.37%（29/37）， iroN+ was 72.97%（27/37）， and kfu+ was 64.86% （24/37）. Conclusion Klebsiella pneumoniae liver abscess is common in patients with liver and gallbladder disease or diabetes.It is mainly a single abscess. Most patients can metastasize.In severe cases，it can even cause blindness and central nervous system infection.It is mostly caused by Klebsiella pneumoniae， which carries a variety of virulence genes，high mucus phenotype， and serum capsule type K1 and K2. A timely understanding of the molecular characteristics of the strains in this region will help clinicians to diagnose and treat early.

[Key words] Klebsiella pneumoniae; Liver abscess; High virulence; Invasive syndrome

肝膿腫是常見的肝膽疾病，引起的病原體多種多樣，因為生活習慣的改變和檢測技術的改進，肺炎克雷伯菌已經是引起的細菌性肝膿腫的主要原因[1-2]，1986年，無肝膽疾病史的患者感染肺炎克雷伯菌，引起的肝膿腫，并出現轉移性眼內炎被首次報道[3]，這種引起肝膿腫的肺炎克雷伯菌可以引起神經系統感染[4]、眼內炎[5]等嚴重的侵襲性綜合征，而因屏障作用原因，部分部位藥效難以到達，這種轉移感染嚴重甚至引起多器官衰竭、休克，延長住院時間，增加治療難度。因此，本研究引起肝膿腫的肺炎克雷伯菌的藥敏情況、毒力基因和黏液表型，與其引起肝膿腫的臨床特點包括轉移情況、用藥情況等，及時掌握有效信息，為臨床有效控制，及時判斷，減少不良預后。同時合理使用抗生素有利于減少耐藥菌出現，為病情控制提供可靠依據，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2013年1月至2019年12月衢州市人民醫院符合細菌性肝膿腫診斷的完整病歷，共37例。納入標準[6]：①有發熱或寒戰;②伴隨腹痛、腹脹;③B超或CT等檢查提示有膿腫病灶;④血培養結果為肺炎克雷伯菌。排除結核、阿米巴性肝膿腫[7]。

1.2 儀器與試劑

MicroScan walkAway-96細菌鑒定及藥敏分析儀（美國西門子）;Tanon凝膠成像系統、Tanon電泳儀;LifeTouch PCR儀;PCR試劑包括Taq聚合酶、dNTP、DNA Marker等均購自日本Takara公司，引物合成自上海生工生物工程股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 黏液絲試驗? 將分離菌株接種在血平板上過夜培養，接種環輕觸菌落表面能拉起黏液絲并且長度≥5 mm，即為高黏液（Hypermucoviscosity，HM）表型陽性;長度<5 mm，為陰性[8]。

1.3.2 藥敏試驗? 調菌懸液至0.5麥氏濁度，用MicroScan walkAway-96細菌鑒定藥敏分析儀進行鑒定、藥敏分析。判斷標準：根據美國臨床實驗室標準化標準化研究所（Clinical and laboratory standards institute，CLSI）2019年標準進行判讀。質控菌株：大腸埃希菌 ATCC 25922，銅綠假單胞菌ATCC 27853。

1.3.3 血清莢膜及毒力基因檢測? DNA模板提取：挑取血平板上分純后菌落于300 μL蒸餾水中，混勻煮沸10 min，12 000 rpm離心5 min，取上清液為DNA模板。擴增常見的5個莢膜血清型和6個相關毒力基因，擴增條件參考文獻[9-11]，擴增產物經1%瓊脂糖凝膠電泳后驗證。

1.4 觀察指標

回顧收集到的病歷，通過系統查詢基本信息、臨床情況（臨床診斷、膿毒性休克、腫瘤史、侵入性操作）、基礎疾病及并發癥、實驗室檢查（血常規、C-反應蛋白（C-reactive protein，CRP）、膿腫的數量及位置、臨床用藥等情況。并發癥均有相關CT或磁共振等檢查結合臨床情況來支持診斷。

2 結果

2.1 臨床特征

所有病例平均年齡為（61.48±11.89）歲，67.57%男性患者為主，97.30%患者有發熱。實驗室檢查，CRP顯著增高，平均（148.85±56.75）mg/L。37.83%（14/37）患者有糖尿病史，37.83%（14/37）患者伴膽囊結石伴膽囊炎。膿腫以單發為主，單發膿腫以肝右葉為主，占74.28%（26/35）。一共有18例患者進行肝膿腫穿刺術并在術后復查，膿腫均有不同程度的縮小。手術引流取得了一定的效果。

