急性加重期慢性阻塞性肺疾病患者的細菌學構成及其與肺功能的關系

王首糠 何海武 黃莎莎

海南醫學院第二附屬醫院呼吸內科，海南海口 570100

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種常見的、可預防和治療的慢性氣道疾病[1,2]。急性加重期慢性阻塞性肺疾病（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD）通常表現為咳嗽、咳痰、喘息等呼吸系統癥狀的波動范圍更加明顯。多種因素均可導致AECOPD，包括感染因素、空氣污染、職業粉塵吸入、吸煙、心功能不全及不明原因等，其主要原因是細菌感染[1]。相關研究指出，不同肺功能分級患者的細菌感染特點不同，在肺功能為Ⅰ級或Ⅱ級的患者中，流感嗜血桿菌在痰培養中最多見，占20%～30%，其次是卡他莫拉菌（占10%～15%）、肺炎鏈球菌（占10%～15%）[3,4]。肺通氣功能越差或COPD 加重越頻繁，患者被腸道革蘭陰性桿菌和鮑曼不動桿菌感染的概率越高[5]。本研究將從肺功能和細菌學特點等方面展開深入探討，全面了解AECOPD 患者不同肺功能分級與細菌學的關系，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2019 年1 月至2020 年12 月海南醫學院第二附屬醫院呼吸內科收治的AECOPD 患者356 例，均痰標本合格、有確切病原學、肺功能檢查結果。納入標準：①要求患者吸入支氣管舒張劑后再行肺功能檢測，肺功能結果為第1 秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second，FEV1）/用力肺活量（forced vital capacity，FVC）<70%；②近期咳嗽、咳痰、喘息癥狀較前明顯加重；③住院患者肺功能、痰培養結果完整；④簽署知情同意書。排除標準：①合并有肺結核、哮喘、支氣管擴張癥、肺惡性腫瘤及其他明確診斷的肺部疾病；②嚴重心功能不全；③患有嚴重系統性疾病或精神類疾病導致無法合作；④合并有肺外感染病灶。根據2019 年COPD 全球策略中的COPD 診斷及分級標準，肺功能分級根據FEV1占預計值百分比（FEV1/pred）進行劃分，以表示肺功能的損害程度。納入患者共分成三組：中度組（Ⅱ級，n=86）：50%≤FEV1/pred<80%；重度組（Ⅲ級，n=148）：30%≤FEV1/pred<50%；極重度組（Ⅳ級，n=122）：FEV1/pred<30%。本研究經海南醫學院第二附屬醫院醫學倫理委員會批準（倫理審批號：lw2021483）。

1.2 方法

入院當天應用抗生素治療前，囑患者用清水漱口2～3 次，咳第一口痰棄掉，然后將咳出的第二口痰收入無菌痰培養皿中，且須在120min 內送檢痰標本。細菌培養與藥敏試驗：首先將采集的痰標本涂片，然后用顯微鏡觀察，其中觀察到每個低倍鏡下上皮細胞<10 個且白細胞>25 個，或上皮細胞與中性粒細胞的比例<2.5 判定符合標本規格[6]，依據標準實驗操作程序，用微生物分析儀分析細菌后，記錄痰培養結果。待患者病情穩定后，出院前行肺功能檢查，測定前向患者仔細說明操作方法，然后由熟練操作的專業人員使用同一臺德國耶格公司的肺功能儀（型號Master Screen PFD System）對患者進行檢查，包括對FVC、FEV1、FEV1/pred 等值連測3 次，每次操作前都要校正儀器，最終根據結果取平均值，根據患者肺功能進行分級。

1.3 觀察指標

包括留取痰標本是否為合格痰標本，患者肺功能檢查時是否配合，所獲取的肺功能結果能否真實反映患者的肺功能。

1.4 統計學方法

采用SPSS 23.0 軟件對數據進行統計學分析，計數資料以例數（百分率）[n（%）]表示，組間比較采用χ2檢驗。P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 AECOPD 患者的細菌學分布特點

356 例患者中，痰標本培養陽性122 例，檢出菌株133 株。主要是革蘭陰性菌，依次為鮑曼不動桿菌、銅綠假單胞菌、肺炎克雷伯桿菌，還有少量革蘭陽性菌。細菌學分布及構成比見表1。

表1 AECOPD 患者的細菌學分布及構成比

2.2 不同肺功能分級AECOPD 患者的細菌感染情況

中度、重度、極重度AECOPD 患者的陽性感染數分別為18、52、52 例，感染率分別為20.93%、35.14%、42.62%，差異有統計學意義（P=0.005），其中極重度組患者的病原菌陽性率最高，即患者肺功能越差，越易受到各種病原菌的感染，見表2。

表2 不同肺功能分級AECOPD 患者的細菌感染情況

2.3 不同肺功能分級AECOPD 患者的細菌學分布特點

中度、重度、極重度AECOPD 患者的痰培養菌株分別為19、59、55 株，主要是革蘭陰性菌，依次為鮑曼不動桿菌、銅綠假單胞菌、肺炎克雷伯桿菌，還有少量革蘭陽性菌，見表3。

