2017—2022年山东地区不同人群关节感染病原谱及耐药性变迁分析

摘要：目的 了解山东地区不同人群、不同年份分离自关节液标本的病原谱构成和耐药性差异，为关节部位感染的临床早期经验性治疗提供参考依据。方法 利用WHONET5.6分析软件，回顾分析山东地区2017—2022年间SPARSS网成员单位上报的1243株关节液标本病原菌构成及主要病原菌耐药性变迁规律。结果 关节液中的主要分离菌为大肠埃希菌（42.1%）和金黄色葡萄球菌（19.1%）；男女菌株构成比为59：41；不同年份菌株构成差异加大，2019年分离菌株360株，为历年最多。儿童组和中青年组关节液分离的细菌以革兰阴性菌为主，老年组关节液分离的细菌以革兰阳性菌为主。儿童组、中青年组与老年组的革兰阳性菌和革兰阴性菌的菌种分布有统计学差异（χ2=42.84， Plt;0.0001）。肠杆菌科中产ESBLs的大肠埃希菌占比为49.8%，耐碳青霉烯类大肠埃希菌占比1.0%。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的比率为29.8%。结论 山东地区不同人群、不同年份关节液病原菌菌种分布不同，且不同病原菌对各种抗菌药物耐药性存在较大差异，因此对不同人群进行病原菌的分布和耐药性监测，对提高关节部位感染的诊治水平和指导临床合理用药十分重要。

关键词：关节液；病原菌；耐药率；成人；儿童

中图分类号：R978.1 文献标志码：A

Composition of the pathogen spectrum and drug susceptibility analysis of joint fluid infections in different populations in Shandong Province， from 2017 to 2022

Lin Xindan1，2，3， Wang Shifu1，2，3， Zhang Chunyan1，2， Wang Mengyuan1，2， Li Zheng1，2，3， and Wang Li4

（1 Department of Microbiology Laboratory， Children's Hospital Affiliated to Shandong University（Jinan Children's Hospital）， Ji'nan 250022;

2 Shandong Province Pediatric Antimicrobial Resistance Surveillance System， Ji'nan 250022; 3 Shandong Provincial Clinical Research Center for Children's Health and Disease， Ji'nan 250022; 4 Department of Emergency， Shandong Provincial Maternal and Child Health Care Hospital， Ji'nan 250014）

Abstract Objective To understand the composition of the pathogen spectrum and drug resistance of joint fluid samples from different populations and different years in Shandong Province and to provide reference for early clinical empirical treatment. Methods The WHONET 5.6 analysis software was used to retrospectively analyze the pathogen composition and drug susceptibility of 1，243 joint fluid samples reported by SPARSS network members in Shandong Province from 2017 to 2022. Results The main isolates in joint fluid were Escherichia coli （42.1%） and Staphylococcus aureus（19.1%）. The composition ratio of male to female strains was 59：41. The composition of strains increased in different years， and 360 strains were isolated in 2019， the largest number in the past year. The bacteria isolated from the joint fluid of the children group and the young and middle-aged group were mainly gram-negative bacteria， and the bacteria isolated from the joint fluid of the elderly group were mainly Gram-positive bacteria. There were significant differences in the distribution of Gram-positive and Gram-negative bacteria in the children group， the young and middle-aged group， and the adult group （χ2=42.84， Plt;0.0001）. The proportion of ESBLs in Enterobacteriaceae was 49.8%， and the carbapenem-resistant E. coli was 1.0%. The rate of methicillin-resistant S. aureus was 29.8%. Conclusion The distribution of pathogenic bacteria in joint fluid varied among different populations and different years in Shandong Province， and there were great differences in the drug resistance of different pathogens to various antibiotics. Therefore， monitoring the distribution and drug resistance of pathogenic bacteria in different populations is very important to improve the diagnosis and treatment level of joint infections and guide clinically rational drug use.

