摘要: 目的：了解我院重症医学科(Intensive Care Unit, ICU)患者碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌(Carbapenem-resistant Enterobacterales, CRE)肠道定植情况，分析我院ICU患者CRE肠道定植、ICU患者CRE感染的影响因素；分析ICU患者CRE肠道定植与CRE感染的相关性。方法：收集2022年10月至2023年7月入住我院ICU并符合纳入与排除标准的197例患者，对其进行常规肛拭子筛查，记录患者的一般临床资料、生化指标等，根据筛查结果将患者分为CRE肠道定植组和CRE非定植组，根据患者此次住院期间是否发生感染，分为CRE感染组和非CRE感染组；对相关影响因素进行单因素分析及二元Logistic回归分析。结果：我院ICU患者CRE肠道定植率为10.2% (20/197)，定植菌株类型以克雷伯菌属为主，耐药机制以产金属酶为主，替加环素的耐药率最低；CRE感染率为4.1% (8/197)，CRE感染菌株类型以克雷伯菌属为主，耐药机制中以产丝氨酸酶占为主，替加环素的耐药率最低；格拉斯哥昏迷量表(Glasgow Coma Scale, GCS)评分偏高，转诊病房个数 ≥ 2个、入住ICU次数多、有碳青霉烯类药物暴露史、住院期间使用抗生素种类较多、天数较长，存在各种引流管是ICU患者CRE肠道定植的危险因素；转诊病房个数 ≥ 2个、住院期间抗生素使用种类 ≥ 3种，是ICU患者CRE感染的危险因素；肛拭子主动筛查与CRE感染存在一致性，肛拭子主动筛查在一定程度上可以预测CRE感染情况。结论：GCS评分偏高，转诊病房个数 ≥ 2个、入住ICU次数多、住院期间使用抗生素种类 ≥ 3个、使用天数较长，存在各种引流管的这部分ICU患者更易发生CRE肠道定植；转诊病房个数 ≥ 2个、住院期间抗生素使用种类 ≥ 3种两部分ICU患者在住院期间越易发生CRE感染；CRE感染和CRE肠道定植存在相关性，CRE肠道定植的患者更易发生CRE感染。
Abstract:
Objective: To understand the intestinal colonization of Carbapenem-resistant Enterobacterales (CRE) in patients in the Intensive Care Unit (ICU) of our hospital, analyze the influencing factors of intestinal colonization of CRE and CRE infection in ICU patients, and analyze the correlation between intestinal colonization of CRE and CRE infection in ICU patients. Method: A total of 197 patients admitted to ICU of our hospital from October 2022 to July 2023 who met the inclusion and exclusion criteria were collected. Routine anal swab screening was performed on them, general clinical data and biochemical indicators of the patients were recorded, and the patients were divided into CRE intestinal colonization group and CRE non-colonization group according to the screening results. They were divided into CRE infection group and non-CRE infection group. Univariate analysis and binary Logistic regression analysis were performed for the relevant influencing factors. Results: The intestinal colonization rate of CRE in ICU patients in our hospital was 10.2% (20/197). The colonized strains were mainly Klebsiella, the resistance mechanism was mainly metalloenzyme production, and the resistance rate of tigecycline was the lowest. The infection rate of CRE was 4.1% (8/197). Klebsiella was the main type of CRE infection strain, serinase was the main resistance mechanism, and tigecycline had the lowest resistance rate. Glasgow Coma Scale (GCS) score was high, the number of referral wards was ≥2, the number of hospitalization in ICU, the history of carbapenem exposure, the number of antibiotics used during hospitalization, the number of days, the presence of various drainage tubes were the risk factors for CRE colonization in ICU patients. The number of referral wards ≥2 and the types of antibiotics used ≥3 during hospitalization were risk factors for CRE infection in ICU patients. Anal swab active screening is consistent with CRE infection, and anal swab active screening can predict CRE infection to some extent. Conclusions: Patients with high GCS score, more than 2 referred wards, more ICU admission times, ≥ 3 antibiotic types used during hospitalization, and longer use days were more likely to develop intestinal colonization of CRE. The number of referral wards ≥2 and the types of antibiotics used ≥3 during hospitalization were more likely to develop CRE infection during hospitalization. There is a correlation between CRE infection and CRE intestinal colonization, and patients with CRE intestinal colonization are more likely to develop CRE infection.
