肝移植术后感染病原菌分布及耐药性分析

韩 铎, 何 宏, 王宏伟, 田婷婷, 李 静,2

1 青岛大学附属医院检验科, 山东 青岛 266061; 2 青岛大学医学部医学检验系, 山东 青岛 266073; 3 淄博市周村区人民医院检验科, 山东 淄博 255300

肝移植手术是治疗终末期肝病最有效的手段,肝移植受者术后5年生存率可达到60%～80%[1]。但是,由于肝移植手术过程复杂,术后需放置引流管,并长期服用免疫抑制剂,造成受者机体免疫力降低,增加了术后感染的发生风险[2]。有研究[3-4]显示,肝移植受者比其他移植受者更容易发生细菌感染,并且在肝移植后的任何时期都有可能发生细菌感染,尤其术后第1个月通常是感染高发期,感染率约为30.2%。术后感染是肝移植受者死亡的首要原因,且会延长患者的住院时间,增加医疗费用[5-6]。因此,及时了解肝移植患者主要感染部位、主要病原菌种类分布及耐药性特点,有助于为临床早期经验性使用抗菌药物提供科学依据,对降低患者术后感染、提高手术成功率和延长患者生存期具有重要意义。

1 资料与方法

1.1 菌株来源 对2014年3月—2021年12月青岛大学附属医院904例肝移植术后感染患者临床检出的病原菌进行分析。由于肝移植患者免疫防御功能低下,容易发生感染,且易反复感染,因此排除同一患者相同住院周期内同一部位分离出的重复菌株。

1.2 细菌培养、鉴定与药敏试验 按照《全国临床检验操作规程》[7]分离培养病原学标本,采用法国生物梅里埃公司VITEK MS全自动快速微生物质谱检测系统和梅里埃VITEK 2 COMPACT系统,进行细菌鉴定;采用梅里埃VITEK 2 COMPACT系统和纸片扩散法进行药敏试验。药敏判断标准参照2019年美国临床实验室标准化协会(Clinical and Laboratory Standards Institute, CLSI)标准[8]进行判断,头孢哌酮/舒巴坦药敏最小抑菌浓度参照头孢哌酮,替加环素药敏结果参照美国食品药品监督管理局标准[9]。选取美国菌种保藏中心(American Type Culture Collection, ATCC)的标准菌株ATCC 8739、ACTTBAA 750、ATCC 700325、ATCC 25922、ATCC 35218、ATCC 29213及ATCC 29212,作为鉴定和药敏质控菌株。

1.3 改良碳青霉烯灭活试验 采用改良碳青霉烯灭活试验和乙二胺四乙酸改良碳青霉烯灭活试验检测肠杆菌目细菌的碳青霉烯酶表型,具体操作步骤可参照2022版CLSI M100文件[10]要求。

1.4 统计学方法 采用WHONET 5.6软件对菌株列表及细菌耐药率进行统计;采用Excel对标本来源、构成比及病原菌分布情况等进行统计分析。

2 结果

2.1 肝移植术后感染病原菌的主要来源 共分离出非重复病原菌2 208株,主要分离自呼吸道、胆汁、腹水和血液标本,占比分别为31.25%、22.28%、13.18%和8.38%(图1)。

图1 肝移植术后感染病原菌的标本来源及构成比Figure 1 Specimen source and composition ratio of pathogenic bacteria after liver transplantation

2.2 历年肝移植术后感染病原菌情况 2014—2016年,肝移植术后感染的革兰阴性菌与革兰阳性菌检出率较为相近;2016—2019年,肝移植术后感染的革兰阴性菌占比呈快速增长趋势,其中2019年共检出284株病原菌,革兰阴性菌占比66.55%,革兰阳性菌占比30.28%,真菌占比3.17%。2019年之后革兰阴性菌感染呈现缓慢下降趋势(图2)。