2.2 侵襲性綜合征

40.54%（15/37）患者發生轉移性感染，其中，32.43%（12/37）患者發生肺部感染，其他患者伴發腹腔感染、腎膿腫、心包積液、眼內炎、顱內感染。見表1。16.22%（6/37）患者發生膿毒性休克，1例患者發生眼內炎造成失明。部分患者發生多部位侵襲性感染，其中，1例患者發生嚴重的多臟器感染累及腎、肺、中樞神經系統。

2.3 就診科室

社區獲得性肝膿腫常以發熱寒戰伴隨腹痛、腹脹就診，以急診內科為主，其次為肝膽外科、消化科、感染科。由于基礎疾病也有到其他相關科室就診。有5例病例曾轉入過重癥監護室，1例病例治療后無發熱，但于第5天出現眼睛紅腫轉入眼科，最終致失明。最后科室多數患者轉入肝膽外科（54.05%，20/37）治療。見圖1。

2.4 抗生素使用

臨床最常使用的為碳青霉烯類抗生素，首選單藥治療31例，其中碳青霉烯類13例，酶抑制劑類7例，第三代頭孢菌素類5例，第二代頭孢菌素類3例，頭霉素類2例，喹諾酮類1例。見封三圖8。首選聯合兩種藥物用藥6例，包括頭孢菌素+硝基咪唑類2例，碳青霉烯類+糖肽類2例，酶抑制劑類+喹諾酮類1例，頭孢菌素+喹諾酮類1例。

2.5 藥敏情況

37株肺炎克雷伯菌除氨芐西林天然耐藥，51.35%哌拉西林耐藥，其他抗生素敏感率均>80%，未出現耐碳青霉烯類藥物菌株。見表2。

2.6 肺炎克雷伯菌微生物特征

78.38%（29/37）株肺炎克雷伯菌產高黏液表型。5種常見血清莢膜型以K1、K2型為主，占48.65%（18/37）。37株肺炎克雷伯菌中多株攜帶多種毒力基因，毒力基因檢出情況：78.38%（29/37）為rmpA+，72.97%（27/37）為iroN+，64.86%（24/37）kfu+。見表3。

3 討論

肝臟有豐富血流和細胞防御系統，從而防止細菌的生長，而正因為肺炎克雷伯菌的微生物特性使得在宿主免疫系統紊亂時入侵，抵抗免疫細胞的作用，引起疾病[2]。本研究中，37.84%的患者患有糖尿病，臺灣一項追蹤研究顯示，糖尿病患者的免疫功能欠佳，即使血糖控制良好，也較健康人群容易發生肝膿腫[12]。近年來肺炎克雷伯菌引起的肝膿腫已經占大多數，打破人們過去認為大腸埃希菌是引起肝膿腫的主要細菌[2]。本研究發現肝膿腫患者主要為老年男性，表現為發熱、腹脹、腹痛，實驗室檢查出現白細胞增高、中性粒細胞百分比增高、CRP異常增高，進一步檢查膿腫以單發且以肝右葉為主，與之前的研究報道相符。此類患者往往急性發病，就診科室為急診內科、肝膽外科、消化科、感染科，因此特別需要引起急診科、全科醫學等科室的重視和注意，特別是遇到合并糖尿病等基礎疾病的患者[13]，需提前進行合理管理，防止出現因為診斷的延誤而引起感染性休克、眼內炎等嚴重的并發癥。