1. 引言
碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌(Carbapenem-resistant Enterobacterales, CRE)定义为满足以下任意一个条件：① 对亚胺培南、美罗培南、厄他培南或多利培南任何一种碳青霉烯类抗菌药物耐药者。对于天然对亚胺培南敏感性降低的细菌(如摩根菌属、变形杆菌属和普罗威登菌属等)，需参考除亚胺培南外的其他碳青霉烯类抗菌药物的药敏结果；② 产生碳青霉烯酶 [1] 。CRE是目前临床中最重要的细菌，近年来这些细菌在全球范围内的发病率不断增加，死亡率逐年升高 [2] 。2001~2011年十年间，美国CRE在肠杆菌科中的检出率由1.2%上升至4.2%，国内CRE形势也不同乐观，据2021年CHINET监测数据显示，2020大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌在革兰阴性杆菌中的检出比例分别高达27.4%和20.6%。肺炎克雷伯菌对亚胺培南和美罗培南的耐药率更是分别由2005年的3.0%和2.9%增加到2021年的23.1%和24.4% [3] 。CRE感染与多种因素有关，其中CRE定植是其感染的独立危险因素 [4] 。人体肠道是CRE潜在的内源性储存库之一，CRE定植患者住院期间更容易发生CRE感染 [4] [5] 。而重症监护病房(ICU)是感染发生的高危科室，有更高的CRE定植风险和CRE感染风险 [1] 。近年来，美国CDC、WHO都建议对高危人群的肛周/直肠拭子、粪便标本进行CRE主动筛查 [6] ，其中肛拭子主动筛查这一观念已被接受和提倡 [7] 。国内也建议对ICU患者进行CRE主动筛查，及早做出相应的预防措施，有效降低CRE感染率。
本研究采取肛拭子主动筛查手段，对2022年10月至2023年7月入住我院ICU所有符合纳入标准的患者进行筛查，同时收集患者相应临床资料及相关辅助检查结果，进行相关统计分析，对我院ICU患者CRE肠道定植和CRE感染的情况进行调查，并分析CRE肠道定植和CRE感染的相关危险因素。
2. 资料与方法
2.1. 研究对象
2022年10月至2023年7月入住我院ICU进行治疗满24小时的患者为研究对象。纳入标准：研究期间所有入住我院ICU进行治疗满24小时的患者均纳入。排除标准：① 既往或入院24小时以内已经明确CRE感染；② 临床资料缺失；③ 结直肠手术术后留有肛袋等标本无法留取的患者；④ 反复进行直肠灌洗患者；⑤ 意识清楚拒绝配合患者。
2.2. 研究方法
以国家卫健委于2018年12月11日所发布的《临床微生物学检验标本的采集和转运》(WS/T 640-2018)为操作指南，按照规范操作流程对患者进行肛拭子标本采集、标本接种培养、结果鉴定及临床解读，实验室采用德国布鲁克全自动快速微生物质谱检测系统进行细菌鉴定、纸片扩散法进行菌株药敏检测、胶体金法等进行酶型检测。收集患者的临床资料，包括姓名、性别等一般临床资料，住院期间是否存在有创操作等，APACHE-II评分等相关评分和白细胞计数等相关生化指标，并随访所有入组患者此次住院期间发生CRE感染的情况。根据筛查结果，列举我院ICU患者CRE肠道定植和CRE感染的菌株分布及耐药情况，并根据筛查结果将患者分为CRE肠道定植组和CRE非定植组，根据患者此次住院期间是否发生感染，分为CRE感染组和非CRE感染组。
2.3. 统计学方法
采用SPSS 27.0软件对数据进行统计分析：对于计量资料，符合正态分布采用均值±标准差或四分位数间距描述，两组计量资料的比较，采用独立样本t检验，或Mann-Whitney U秩和检验；对于计数资料，采用率、百分比作为其统计指标，组间率、构成比的比较采用χ2检验、校正卡方检验、Fisher确切概率法。对于双向有序的二分类资料，则用Kappa分析和配对卡方检验进行一致性分析；所有结果以P < 0.05为差异具有统计学意义。对单因素分析获得的相关影响因素，进行二元Logistic回归分析其相关性。
3. 研究结果
3.1. ICU患者CRE肠道定植的菌株类型及耐药情况
197名患者中，从肛拭子中检出CRE定植的人数共20人，检出菌株22株，检出菌种中，克雷伯菌属菌株最多，耐药机制以产金属酶为主(表1)。检出菌种中最敏感的抗生素为：替加环素(图1)。
Table 1. Types of intestinal strains colonized by CRE in ICU patients and their enzyme production
表1. ICU患者CRE肠道定植的菌株类型及产酶情况
Figure 1. Drug susceptibility of intestinal colonized strains of CRE in ICU patients
图1. ICU患者CRE肠道定植菌株的药敏情况
