急性加重期慢性阻塞性肺疾病患者的细菌学构成及其与肺功能的关系

王首糠 何海武 黄莎莎

海南医学院第二附属医院呼吸内科，海南海口 570100

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种常见的、可预防和治疗的慢性气道疾病[1,2]。急性加重期慢性阻塞性肺疾病（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD）通常表现为咳嗽、咳痰、喘息等呼吸系统症状的波动范围更加明显。多种因素均可导致AECOPD，包括感染因素、空气污染、职业粉尘吸入、吸烟、心功能不全及不明原因等，其主要原因是细菌感染[1]。相关研究指出，不同肺功能分级患者的细菌感染特点不同，在肺功能为Ⅰ级或Ⅱ级的患者中，流感嗜血杆菌在痰培养中最多见，占20%～30%，其次是卡他莫拉菌（占10%～15%）、肺炎链球菌（占10%～15%）[3,4]。肺通气功能越差或COPD 加重越频繁，患者被肠道革兰阴性杆菌和鲍曼不动杆菌感染的概率越高[5]。本研究将从肺功能和细菌学特点等方面展开深入探讨，全面了解AECOPD 患者不同肺功能分级与细菌学的关系，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2019 年1 月至2020 年12 月海南医学院第二附属医院呼吸内科收治的AECOPD 患者356 例，均痰标本合格、有确切病原学、肺功能检查结果。纳入标准：①要求患者吸入支气管舒张剂后再行肺功能检测，肺功能结果为第1 秒用力呼气容积（forced expiratory volume in one second，FEV1）/用力肺活量（forced vital capacity，FVC）<70%；②近期咳嗽、咳痰、喘息症状较前明显加重；③住院患者肺功能、痰培养结果完整；④签署知情同意书。排除标准：①合并有肺结核、哮喘、支气管扩张症、肺恶性肿瘤及其他明确诊断的肺部疾病；②严重心功能不全；③患有严重系统性疾病或精神类疾病导致无法合作；④合并有肺外感染病灶。根据2019 年COPD 全球策略中的COPD 诊断及分级标准，肺功能分级根据FEV1占预计值百分比（FEV1/pred）进行划分，以表示肺功能的损害程度。纳入患者共分成三组：中度组（Ⅱ级，n=86）：50%≤FEV1/pred<80%；重度组（Ⅲ级，n=148）：30%≤FEV1/pred<50%；极重度组（Ⅳ级，n=122）：FEV1/pred<30%。本研究经海南医学院第二附属医院医学伦理委员会批准（伦理审批号：lw2021483）。

1.2 方法

入院当天应用抗生素治疗前，嘱患者用清水漱口2～3 次，咳第一口痰弃掉，然后将咳出的第二口痰收入无菌痰培养皿中，且须在120min 内送检痰标本。细菌培养与药敏试验：首先将采集的痰标本涂片，然后用显微镜观察，其中观察到每个低倍镜下上皮细胞<10 个且白细胞>25 个，或上皮细胞与中性粒细胞的比例<2.5 判定符合标本规格[6]，依据标准实验操作程序，用微生物分析仪分析细菌后，记录痰培养结果。待患者病情稳定后，出院前行肺功能检查，测定前向患者仔细说明操作方法，然后由熟练操作的专业人员使用同一台德国耶格公司的肺功能仪（型号Master Screen PFD System）对患者进行检查，包括对FVC、FEV1、FEV1/pred 等值连测3 次，每次操作前都要校正仪器，最终根据结果取平均值，根据患者肺功能进行分级。

1.3 观察指标

包括留取痰标本是否为合格痰标本，患者肺功能检查时是否配合，所获取的肺功能结果能否真实反映患者的肺功能。

1.4 统计学方法

采用SPSS 23.0 软件对数据进行统计学分析，计数资料以例数（百分率）[n（%）]表示，组间比较采用χ2检验。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 AECOPD 患者的细菌学分布特点

356 例患者中，痰标本培养阳性122 例，检出菌株133 株。主要是革兰阴性菌，依次为鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯杆菌，还有少量革兰阳性菌。细菌学分布及构成比见表1。

表1 AECOPD 患者的细菌学分布及构成比

2.2 不同肺功能分级AECOPD 患者的细菌感染情况

中度、重度、极重度AECOPD 患者的阳性感染数分别为18、52、52 例，感染率分别为20.93%、35.14%、42.62%，差异有统计学意义（P=0.005），其中极重度组患者的病原菌阳性率最高，即患者肺功能越差，越易受到各种病原菌的感染，见表2。

表2 不同肺功能分级AECOPD 患者的细菌感染情况

2.3 不同肺功能分级AECOPD 患者的细菌学分布特点

中度、重度、极重度AECOPD 患者的痰培养菌株分别为19、59、55 株，主要是革兰阴性菌，依次为鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯杆菌，还有少量革兰阳性菌，见表3。

