益生菌对重症患者呼吸机相关性肺炎的预防作用及肠道功能的影响

徐颖 陈瑞芳 金钧

1苏州大学附属第一医院重症医学科 215000；2苏州大学附属第一医院肿瘤内科215000

呼吸机相关性肺炎 (ventilator-associated pneumonia，VAP)是医院获得性肺炎的重要类型，其发生率约为6%～50%，病死率也达到20%以上[1]，目前已经成为机械通气患者临床治疗中的难题之一[2]。其发病机制复杂，目前尚不完全清楚。预防其发生主要通过抗生素、清洁肠道、气管内分泌物引流或使用氯已定漱口水等方法[3-4]。但是这些方法对部分患者疗效较差，且抗生素可能会增加患者腹泻的发生率，因此迫切需要寻找新的预防和治疗手段。益生菌是一类可定植于人体、调节机体免疫反应、维持肠黏膜屏障的微生物。已有大量的研究[5-6]证实益生菌制剂可有效预防致病菌增殖，增加抗炎因子的产生，降低感染的发生。相关临床研究[7-8]观察了益生菌制剂对VAP的效果，但是由于研究纳入的人群及使用益生菌制剂种类、剂量的差异，其结果并不一致。本研究通过观察益生菌对行机械通气患者的VAP发生率、营养状况及肠道菌群的影响，探讨其对机械通气患者的应用价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选择2017年8月至2019年3月期间在苏州大学附属第一医院监护室行机械通气的患者共166例。纳入标准：年龄＞18岁；机械通气时间超过48 h；本人或亲属同意参加该临床试验，并签署知情同意书。排除标准：既往有肺炎病史；已存在肺部感染；妊娠；使用免疫抑制剂治疗；严重的心、肝、肾功能不全；肠道功能衰竭；入组3个月前有抗生素使用史。其中，155例符合入组条件，将受试者随机分为对照组 (n=76)和试验组 (n=79)，共120例患者完成试验，其中对照组58例，试验组62例。对120例患者干预3周后，观察VAP的发生率、肠道菌群变化及消化道症状发生率等。本研究符合 《赫尔辛基宣言》的原则。

1.2 干预措施 本试验为前瞻性、随机、对照研究。所有入组患者均使用随机数字表编号，根据编号进行分组，其中单号入对照组，双号入试验组。2组患者均按照常规护理及治疗方式管理：采用加热湿化器或热湿交换器作为湿化装置并及时更换，口腔护理，声门下分泌物引流，抬高床头，肠内营养支持等。其中，所有患者均按照25 kcal/kg的热量标准，通过肠内营养输注泵给予肠内营养液。除此之外，对照组不采取其他措施，试验组患者通过肠内营养管给予益生菌制剂 (小培菲康双歧杆菌三联活菌散，上海上药信谊药厂有限公司)2 g，每日3次，连续3周。主要由双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、肠球菌组成。

1.3 VAP发生率 统计2组患者发生VAP的时间和病例数，VAP的发生参照 《中国成人医院获得性肺炎与VAP诊断和治疗指南 (2018年版)》，即接受机械通气48 h以上至停用呼吸机48 h以内发生的肺炎[9]。临床诊断标准：(1)发热，体温＞38.0℃；(2)外周血常规白细胞计数＞10×109/L或＜4×109/L； (3)气道有脓性痰 (分泌物涂片白细胞计数＞25个/低倍视野，鳞状上皮细胞计数＜10个/低倍视野)，并培养出呼吸道病原菌；(4)肺部出现渗出性体征或听诊闻及干湿性啰音；(5)影像学检查显示肺部出现新的浸润病变或原有病变范围增大[9]。

1.4 上呼吸道及上消化道病原菌检测 在干预3周后，采集上呼吸道和上消化道分泌物进行病原菌检测，上呼吸道分泌物使用咽拭子采集，上消化道分泌物用胃内容物。上述样本进行检测和培养，用Kirby-Bauer法进行药敏试验。对苯唑青霉素和万古霉素耐药的革兰阳性菌和对氨基糖苷类、第三代头孢菌素、青霉素、喹诺酮类或亚胺培南耐药的革兰阴性菌为抗生素耐药菌。