图2 历年肝移植术后感染革兰阴性菌和革兰阳性菌的分布比例Figure 2 Distribution proportion of Gram-negative bacteria and Gram-positive bacteria infected after liver transplantation in past years

2017—2020年,肝移植术后感染的肠杆菌目中肺炎克雷伯菌肺炎亚种呈逐年上升趋势,占比超过大肠埃希菌,2021年两者占比大致相同。2018—2021年,非发酵菌中的鲍曼不动杆菌占比迅速降低,嗜麦芽窄食单胞菌占比呈迅速增长趋势(图3)。

图3 历年肝移植术后感染主要革兰阴性菌检出率变化Figure 3 Changes in the detection rate of major Gram-negative bacteria infected after liver transplantation over the years

2.3 肝移植术后感染不同标本病原菌的种类分布 从呼吸道标本分离出的主要致病菌为铜绿假单胞菌、嗜麦芽窄食单胞菌、肺炎克雷伯菌肺炎亚种和鲍曼不动杆菌;从胆汁、腹水和引流液标本分离出的主要致病菌为屎肠球菌;从血液标本分离出的主要致病菌为大肠埃希菌、表皮葡萄球菌和肺炎克雷伯菌肺炎亚种(表1)。

表1 肝移植术后感染的不同标本病原菌构成比Table 1 Pathogen composition ratio of different specimens infected after liver transplantation

2.4 肝移植术后感染的主要病原菌种类分布 分离出的2 208株病原菌中,排名前10位的病原菌依次为肺炎克雷伯菌肺炎亚种(10.69%)、屎肠球菌(10.42%)、大肠埃希菌(8.24%)、铜绿假单胞菌(8.24%)、表皮葡萄球菌(8.06%)、鲍曼不动杆菌(7.93%)、嗜麦芽窄食单胞菌(6.61%)、阴沟肠杆菌(3.22%)、溶血葡萄球菌(3.08%)和金黄色葡萄球菌(2.94%),共占比69.43%(图4)。

图4 肝移植术后感染主要病原菌分布(前15位)Figure 4 Distribution of main pathogens of infection after liver transplantation (top 15)

2.5 主要革兰阴性菌的耐药情况 肺炎克雷伯菌肺炎亚种和大肠埃希菌对头孢菌素、氟喹诺酮类抗菌药物均有较高的耐药率,两者对氨基糖苷类中阿米卡星的耐药率均<10%。肺炎克雷伯菌肺炎亚种对美罗培南、亚胺培南的耐药率分别为14.71%、11.35%,均高于大肠埃希菌(5.66%、6.29%)。未检出对替加环素耐药的肺炎克雷伯菌肺炎亚种和大肠埃希菌(图5、6)。

图5 肺炎克雷伯菌肺炎亚种对常用抗菌药物的耐药率Figure 5 Resistance rate of Klebsiella pneumoniae to commonly used antibiotics

图6 大肠埃希菌对常用抗菌药物的耐药率Figure 6 Resistance rate of Escherichia coli to commonly used antibiotics

铜绿假单胞菌对亚胺培南、美罗培南的耐药率分别为47.54%和28.57%,对第三代和第四代头孢菌素、氨基糖苷类和多肽类抗菌药物的耐药率均<10%(图7)。鲍曼不动杆菌除替加环素、头孢哌酮/舒巴坦和氨苄西林/舒巴坦外,对各类抗菌药物的耐药率均>50%,未检出对黏菌素耐药的菌株(图8)。嗜麦芽假食单胞菌除对头孢他啶耐药率较高外(34.02%),对其他所检测的抗菌药物均表现为低耐药率(图9)。

图7 铜绿假单胞菌对常用抗菌药物的耐药率Figure 7 Resistance rate of Pseudomonas aeruginosa to commonly used antibiotics

图8 鲍曼不动杆菌对常用抗菌药物的耐药率Figure 8 Resistance rate of Acinetobacter baumannii to commonly used antibiotics