表3 不同肺功能分级AECOPD 患者的细菌学分布特点（例）

2.4 不同肺功能分级AECOPD 患者鲍曼不动杆菌感染情况

R×C 列联表分别行χ2检验，不同肺功能分级AECOPD 患者鲍曼不动杆菌感染情况比较，差异有统计学意义（χ2=6.064，P=0.048）；中度、重度AECOPD 患者鲍曼不动杆菌感染情况比较，差异无统计学意义（χ2=0.701，P=0.402）；重度、极重度AECOPD 患者鲍曼不动杆菌感染情况比较，差异无统计学意义（χ2=3.042，P=0.081）；中度、极重度AECOPD 患者鲍曼不动杆菌感染情况比较，差异有统计学意义（χ2=4.789，P=0.029），提示AECOPD患者肺功能越差，越易感染鲍曼不动杆菌，见表4。

表4 不同肺功能分级AECOPD 患者鲍曼不动杆菌感染情况

2.5 不同肺功能分级AECOPD 患者铜绿假单胞菌感染情况

R×C 列联表分别行χ2检验，不同肺功能分级AECOPD 患者铜绿假单胞菌感染情况比较，差异有统计学意义（χ2=9.266，P=0.010）；中度、重度AECOPD 患者铜绿假单胞菌感染情况比较，差异无统计学意义（χ2=0.572，P=0.449）；重度、极重度AECOPD 患者铜绿假单胞菌感染情况比较，差异有统计学意义（χ2=4.602，P=0.032）；中度、极重度AECOPD 患者铜绿假单胞菌感染情况比较，差异有统计学意义（χ2=7.053，P=0.008），提示AECOPD患者肺功能越差，越易感染铜绿假单胞菌，见表5。

表5 不同肺功能分级AECOPD 患者铜绿假单胞菌感染情况

2.6 不同肺功能分级AECOPD 患者肺炎克雷伯菌感染情况

R×C 列联表分别行χ2检验，不同肺功能分级AECOPD 患者肺炎克雷伯菌感染情况比较，差异有统计学意义（χ2=6.812，P=0.033）；中度、重度AECOPD 患者肺炎克雷伯菌感染情况比较，差异无统计学意义（χ2=0.977，P=0.323）；重度、极重度AECOPD 患者肺炎克雷伯菌感染情况比较，差异无统计学意义（χ2=2.497，P=0.114）；中度、极重度AECOPD 患者肺炎克雷伯菌感染情况比较，差异有统计学意义（χ2=5.947，P=0.015），提示AECOPD患者肺功能越差，越易感染肺炎克雷伯菌，见表6。

表6 不同肺功能分级AECOPD 患者肺炎克雷伯菌感染情况

2.7 不同肺功能分级AECOPD 患者肺炎链球菌感染情况

R×C 列联表分别行χ2检验，不同肺功能分级AECOPD 患者肺炎链球菌感染情况比较，差异无统计学意义（χ2=1.404，P=0.584），提示不同肺功能分级AECOPD 患者的肺炎链球菌感染情况无差异，见表7。

表7 不同肺功能分级AECOPD 患者肺炎链球菌感染情况

3 讨论

COPD 是一种小气道持续存在气流受限的呼吸系统疾病[1]。AECOPD 通常在临床上表现为COPD患者的咳嗽、咳痰、喘息等症状较前明显加重，需要改变药物治疗的过程，原因包括呼吸道感染、呼吸污染空气、过敏原暴露、温度变化和药物治疗中断等[7]。AECOPD 最常见于呼吸道感染，在西方国家，AECOPD 主要由流感嗜血杆菌、肺炎链球菌和卡他拉菌造成[8]。在国内不同地区报道有差异，顾国忠等[9]研究报道，东北地区常见痰培养阳性致病菌依次为铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌等；陈丽等[10]报道，江苏地区痰培养阳性致病菌依次为大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、变形菌属、金黄色葡萄球菌等；Ma等[11]报道，北京地区的痰培养阳性致病菌依次是肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、肺炎链球菌和金黄色葡萄球菌等。来自我国不同省份的163 家医院AECOPD 住院患者的研究表明，痰培养阳性致病菌依次是肺炎克雷伯菌、流感嗜血杆菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌及肺炎链球菌[12]。呼吸道感染以革兰阴性菌为主，我国不少地区均有报道，但海南地区报道相对较少，因此了解海南本地区及本院病原菌感染特点具有重要意义。