1.5 消化道症状 从患者干预的第1天开始每天进行评估和统计，进行消化道症状的评估，包括腹泻、便秘、恶心、呕吐、胃潴留、肠梗阻、腹胀、胃肠道出血等。其中腹泻采用Hart腹泻计分法，包括评估粪便性状、粪便估计容量，进行赋值，最低1分，最高15分，对24 h每次粪便评分值相加，得到当天的总分，≥12分为腹泻[10]。胃潴留：每6小时抽取患者胃内容物，当回抽液体超过200 ml时，判断为胃潴留。肠鸣音减弱或消失：连续在腹部4个象限及脐周各听诊1 min，共5 min听到1次肠鸣音或未听到肠鸣音，可判断为肠鸣音减弱或消失。腹胀：所有患者均使用人工测量膀胱压法进行腹内压的测量，12～15 mm Hg(1 mm Hg=0.133 k Pa)为Ⅰ级，16～20 mm Hg为Ⅱ级，21～25 mm Hg为Ⅲ级，＞25 mm Hg为Ⅳ级，若患者腹内压连续72 h在12 mm Hg以上，诊断为腹内压增高[11]。

1.6 肠道菌群组成分析 干预3周后，在试验组和对照组随机选择12例受试者，在试验结束时收集粪便，使用16s r RNA基因测序，进行肠道菌群测序。选择受试者清晨空腹的粪便标本，用无菌的粪便取样器截取样品中段内部的样品，提取粪便中细菌DNA，用1%琼脂糖凝胶电泳检测，保证看到清晰的条带。F341(ACTCCTACGGGRSGCAGCAG)和R806(GGACTACVVGGGTATCTAATC)进行扩增，使用Illumina HiSeq PE 250进行上机测序。

1.7 临床相关指标 统计并比较2组患者的机械通气时间、ICU住院时间、肠内营养摄入量及未使用抗生素时间等临床指标。

1.8 统计学分析 数据分析采用SPSS 19.0统计软件。计量资料以x-±s表示，样本均数比较用t检验；例或率的比较用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。微生物数据分析进行主成分分析：将测序得到的结果应用方差分解，对多维数据进行降维，从中提取出数据中最主要的元素和结构。

2 结果

2.1 一般情况 本次研究完成随访的120例患者中，年龄、性别、原发病在2组间的分布情况差异均无统计学意义 (表1)。

2.2 VAP发生率及病原菌定植情况 试验组VAP发生率明显低于对照组 (38.7%比62.1%，χ2=6.541，P＜0.05)；试验组口咽部及胃部微生物定植的总检出率低于对照组 (51.6%比89.7%，χ2=20.052，P＜0.05)。试验组与对照组口咽部微生物定植的检出率差异无统计学意义；试验组胃部微生物定植的检出率低于对照组 (29.0%比48.3%，χ2=4.694，P＜0.05)。见表2。

2.3 消化道症状比较 观察并记录所有患者的消化道症状，包括胃潴留、腹内压增高、肠鸣音减弱、呕吐、腹泻、胃肠道出血等。其中试验组患者腹内压升高、腹泻、肠鸣音减弱或消失的发生率显著低于对照组 (χ2值分别为8.439、10.849、13.327，P值均＜0.05)。而2组胃潴留、呕吐与胃肠道出血发生率差异无统计学意义。见表3。

表1 2组患者一般情况比较

表2 2组患者VAP发生率及病原菌定植情况比较 [例 (%)]

表3 2组患者胃肠道症状发生率比较 [例 (%)]

2.4 肠道菌群组成比较 主成分分析显示，干预结束后，2组患者肠道菌群组成差异显著；香农指数比较显示，试验组患者肠道菌群多样性明显高于对照组；肠道菌群比较显示，试验组患者肠道中乳酸杆菌的相对含量明显高于对照组。

2.5 其他临床指标比较 与对照组相比，试验组机械通气时间及ICU住院时间明显缩短 (t值分别为8.051、6.538，P值均＜0.05)；试验组与对照组肠内营养摄入量、未使用抗生素时间差异均无统计学意义。见表4。

