干预气管导管定植菌预防呼吸机相关性肺炎的研究进展

徐 月，侯惠如

干预气管导管定植菌预防呼吸机相关性肺炎的研究进展

徐 月，侯惠如

综述了呼吸机相关性肺炎发生的原因，主要是人工气道破坏了正常呼吸道的生理解剖和功能,气管导管污染引起病原菌定植于气管导管,形成生物被膜,引起反复难治性感染。预防病原菌定植的措施包括抑制病原菌的定植和祛除或分离已定植的病原菌。

呼吸机相关性肺炎；气管导管；定植菌；预防

呼吸机相关性肺炎(ventilator-associated pneumonia,VAP)是病人经气管切开或是气管插管接受支持或控制通气,通气时间48 h以上或停止机械通气或去除人工气道48 h之内出现的肺炎[1]。据报道,呼吸机相关性肺炎发生率9%～69%,相关病死率30%～50%,机械通气每延长1 d,出现呼吸机相关性肺炎的危险性增加1%～3%,增加了ICU入院时间和ICU的护理成本[2]。呼吸机相关性肺炎严重影响危重病人的生命安全以及成功治疗,因此采取有效措施预防呼吸机相关性肺炎的发生,减少病人的痛苦、降低病死率、减少医疗费用,节约医疗资源,有十分重要的意义。现将干预气管导管定植菌对呼吸机相关性肺炎的研究进展综述如下。

1 呼吸机相关性肺炎的病因

呼吸机相关性肺炎发生的主要原因是人工气道破坏了正常呼吸道的生理解剖和功能,吸痰、口咽部分泌物、食物残渣或呕吐物等污染气管导管,引起病原菌定植于气管导管,形成生物被膜,生物被膜可外排游离病原菌,引起反复难治性感染。刘卫娟[3]研究发现气管导管生物被膜的定植菌和下呼吸道分泌物病原菌菌种基本一致,气管导管留置时间越长,两者的一致性越高。还有文献报道呼吸机相关性肺炎病人气管导管生物被膜的定植菌和下呼吸道中病原菌的种类一致率达70%～95%[4],这表明气管导管生物被膜的定植菌是导致呼吸机相关性肺炎发生的重要原因。因此预防呼吸机相关性肺炎的重点是阻止导管内病原菌定植形成生物被膜,防止定植菌下移进入下呼吸道,造成呼吸机相关性肺炎感染。传统的观点认为,早发型呼吸机相关性肺炎的主要致病菌是金黄色葡萄球菌,肺炎链球菌和流感嗜血杆菌,革兰阳性肠杆菌偶尔会被发现[5]。晚发型呼吸机相关性肺炎是由多重耐药性病原菌导致,增加了病人的发病率和死亡率。多重耐药病原菌(MDROs)包括铜绿假单胞菌,不动杆菌,嗜麦芽窄食单胞菌和革兰阴性杆菌(包括肠细菌、肺炎克雷伯菌和柠檬酸杆)。但是,目前有大量的研究表明早发型和晚发型呼吸机相关性肺炎主要的病原菌没有统计学差异,主要是鲍曼不动杆菌,肺炎克雷伯杆菌和抗甲氧苯青霉素金黄色葡萄球菌,多重耐药性病原菌的出现是病人死亡的危险因素,因此将呼吸机相关性肺炎分为早发型和晚发型模式指导抗生素的选择没有临床帮助。另外一些研究[6-7]也证实导致早发型呼吸机相关性肺炎发生的主要病原菌是MDROs,这将引起对导致早发型呼吸机相关性肺炎发生的主要病原菌认识的全面转变。目前在临床上,早发型呼吸机相关性肺炎与晚发型呼吸机相关性肺炎区分界定的必要性仍不确定,值得进一步研究探讨。

2 预防病原菌定植的措施

目前意义重大的研究多集中在生物被膜的形成机制和预防多重耐药生物被膜的措施上。随着对此观点认识越来越深刻,预防措施可归为两个部分：抑制病原菌的定植和祛除或分离已定植的病原菌。

2.1 抑制病原菌的定植

2.1.1 导管材质的研究 目前气管导管的材料研究包括聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)、聚四氟乙烯(特氟隆,Teflon)、硅化乳胶(siliconized latex)、聚氨基甲酸酯(聚氨酯,polyurethane)和凡纶(维亚隆,Vialon)。研究者发现导管材料的类型是病原菌定植重要因素[8]。聚氨基甲酸酯和凡纶材料的导管对葡萄球菌属黏附抑制最强。大肠杆菌和铜绿假单胞菌对聚四氟乙烯材料的导管黏附最少。

2.1.2 导管涂层的研究

2.1.2.1 物理方法 ①导管材料疏水/亲水性改造：

对亲水材料的认识比较一致,Triandafillu等[9-10]研究发现亲水材料表面可以降低病原菌的黏附。Balazs等[11]采用氧辉光放电对PVC气管导管进行表面改性,增加其亲水性,显著抑制了铜绿假单胞菌在导管表面的黏附。然而关于疏水导管材料的作用争议较大。有研究认为疏水的材料表面有较高的病原菌黏附[12],然而也有研究者认为疏水材料可以降低89%的病原菌黏附,超疏水表面还可以推迟病原菌黏附长达24 h[13]。此类研究多为体外研究,亲水和疏水特性对抑制病原菌的作用还需继续观察,具体的临床价值仍需进一步探讨。②导管材料的粗糙度：有研究者认为粗糙度越高,疏水性也越高。因此改变材料的粗糙度能抑制病原菌的黏附[14]。Seil等[15]研究者发现,纳米规格的粗糙度减少了病原菌的细胞壁和材料表面的接触,从而降低病原菌的黏附。进一步研究发现,有糖代谢产物涂层的纳米粗糙气管导管抑制在其表面浮游微生物的生长和生物被膜的形成[16]。