图9 嗜麦芽假食单胞菌对常用抗菌药物的耐药率Figure 9 Resistance rate of Pseudomonas maltophilia to commonly used antibiotics

2.6 主要革兰阳性菌的耐药情况 屎肠球菌对氨苄西林、青霉素和氟喹诺酮类抗菌药物的耐药率均>90%,对万古霉素和奎奴普丁/达福普汀的耐药率分别为6.17%和2.44%,未发现对替加环素和利奈唑胺耐药的屎肠球菌(图10)。表皮葡萄球菌对大环内酯类、氟喹诺酮类、磺胺类和林可霉素类抗菌药物的耐药率均>50%,少部分菌株对利奈唑胺和奎奴普丁/达福普汀耐药(<3%),未检出对替加环素和万古霉素耐药的菌株(图11)。

图10 屎肠球菌对常用抗菌药物的耐药率Figure 10 Resistance rate of Enterococcus faecium to commonly used antibiotics

图11 表皮葡萄球菌对常用抗菌药物的耐药率Figure 11 Resistance rate of Staphylococcus epidermidis to commonly used antibiotics

2.7 常见耐药菌检出情况

2.7.1 历年常见耐药菌检出率 2208株病原菌中重点监测的耐药菌287株(图12),占比13%,分别为CR-AB 128株、CR-PA 88株、CR-KPN 26株、CR-ECO 11株、MRSA 23株和VRE 11株。

注:CR-ECO,耐碳青霉烯类大肠埃希菌;CR-KPN,耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌肺炎亚种;CR-AB,耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌;CR-PA,耐碳青霉烯类铜绿假单胞菌;MRSA,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌;VRE,耐万古霉素肠球菌。图12 历年常见耐药菌检出率变化趋势Figure 12 Change trend of detection rate of common drug-resistant bacteria over the years

2.7.2 2020—2021年肠杆菌目细菌耐碳青霉烯酶表型检测 共分离出CR-KPN 10株,均为产丝氨酸碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌肺炎亚种;CR-ECO 3株,均为产金属β-内酰胺酶大肠埃希菌。

3 讨论

尽早明确肝移植术后感染的病原菌及耐药性,对临床治疗方案的制定具有重要的指导意义[11]。本研究中,2014—2021年肝移植术后分离出的病原菌结果显示,感染部位以呼吸道(31.25%)为主,病原菌分布以革兰阴性菌为主,这与国内研究[12-14]报道相似,说明不同地区、不同医院肝移植患者术后感染的病原菌分布特点具有相似性。此外,胆道、腹腔和血流感染的发生率也较高,同样需要引起高度重视。值得注意的是,2017—2020年肝移植术后感染的肠杆菌目中肺炎克雷伯菌肺炎亚种检出率呈逐年上升趋势,2018—2021年鲍曼不动杆菌检出率迅速降低,与本院耐药监测数据比较发现,该结果与全院同期水平的变化趋势一致,表明全院病原菌流行趋势直接影响肝移植中心病原菌检出情况,加强医院感染管理可以有效降低肝移植患者院内感染的发生。近年来,由于碳青霉烯类广谱抗生素的普遍使用,嗜麦芽窄食单胞菌的检出率显著升高,因此,临床有必要采取加强抗生素管理、减少侵入性操作治疗时间等措施,防止嗜麦芽窄食单胞菌的增加。

2014—2021年肝移植术后不同标本分离出的病原菌结果显示,呼吸道感染的主要致病菌为肺炎克雷伯菌肺炎亚种和非发酵菌,胆道和腹腔感染的主要致病菌为屎肠球菌,血流感染的主要致病菌为肠杆菌目细菌和表皮葡萄球菌。这可能与肝移植手术部位有关,由于肝移植术后患者易出现门静脉高压并发症,引发由肠道菌群移位导致的肠源性感染[15-16]。由此可见,肠杆菌目、屎肠球菌和非发酵菌是肝移植术后感染的主要致病菌,肝移植术后预防性用药可根据可疑感染部位考虑首选覆盖肠杆菌目、屎肠球菌和非发酵菌的抗菌药物。