Key words Joint fluid; Pathogenic bacteria; Drug resistance rate; Adults; Children

关节腔属于无菌腔隙，导致骨关节感染（bone joint infections， BJIs）[1]的病因多种多样，大致可分为内源性感染和外源性感染，外源性感染多由假体关节感染（prosthetic joint infections，PJIs）[2]、针刺或其他原因导致关节腔暴露于不洁外界环境引起，内源性感染多见于骨髓炎等侵袭关节的原发病。PJIs是关节置换术后的灾难性并发症，造成了一定的发病率和死亡率[3]，严重威胁着患者的安全，疾病早期及时有效给予抗菌药物治疗是保证患者医疗安全的关键，但是在没有明确病原菌之前，临床上只能经验性地选择抗微生物药物。近几年，随着人口结构的变化和全球微生物耐药趋势的日益严峻，不同病原菌耐药情况存在差异，精准的抗微生物药物的选择日趋艰难[4]，鉴于目前国内外连续对不同地区不同年龄阶段人群关节液（joint fluid，JF）的病原菌分布及耐药性差异监测的研究报道较少。本文旨在回顾性统计分析2017年1月1日—2022年12月31日山东省儿童组细菌amp;真菌耐药监测研究协作网成员单位上报的关节液病原谱和耐药谱的全面分析，总结关节部位感染细菌和真菌耐药变化趋势，为临床不同人群的关节感染的诊治和抗生素合理应用提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2017年1月1日—2022年12月31日山东省儿童细菌和真菌耐药监测研究协作网[5]（Shandong Province Pediatric Antimicrobial Resistance Surveillance System，SPARSS）59家网点单位上报的关节液标本（https：//dxx.gylxpsy.com：8071/sparss/bodys.html）分离菌株数据进行统计分析，关节液的采集各成员均严格按照《实用内科学》和《诸福棠实用儿科学》操作规程进行无菌操作采集，采样后，快速收集到无菌容器中并立即送检，各成员单位严格按照《全国临床检验操作规程》进行培养鉴定。已剔除同一患者相同分离株。

1.2 年龄分层判断标准

儿童组：0～18岁，中青年组：19～60岁，老年组：61岁以上。

1.3 方法及数据分析

1.3.1 病原菌的分离及鉴定

依据《全国临床检验操作规程》（第四版）的要求，各实验室按照实验室操作规程对临床送检的关节液进行细菌的分离及鉴定，鉴定采用飞行质谱系统、全自动微生物鉴定系统及API系统等。对于分离的凝固酶阴性葡萄球菌，当镜检可见大量球菌或多次培养均检出时进行药物敏感性试验。

1.3.2 药敏试验

各实验室在完成实验室室间质评和室内质控的前提下，采用MIC法、纸片扩散法（英国Oxcid公司等）、E-test等进行药敏试验（温州市康泰生物科技有限公司等）。VITEK 2-Compact（法国Bio-Merieux公司）、WALKWAY-96等配套药敏卡片（美国Beckman Coulter公司）进行药敏试验。使用金黄色葡萄球菌ATCC25923、金黄色葡萄球菌ATCC29213、大肠埃希菌ATCC25922、肺炎克雷伯菌ATCC700603、铜绿假单胞菌ATCC27853、肺炎链球菌ATCC49619和流感嗜血杆菌ATCC49247作为质控菌株。

1.3.3 判断标准

依据2022年版美国临床实验室标准化协会（Clinical and Laboratory Standards Institute， CLSI）抗微生物药物敏感性试验执行标准M100 S32进行药敏结果判断（对于检出的凝固酶阴性的葡萄球菌，镜检可见大量球菌或多次培养均检出时考虑为致病菌）。

1.3.4 数据分析

应用WHONET5.6软件进行数据分析，采用χ2检验进行率及菌种构成的比较，当n＜40或T＜1时使用Fisher's确切概率法，Plt;0.05为具有统计学意义。

2 结果

2.1 2017—2022 SPARSS网59家成员单位关节液分离菌的构成分析

2017—2022年SPARSS成员单位关节液共分离病原菌1243株，其中737株分离于男性，506株分离于女性，男女菌株构成比为59：41。不同年龄组男性菌株所占比均高于女性（表1）。

分离菌中革兰阳性细菌共475株（38.2%），革兰阴性细菌734株（59.1%），真菌29（2.3%）株，其他病原体（如解脲脲原体等）5株，占0.4%。检出真菌均为念珠菌，其中以近平滑念珠菌为主（72.4%）。检出前5位的细菌依次为大肠埃希菌（42.1%）、金黄色葡萄球菌（19.1%）、表皮葡萄球菌（5.4%）、肺炎克雷伯菌（5.1%）和铜绿假单胞菌（3.1%）。2017—2022年每年的检出菌株数分别为92、140、360、304、200和147株。菌株的年度构成比波动较大（表2），其中大肠埃希菌的构成比在8.2%～54.2%之间波动，金黄色葡萄球菌的构成比在12.2%～39.5%之间波动。