2.1.2.2 化学方法 ①银涂层的气管导管：银对各种多重耐药菌都有有效的抑制作用,且无毒。不同形式的银复合物已被用作抗菌方法进行研究,包括纳米银(silver nanoparticles,AgNPs)、银盐(silver salts)、银聚合物(dendrimer-silver complexes)和聚乙烯银复合材料(polymer-silver nanocomposites)[14]。研究者利用银的灭菌性能发现聚氨酯导管表面涂敷银后,细菌黏附数量大幅度下降,用此材料制作的气管导管在离体实验中取得了良好抗菌效果,延迟呼吸机相关性肺炎发生的时间[17]。同时Leid等[18]研究者发现银不仅有抗菌作用,还可以使生物被膜的活性到影响。在临床研究中发现,银涂层的气管导管减少了病原菌的定植,没有出现生物被膜的形成[19-20]。但是这种导管也存在局限,与传统的气管导管相比,在降低死亡率、机械通气时间、ICU和住院时间上没有差异,而且价格昂贵。②氯己定涂层的气管导管：采用吸附有氯己定的无菌滤纸黏附于内壁的气管导管进行研究,可完全抑制了病原菌的黏附,但缺乏临床试验验证[21]。③氧化钛(TiO2)涂层的气管导管：在光照或光照激发后表现出催化氧化性能和超亲水性,它化学性质稳定、无毒且具有良好的生物相容性,有研究者根据其特点研究氧化钛/聚氯乙烯气管导管。该研究以新西兰白兔作为研究对象,探讨在活体气道环境下新型气管导管的实际抗菌和杀菌性能,结果显示光活化TiO2/PVC气管导管可明显抑制其表面细菌生物被膜生成,有显著的抗细菌污染作用,为后期的临床实验提供基本实验参数及依据[22]。

2.2 祛除已定植的病原菌 抗生素的不合理使用是导致多重耐药出现的主要原因。由于缺乏随机双盲对照研究来证实每种抗生素治疗作用的不同,因此选择合理的抗生素十分困难[23]。目前临床抗生素的使用多依据微生物实验室痰培养和药敏试验结果。但多重耐药现象仍比较普遍,而且治疗困难。

2.2.1 吸入疗法 最近几年吸入抗生素被认为是阻止生物被膜在气管导管表面的形成和治疗呼吸机相关性肺炎的一种方法[24-25]。Czosnowski等[26]的研究证实辅助吸入形式的使用抗生素成功治愈70%以上的机械通气相关感染,也包括多重耐药病原微生物的感染。采取双盲、安慰剂对照试验研究,感染革兰阴性菌的机械通气病人观察组除了采取全身抗生素治疗,同时还有辅助治疗吸入阿米卡星(400 mg),每日2次,帮助全身抗生素的使用7 d内降低50%[27]。另外吸入粘菌素已被作为治疗危重机械通气病人铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌多重耐药感染的一种方法[25]。

2.2.2 电、超声疗法 现在已有报道,利用电和超声方法提高抗生素性能治疗生物被膜。超声方法可能需要帮助抗生素侵入到生物被膜里或者作为抗生素从导管表面释放出来的诱导。Norris等[28]证实使用(43 kHz)超声确实能阻碍环丙沙星涂层的水凝胶上铜绿假单胞菌生物被膜的形成。在1.5 g/mL的妥布霉素中使用低的直流电(70 A/cm2)可以杀死90%以上的浮游和生物被膜里的存留细胞[29]。但是这种方法也存在弊端,它需要研发带有抗生素储存装置的气管导管，作为电、超声发挥作用的前提条件。

3 小结

呼吸机相关性肺炎的发病机制已有大量研究,但仍不明确。目前呼吸机相关性肺炎仍然是机械通气病人的主要感染形式。越来越多的研究认为多重耐药性病原菌生物被膜是导致呼吸机相关性肺炎发生的主要原因。而预防呼吸机相关性肺炎发生的重要措施是预防病原菌定植和生物被膜的形成。大量的文献报道预防病原菌定植和生物被膜形成的具体措施,一种方法是改变导管的材质,或者通过物理、化学的方法改变导管的涂层,随着生物材料向分子生物学领域内发展,设计出具有特定理化特性、抗细菌黏附及除菌能力的气管导管将有助于有效防治以气管导管为中心的感染,具有巨大的发展前景；另一种方法是通过吸入抗生素或者电、超声激发抗生素发挥作用,改变抗生素滥用、多重耐药的现状。目前许多预防措施多为体外研究,仍需要大量的临床研究进行证实。未来最成功的预防呼吸机相关性肺炎发生的措施可能不是某一方面的改进,而是多方面结合改进的措施如改进导管材质的同时结合抗生素的改进。

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(本文编辑苏琳)

Research progress on intervention of endo tracheal tube colonization for prevenantion of ventilator associated pneumonia

Xu Yue，Hou Huiru

(General Hospital of PLA,Beijing 100853 China)

徐月，护师，硕士研究生在读，单位：100853，中国人民解放军总医院；侯惠如(通讯作者)单位：100853，中国人民解放军总医院。

R472

A

10.3969/j.issn.1009-6493.2017.03.004

1009-6493(2017)03-0265-03

2015-11-29;

2016-10-31)

引用信息 徐月，侯惠如.干预气管导管定植菌预防呼吸机相关性肺炎的研究进展[J].护理研究，2017，31(3)：265-267.