细菌定植在新生儿感染预测中的作用
2016-06-23钟涛,陈娟,杨蕾
钟 涛,陈 娟,杨 蕾
(1.四川省医学科学院·四川省人民医院城东病区儿科,四川 成都 610000;2.四川大学华西第二医院儿科,四川 成都 610041)
△通讯作者
细菌定植在新生儿感染预测中的作用
钟 涛1,陈 娟2△,杨 蕾2
(1.四川省医学科学院·四川省人民医院城东病区儿科,四川 成都 610000;2.四川大学华西第二医院儿科,四川 成都 610041)
细菌定植是指从患者身上分离出细菌但无感染症状,是感染发生的前提。一种细菌的定植率代表了发生该细菌感染的风险性。新生儿缺乏抗细菌定植能力,感染隐匿,临床特异性差,病情可迅速进展。本文总结了细菌定植的条件及常见部位、易引发新生儿严重感染的几种定植细菌,同时分析了感染的高危因素及细菌定植对新生儿感染的预测,提高新生儿细菌定植的拭子培养率,增强医生对新生儿感染的早期识别、合理用药,防止耐药至关重要。
细菌定植;新生儿;细菌感染
新生儿感染隐匿、进展快,常常引发脓毒症(sepsis),死亡率较高,存活者可能遗留严重后遗症[1]。血培养仍是目前诊断新生儿脓毒症的金标准[2],但血培养受采血量、菌种、用药及培养技术的影响,培养阳性率较低,难以作为抗菌素早期应用的依据。而细菌定植是感染发生的前提,一种细菌的定植率代表了发生该细菌感染的风险性[3]。早期对细菌定植进行监测,并有针对性地选用有效抗生素对新生儿感染的控制至关重要。
1 细菌定植
1.1 概述 细菌定植是指从患者身上分离出细菌但无感染表现。生理情况下,新生儿体表、口咽及胃肠道都有一定的细菌定植,定植菌应具备粘附力,通过粘附素配体与宿主细胞相应的受体特异性结合,并由人体不断供给营养才能生长和繁殖,进而对人体产生影响,导致局部或全身感染。在住院时间较长、接受侵入性操作等情况下,人体细菌定植的种类及耐药性会发生变化,导致定植菌感染,尤其获得病原菌定植为耐药菌定植后,发生感染的风险性将大大增加。
1.2 定值部位 细菌常附着于人体不同部位,并在该部位定居、生长和繁殖。一种细菌往往只能特定地定植在某种组织或器官,即组织特异性(表1)。pH值、氧化还原电势、营养物质等是某个环境细菌定植不可或缺的条件。细菌主要依赖其与黏膜、上皮细胞的粘附而定植于人体,细菌数量会影响定植的结果。在细菌定植过程中,部分细菌因粘附不牢固而脱落,部分已定植的细菌也可能随黏膜上皮的代谢被清除。人体黏膜及上皮分布较广的部位常常是细菌定植侵袭的主要部位,包括呼吸道、消化道、皮肤以及新生儿脐部等是细菌定植的重要部位。
表1 细菌定植的组织特异性
1.3 检测方法 常用方法包括镜检、分离培养、免疫和分子生物学技术。镜检仅用于在形态和染色上有明显特征的致病菌,如淋病奈瑟菌和葡萄球菌等。分离培养是细菌定值的诊断核心和基础,可根据菌落形态特征,做出初步判断并菌落计数,再依据细菌数量 <105~106CFU/ml 的阈值来确定致病菌或条件致病菌。但细菌菌落数不能作为定植与感染的唯一依据,还要结合患者所处环境、临床表现等综合评估。
免疫学方法为快速检测细菌抗原或抗体的技术,包括抗血清凝集反应、乳胶凝集反应。主要用于难以培养的致病菌引起的感染,大多数细菌感染后患者机体产生特异性免疫应答,但其特异性不能等同于病原菌检出,因为抗体常产生时间较晚,更适合于流行病学调查和回顾性分析。
分子生物学技术如PCR体外扩增,对标本中混有的其它细菌不影响检测结果,但只能做定性检出,易受污染,假阳性较多。其中,实时荧光定量PCR(RT-PCR)不受抗生素使用及标本中病原菌活菌少、定植菌等因素的影响,因其灵敏度高、特异性强,在临床早期快速检测病原菌上具有优势[4]。另有研究提示通过使用焦磷酸测序的分子生物学技术,能更好地监测早产儿胃肠道细菌定植情况[5]。
2 新生儿细菌定植与感染