肝移植术后感染的耐药数据显示,肠杆菌目细菌对氨基糖苷类敏感性较好,原因可能是由于氨基糖苷类抗生素具有肾毒性和耳毒性等不良反应发生风险,故临床应用较少,使得细菌耐药性较低。与全院耐药监测数据比较发现,肺炎克雷伯菌肺炎亚种和大肠埃希菌对碳青霉烯类药物的耐药率均远远高于全院同期水平,因此,加强肝移植患者碳青霉烯类抗菌药物的管理势在必行,避免耐药菌的进一步增加。嗜麦芽窄食单胞菌的检出需要根据临床表现判断是定植菌还是治病菌,若考虑嗜麦芽窄食单胞菌为引起肺部或其他部位感染的致病菌,一般首选复方磺胺甲噁唑[17]。万古霉素可作为肝移植患者革兰阳性球菌感染的经验性用药。

近年来,由于广谱抗生素和侵入性诊疗操作的使用,导致临床多重耐药菌的检出率逐年攀升,2020年CHINET中国细菌耐药监测网数据[18]显示,肺炎克雷伯菌对亚胺培南和美罗培南的耐药率分别从2005年的3.0%和2.9%上升到2018年的25.0%和26.3%,耐药率上升幅度超过8倍。肝移植由于其患者和诊疗的特殊性,感染及相关病原菌的耐药形势更为严峻[19]。本研究重点监测的耐药菌检出率为13%,CR-KPN在2019年检出率最高(35.29%),近两年维持在11%左右;2015—2019年CR-AB检出率均维持在较高水平(58.33%～68.97%),这与国内申存毅等[20]研究结果相似,但2020年CR-AB检出率显著减少,2021年时再次升高;自2017年以来,CR-PA检出率一直维持在50%左右较高水平;2014—2017年MRSA检出率显著降低,2018年以后再次升高,2019—2021年维持在30%左右;CR-ECO和VRE检出率均处于较低水平;肝移植耐药菌检出率均高于全院同期水平。因此,仍需要进一步加强肝移植患者抗菌药物的管理及院内感染的监控,发生术后感染的患者应及时进行病原菌培养鉴定和药敏试验,根据药敏结果合理规范使用抗菌药物,减少细菌耐药性的产生。

2020—2021年肠杆菌目细菌耐碳青霉烯酶表型检测结果显示,肝移植患者分离的CR-KPN主要产丝氨酸碳青霉烯酶,CR-ECO主要产金属β-内酰胺酶,这与CHINET中国细菌耐药监测网对我国碳青霉烯类耐药肠杆菌目细菌菌株的碳青霉烯酶分布特征研究结果[18]一致。不同种类的抗菌药物对产生不同碳青霉烯酶菌株的体外抗菌活性不同[21],因此快速、准确地对碳青霉烯酶进行检测并分型,有利于提高临床选择抗菌药物的精准性。

综上,细菌感染是肝移植患者术后最主要的并发症,尤其是多重耐药菌感染,是肝移植患者术后面临的最为严峻的问题。因此,监测肝移植患者术后病原菌感染的流行病学变化趋势和耐药情况,对预防和控制多重耐药感染,提高患者术后生存率至关重要。

伦理学声明:本研究方案经由青岛大学附属医院伦理委员会审批,批号:QYFY WZLL 27405。

利益冲突声明:本文不存在任何利益冲突。

作者贡献声明:韩铎负责资料搜集,资料分析与总结,撰写论文;何宏负责拟定写作思路,修改文章;王宏伟参与数据整理,指导撰写文章;田婷婷参与搜集资料,修改文章;李静负责论文写作方向设计并最后定稿。