本研究共纳入患者356 例，其中痰标本培养阳性122 例，检出细菌133 株。不同肺功能分级患者感染细菌均以革兰阴性菌为主，依次为鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌，感染的革兰阳性菌主要是肺炎链球菌和金黄色葡萄球菌。本研究痰培养阳性率34.27%，与相关研究结果[13]基本相符；痰培养阳性最多的细菌分别是鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌。而国外是流感嗜血杆菌、肺炎链球菌和卡他拉菌[3]等最常见，可归因于肺炎链球菌和流感嗜血杆菌有较高的培养要求，导致细菌培养率较低，同时还与实验室水平、患者留取痰标本是否合格有关；且本研究纳入的患者数量相对较少，很可能导致结果受影响。不同地区AECOPD 患者痰培养阳性结果存在差异，可能原因包括受教育水平差异，社会经济发展水平不同，生活、饮食习惯不同，不同区域抗生素使用情况不同，其病原菌的分布情况也可能不同；气候差异也可能导致呼吸道定植菌不同；AECOPD 患者的病情程度不同，病情重的患者常住院治疗，抵抗力较差，也可影响细菌的定植；菌种鉴定和痰培养方法之间有差异也会影响检测结果。本研究痰培养结果在一定程度上反映当地患者细菌感染的分布情况，可为当地临床用药提供依据。

本研究对AECOPD 患者的肺功能与感染细菌之间的关系进行分析，按GOLD 分级标准[1]，将纳入的AECOPD 患者分为中度、重度、极重度组，对细菌在不同肺功能分级患者中感染的差异性行统计学分析，结果发现，肺功能极重度组患者更易被致病菌感染，包括鲍曼不动杆菌和肺炎克雷伯菌等，痰培养阳性率高达42.62%；肺功能中度组细菌感染较少，痰培养阳性率仅20.93%，结果提示，不同肺功能分级AECOPD 患者的细菌学感染存在差异性[14]。肺功能损害程度越严重，越容易感染，痰培养阳性率越高，与相关研究结果一致[15,16]。将鲍曼不动杆菌和铜绿假单胞菌的R×C 列联表分别行χ2检验，发现肺功能中度组与重度组、重度组与极重度组患者间的细菌感染差异均无统计学意义，同时肺炎链球菌总体差异性的统计学结果也无意义，考虑其之间感染病菌的差异性确实不存在，也有可能是样本量太少，或肺功能结果有误差，痰标本留取不规范、送检不及时及培养过程有操作失误等导致的误差，可通过增加样本量、正确留取痰标本、加强检测的规范性等减少实验误差。

细菌感染与AECOPD 患者气道堵塞的严重程度有关，不同肺功能分级患者感染的细菌种类不同，肺功能下降越明显，越容易感染致病菌，以革兰阴性菌表现明显，这与AECOPD 小气道阻塞、肺组织弹性回缩力减弱有关。同时肺功能越差患者越易感染细菌，这与AECOPD 患者长期低氧血症、营养不良、易感染致病菌有关，同时急性加重越频繁，其定植在呼吸道内的细菌就越容易增殖；肺功能差的患者频繁住院治疗，多次行有创操作，易发生院内感染；入院后反复应用抗菌药物及激素类药物，易造成机体抵抗力低下，促使致病菌快速生长，长期使用激素类雾化药物后未清洁口腔，致真菌感染明显增加。反复的致病菌感染可使肺功能下降，肺功能水平越差，越易致细菌感染[17]。Kuwal等[14]指出，在肺功能严重受损的患者中，当FEV1/pred<50%时，革兰阴性菌感染率可高达83.33%，且PaCO2>45mmHg（1mmHg=0.133kPa）成为痰培养分离出铜绿假单胞菌和肺炎链球菌的独立危险因素。Miravitlles等[18]的类似观察报道FEV1/pred<50%的患者铜绿假单胞菌的感染率较高。据报道，在AECOPD 患者中，肺功能Ⅲ、Ⅳ级时感染革兰阴性菌的风险是肺功能Ⅰ、Ⅱ级时的6 倍。细菌感染是发生AECOPD 的主要原因。相关研究指出，当患者肺功能为Ⅰ级或Ⅱ级时，进行2～4d 的常规治疗后，除外其相关症状无好转或体温>38℃等情况，否则无需应用抗生素治疗[19,20]。因此患者入院后优先留取痰标本培养，明确致病菌类别，同时完善肺功能检查至关重要。

综上所述，AECOPD 患者感染的细菌因不同肺功能分级具有差异，肺功能越差的患者越易感染，通常为革兰阴性菌。因此，在无细菌学培养结果但又需要抗生素抗感染治疗时，临床医师可依据患者的临床表现、症状、体征及肺功能检查，再结合本地区或医院的细菌学分布特征综合分析，合理选择抗生素，以降低耐药风险。