本研究引起肝膿腫的肺炎克雷伯菌的微生物特點，包括莢膜血清和攜帶的毒力基因的表達。莢膜的作用可以抵抗吞噬，增強細菌的致病能力。本研究中，有78.38%（29/37）的肺炎克雷伯菌HM試驗陽性，血清莢膜型以K1、K2型為主，占48.65%（18/37），與多個報道高黏液型肺炎克雷伯菌以K1、K2型為主相一致[14]。黏液表型調節基因A（Regulator of mucoid phenotype gene A，rmpA）是與莢膜形成相關的毒力基因，可以調控多糖的形成和轉錄[15]。研究中有78.38%的肺炎克雷伯菌攜帶該毒力基因，攜帶比例高。另外，鐵離子獲取系統可以使肺炎克雷伯菌在宿主內競爭獲取鐵離子，增強細菌在人體內的生存能力[15]。本研究檢測鐵離子獲取系統相關的毒力基因（iroN、kfu、ybtS、iutA），發現超過50%的肺炎克雷伯菌攜帶有相關毒力基因。尿囊素代謝因子（Allantoin metabolism，alls）作為尿囊素代謝相關毒力基因，可以使肺炎克雷伯菌獲得能量來源，而僅29.73%（11/37）的肺炎克雷伯菌攜帶alls毒力基因，有報道alls僅與K1型肺炎克雷伯菌相關[16]，因此，該毒力基因檢出率低。在本研究中，37株肺炎克雷伯菌均攜帶有多種的毒力基因，毒力基因檢測陽性。

近年來，中國、日本、泰國等地區報道高毒力肺炎克雷伯菌使健康成年人感染逐漸增多[15，17]。高毒力高黏液型的肺炎克雷伯菌有易轉移，易引起侵襲性感染的特點，這種由肺炎克雷伯菌引起肝膿腫并合并菌血癥，出現眼內炎、腦膜炎、肺膿腫等肝外感染癥狀時稱為肺炎克雷伯菌肝膿腫侵襲性綜合征[18]。發生侵襲性的概率一般報道低于單純性肝膿腫，本研究中，40.54%（15/37）患者發生轉移性感染，發生率高，高于之前的報道[19-20]，其他轉移感染包括腹腔感染、腎膿腫、心包積液、眼內炎、顱內感染等，以肺部感染最常見，有32.43%（12/37）的患者發生肺部感染。肺炎克雷伯菌在體內的遷徙播散可以引起嚴重的并發癥甚至致殘、死亡。本研究中，有1例患者并發眼內炎造成失明，1例患者發生嚴重的多臟器感染累及腎、肺、中樞神經系統，這些部位的侵襲性感染發生隱匿，病情嚴重。為防止引起嚴重的并發癥，除了對肺炎克雷伯菌的微生物學特性的掌握，還要掌握臨床治療的特點，單發膿腫治療以肝膿腫穿刺引流、結合合理抗生素治療為主，如為多發膿腫可以單獨引流，若引流效果欠佳可以選擇手術治療，可有效縮短住院時間及預后[21]。由于早期眼睛癥狀不明顯，外科等其他科室醫生缺少經驗，并且多數藥物不易進入眼內達到效果，眼內感染造成的失明和眼球致殘是嚴重的威脅。第三代頭孢菌類藥物作為臨床治療的有效藥物，可以到達眼睛玻璃體發揮作用，可望恢復視力[22]。因而在發生轉移感染的早期中起到作用，可有效防止嚴重并發癥的發生。然而，在31例首選單藥物治療病例中，僅16.13%（5/31）的醫生首選第三代頭孢菌素，41.94%（13/31）的臨床醫生治療首選碳青霉烯類抗生素。

總之，引起肝膿腫的肺炎克雷伯菌以K1、K2型為主，攜帶多種毒力基因，其中78.38%為高黏液表型，78.38%攜帶rmpA毒力基因。而肺炎克雷伯菌引起肝膿腫，患者常發病急，癥狀重，炎癥指標異常高，侵襲性轉移發生率高，嚴重可以引起失明、中樞神經系統感染。但是，此類肺炎克雷伯菌對多數抗菌藥物敏感，經過有效的抗生素應用和膿腫穿刺引流，膿腫縮小，癥狀好轉，預后良好。然而，轉移感染的發生增加了治療的難度，因此，對于此類肺炎克雷伯菌的微生物特點的了解，有助于臨床掌握全面的情況，有效控制病情，避免延長住院時間或延誤病情的發生。而如果出現耐藥菌株，將對臨床是個極大的考驗，因此需要各臨床科室引起重視，及早治療，合理應用抗生素。

[參考文獻]

[1] Chang FY，Chou MY. Comparison of pyogenic liver abscesses caused by Klebsiella pneumoniae and non-K. pneumoniae pathogens[J].J Formos Med Assoc，1995，94：232-237.

[2] 張鳴，劉楊，朱劍清，等.細菌性肝膿腫310例臨床分析[J].中國感染與化療雜志，2018，4：372-376.