2.2 关节液分离菌在不同年龄段的分布情况

2017—2022年分离的1243株病原菌中，儿童组占比为14.2%（177/1243）、中青年组占比为49.2%（611/1243），老年组占比为36.6%（455/1243）。儿童组、中青年组和老年组革兰阳性与革兰阴性细菌占比分别为28.8%、71.2%，33.2%、65.3%，48.6%、45.7%，3组间的构成有显著性差异（χ2=42.84，Plt;0.0001）。儿童组关节液病原菌前5位依次是大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌和星座链球菌，中青年组关节液病原菌前5位依次是大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌，老年组关节液病原菌前5位依次是大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、肺炎克雷伯菌和近平滑念珠菌（图1）。真菌主要分离来源于老年患者中（86.2%，25/29）。此外，老年组大肠埃希菌占比显著低于儿童组和中青年组（图1， χ2=55.55，Plt;0.0001）。

2.3 2017—2022年关节液分离主要菌种对抗菌药物的敏感性

2.3.1 肠埃希菌的药物敏感性

本次研究共检出大肠埃希菌523株，其中超广谱β-内酰胺酶阳性（extended spectrum beta-lactamases， ESBLs）菌株的总占比为49.8%，老年组、中青年组和儿童组对左氧氟沙星的耐药率分别为56.1%、52.6%和39.8%；耐碳青霉烯类大肠埃希菌占1.0%（5/523）。对大部分受试抗菌药物老年组菌株的耐药率高于儿童组和中青年组。大肠埃希菌对庆大霉素、头孢曲松、头孢噻肟、头孢呋辛、左氧氟沙星、氨苄西林、环丙沙星和复方磺胺甲恶唑（trimethoprim /sulfamethoxazole，SXT）的耐药率均在50%以上（表3）。

不同年龄组，产ESBLs菌株构成不同，老年组、中青年组和儿童组的产ESBLs菌株的占比分别为56.0%、47.9%和47.5%。产ESBLs的大肠埃希菌对头孢他啶（χ2=98.40，Plt;0.0001）、头孢吡肟（χ2=71.69，Plt;0.0001）、阿米卡星（χ2=8.585， P=0.0034）和左氧氟沙星（χ2=48.07，Plt;0.0001）的敏感率低于ESBLs阴性的菌株，差异有统计学意义（表4）。

2.3.2 葡萄球菌属的药物敏感性

2017—2022年共分离到葡萄球菌菌株351株，其中金黄色葡萄球菌238株，凝固酶阴性葡萄球菌（coagulase negative Staphylococcus， CoNS）113株。按年龄分布，金黄色葡萄球菌儿童组34株，中青年组107株，老年组97株；CoNS儿童组3株，中青年组47株，老年组63株（表5）。耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌的比率为29.8%，耐甲氧西林的CoNS比率为65.7%。

3 讨论

健康人的关节腔液是无菌的，关节部位感染的入侵途径包括病原菌经血行播散、临近部位蔓延感染以及直接接触感染等。若标本检出病原菌或条件致病菌则提示关节部位发生了感染，应及时对病原菌进行鉴定，以便临床医生根据本区域关节部位感染的病原菌分布特征进行针对性治疗[6]。2017—2022年山东省59家SPARSS成员单位共获得1243株关节液病原菌，在所有检出菌中，革兰阴性细菌占59%，革兰阳性细菌占38.2%。检出率排名前5位的细菌依次为大肠埃希菌（42.1%）、金黄色葡萄球菌（19.1%）、表皮葡萄球菌（5.4%）、肺炎克雷伯菌（5.1%）和铜绿假单胞菌（3.1%），这一结果与单琨等[7]的报道有所不同，可能与标本来源的地区不同有关。在不同年龄组中菌种的构成略有差异，大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌均为最主要的病原菌。然而，相比于儿童组，中青年组和老年组中表皮葡萄球菌占比更高，可能与中青年及老年患者行关节修复或置换手术更多有关。由于具有快速附着到医疗设备并形成生物膜的能力，表皮葡萄球菌的定位已逐渐由寄居共生菌转向致病菌，成为骨科器械相关感染的重要机会性病原体[8]。关节液检出真菌均为念珠菌属，且都来自于中青年组和老年组，相较于细菌感染，念珠菌导致的关节假体周围感染更加难以治疗[9]。本研究中收集的念珠菌以近平滑念珠菌为主（72.4%），该菌可以在高营养溶液中选择性生长，同时可以在假肢装置上形成生物膜，亦可以定植于手部，这些特点都是其在医院环境中生存和传播的优势[10]，这可能是其占比较高的原因之一。因此，可以合理怀疑其较高的占比提示念珠菌导致的关节部位感染多为医院获得。2017—2022年每年的检出菌株数分别为92、140、360、304、200和147株，检出菌株数在2019年达到了最高峰，可能与受新冠病毒感染控制影响，部分患者推迟进行关节置换和加强了医院感染控制有关。