新生儿免疫系统尚不完善,皮肤娇嫩,且出生时后脐部为开放性断面。尤其早产儿,各种侵入性操作越多,细菌定植率高,发生感染的可能性大。了解新生儿高危因素,加强定植菌监控,对早期感染的预测及防治至关重要。
2.1 新生儿细菌定植及感染高危因素
2.1.1 早产儿 早产儿是发生感染的高危人群,与足月儿相比,IgG水平较低,肠道细菌定植明显且较足月儿晚,但以肠杆菌和梭状芽胞杆菌为主[6]。同时,早产儿接受侵入性操作和机械通气的比例较高,住院时间相对较长[7],接触病原菌概率增高,细菌定植及感染的危险明显上升。延迟的母乳喂养易造成早产儿异常细菌定植[8],特别是早产儿、极低体重新生儿(<1500 g)细菌定植拭子培养与院内感染率均高于足月儿[9]。革兰阴性杆菌在胃肠道的定植与引起血流感染的致病菌有较高的一致性,且大多数肠道定植先于血流感染[10]。说明细菌定植是感染发生的前提。
2.1.2 机械通气 新生儿气管或肺组织常常处于无菌的状态,口咽部定植菌的“误吸”是机械通气并发肺部感染的主要途径之一。气道的细菌主要来源于口咽部或胃肠道。机械通气时,细菌容易在气管导管表面黏附繁殖,形成分泌物的“黏液湖”,成为细菌的储存库,进而引发呼吸道感染。因此机械通气是细菌定植的高危因素。研究发现口咽部有定植菌的患儿,呼吸机相关性肺炎(ventilator-associated pneumonia,VAP)的发生率明显高于无定植菌的患儿[11]。其机制可能是口咽部酶的分泌增多导致口咽部细胞受体的改变,引起G阴性杆菌的黏附和定植增加。
2.1.3 静脉置管 静脉导管是新生儿重症监护病房(NICU)常用的技术,如中心/外周静脉置管、脐动/静脉置管。新生儿体表的常居菌群可黏附于导管壁形成生物膜而定植,易于入血引起血流感染[12]。其定植部位为皮肤导管插入处及导管中心,定植菌可沿导管内/外表面迁移进入血流,致晚发性脓毒症[13,14]。研究发现新生儿导管相关性感染主要致病菌为凝固酶阴性葡萄球菌[12],且静脉导管的留置时间越长,定植、感染的发生率越高。但细菌定植及相关菌血症临床症状往往不典型或缺如[15],应仔细观察患儿临床表现,严密监测导管内外细菌定植培养结果。
2.1.4 肠外营养 新生儿出生后数天,肠道即有细菌定植,排泄物中细菌量为108~1010/g,以厌氧菌为主,但不同的喂养方式对细菌定植有显著影响。母乳喂养的新生儿肠道定植菌种类少,以双歧杆菌为主,而人工喂养的新生儿则有过量的肠杆菌和梭状杆菌,以及来自皮肤的葡萄球菌[10,16]。延迟喂养影响肠道正常菌群的建立,使得黏膜屏障功能受损,易出现细菌定植和感染。长期肠外营养更易发生细菌定植和感染,且胃肠外营养与侵袭性真菌感染也密切相关[17]。胃肠外营养时间越短,达到足量胃肠喂养或恢复至出生体重越早,发生脓毒症的可能性就越小。坏死性小肠结肠炎的发生与早产、延迟喂养、肠道细菌定植密切相关,早期肠内/母乳喂养,能有效改善新生儿未成熟的肠道免疫系统,减少细菌定植[18]。
2.2 常见感染菌
2.2.1 肺炎克雷伯菌 肺炎克雷伯菌是新生儿脓毒症最常见的病原菌之一,近年来出现了泛耐药的产肺炎克雷伯碳青霉烯酶(Klebsiella pneumoniae carbapenemase,KPC)的肺炎克雷伯菌(KPC-Kp),有报道出现了含新德里金属酰胺酶的超级菌株[19]。肺炎克雷伯菌所致脓毒症首诊患儿常存在特定感染灶,并有原发灶的临床表现[20]。产酶是肺炎克雷伯菌应对抗生素高选择性压力的主要机制。对于耐碳青霉烯类菌株,还包括青霉素结合蛋白(penicillinbindingproteins,PBP) 对碳青霉烯类抗生素亲和力的改变,而且以后者更为重要[21]。多数对碳青霉烯耐药的肺炎克雷伯菌对氨基糖苷类抗生素(阿米卡星)、喹诺酮类和单环类酰胺类抗生素氨曲南保持了一定的敏感性[22]。
