新型樹脂BacT/Alert血液培養瓶抗菌藥物吸附能力評估*

羅 璇,閆少珍,朱旭慧,陳中舉

華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院檢驗科,湖北武漢 430010

血流感染是細菌和真菌等病原微生物入侵血液系統所致的全身感染性疾病,全球每年發生血流感染的患者達3 100萬例左右[1],由于疾病發展迅速,其病死率高達16%[2]。血液培養是鑒定血流感染的金標準[3],臨床在給患者采集樣本進行血液培養檢測時,患者已經或正在進行抗菌藥物治療[4],患者血液樣本中含有抗菌藥物會抑制細菌和真菌生長繁殖,導致血液培養陽性率低且報陽時間長,影響患者的及時診斷和治療。因此,血液培養瓶具有抗菌藥物吸附能力,對提高培養陽性率和縮短培養時間起到重要作用。現在商品化血液培養瓶對抗菌藥物的吸附性能參差不齊,且培養瓶對不同抗菌藥物的吸附能力亦不同,國內對新上市的新型樹脂BacT/Alert血液培養瓶(BacT/Alert APB需氧瓶,簡稱需氧瓶Bio-FA plus;BacT/Alert APB厭氧瓶,簡稱厭氧瓶Bio-FN plus)抗菌藥物吸附能力的研究鮮有報道。本研究通過對血液培養瓶抗菌藥物吸附能力進行評估,以期給臨床選擇性能更優的產品提供依據。現將結果報道如下。

1 材料與方法

1.1材料 血液培養瓶和血平皿:新型樹脂需氧瓶Bio-FA plus、厭氧瓶Bio-FN plus和BacT/Alert標準需氧瓶(簡稱需氧瓶Bio-SA)及血平皿,所有產品均在有效期范圍內;實驗菌株:大腸埃希菌(ATCC25922)、金黃色葡萄球菌(ATCC25923)、光滑念珠菌(臨床菌株);抗菌藥物:頭孢哌酮/舒巴坦、萬古霉素 、頭孢唑啉、哌拉西林/他唑巴坦、亞胺培南、米卡芬凈。

1.2方法

1.2.1菌懸液的制備 將標準菌株或臨床菌株接種于血平板中傳代培養,確保無污染菌落。挑取單個菌落用生理鹽水配制成0.5個麥氏濁度的菌懸液,將菌懸液倍比稀釋成終濃度為102 cfu/mL的菌懸液,接種0.3 mL終濃度菌懸液于血平板,孵育18～24 h后對菌落計數,菌落數為10～100 cfu。

1.2.2抗菌藥物的制備 根據美國臨床和實驗室標準協會(CLSI)指南[5]使用合適的溶劑和稀釋劑,制備標準抗菌藥物儲存液和抗菌藥物溶液。根據《桑福德抗微生物治療指南》[6]查找每種藥物在人體內的血藥峰濃度(PSL),用無菌蒸餾水稀釋成實驗需要的血藥濃度。抗菌藥物的最終配置濃度如下:萬古霉素50 μg/mL(PSL),亞胺培南40 μg/mL(PSL),頭孢唑啉47 μg/mL(25%PSL),哌拉西林/他唑巴坦242/24 μg/mL(PSL),頭孢哌酮/舒巴坦59/32 μg/mL(25%PSL),米卡芬凈10 μg/mL(PSL)。

