肺炎克雷伯菌肝脓肿的临床特点及感染菌的分子特征

程颖　白永凤　邱玉萍　陆军

[關键词] 肺炎克雷伯菌;肝脓肿;高毒力;侵袭综合征

[中图分类号] R575.4          [文献标识码] B          [文章编号] 1673-9701（2021）17-0124-05

Clinical features of Klebsiella pneumoniae liver abscess and molecular characteristics of bacterial infection

CHENG Ying   BAI Yongfeng   QIU Yuping   LU Jun

Department of Laboratory Medicine， Quzhou People′s Hospital in Zhejiang Province， Quzhou   324000， China

[Abstract] Objective To study the clinical conditions and microbiological characteristics of Klebsiella pneumoniae liver abscess， which is helpful to provide evidence for rapid clinical identification and effective control. Methods Complete cases caused by Klebsiella pneumoniae in line with the diagnosis of liver abscess in Quzhou People′s Hospital from January 2013 to December 2019 were collected. The clinical features were analyzed. The micro broth dilution method was used for drug susceptibility testing. Serum capsule type and virulence genes were detected by PCR Method. Results Klebsiella pneumoniae liver abscess was common in men， 37.83%（14/37） of patients had a history of diabetes， and 37.83%（14/37） of patients had gallbladder stones and cholecystitis. The abscess was mainly single， and the single abscess was mainly the right lobe of the liver，accounting for 74.28%（26/35）. Metastatic infection occurred in 40.54%（15/37） patients， and lung infection occurred in 32.43%（12/37） patients. Laboratory examination showed that WBC increased （13.94±6.37）×109/L， CRP increased significantly （148.85±56.75）mg/L， and the Klebsiella pneumoniae were sensitive to various antibiotics. 78.37% （29/37） strains of Klebsiella pneumoniae produced a high mucus phenotype. Serum capsule types were mainly K1 and K2， which carried multiple virulence genes. The detection of virulence genes showed that rmpA+ was 78.37%（29/37）， iroN+ was 72.97%（27/37）， and kfu+ was 64.86% （24/37）. Conclusion Klebsiella pneumoniae liver abscess is common in patients with liver and gallbladder disease or diabetes.It is mainly a single abscess. Most patients can metastasize.In severe cases，it can even cause blindness and central nervous system infection.It is mostly caused by Klebsiella pneumoniae， which carries a variety of virulence genes，high mucus phenotype， and serum capsule type K1 and K2. A timely understanding of the molecular characteristics of the strains in this region will help clinicians to diagnose and treat early.

[Key words] Klebsiella pneumoniae; Liver abscess; High virulence; Invasive syndrome

肝脓肿是常见的肝胆疾病，引起的病原体多种多样，因为生活习惯的改变和检测技术的改进，肺炎克雷伯菌已经是引起的细菌性肝脓肿的主要原因[1-2]，1986年，无肝胆疾病史的患者感染肺炎克雷伯菌，引起的肝脓肿，并出现转移性眼内炎被首次报道[3]，这种引起肝脓肿的肺炎克雷伯菌可以引起神经系统感染[4]、眼内炎[5]等严重的侵袭性综合征，而因屏障作用原因，部分部位药效难以到达，这种转移感染严重甚至引起多器官衰竭、休克，延长住院时间，增加治疗难度。因此，本研究引起肝脓肿的肺炎克雷伯菌的药敏情况、毒力基因和黏液表型，与其引起肝脓肿的临床特点包括转移情况、用药情况等，及时掌握有效信息，为临床有效控制，及时判断，减少不良预后。同时合理使用抗生素有利于减少耐药菌出现，为病情控制提供可靠依据，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2013年1月至2019年12月衢州市人民医院符合细菌性肝脓肿诊断的完整病历，共37例。纳入标准[6]：①有发热或寒战;②伴随腹痛、腹胀;③B超或CT等检查提示有脓肿病灶;④血培养结果为肺炎克雷伯菌。排除结核、阿米巴性肝脓肿[7]。

1.2 仪器与试剂

MicroScan walkAway-96细菌鉴定及药敏分析仪（美国西门子）;Tanon凝胶成像系统、Tanon电泳仪;LifeTouch PCR仪;PCR试剂包括Taq聚合酶、dNTP、DNA Marker等均购自日本Takara公司，引物合成自上海生工生物工程股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 黏液丝试验  将分离菌株接种在血平板上过夜培养，接种环轻触菌落表面能拉起黏液丝并且长度≥5 mm，即为高黏液（Hypermucoviscosity，HM）表型阳性;长度<5 mm，为阴性[8]。