3.2. ICU患者CRE肠道定植的影响因素分析(单因素及Logistic多因素回归分析)
1) 根据入住ICU患者肛拭子CRE的筛查情况，将患者分为CRE肠道定植阳性组和CRE肠道定植阴性组，对两组患者的一般临床资料、治疗相关影响因素、相关实验室结果等方面进行单因素分析，可以得到，两组患者在Glasgow Coma Scale (GCS)评分、是否转诊病房个数 ≥ 2个、第几次入住ICU (次)、住院期间应用抗生素种类 ≥ 3种、采集之前抗生素使用天数、是否有碳青霉烯类药物暴露史、是否存在各种引流管、红细胞计数、血红蛋白含量这9个变量分布上存在差异，P < 0.05，差异具有统计学意义。ICU患者CRE肠道定植阳性组患者GCS评分偏高，转诊病房个数 ≥ 2个、入住ICU次数多、有碳青霉烯类药物暴露史、住院期间使用抗生素种类较多、天数较长，有各种引流管患者比例较高(P值均<0.05) (表2~4)。
2) 对单因素分析有统计学意义的相关因素进行二元Logistic回归分析可得，霍斯默–莱梅肖检验对应P值 = 0.548 > 0.05，提示回归模型拟合良好，具有预测效能，以上变量P值均<0.05，以上因素与CRE的筛查阳性结果具有较好相关性。在GCS评分、是否转诊病房大于2个、第几次入住ICU (次)、住院期间应用抗生素种类是否≥三种、是否有碳青霉烯类药物暴露史、采集之前抗生素使用天数、是否存在各种引流管这7个变量OR值均>1，提示为危险因素，红细胞计数、血红蛋白含量会对肠道是否发生CRE定植产生一定影响(表5)。
Table 2. Baseline analysis of general clinical data of CRE intestinal colonization in ICU patients
表2. ICU患者CRE肠道定植一般临床资料基线分析
Table 3. Baseline analysis of factors related to intestinal colonization of CRE in ICU patients
表3. ICU患者CRE肠道定植治疗相关影响因素基线分析
Table 4. Baseline analysis of laboratory results related to CRE intestinal colonization in ICU patients
表4. ICU患者CRE肠道定植相关实验室结果基线分析
Table 5. Multivariate regression analysis of factors affecting intestinal colonization of CRE in ICU patients
表5. ICU患者CRE肠道定植影响因素的多因素Logistic回归分析
3.3. ICU患者CRE感染的菌株类型及耐药情况
197名患者中，检出CRE感染的菌株共8株，耐药机制中以产丝氨酸酶占为主(表6)，最敏感的抗生素为替加环素(图2)。
Table 6. Strains of CRE infection and enzyme production in ICU patients
表6. ICU患者CRE感染的菌株类型及产酶情况
Figure 2. Drug resistance of CRE infected strains in ICU patients
图2. ICU患者CRE感染菌株耐药情况
3.4. ICU患者CRE感染的影响因素分析(单因素及Logistic多因素回归分析)
1) CRE非感染组和CRE感染组进行比较；两组患者在是否转诊病房个数 ≥ 2个、住院期间抗生素使用种类 ≥ 3种、中性粒细胞计数这3个变量分布上存在明显差异，P < 0.05 (表7~9)。
Table 7. Baseline analysis of general clinical data of CRE intestinal colonization in ICU patients
表7. ICU患者CRE肠道定植一般临床资料基线分析
Table 8. Baseline analysis of factors related to intestinal colonization of CRE in ICU patients
表8. ICU患者CRE肠道定植治疗相关影响因素基线分析
Table 9. Baseline analysis of laboratory results related to CRE intestinal colonization in ICU patients
表9. ICU患者CRE肠道定植相关实验室结果基线分析
