国内外艰难梭菌感染现状分析

许星星，罗 芸，王贤军，金大智

艰难梭菌是梭菌属中一种专性厌氧、产毒素或非产毒素的革兰阳性芽孢杆菌，其孢子在环境中可存活数月乃至更长的时间，产毒性艰难梭菌是医院内感染和抗生素相关性腹泻最常见病原菌之一[1]。近年来，艰难梭菌感染（Clostridium difficile infection,CDI）的分子流行病学特征发生了巨大变化，由于2000年初高毒力菌株NAP1/027/BI（脉冲场，凝胶电泳分型NAP1，PCR核糖体分型027，限制性内切酶分型BI）的出现，导致CDI的暴发及世界范围的流行，以北美、欧洲为甚，其高发病率和病死率引起了人们的广泛关注[2]。CDI在亚洲的发病率也呈上升趋势，中国CDI流行特征具有多样性，可能与地理、饮食等有关[3]。随着全球艰难梭菌抗生素耐药率的逐年上升，艰难梭菌防控和治疗难度越来越大[4]。本文将从CDI的临床表现、危险因素和国内外流行病学特征等方面进行综述。

1 CDI的诊断标准和临床表现

艰难梭菌主要通过粪-口途径传播，大多数产毒株因产生毒素A（肠毒素）和毒素B（细胞毒素）而致病，两种毒素分别由两个独立的基因tcdA和tcdB编码。毒素A导致消化道内液体分泌增加、黏膜炎症和结构损坏[5]。毒素B通过干扰蛋白质的活性，调节肌动蛋白聚合，从而导致细胞骨架破坏。其毒力在胃肠道内的浓度几乎是毒素A的10倍，是导致CDI的主要原因[6]。一般情况下，CDI患者的恶化程度会因毒素量的增加而加重[6]。而027型分离株产生毒素A和毒素B的量均高于普通产毒株，从而导致CDI的致病率、复发率和病死率升高。此外，高产毒株还携带二元毒素基因cdtA和cdtB，该毒素的致病机制目前仍在研究中[7]。

根据美国医院流行病学学会和美国感染病协会联合发布的2010版“成人CDI临床实践指南”[8]，CDI的诊断须结合临床和实验室检查，患者存在腹泻症状，且24 h内腹泻3次或3次以上，并满足以下任一条件：①粪检出产毒性艰难梭菌或毒素阳性；②结肠镜或组织病理学示伪膜性结肠炎。常用于诊断CDI的实验室检测方法包括细菌培养、细胞毒素测定、免疫学检测、核酸检测等。前两种用于检测艰难梭菌是否存在，后两种可确定艰难梭菌是否产毒，在检测的快捷性、准确性、经济性等方面各有优缺点[8-9]。目前对于CDI的检测路径分为一步法和两步法：一步法是指将临床样本直接用于核酸检测，根据检测结果判定样本是否含有产毒型艰难梭菌；两步法是指第一步采用比较快速、敏感、经济的免疫学方法检测艰难梭菌表面表达的抗原性蛋白谷氨酸脱氢酶（glutamate dehydrogenase,GDH），第二步采用酶联免疫分析法或分子生物学法检测毒素A和毒素B，以确保检测特异性。两种方法已被广泛评估，其敏感性、特异性均较高[10]。

CDI的临床表现呈现多样性，从轻、中度腹泻到暴发性甚至致命性伪膜性结肠炎、中毒性巨结肠、肠穿孔、败血症。严重感染者须行肠切除，甚至死亡[11]。同时伴有发热、痉挛、腹痛、腹胀、恶心、食欲不振等局部或全身症状等。

2 CDI的危险因素

CDI最主要的危险因素是近期（8周内）有抗生素使用史[12]。所有的抗生素都与CDI有关[8，13]，其中青霉素、克林霉素、氟喹诺酮类及三代头孢与CDI关系更密切，氟喹诺酮类是抗生素相关性腹泻的突出风险因素[13]。