1.2.3血液培養瓶的接種與孵育 抽取標準需氧瓶Bio-SA、新型樹脂需氧瓶Bio-FA plus和厭氧瓶Bio-FN plus隨機分為對照組和實驗組。對照組:每瓶內注入9.7 mL無菌PBS,然后僅加入0.3 mL菌懸液,顛倒混勻。 實驗組:每瓶內注入9.2 mL 無菌PBS,加入0.5 mL抗菌藥物溶液和0.3 mL菌懸液(頭孢唑啉、哌拉西林/他唑巴坦、頭孢哌酮/舒巴坦、亞胺培南的實驗細菌為大腸埃希菌;萬古霉素的實驗細菌為金黃色葡萄球菌;米卡芬凈的實驗細菌為光滑假絲酵母菌),同一菌種的同一次稀釋菌液同時接種實驗組和對照組,標準需氧瓶Bio-SA實驗組和對照組在每組抗菌藥物溶液中各重復3瓶,6組抗菌藥物溶液各接種18瓶,新型樹脂需氧瓶Bio-FA plus和厭氧瓶Bio-FN plus在每組抗菌藥物溶液中各重復5瓶,需氧瓶Bio-FA plus在6組抗菌藥物溶液中接種30瓶,厭氧瓶Bio-FN plus在5組抗菌藥物中接種25瓶(光滑假絲酵母菌在厭氧瓶中無法生長,未進行該組的米卡芬凈溶液實驗)。接種后,立即將血液培養瓶放置到BacT/Alert 3D全自動血液培養儀器中進行培養,培養周期為5 d。當血液培養瓶報陽后,取出陽性血液培養瓶并記錄報陽時間,5 d未報陽的血液培養瓶,記錄為陰性結果。所有血液培養瓶均轉種血液培養瓶板,孵育18～24 h后鑒定細菌種類,陽性瓶細菌必須為實驗加入菌種,無污染菌。

1.3統計學處理 采用SPSS25.0 統計軟件分析數據,不符合正態分布的計量資料以M(P25,P75)表示,兩組間比較采用 Mann-WhitneyU檢驗;計數資料以例數或百分率表示,組間比較采用χ2檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.13種培養瓶的細菌檢出率比較 對照組標準需氧瓶Bio-SA均報陽,檢出率為100.0%,實驗組5 d內均未報陽,檢出率為0.0%,兩組標準需氧瓶Bio-SA培養的陽性檢出率比較,差異有統計學意義(P<0.05)。實驗組需氧瓶Bio-FA plus檢出率為83.3%,厭氧瓶Bio-FN plus檢出率為100.0%,與標準需氧瓶Bio-SA檢出率比較,差異均有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 3種培養瓶的細菌檢出率比較[n(%)]

2.2新型樹脂需氧瓶Bio-FA plus對不同抗菌藥物的檢出時間比較 實驗組新型樹脂需氧瓶Bio-FA plus對頭孢唑啉和哌拉西林/他唑巴坦檢出時間與對照組比較,差異無統計學意義(P>0.05)。實驗組新型樹脂需氧瓶Bio-FA plus對頭孢哌酮/舒巴坦、萬古霉素、米卡芬凈的檢出時間與對照組比較,差異均有統計學意義(P<0.05),差值按照從小到大的順序分別是頭孢哌酮/舒巴坦<萬古霉素<米卡芬凈,其對亞胺培南5 d內均未報陽。見表2。

表2 需氧瓶Bio-FA plus對不同抗菌藥物的檢出時間比較[M(P25,P75),h]

2.3新型樹脂厭氧瓶Bio-FN plus對不同抗菌藥物的檢出時間比較 實驗組新型樹脂厭氧瓶Bio-FN plus對頭孢哌酮/舒巴坦、哌拉西林/他唑巴坦和亞胺培南的檢出時間與對照組比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。實驗組新型樹脂厭氧瓶Bio-FN plus對萬古霉素和頭孢唑啉的檢出時間與對照組比較,差異均有統計學意義(P<0.05),差值分別為0.72 h和0.96 h。見表3。

表3 新型樹脂厭氧瓶Bio-FN plus對不同抗菌藥物的檢出時間比較[M(P25,P75),h]