1.3.2 藥敏试验  调菌悬液至0.5麦氏浊度，用MicroScan walkAway-96细菌鉴定药敏分析仪进行鉴定、药敏分析。判断标准：根据美国临床实验室标准化标准化研究所（Clinical and laboratory standards institute，CLSI）2019年标准进行判读。质控菌株：大肠埃希菌 ATCC 25922，铜绿假单胞菌ATCC 27853。

1.3.3 血清荚膜及毒力基因检测  DNA模板提取：挑取血平板上分纯后菌落于300 μL蒸馏水中，混匀煮沸10 min，12 000 rpm离心5 min，取上清液为DNA模板。扩增常见的5个荚膜血清型和6个相关毒力基因，扩增条件参考文献[9-11]，扩增产物经1%琼脂糖凝胶电泳后验证。

1.4 观察指标

回顾收集到的病历，通过系统查询基本信息、临床情况（临床诊断、脓毒性休克、肿瘤史、侵入性操作）、基础疾病及并发症、实验室检查（血常规、C-反应蛋白（C-reactive protein，CRP）、脓肿的数量及位置、临床用药等情况。并发症均有相关CT或磁共振等检查结合临床情况来支持诊断。

2 结果

2.1 临床特征

所有病例平均年龄为（61.48±11.89）岁，67.57%男性患者为主，97.30%患者有发热。实验室检查，CRP显著增高，平均（148.85±56.75）mg/L。37.83%（14/37）患者有糖尿病史，37.83%（14/37）患者伴胆囊结石伴胆囊炎。脓肿以单发为主，单发脓肿以肝右叶为主，占74.28%（26/35）。一共有18例患者进行肝脓肿穿刺术并在术后复查，脓肿均有不同程度的缩小。手术引流取得了一定的效果。

2.2 侵袭性综合征

40.54%（15/37）患者发生转移性感染，其中，32.43%（12/37）患者发生肺部感染，其他患者伴发腹腔感染、肾脓肿、心包积液、眼内炎、颅内感染。见表1。16.22%（6/37）患者发生脓毒性休克，1例患者发生眼内炎造成失明。部分患者发生多部位侵袭性感染，其中，1例患者发生严重的多脏器感染累及肾、肺、中枢神经系统。

2.3 就诊科室

社区获得性肝脓肿常以发热寒战伴随腹痛、腹胀就诊，以急诊内科为主，其次为肝胆外科、消化科、感染科。由于基础疾病也有到其他相关科室就诊。有5例病例曾转入过重症监护室，1例病例治疗后无发热，但于第5天出现眼睛红肿转入眼科，最终致失明。最后科室多数患者转入肝胆外科（54.05%，20/37）治疗。见图1。

2.4 抗生素使用

临床最常使用的为碳青霉烯类抗生素，首选单药治疗31例，其中碳青霉烯类13例，酶抑制剂类7例，第三代头孢菌素类5例，第二代头孢菌素类3例，头霉素类2例，喹诺酮类1例。见封三图8。首选联合两种药物用药6例，包括头孢菌素+硝基咪唑类2例，碳青霉烯类+糖肽类2例，酶抑制剂类+喹诺酮类1例，头孢菌素+喹诺酮类1例。

2.5 药敏情况

37株肺炎克雷伯菌除氨苄西林天然耐药，51.35%哌拉西林耐药，其他抗生素敏感率均>80%，未出现耐碳青霉烯类药物菌株。见表2。

2.6 肺炎克雷伯菌微生物特征

78.38%（29/37）株肺炎克雷伯菌产高黏液表型。5种常见血清荚膜型以K1、K2型为主，占48.65%（18/37）。37株肺炎克雷伯菌中多株携带多种毒力基因，毒力基因检出情况：78.38%（29/37）为rmpA+，72.97%（27/37）为iroN+，64.86%（24/37）kfu+。见表3。

3 討论

肝脏有丰富血流和细胞防御系统，从而防止细菌的生长，而正因为肺炎克雷伯菌的微生物特性使得在宿主免疫系统紊乱时入侵，抵抗免疫细胞的作用，引起疾病[2]。本研究中，37.84%的患者患有糖尿病，台湾一项追踪研究显示，糖尿病患者的免疫功能欠佳，即使血糖控制良好，也较健康人群容易发生肝脓肿[12]。近年来肺炎克雷伯菌引起的肝脓肿已经占大多数，打破人们过去认为大肠埃希菌是引起肝脓肿的主要细菌[2]。本研究发现肝脓肿患者主要为老年男性，表现为发热、腹胀、腹痛，实验室检查出现白细胞增高、中性粒细胞百分比增高、CRP异常增高，进一步检查脓肿以单发且以肝右叶为主，与之前的研究报道相符。此类患者往往急性发病，就诊科室为急诊内科、肝胆外科、消化科、感染科，因此特别需要引起急诊科、全科医学等科室的重视和注意，特别是遇到合并糖尿病等基础疾病的患者[13]，需提前进行合理管理，防止出现因为诊断的延误而引起感染性休克、眼内炎等严重的并发症。