表3 不同肺功能分級AECOPD 患者的細菌學分布特點（例）

2.4 不同肺功能分級AECOPD 患者鮑曼不動桿菌感染情況

R×C 列聯表分別行χ2檢驗，不同肺功能分級AECOPD 患者鮑曼不動桿菌感染情況比較，差異有統計學意義（χ2=6.064，P=0.048）；中度、重度AECOPD 患者鮑曼不動桿菌感染情況比較，差異無統計學意義（χ2=0.701，P=0.402）；重度、極重度AECOPD 患者鮑曼不動桿菌感染情況比較，差異無統計學意義（χ2=3.042，P=0.081）；中度、極重度AECOPD 患者鮑曼不動桿菌感染情況比較，差異有統計學意義（χ2=4.789，P=0.029），提示AECOPD患者肺功能越差，越易感染鮑曼不動桿菌，見表4。

表4 不同肺功能分級AECOPD 患者鮑曼不動桿菌感染情況

2.5 不同肺功能分級AECOPD 患者銅綠假單胞菌感染情況

R×C 列聯表分別行χ2檢驗，不同肺功能分級AECOPD 患者銅綠假單胞菌感染情況比較，差異有統計學意義（χ2=9.266，P=0.010）；中度、重度AECOPD 患者銅綠假單胞菌感染情況比較，差異無統計學意義（χ2=0.572，P=0.449）；重度、極重度AECOPD 患者銅綠假單胞菌感染情況比較，差異有統計學意義（χ2=4.602，P=0.032）；中度、極重度AECOPD 患者銅綠假單胞菌感染情況比較，差異有統計學意義（χ2=7.053，P=0.008），提示AECOPD患者肺功能越差，越易感染銅綠假單胞菌，見表5。

表5 不同肺功能分級AECOPD 患者銅綠假單胞菌感染情況

2.6 不同肺功能分級AECOPD 患者肺炎克雷伯菌感染情況

R×C 列聯表分別行χ2檢驗，不同肺功能分級AECOPD 患者肺炎克雷伯菌感染情況比較，差異有統計學意義（χ2=6.812，P=0.033）；中度、重度AECOPD 患者肺炎克雷伯菌感染情況比較，差異無統計學意義（χ2=0.977，P=0.323）；重度、極重度AECOPD 患者肺炎克雷伯菌感染情況比較，差異無統計學意義（χ2=2.497，P=0.114）；中度、極重度AECOPD 患者肺炎克雷伯菌感染情況比較，差異有統計學意義（χ2=5.947，P=0.015），提示AECOPD患者肺功能越差，越易感染肺炎克雷伯菌，見表6。

表6 不同肺功能分級AECOPD 患者肺炎克雷伯菌感染情況

2.7 不同肺功能分級AECOPD 患者肺炎鏈球菌感染情況

R×C 列聯表分別行χ2檢驗，不同肺功能分級AECOPD 患者肺炎鏈球菌感染情況比較，差異無統計學意義（χ2=1.404，P=0.584），提示不同肺功能分級AECOPD 患者的肺炎鏈球菌感染情況無差異，見表7。

表7 不同肺功能分級AECOPD 患者肺炎鏈球菌感染情況

3 討論

COPD 是一種小氣道持續存在氣流受限的呼吸系統疾病[1]。AECOPD 通常在臨床上表現為COPD患者的咳嗽、咳痰、喘息等癥狀較前明顯加重，需要改變藥物治療的過程，原因包括呼吸道感染、呼吸污染空氣、過敏原暴露、溫度變化和藥物治療中斷等[7]。AECOPD 最常見于呼吸道感染，在西方國家，AECOPD 主要由流感嗜血桿菌、肺炎鏈球菌和卡他拉菌造成[8]。在國內不同地區報道有差異，顧國忠等[9]研究報道，東北地區常見痰培養陽性致病菌依次為銅綠假單胞菌、鮑曼不動桿菌、肺炎克雷伯菌、大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌等；陳麗等[10]報道，江蘇地區痰培養陽性致病菌依次為大腸埃希菌、銅綠假單胞菌、肺炎克雷伯菌、變形菌屬、金黃色葡萄球菌等；Ma等[11]報道，北京地區的痰培養陽性致病菌依次是肺炎克雷伯菌、銅綠假單胞菌、鮑曼不動桿菌、肺炎鏈球菌和金黃色葡萄球菌等。來自我國不同省份的163 家醫院AECOPD 住院患者的研究表明，痰培養陽性致病菌依次是肺炎克雷伯菌、流感嗜血桿菌、鮑曼不動桿菌、銅綠假單胞菌及肺炎鏈球菌[12]。呼吸道感染以革蘭陰性菌為主，我國不少地區均有報道，但海南地區報道相對較少，因此了解海南本地區及本院病原菌感染特點具有重要意義。