本研究中共检出金黄色葡萄球菌238株，在检出的革兰阳性菌中居于首位。研究表明，金黄色葡萄球菌假体关节感染的危险因素包括：类风湿性关节炎、假体设备、糖尿病和金黄色葡萄球菌鼻腔定植[11]，临床医生在面对有相关病史的病例时，应考虑患者是否发生金黄色葡萄球菌感染。对其药敏结果进行分析，未发现对万古霉素耐药的金黄色葡萄球菌。研究表明，万古霉素可以通过抑制细菌细胞壁的合成，影响细胞膜通透性，抑制细胞质中RNA的合成，从而杀灭细菌[12]。本次研究检出CoNS共113株，相较于金黄色葡萄球菌而言，仅依靠培养结果不能确定其为污染或致病。根据IDSA诊疗指南[13]，若仅单个标本检出可能为污染的病原体（如CoNS、痤疮丙酸杆菌等），不应被视为明确感染的证据。因此，若检出CoNS，实验室人员应同时告知临床培养及涂片结果，后者根据患者临床症状及其他感染指标进行综合判断，如C反应蛋白、降钙素原、白细胞介素-6（IL-6）等感染相关标志物[14]，或如有条件时进行再次送检。

本次研究共检出大肠埃希菌523株，对其耐药性进行分析发现，老年组的产ESBLs菌株的占比，较儿童组和中青年组更高，这可能与老年患者免疫力较低，易遭到病原微生物侵袭有关[15]。相关研究表明[16-18]，产ESBLs是肠杆菌科细菌对第一、二、三代β-内酰胺类抗菌素产生耐药性的主要机制，但其对碳青霉烯类或头霉素无水解作用。分析大肠埃希菌药敏结果发现，产ESBLs的大肠埃希菌对头孢菌素类药物耐药率高于非产ESBLs的菌株，而其对碳青霉烯类药物的耐药率较低（1.0%）[19]。

本次研究检出真菌29株，占2.33%（29/1243），均属于念珠菌属，这一结果与Tande[20]的研究结果相似。关节真菌感染发病率低，文献多见于个案报道，引起关节部位感染的主要有念珠菌属、新型隐球菌、皮炎芽生菌和曲霉属等[21]，主要累及单一负重大关节，其中膝关节最常见[22]。关节真菌感染的诊断主要依靠于传统培养结果，但真菌生长缓慢，从而导致培养周期过长[23]，与前期的研究报道一致[24]。关节液接种到血培养瓶中具有更大的灵敏度和诊断的特异度，也更容易鉴定出病原菌[25]，也可以采用二代测序或PCR来提高现有方法的诊断准确性[26]。

由于本研究为回顾性研究分析，存在一定的局限性。数据分析基于各成员单位上报的标本类型为“关节液”的数据作为标本分类依据，无法再进行关节的准确定位，故无法进一步确定为具体的关节分离部位（如膝关节、髋关节、腕关节、指/趾关节等）；亦无法确定标本来源于术前/术后感染，还是假体感染，下一步研究团队将设计临床信息调查表进行深入分析研究。此外，由于实验室的手段和技术的局限性，微生物的培养和鉴定时间较长（3～7 d），使得在明确病原菌之前的抗菌药物的选择和治疗通常为经验性用药。但不同病原菌对各种抗菌药物耐药性存在较大差异，目前因过量或不恰当的抗菌药物使用，导致病原菌耐药性急剧增长，使得有效抗菌药物的选择受限，治疗更加棘手[27]。

对山东地区不同人群关节液病原菌菌种分布及不同病原菌对各种抗菌药物耐药性进行分析，旨在提高临床医生对关节液中常见病原菌及其耐药性的了解，进一步避免抗菌药物的滥用。临床医生应高度重视关节液病原菌的耐药性监测及其分布，合理有效使用抗菌药物，提高关节部位感染的精准诊治水平。

致谢：感谢59家SPARSS成员单位为本文提供的数据支持。成员单位详见http：//www.etyy.com/respro.html。

参 考 文 献

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文章编号：1001-8689（2024）09-1025-07

收稿日期：2024-01-19

作者简介：林心丹，女，生于1989年，主管技师，主要研究方向儿童细菌耐药监测，E-mail： 157543806@qq.com

*通信作者，Email： chiparss@163.com