2.2.2 大肠埃希菌 大肠埃希菌为机会致病菌,可引起肠道内感染出现腹泻,也可肠道外感染包括泌尿、呼吸、神经系统感染等。该细菌是胎膜早破时新生儿最常见的病原菌之一[23],也是院内感染和新生儿晚发性脓毒症的主要菌种[24]。大肠埃希菌为产超广谱β内酰胺酶(ESBLs)主要细菌,随着住院时间延长,其耐药性有增加的趋势[9]。大肠埃希菌的毒力可以通过其他致病菌和自身基因重组发生水平转移,近年来发现大肠埃希菌不同血清型菌株的毒力和耐药性之间有差别,而毒力因子和耐药性之间的关系也逐渐受到关注。新生儿大肠埃希菌感染以Einv基因携带率最高,其次为CNF1基因及CNF2基因。不同的致病性大肠埃希菌所具有的毒力基因强弱不同,所致疾病也不同,因此毒力基因的检测可指导临床诊断治疗和判断预后[25]。
2.2.3 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 葡萄球菌是常见的人体定植细菌,金黄色葡萄球菌既可以发生无症状定植,又能引起严重感染。台湾的一项纵向研究提示<2岁儿童中,40%曾出现中耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)定植,高峰期为生后2个月以内[26]。近年来NICU的MRSA定植比例呈上升趋势,MRSA已经成为新生儿脓毒症最常见的病原菌之一[27]。MRSA主要定植于患儿的皮肤、静脉导管、皮肤伤口和鼻咽等部位,其中鼻部MRSA培养具有较高敏感性,可以判断其定植[28]。然而MRSA定植率高,但感染率却较低。因此进行多部位(鼻孔、脐、咽、导管、直肠、腹股沟和腋窝)耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的分离,通过细菌定植监测和评估,指导临床早期有针对性地选用有效抗生素控制感染。
2.2.4 肠球菌和B组链球菌 肠球菌包括屎肠球菌和粪肠球菌是新生儿脓毒症的常见细菌之一,近几年来,肠球菌脓毒症的发病率升高,耐药性增加,耐万古霉素肠球菌(VRE)耐药谱广,在干燥的物体表面存活数日至数周,可以从被污染的手和衣物表面进行携带传播,本身可介导炎症反应,易造成感染和流行,对新生儿具有潜在的危害,容易加重病情。B组链球菌(GBS)是孕产妇生殖道常见定植菌,与早产、胎膜早破、新生儿脓毒症等密切相关。母婴垂直感染率高,该类新生儿常在出生后数小时出现临床症状。GBS在新生儿常见定植部位包括脐部、直肠和咽喉。培养阳性是GBS诊断的金标准。早期可用实时聚合酶链反应(PCR)提高GBS的检出率,该方法可检测到死亡的B族链球菌[29]。
3 预测及防治策略
定植的细菌种类与发生感染的病原菌虽然未必完全相同,但进行住院新生儿定植细菌监测,对患儿后期发生的严重感染有一定的预警作用。新生儿肠道内细菌定植可能影响B细胞的成熟与分化[30],胃黏膜和粪便微生物监测对新生儿免疫功能障碍有一定的预示作用[31]。早期进行系统的定植细菌检测,及时发现定植的致病菌,针对具有高危因素的患儿,密切观察和评估,根据定值菌药敏结果,有助于降低和控制感染。尤其在多重耐药菌日益增多的情况下,定植细菌检测更具有临床意义。
新生儿肠道内专性厌氧菌主要有双歧杆菌和乳酸杆菌,它们的定植可产生一些抗菌物质,如双岐杆菌肽、乳酸杆菌肽、乳酸链球菌肽等,可抑制肠道中条件致病菌的定植,降低肠道的pH值和分泌抑菌肽,抑制肠道兼性厌氧菌和外来菌的定植和生长[32]。因此应用微生态制剂可促进新生儿肠道正常菌群的定植和优势[33],减少NEC和院内获得性腹泻的发病率[34,35]。加强呼吸机使用患儿口腔及气道护理,缩短有创通气时间;注重导管材质、插管技术及置管后护理[12]。可明显减少细菌定植及继发感染。
综上所述,本文总结了细菌定植的条件及常见部位,易引发新生儿严重感染的几种定植细菌,同时分析了感染的高危因素及细菌定植对新生儿感染的预测,提高新生儿细菌定植的拭子培养率,增强医生对新生儿感染的早期识别、合理用药,防止耐药至关重要。
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