本研究共納入患者356 例，其中痰標本培養陽性122 例，檢出細菌133 株。不同肺功能分級患者感染細菌均以革蘭陰性菌為主，依次為鮑曼不動桿菌、銅綠假單胞菌、肺炎克雷伯菌，感染的革蘭陽性菌主要是肺炎鏈球菌和金黃色葡萄球菌。本研究痰培養陽性率34.27%，與相關研究結果[13]基本相符；痰培養陽性最多的細菌分別是鮑曼不動桿菌、銅綠假單胞菌、肺炎克雷伯菌。而國外是流感嗜血桿菌、肺炎鏈球菌和卡他拉菌[3]等最常見，可歸因于肺炎鏈球菌和流感嗜血桿菌有較高的培養要求，導致細菌培養率較低，同時還與實驗室水平、患者留取痰標本是否合格有關；且本研究納入的患者數量相對較少，很可能導致結果受影響。不同地區AECOPD 患者痰培養陽性結果存在差異，可能原因包括受教育水平差異，社會經濟發展水平不同，生活、飲食習慣不同，不同區域抗生素使用情況不同，其病原菌的分布情況也可能不同；氣候差異也可能導致呼吸道定植菌不同；AECOPD 患者的病情程度不同，病情重的患者常住院治療，抵抗力較差，也可影響細菌的定植；菌種鑒定和痰培養方法之間有差異也會影響檢測結果。本研究痰培養結果在一定程度上反映當地患者細菌感染的分布情況，可為當地臨床用藥提供依據。

本研究對AECOPD 患者的肺功能與感染細菌之間的關系進行分析，按GOLD 分級標準[1]，將納入的AECOPD 患者分為中度、重度、極重度組，對細菌在不同肺功能分級患者中感染的差異性行統計學分析，結果發現，肺功能極重度組患者更易被致病菌感染，包括鮑曼不動桿菌和肺炎克雷伯菌等，痰培養陽性率高達42.62%；肺功能中度組細菌感染較少，痰培養陽性率僅20.93%，結果提示，不同肺功能分級AECOPD 患者的細菌學感染存在差異性[14]。肺功能損害程度越嚴重，越容易感染，痰培養陽性率越高，與相關研究結果一致[15,16]。將鮑曼不動桿菌和銅綠假單胞菌的R×C 列聯表分別行χ2檢驗，發現肺功能中度組與重度組、重度組與極重度組患者間的細菌感染差異均無統計學意義，同時肺炎鏈球菌總體差異性的統計學結果也無意義，考慮其之間感染病菌的差異性確實不存在，也有可能是樣本量太少，或肺功能結果有誤差，痰標本留取不規范、送檢不及時及培養過程有操作失誤等導致的誤差，可通過增加樣本量、正確留取痰標本、加強檢測的規范性等減少實驗誤差。

細菌感染與AECOPD 患者氣道堵塞的嚴重程度有關，不同肺功能分級患者感染的細菌種類不同，肺功能下降越明顯，越容易感染致病菌，以革蘭陰性菌表現明顯，這與AECOPD 小氣道阻塞、肺組織彈性回縮力減弱有關。同時肺功能越差患者越易感染細菌，這與AECOPD 患者長期低氧血癥、營養不良、易感染致病菌有關，同時急性加重越頻繁，其定植在呼吸道內的細菌就越容易增殖；肺功能差的患者頻繁住院治療，多次行有創操作，易發生院內感染；入院后反復應用抗菌藥物及激素類藥物，易造成機體抵抗力低下，促使致病菌快速生長，長期使用激素類霧化藥物后未清潔口腔，致真菌感染明顯增加。反復的致病菌感染可使肺功能下降，肺功能水平越差，越易致細菌感染[17]。Kuwal等[14]指出，在肺功能嚴重受損的患者中，當FEV1/pred<50%時，革蘭陰性菌感染率可高達83.33%，且PaCO2>45mmHg（1mmHg=0.133kPa）成為痰培養分離出銅綠假單胞菌和肺炎鏈球菌的獨立危險因素。Miravitlles等[18]的類似觀察報道FEV1/pred<50%的患者銅綠假單胞菌的感染率較高。據報道，在AECOPD 患者中，肺功能Ⅲ、Ⅳ級時感染革蘭陰性菌的風險是肺功能Ⅰ、Ⅱ級時的6 倍。細菌感染是發生AECOPD 的主要原因。相關研究指出，當患者肺功能為Ⅰ級或Ⅱ級時，進行2～4d 的常規治療后，除外其相關癥狀無好轉或體溫>38℃等情況，否則無需應用抗生素治療[19,20]。因此患者入院后優先留取痰標本培養，明確致病菌類別，同時完善肺功能檢查至關重要。

綜上所述，AECOPD 患者感染的細菌因不同肺功能分級具有差異，肺功能越差的患者越易感染，通常為革蘭陰性菌。因此，在無細菌學培養結果但又需要抗生素抗感染治療時，臨床醫師可依據患者的臨床表現、癥狀、體征及肺功能檢查，再結合本地區或醫院的細菌學分布特征綜合分析，合理選擇抗生素，以降低耐藥風險。