[3] Liu YC，Cheng DL，Lin CL. Klebsiella pneumoniae liver abscess associated with septic endophthalmitis[J].Arch Intern Med，1986，146（10）：1913-1916.

[4] Sun R，Zhang H，Xu Y，et al.Klebsiella pneumoniae-related invasive liver abscess syndrome complicated by purulent meningitis：A review of the literature and description of three cases[J].BMC Infect Dis，2021，21（1）：15.

[5] 羅廣娥，崔仁哲，田蓮姬，等.內源性眼內炎11例臨床分析[J].吉林醫學，2018，39（4）：711-712.

[6] 林超，董郭楓，張思琴，等.肺炎克雷伯菌致肝膿腫的臨床和微生物學特征分析[J]. 浙江醫學，2019，16：1701-1705.

[7] Foo NP，Chen KT，Lin HJ，et al. Characteristics of pyogenic liver abscess patients with and without diabetes mellitus[J].Am J Gastroenterol，2010，105（2）：328-335.

[8] 管紅艷，劉婧嫻，劉瑛.分離自血培養肺炎克雷伯菌的毒力基因及患者臨床特征分析[J]. 上海交通大學學報（醫學版），2020（2）：235-241.

[9] Fang CT，Chuang YP，Shun CT，et al. A novel virulence gene in Klebsiella pneumoniae strains causing primary liver abscess and septic metastatic complications[J].J Exp Med，2004，199（5）：697-705.

[10] Turton JF， Baklan H， Siu LK，et al. Evaluation of a multiplex PCR for detection of serotypes K1，K2 and K5 in Klebsiella sp. and comparison of isolates within these serotypes[J].FEMS Microbiol Lett，2008，284（2）：247-252.

[11] 徐水寶，楊思宇，翁珊珊，等.高毒力肺炎克雷伯菌血清型、毒力基因分布及分子標志物探索[J].微生物與感染，2019，6：338-344.

[12] Chuang C，Fan WC，Lin YT，et al. The emergence of Klebsiella pneumoniae liver abscess in non-diabetic patients and the distribution of capsular types[J].Gut Pathog，2016，8：46.

[13] 陳英剛，陳海君，蔡成，等.2型糖尿病患者繼發肺炎克雷伯菌肝膿腫危險因素分析[J].中華臨床感染病雜志，2018（2）：121-124.

[14] 于昌萍，王術，田素飛，等.基于臨床定義的高毒力肺炎克雷伯桿菌感染的臨床表型及其莢膜血清型和多位點序列分型[J].中華內科雜志，2019，58（5）：361-365.

[15] 陳辭言，杜艷.高毒力肺炎克雷伯菌研究進展[J].中華實驗和臨床感染病雜志（電子版），2019（2）：89-92.

[16] Yu WL，Ko WC，Cheng KC，et al. Comparison of prevalence of virulence factors for Klebsiella pneumonia? liver abscesses between isolates with capsular K1/K2 and non-K1/K2 serotypes[J].Diagn Microbiol Infect Dis，2008， 62：1-6.

[17] Sánchez-López J，García-Caballero A，Navarro-San Francisco C，et al.Hypermucoviscous klebsiella pneumoniae：A challenge in community acquired infection[J].ID Cases，2019，17：e00547.

[18] 劉芳，朱華棟.肺炎克雷伯桿菌感染所致侵襲性肝膿腫綜合征現狀分析[J].系統醫學，2020（5）：190-192.

[19] Lapidus MI，Altavista M，Gornatti M，et al.Invasive liver abscess syndrome caused by Klebsiella pneumoniae，case series[J].Rev Chilena Infectol，2020，37（5）：566-569.

[20] Zhang S，Zhang X，Wu Q，et al.Clinical，microbiological，and molecular epidemiological characteristics of Klebsiella pneumoniae-induced pyogenic liver abscess in southeastern China[J].Antimicrob Resist Infect Control，2019，8：166.

[21] 吳柳，張潔，孫琳，等.肺炎克雷伯菌肝膿腫70例臨床分析[J].中國感染與化療雜志，2018（1）：11-17.

[22] Mak CY，Ho M，Iu LP，et al.Clinical features and treatment outcomes of endogenous Klebsiella endophthalmitis：A 12-year review[J].Int J Ophthalmol，2020，13（12）：1933-1940.

（收稿日期：2020-12-20）