其他的危险因素包括：①高龄。大部分医院获得性CDI患者年龄＞65岁[8]；针对华东地区CDI的一项研究显示，CDI的危险因素为年龄＞55岁者，易感年龄阈值低于发达国家，癌症患者的年龄阈值更低[12]。在中南大学湘雅医院的一项研究显示，CDI患者的平均年龄为58岁，年龄＞65岁患者占19%[14]。目前，中国人口结构较年轻以及广谱抗生素的广泛使用，是导致我国CDI危险因素年轻化的可能原因。②免疫功能低下。如艾滋病、化疗及恶性肿瘤患者；③近期有腹部手术史；近期饲管喂养或给药；炎症性肠病（特别是溃疡结肠炎）患者；肠梗阻、长期通便灌肠者[13]；④实体器官或造血干细胞移植以及并发糖尿病、肝硬化、肾衰竭等患者[15]；⑤抗酸药物的使用，特别是质子泵抑制剂的使用也与CDI的增加有关；⑥长期居住疗养院、长期住院及ICU患者[16]。

3 CDI国内外感染现状

3.1 欧洲地区 027型高毒力菌株在欧洲广泛流行。2003—2004年，英国首次出现由027型菌株引起的CDI暴发流行[17]。截至目前027型菌株已蔓延至德国、法国、意大利等多个欧洲国家[18-20]。一项针对欧洲20个国家482家医院的研究显示，2012—2013年CDI的平均发病率为7.0/万，与2005年（2.5/万）和2008年（4.1/万）相比，CDI在欧洲的总体发病率呈上升趋势[21]。据2016年欧洲一项多中心研究报道，2012—2013年CDI菌株以027型（19%）、001/072型（11%）和014/020型（10%）为主，与2008年相比，2012—2013年由027型菌株引起的CDI发病率增长了3倍以上，并在大多数欧洲国家的CDI中占主导地位。而001/072型和014/020型在欧洲许多国家艰难梭菌分离株中仍普遍存在，078型CDI的患病率与2008年相比几乎下降了3倍[22-23]。值得注意的是，2007—2008年，在英国占55.0%的027型艰难梭菌分离株，在2012—2013年仅占2.3%，这一现象可能与CDI的控制和抗生素的使用管理有关[23-24]。2007年左右开始，CDI的监测网络及防控系统就已经在欧洲逐步建立起来，截至2011年，欧洲已有14个国家实施CDI国家监测系统，虽然CDI的监测在欧洲并非强制性要求，但近几年监测网络成员仍不断增加。随着027型菌株在欧洲地区的有效控制，欧洲国家艰难梭菌总体基因型多样性也有所增加[23，25]。

3.2 北美地区 由于2000年初期高毒力菌株027型（A+B+CDT+）的出现，导致CDI在美国和加拿大的暴发流行，其发病率、病死率均明显增加。目前，027型菌株在加拿大所有省份及美国至少40多个州都有出现，其中加拿大主要集中在魁北克地区[17]。加拿大面临着严峻的CDI情况。2012年，加拿大CDI的病例数高达37 932例，其中医院获得性CDI所占比例最大[26]。据2014年美国一项研究报道，2010年美国住院患者CDI的发病率与2001年相比几乎增加了1倍[27]。而2014年一项关于美国城市CDI进展的研究表明，2009—2011年CDI总体发病率及30 d内的病死率均较2006—2008年有所降低，这一结果可能归因于抗生素使用的控制，更多合理、积极的治疗方法及疾病的整体严重性降低等多方面因素[28]，但美国CDI总体发病率及病死率仍较高。据2015年CDC研究报道，2011年CDI人数近50.0万，30 d内死亡人数约为2.9万，几乎90%的患者年龄在65岁以上，以027型、020型、106型最常见[29]。近年来，美国多次复发的CDI发病率明显上升，2001—2012年，CDI复发率增加了188.8%，远远超过CDI的增长率（42.7%）[30]。CDI对个人及医疗保健系统均造成了严重的经济负担，一项综合45项CDI花费研究的系统性评价显示，CDI住院患者每人须花费＄8911～＄30 049[31]。