3 讨论

危重症患者由于呼吸肌无力、机械通气时间长、抗生素耐药等原因，常导致VAP的发生。VAP是指在应用机械通气48 h后至拔管后48 h出现的肺炎，是机械通气患者最常见及最严重的并发症之一[12]，严重增加了患者的经济负担，并可能使其预后变差，增加死亡率。VAP的发病机制复杂，目前尚不完全清楚，可能与年龄大、机械通气时间长、呼吸肌无力无法咳痰、消化道细菌易位等因素相关[13]。目前常用的治疗方法效率低，是目前危重症患者治疗的一项难题[14]。本研究通过前瞻随机对照研究发现，使用益生菌可有效预防危重症患者VAP的发生，且能够减少机械通气及ICU住院时间，为临床VAP的治疗提供了新的选择。

本研究中，对照组VAP的发生率为62.1%，试验组为38.7%，与国内外部分研究结果相近。例如，国内魏璐等[15]进行荟萃分析发现，预防性地给予不同种类的益生菌制剂干预后，VAP的发生率显著降低。但是由于患者的入组标准不统一，使用的益生菌种类不同等，研究报道的VAP发生率存在较大差异。Mahmoodpoor等[8]报道了在连续给予2周含有乳酸杆菌、双歧杆菌和链球菌的益生菌制剂干预后，VAP发生率从94%下降到66%。Zeng等[7]报道了连续2周给予枯草杆菌和粪肠球菌混合的益生菌1.5 g后，VAP发生率从53.0%下降到40.7%。本研究使用的益生菌制剂包括了双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、肠球菌等几种在临床研究中证明具有预防感染效果的益生菌，且使用时间延长到3周，观察到了对VAP的发生有显著的预防作用。

已有大量的研究表明，益生菌可增强肠道黏膜屏障功能，阻止病原菌黏附和定植，增强肠道黏膜和系统的免疫反应的作用。本研究中，给予益生菌干预后，患者肠道中乳酸杆菌比例升高，因此益生菌制剂对VAP的预防效果可能与乳酸杆菌的作用有关。既往的研究发现，乳酸杆菌可通过多种途径参与机体对病原菌的作用[16]。首先，乳酸杆菌可调节机体免疫细胞功能，如可与树突状细胞相互作用，影响T细胞分化为Th1、Th2或调节性T细胞，可抑制单核细胞产生促炎因子肿瘤坏死因子α，进而参与免疫反应的调节。其次，乳酸杆菌在自身代谢过程中产生的多种活性物质具有免疫调节作用[17]。如产生的乳酸菌素，可定位于病原菌表面，促进其释放H+、K+和氨基酸等，引起病原菌死亡。乳酸杆菌还可合成H2O2，对致病菌的DNA、蛋白质和脂类造成氧化损伤。最后，乳酸杆菌可代谢食物中的多种成分，产生具有免疫调节作用的物质，如代谢糖类产生乳酸，改变病原菌胞质的p H值，抑制其生长；代谢部分氨基酸后，生成具有免疫活性的产物。乳酸杆菌干预后，可增加抗炎因子的释放，这与乳酸杆菌对色氨酸的代谢有关。色氨酸被乳酸杆菌分解后，可生成吲哚类的产物，促进其释放抗炎因子IL-22，发挥抗炎作用[18]。本研究中试验组肠道乳酸杆菌比例升高，且VAP的发生率降低，也证实了这一点。

本研究还发现给予益生菌干预后，患者消化道症状发生明显减少，其中腹内压升高、腹泻、肠鸣音减弱或消失的症状有明显缓解，与研究报道[19]一致，这也与肠道中乳酸杆菌的比例升高有密切关系。一方面，乳酸杆菌抑制了肠道中病原菌的生长；另一方面，乳酸杆菌代谢产物可调节肠道的运动功能。如乳酸杆菌可影响肠道中5-羟色胺、激素等的释放，进而调节肠道蠕动、消化液分泌及肠血液流动等功能，而这些均与机体的消化道症状有关[20]。

除此之外，研究还观察到了试验组机械通气时间、ICU住院时间明显缩短，这与VAP发生率降低缩短了病程有关。

表4 2组患者其他临床指标比较 (x-±s)

综上所述，益生菌制剂能够明显提高患者肠道中乳酸杆菌比例，显著降低ICU危重症患者VAP发生率，并降低胃肠道症状的发生，减少患者机械通气时间和ICU住院时间，具有临床推广使用的价值。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突