機械通氣患者質譜激光病原學檢測氣管導管末端病原菌的特征分析*

王 莉，汪婉婷，李武林，孫亞蒙，豆振鋒，姜婷婷，徐 軍，吳 曉△

1.上海健康醫學院附屬嘉定區中心醫院急診科，上海 201800；2.上海市嘉定區嘉定工業區社區衛生服務中心全科醫學科，上海 201800；3.上海柏辰中心實驗室，上海 200233

機械通氣是治療呼吸衰竭和危重患者呼吸支持最為有效的手段，研究表明，相對于非機械通氣患者，機械通氣患者由于不同病原菌的感染，其病情更為嚴重，病死率更高[1-2]；同時，若患者發生耐藥菌感染，則更容易發生呼吸機依賴而嚴重影響生活質量，甚至增加病死率[3]。氣管導管是機械通氣患者一個臨時的人工呼吸通道，但同時也為致病菌進入原本無菌的下呼吸道及肺部深部提供了直接的通道[4]，從而可能導致病原菌發生變化，使原有感染進一步加重或繼發新發感染[5]。故了解該類患者肺部內病原菌的分布尤其重要。

氣管導管插入患者氣道，距離隆突位置較近，筆者前期研究發現，氣管導管末端可能更能真實反映導管病原菌分布，是該類患者病原菌檢測的標本來源之一[6]。有研究發現，氣管導管作為檢測標本，培養的結果可信度相對較高[7-9]，但標本培養的時間較長，且影響因素較多。基質輔助激光解析電離飛行時間質譜(MALDI-TOF MS)是近年來發展起來的一種新型細菌鑒定技術，其不但可以直接快速鑒定單個分離純化的菌落，還可用于一些無菌體液如腦脊液、血液等的直接鑒定，同時也可以大大縮短鑒定檢測時間[10-11]。目前，鮮見選取機械通氣成人患者氣管導管末端作為標本的相關研究，且基于MALDI-TOF MS病原學檢測病原菌的分布特點尚不清楚，故本研究旨在探討并分析機械通氣患者氣管導管末端病原菌的臨床特征及相關影響因素。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇2019-2020年入住上海健康醫學院附屬嘉定區中心醫院急診ICU的105例患者為研究對象。納入標準：實施機械通氣的患者。排除標準：(1)拒絕或不同意進行氣管導管標本檢測；(2)革蘭染色結果和已知對照菌不一致。所有機械通氣患者的診斷與治療均參照指南進行[12]。所有患者中，男73例(69.5%)，女32例(30.5%)；平均年齡(72.6±15.7)歲；合并高血壓、糖尿病者分別占比為51.4%(54/105)、23.8%(25/105)，機械通氣的原因以肺部疾病(37.1%)、休克(13.3%)、慢性阻塞性肺疾病(13.3%)及重癥腦血管病(10.5%)為主，平均急性生理與慢性健康評分(APACHEⅡ評分)(23.3±5.8)分，導管留置時間為8(5～21)d，ICU住院天數為14(8～27)d。

1.2方法 記錄所有患者入院時的一般人口學資料(性別、年齡)及既往病史(高血壓、糖尿病等)，根據24 h內的實驗室數據及一般資料的最差值計算并記錄APACHEⅡ評分，記錄導管留置原因、導管留置時間，隨訪患者并記錄住院天數及預后。在患者拔管時(病情好轉撤機拔管、更換氣管導管及死亡拔管)用無菌剪刀剪取氣管導管末端1～2 cm，放入無菌試管中送檢，采用質譜激光病原學檢測，記錄病原菌檢測結果及導管在體內留置時間。

2 結 果

2.1病原菌分布及近2年趨勢 所有納入患者氣管插管末端檢測出129份結果，其中病原菌105株，占81.4%，正常呼吸道菌群24株，占18.6%。105株病原菌中，革蘭陽性菌11株，占10.5%；革蘭陰性菌86株，占81.9%；真菌8株，占7.6%。病原菌以鮑曼不動桿菌、肺炎克雷伯菌、金黃色葡萄球菌為主，且相較于2019年，2020年肺炎克雷伯菌的檢出率增加(37.0%vs.7.8%,P<0.001)，見表1。

表1 病原菌分布情況[n(%)]

2.2病原菌的分布與年齡關系 將105株病原菌按患者年齡分為<65歲組和≥65歲組。<65歲組以肺炎克雷伯菌為主，占33.3%；鮑曼不動桿菌的檢出率在<65歲組和≥65歲組中差異有統計學意義(P<0.05)，見表2。

表2 病原菌在不同年齡組中的分布比較[n(%)]

2.3病原菌分布與導管留置時間的關系 將105株病原菌按患者導管留置時間分為≤6 d組和>6 d組。相較于導管留置時間≤6 d組的患者，導管留置時間>6 d組的患者鮑曼不動桿菌的檢出率明顯增高(P<0.05)。見表3。

表3 病原菌在不同導管留置時間組中的分布比較[n(%)]

2.4ICU病死率與病原菌關系 ICU總體病死率為36.2%，將患者按病原菌感染情況分為正常呼吸道菌群組、單一病原菌組、復合病原菌組，ICU病死率隨著病原菌菌種的增多而增加(20.8%vs.37.7%vs.50.0%,P=0.043)，見圖1。