美国CDC自2009年开始开展全国艰难梭菌流行病学调查，并分别于2010年由美国流行病学会和感染性疾病协会制定成人CDI临床实践指南，2013年由美国胃肠病学会制定了美国艰难梭菌诊断、治疗和预防指南，2015年由美国结肠和直肠外科医师协会制定CDI临床实践指南，均为美国CDI的防控提供了很好的诊疗依据[8，11，13]。尽管美国对CDI进行了大力控制，但艰难梭菌仍是美国医院感染中最常见的病原体之一。

3.3 亚洲地区 2010年以前亚洲地区艰难梭菌的研究相关数据较少，从2013年开始，越来越多的研究成果表明亚洲CDI发病率也呈迅速上升趋势[32]。据2015年韩国Choi等[33]的一项研究报道，韩国CDI的发病率从2008年的1.43/10万，上升至2011年的5.06/10万，死亡病例从2008年的69例，上升至2011年的172例，治疗成本也随之迅速增长。一项综合了亚洲51项CDI研究的荟萃分析显示，在具有CDI危险因素的37 663例患者中，确诊CDI的有4343例，其中东亚地区所占比例较高（19.5%）[34]；亚洲地区CDI发病率（5.3/万）已接近欧洲EUCLID研究的平均发病率（7.0/万）及美国住院患者的平均发病率（5.4/万）[21，34-35]，虽然027型菌株在亚洲仅有零星报道，但毒素A阴性，毒素B阳性（A-B+）的核糖体017型已在亚洲普遍存在，并造成全球范围内流行[32]。2017年一项关于017型全基因组分析研究显示，尽管017型菌株只产生一种毒素，但很容易在不同的地区之间传播，且有在人和动物之间传播的可能性[36]。中国香港地区 CDI的发病率上升速度非常快。一项为期9年的研究显示，香港CDI的发病率在2006年为15.41/10万，到2014年上升为36.31/10万，年均增长26%，主要集中在年龄＞75岁的老年患者。另外，该病60 d内的复发率也呈上升趋势[37]。据2016年报道，2011—2013年，中国香港CDI的年发病率在（23～33）/10万之间，65岁以上老年患者发病率为（133～207）/10万，这些数据虽低于美国[总体发病率为（83～205）/10万，65岁以上发病率为（567～687）/10万]，但却与英国报告的结果[总体发病率为（23～38）/10万，65岁以上发病率为（173～189）/10万]相近。中国香港CDI的流行株中以核糖体002型最常见，该型菌株与中国香港地区CDI的高病死率密切相关，致死率几乎达到47%（其他核型致死率为13%）[38]。此外，002型分离株与027型分离株类似，对氟喹诺酮类（环丙沙星）耐药率达到100%，且孢子形成率较高，其高孢子形成率导致CDI流行趋势的上升及院内感染的暴发[38]。2016年Lee等[39]研究报道的中国台湾地区重症病房 CDI总体发病率（8.8/万）较2010年Chung等[40]报道的（ 11.1/万）低，且CDI发病率随季节变化，第二季度CDI的发病率高于第四季度[39]。类似情况在加拿大、美国也有报道[41-42]。中国台湾地区严重的CDI主要由核糖体078型和核糖体126型引起，078型、126型以及127型同属RT078族，该族菌株能产生二元毒素，对莫西沙星高度耐药[43]。Rep-PCR分型显示，从动物体内分离的RT078族菌株与人体内分离的RT078菌株具有相同指纹图谱，且与tcdB全基因组序列密切相关，提示中国台湾地区078型艰难梭菌可能属于人畜共患菌株，具体传播途径目前尚不清楚[44]。