3 討 論

目前我國臨床使用最廣泛的進口血液培養瓶主要來源為Bactec Plus和BacT/Alert兩大血液培養系統,兩種血液培養瓶均具有較好的抗菌藥物吸附能力, BacT/Alert血液培養系統為過去常用血液培養瓶,是以碳粒為吸附劑的血液培養瓶,但近年來上市了新型樹脂需氧瓶Bio-FA plus,其更新的樹脂材質對抗菌藥物的吸附能力比碳粒更強[7-8]。本研究通過體外模擬實驗評估新型樹脂需氧瓶Bio-FA plus抗菌藥物吸附能力,實驗用抗菌藥物為臨床治療重癥患者的常用抗菌藥物,包括萬古霉素、亞胺培南、頭孢唑啉、哌拉西林/他唑巴坦、頭孢哌酮/舒巴坦、米卡芬凈。本研究發現,實驗組新型樹脂需氧瓶Bio-FA plus對頭孢哌酮/舒巴坦、萬古霉素、米卡芬凈的檢出時間與對照組比較,差異均有統計學意義(P<0.05),差值按照從小到大的順序分別是頭孢哌酮/舒巴坦<萬古霉素<米卡芬凈,對亞胺培南5 d內未報陽。說明新型樹脂需氧瓶Bio-FA plus對頭孢唑林和哌拉西林/他唑巴坦的吸附能力較強,對頭孢哌酮/舒巴坦的吸附效果較前兩者稍弱,但是對亞胺培南完全沒有吸附能力,該結果與LOVERN等[9]和CHEN等[10]研究結果一致;實驗組新型樹脂厭氧瓶Bio-FN plus對萬古霉素和頭孢唑啉的檢出時間與對照組比較,差異均有統計學意義(P<0.05),差值分別為0.72 h和0.96 h。說明新型樹脂厭氧瓶Bio-FN plus對哌拉西林/他唑巴坦、頭孢哌酮/舒巴坦和亞胺培南的吸附效果較強,對頭孢唑啉的吸附能力稍弱, 其對亞胺培南具有較強的吸附能力,究其原因,可能是與培養瓶中的形成共價鍵和范德華力可吸附分子量較大的抗菌藥物有關,新型樹脂需氧瓶Bio-FA plus對碳青霉烯類抗菌藥物的吸附需要嚴格的厭氧環境,吸附劑形成的共價鍵才能有效破壞碳青霉烯類抗菌藥物的活性[4]。 MENCHINELLI等[11]研究發現,BD公司的培養瓶對亞胺培南的吸附力較好,該結果可提示臨床,在已知使用碳青霉烯類抗菌藥物的情況下,可優先選擇BD 公司的培養瓶,若該實驗室常用梅里埃公司的血液培養瓶,建議選擇厭氧瓶Bio-FN plus,或者同時送檢需氧瓶和厭氧瓶,可在一定程度上提高檢出率和避免漏檢風險,CLSI在2007年血液培養指南中就已經推薦血液培養應采血2～3套[12]。本研究對治療革蘭菌陽性常用抗菌藥物萬古霉素的研究發現,對照組新型樹脂需氧瓶Bio-FA plus和 厭氧瓶Bio-FN plus對萬古霉素均具有吸附能力,與實驗組比較,檢出時間的差值分別為3.8 h和0.72 h,提示新型樹脂厭氧瓶Bio-FN plus對萬古霉素吸附效果更佳,與謝寧等[13]研究結果一致。差值只有2～3 h,但是在危重感染患者中,即使這樣有限的信息也可能對患者的治療和護理起到關鍵作用。本研究對抗真菌藥物米卡芬凈的研究發現,新型樹脂需氧瓶Bio-FA plus對米卡芬凈均具有吸附能力,但吸附效果一般,實驗組的檢出時間與對照組比較,差異有統計學意義(P<0.05),且差值較大,達45.84 h,與王萌等[14]研究結果一致。導致真菌檢出時間較長的原因,可能是新型樹脂需氧瓶Bio-FA plus對米卡芬凈的吸附能力有限,同時也可能是真菌的檢出時間較細菌長[15],如何提高真菌的檢出時間有待進一步研究。

綜上所述,新上市的新型樹脂BacT/Alert血培養瓶對不同抗菌藥物具有不一樣的吸附能力,總體上吸附效果較好,體外模擬實驗無法完全體現臨床使用真實情況,臨床應在考慮抗菌藥物使用情況選擇合適的培養瓶。