圖1 正常呼吸道菌群、單一病原菌及復合病原菌組的ICU病死率比較

2.5病原菌耐藥分析 105株病原菌中，檢出耐藥菌50例，占47.6%(50/105)；耐藥菌均為革蘭陰性菌。耐藥菌以鮑曼不動桿菌[66%(33/50)]及肺炎克雷伯菌[28%(14/50)]為主。Spearman相關分析發現，耐藥菌的發生與導管留置時間呈正相關(r=0.246，P=0.011)，而與APACHEⅡ評分及住ICU時間無關(P>0.05)。

3 討 論

本研究結果顯示，機械通氣患者氣管導管末端病原菌以革蘭陰性菌檢出率最高，其中以鮑曼不動桿菌及肺炎克雷伯菌為主；鮑曼不動桿菌的檢出率在<65歲組和≥65歲組中差異有統計學意義(P<0.05)，肺炎克雷伯菌檢出率呈上升趨勢；存在復合病原菌的患者的ICU病死率明顯增加；且耐藥菌的出現與導管留置時間呈正相關。

快速明確引起感染的病原菌有助于控制感染及減少耐藥菌株的產生，而傳統培養法作為臨床診斷感染性疾病的“金標準”具有一定的片面性[12-14]。研究發現，氣管內吸出物培養結果的合格率較低[15]，且氣管內吸出物對氣管插管患者肺部感染的診斷價值特異度較低[16-17]，而選擇氣管導管末端作為標本，其結果合格率相對更高，可信度更高[18]，這表明從臨床實際應用價值的角度來說，氣管導管末端作為病原菌檢測的標本可能更有意義。同時，有研究表明，在血流感染的病原菌方面，ICU患者與非ICU患者感染的病原菌基本相似，且雖然不能確定病原菌的高耐藥率是患者死亡的獨立因素，但死亡風險與病原菌耐藥性的產生可能存在潛在的關聯[19-20]。

質譜激光病原學檢測是近年來發展起來的一種新型細菌鑒定技術，僅在幾分鐘內就能獲得被測病原菌的蛋白質指紋圖譜，并通過文庫比對得到鑒定結果，且可利用其蛋白質指紋圖譜中的異質性特征峰的比對進行耐藥菌株的快速篩查。

本研究結果顯示，采用MALDI-TOF/MS檢測，機械通氣患者氣管導管末端的病原菌共檢出105株，以革蘭陰性菌為主，其次為革蘭陽性菌和真菌；在革蘭陰性菌中以鮑曼不動桿菌及肺炎克雷伯菌為主，這與部分研究結論一致[14-15,19]，提示在ICU患者中，需重視此類病原菌感染。進一步分析發現，鮑曼不動桿菌在≥65歲的老年患者及導管留置時間>6 d的患者中檢出率明顯增加，提示在病情控制的前提下，盡早拔除留置導管可能是減少鮑曼不動桿菌產生的方法之一。此外，肺炎克雷伯菌檢出率在2020年較2019年明顯增加，提示臨床需重視病原菌的變遷。

本研究結果顯示，革蘭陽性菌以金黃色葡萄球菌為主，且其檢出率在2019年和2020年無明顯變化，這說明革蘭陽性菌分布較穩定，同時，金黃色葡萄球菌在≥65歲組中檢出率降低，這可能與高齡患者中鮑曼不動桿菌檢出率較高有關，也在一定程度上提示臨床需重視高齡患者革蘭陰性菌感染，及時在早期進行針對性地治療。此外，ICU病死率隨著病原菌菌種的增多而增加，對于多種病原菌同時存在的患者，由于菌種之間相互作用，且作用機制不明，會增加其治療的難度[21-23]。本研究還發現，耐藥菌的產生與導管留置時間密切相關，可能原因為：(1)ICU患者耐藥發生率高于非ICU患者[15,19]；(2)機械通氣患者纖毛清除異物的能力下降，增加了細菌進入呼吸道的概率，而導管留置時間越長，勢必增加多重感染的概率，使抗菌藥物的使用復雜化，進而導致耐藥的發生率增加[24]；(3)留置導管時間越長，越容易造成感染的反復發生，從而增加抗菌藥物的使用時間，進而增加耐藥風險[14,23]。提示臨床須重視合理用藥，堅持細菌耐藥性監測及加強防控[25-27]，且臨床應盡早縮短導管留置時間，減少耐藥菌的產生。

本研究存在一定的局限性：(1)氣管導管末端作為病原菌檢測的標本，雖然可信度較高，但標本獲取難度較大，且時間可能相對滯后；(2)目前我國基層醫院病原學檢查仍然以微生物學培養為主，本研究采用MALDI-TOF/MS檢測病原菌，但若能通過分子診斷技術進一步證實則更加完善；(3)氣管導管生物膜的微生物組成可能與患者口咽部定植菌群有關[15-16,26]，而是否引起機體感染則與機體免疫功能及微生物之間的相互作用及抗菌藥物的使用等多個變量有關，需擴大更多的變量數據進行研究；(4)本研究為單中心研究，患者來源集中在當地，病原菌的分布可能存在地域性，需多中心、大樣本的研究進一步證實。

綜上所述，采用MALDI-TOF/MS對機械通氣患者氣管導管末端病原菌進行檢測，結果顯示，革蘭陰性菌以鮑曼不動桿菌及肺炎克雷伯菌為主，革蘭陽性菌以金黃色葡萄球菌為主；導管留置時間與病原菌的分布及耐藥菌的產生密切相關。