本研究引起肝脓肿的肺炎克雷伯菌的微生物特点，包括荚膜血清和携带的毒力基因的表达。荚膜的作用可以抵抗吞噬，增强细菌的致病能力。本研究中，有78.38%（29/37）的肺炎克雷伯菌HM试验阳性，血清荚膜型以K1、K2型为主，占48.65%（18/37），与多个报道高黏液型肺炎克雷伯菌以K1、K2型为主相一致[14]。黏液表型调节基因A（Regulator of mucoid phenotype gene A，rmpA）是与荚膜形成相关的毒力基因，可以调控多糖的形成和转录[15]。研究中有78.38%的肺炎克雷伯菌携带该毒力基因，携带比例高。另外，铁离子获取系统可以使肺炎克雷伯菌在宿主内竞争获取铁离子，增强细菌在人体内的生存能力[15]。本研究检测铁离子获取系统相关的毒力基因（iroN、kfu、ybtS、iutA），发现超过50%的肺炎克雷伯菌携带有相关毒力基因。尿囊素代谢因子（Allantoin metabolism，alls）作为尿囊素代谢相关毒力基因，可以使肺炎克雷伯菌获得能量来源，而仅29.73%（11/37）的肺炎克雷伯菌携带alls毒力基因，有报道alls仅与K1型肺炎克雷伯菌相关[16]，因此，该毒力基因检出率低。在本研究中，37株肺炎克雷伯菌均携带有多种的毒力基因，毒力基因检测阳性。

近年来，中国、日本、泰国等地区报道高毒力肺炎克雷伯菌使健康成年人感染逐渐增多[15，17]。高毒力高黏液型的肺炎克雷伯菌有易转移，易引起侵袭性感染的特点，这种由肺炎克雷伯菌引起肝脓肿并合并菌血症，出现眼内炎、脑膜炎、肺脓肿等肝外感染症状时称为肺炎克雷伯菌肝脓肿侵袭性综合征[18]。发生侵袭性的概率一般报道低于单纯性肝脓肿，本研究中，40.54%（15/37）患者发生转移性感染，发生率高，高于之前的报道[19-20]，其他转移感染包括腹腔感染、肾脓肿、心包积液、眼内炎、颅内感染等，以肺部感染最常见，有32.43%（12/37）的患者发生肺部感染。肺炎克雷伯菌在体内的迁徙播散可以引起严重的并发症甚至致残、死亡。本研究中，有1例患者并发眼内炎造成失明，1例患者发生严重的多脏器感染累及肾、肺、中枢神经系统，这些部位的侵袭性感染发生隐匿，病情严重。为防止引起严重的并发症，除了对肺炎克雷伯菌的微生物学特性的掌握，还要掌握临床治疗的特点，单发脓肿治疗以肝脓肿穿刺引流、结合合理抗生素治疗为主，如为多发脓肿可以单独引流，若引流效果欠佳可以选择手术治疗，可有效缩短住院时间及预后[21]。由于早期眼睛症状不明显，外科等其他科室医生缺少经验，并且多数药物不易进入眼内达到效果，眼内感染造成的失明和眼球致残是严重的威胁。第三代头孢菌类药物作为临床治疗的有效药物，可以到达眼睛玻璃体发挥作用，可望恢复视力[22]。因而在发生转移感染的早期中起到作用，可有效防止严重并发症的发生。然而，在31例首选单药物治疗病例中，仅16.13%（5/31）的医生首选第三代头孢菌素，41.94%（13/31）的临床医生治疗首选碳青霉烯类抗生素。

总之，引起肝脓肿的肺炎克雷伯菌以K1、K2型为主，携带多种毒力基因，其中78.38%为高黏液表型，78.38%携带rmpA毒力基因。而肺炎克雷伯菌引起肝脓肿，患者常发病急，症状重，炎症指标异常高，侵袭性转移发生率高，严重可以引起失明、中枢神经系统感染。但是，此类肺炎克雷伯菌对多数抗菌药物敏感，经过有效的抗生素应用和脓肿穿刺引流，脓肿缩小，症状好转，预后良好。然而，转移感染的发生增加了治疗的难度，因此，对于此类肺炎克雷伯菌的微生物特点的了解，有助于临床掌握全面的情况，有效控制病情，避免延长住院时间或延误病情的发生。而如果出现耐药菌株，将对临床是个极大的考验，因此需要各临床科室引起重视，及早治疗，合理应用抗生素。

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（收稿日期：2020-12-20）