3.4 中国大陆地区 目前我国各大医疗机构抗生素的不规范使用，以及我国已有报道的027型菌株，证明CDI在我国已构成一定威胁[45]。2012年，在广州南方医院1例患克罗恩病的女性患者粪便中，分离到我国首例027型菌株；随后，北京协和医院在2016年也报道了027型菌株，但均未造成暴发流行[45-46]。CDI在中国基本以散发为主，其发病率和致死率的报道相对少见，仅有部分住院患者的艰难梭菌检出报道，严重的CDI病例也不多[47]。近几年，CDI在中国开始被重视。2016年北京协和医院研究报道，在116株艰难梭菌分离株中，A+B+CDT-占71.6%，A-B+CDT-占23.3%，A+B+CDT+占5.1%。虽然A+B+菌株在CDI中占主导地位，但A-B+菌株的感染病例正呈上升趋势。与A+B+菌株相比，A-B+菌株对多种抗生素有更高的耐药性[45，48]。2017年，Qin等[49]关于上海地区一所教学医院的研究表明住院患者和门诊患者的CDI发病率分别为67.7/10万和0.3/10万，以ST81型（A-B+）最常见（30.8%），且与非ST81基因型相比，ST81型对克林霉素和莫西沙星耐药率更高。2016年一项针对华东地区的研究显示，在华东地区3953例腹泻患者中，确诊CDI的有397例，临床症状均以轻、中度为主；该地区常见的流行株为ST2、ST3、ST37和ST54型，而且ST37型菌株与临床重症病例具有相关性。该研究还显示菌株的耐药性较2009年存在明显变化[12]。

产毒性艰难梭菌的定植因地理位置的不同而存在明显差异[50]。具有产毒性艰难梭菌定植的患者，其发展为CDI的可能性是无产毒艰难梭菌定植的6倍[51]。孕妇艰难梭菌携带率为3.7%，其中1.5%为产毒株，2.2%为非产毒株，这些产毒株与非产毒株对抗生素的耐药性无明显差异，而与来自非孕妇的产毒株相比，这些菌株对克林霉素的耐药率更低，且其基因型呈显著多样性[52]。对结直肠癌患者术前艰难梭菌定植情况的研究表明，粪便隐血阳性患者艰难梭菌定植率低，伴淋巴结转移患者的定植率明显高于未转移者。通过对患者病例的时空分布预测发现，中国艰难梭菌流行病学传播方式可能以社区性传播为主，但仍需要更多的数据来阐明中国艰难梭菌流行病学传播方式[53]。

4 展 望

近年来，世界各地报道的CDI逐渐增多，已成为全球性公共健康威胁，给医疗保健体系增加了巨大的经济负担。2000年初，北美和欧洲多次出现由027型菌株引起的CDI的暴发流行，引起了世界各地医学界的广泛关注。为此，西方国家已建立完善的CDI监测网络及相应的CDI临床诊疗指南，发达国家CDI的研究数据已大幅增加，为CDI提供了很好的防控依据。虽然目前欧美国家CDI的总体发病率仍偏高，但正趋于稳定。我国艰难梭菌研究起步较晚，同时由于艰难梭菌的培养条件要求较高且我国实验室诊断储备能力不足，大部分医院尚未开展艰难梭菌常规检测，导致我国CDI的研究长期以来没有广泛开展。目前我国CDI研究现状存在以下特点：①关于CDI在中国的流行现状报道不多，缺乏高质量、大范围的监测系统，大部分研究仅局限于某医院短时间内的CDI状况，尚缺乏艰难梭菌大规模多中心研究的分子流行病学调查数据；②缺乏对社区相关性CDI发病率的全面研究；③艰难梭菌在我国不同人群中定植情况的研究较少；从目前仅有的报道，结合我国人口老龄化趋势和抗生素滥用严重的现状，可推测我国CDI状况不容乐观。目前我国的CDI发病率呈上升趋势，菌株基因分型呈多样性，多重耐药的A-B+菌株也有所增加。面对这些现状，期望越来越多的医院开展CDI常规检测，以了解掌握住院患者CDI及定植的情况，同时采用标准的分子生物学方法进行分析，期望尽早开展全国范围的艰难梭菌分子流行病学网络监测及更多的大规模专项研究，为我国CDI防控及治疗奠定基础。

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