2) 使用二元Logistic回归分析的统计学模型对单因素分析获得有统计学意义的相关因素进行多因素分析，发现两组患者在是否转诊病房个数 ≥ 2个、是否住院期间抗生素使用种类 ≥ 3种、中性粒细胞计数这3个变量OR值均>1，提示为危险因素；转诊病房个数 ≥ 2个、住院期间是否抗生素使用种类 ≥ 3种两部分患者在住院期间越易发生CRE感染，P < 0.05，OR值具有统计学意义。中性粒细胞计数会影响ICU患者发生CRE感染(表10)。
Table 10. Binary Logistic regression analysis of influencing factors of CRE infection in ICU patients
表10. ICU患者CRE感染影响因素的二元Logistic回归分析
3.5. ICU患者CRE肠道定植与CRE感染的一致性分析
对197例患者中按是否肛拭子筛查出CRE分为阳性组和阴性组。同时结合患者临床表现及相关化验检查结果判读，发生CRE感染患者共8人，CRE定植后感染患者4名，非CRE定植后感染患者4名。采用Kappa检验和Ncnemar配对卡方进行检验。结果显示Kappa值 = 0.242，P值 < 0.05。肠道定植CRE与发生CRE感染之间存在明显相关性，差异具有统计学意义。表明肛拭子主动筛查与CRE感染存在相关性，肛拭子主动筛查在一定程度上可以预测CRE感染情况(表11)。
Table 11. Results of active anal swab screening for CRE infection in ICU patients * crosstabs
表11. ICU患者CRE感染与肛拭子主动筛查检出结果*交叉表
4. 讨论
近年来随着抗生素的滥用，越来越多的耐药菌现世 [8] 。目前CRE已在全球范围内流行，我国则是CRE的高流行国家之一。国内外多个地区已开展ICU患者肛拭子CRE的筛查工作 [9] [10] 。结合2015年美国CDC (Center of diseases control)、2017年欧洲CDC更新的《碳青霉烯耐药肠杆菌科(CRE)控制指南》，主动筛查CRE的最佳样本包括粪便以及活动性感染部位，但迄今为止，关于检测CRE携带的最佳微生物学方法尚未达成共识，在临床中，获得粪便标本更具挑战性，相关研究已证实直肠拭子与粪便标本的灵敏度密切相关 [11] ，因此本研究采用直肠拭子作为主动筛查CRE的方式。
本研究发现，我院ICU患者CRE肠道定植率为10.2%，检出菌种中以碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯杆菌为主,占检出耐碳青霉烯类肠杆菌的42.9% (9/21)，耐药机制以产金属酶为主，本院检出情况对比2022年CHINET监测数据可见差距不大 [12] ，2022年CHINET监测数据显示，339,513株临床分离菌排名前5位分离菌：大肠埃希菌18.69%、肺炎克雷伯菌13.99%、金葡菌9.47%、铜绿假单胞菌8.03%、鲍曼不动杆菌7.5%。本研究中耐药率最低的抗生素为：多粘菌素、替加环素，即存在大部分CRE菌株均对多粘菌素、替加环素敏感。由于碳青霉烯类肠杆菌科细菌耐药机制复杂，产碳青霉烯酶、外排系统过度表达和膜孔蛋白缺失等是CRKP对碳青霉烯酶类药物的耐药机制，而产碳青霉烯酶是最重要的耐药机制 [13] 。产碳青霉烯酶水解药物后，导致CRKP对碳青霉烯酶的MIC值升高。碳青霉烯酶包括A、B、D等3类，A类为丝氨酸碳青霉烯酶，以blaKPC (blaKPC-2~blaKPC-108)、blaSME (blaSME-1~blaSME-5)、blaIMI (blaIMI-1~blaIMI-23)、blaNMC和blaGES (blaGES-1~blaGES-51)型为主；B类为金属β内酰胺酶，以blaNDM (blaNDM-1~blaNDM-41)、blaIMP (blaIMP-1~blaIMP-91)、blaVIM (blaVIM-1~blaVIM-79)、blaGIM (blaGIM-1~blaGIM-2)和blaSPM型为主；D类为OXA-48型丝氨酸碳青霉烯酶，以blaOXA-181和blaOXA-232为主 [14] 。目前有研究发现，从耐药机制出发，可采取多粘菌素、替加环素、氨基糖苷类或碳青霉烯类的组合进行治疗。多种体外有协同或相加作用的抗菌药物联合可能会更快速控制感染和遏制耐药发生，并且联合用药也可适当降低毒性较高的药物的剂量，以减少其不良反应。现有临床研究表明CRE感染联合治疗可能有更多的获益，尤其是对于严重感染患者联合治疗病死率明显低于单药治疗。但目前联合用药的选择尚缺乏大规模临床前瞻研究，临床选择存在局限性，具有抗CRE活性和更好安全性的新药物正在出现，并可能成为首选治疗方法 [15] 。
此次研究共计8例患者发生CRE感染，ICU患者CRE感染率为4.1%，检出部位分别为：痰液5例、血液、尿液、腹腔引流液中各1例，发生CRE感染患者中有4例患者存在先前的CRE肠道定植，且CRE肠道定植菌株与CRE感染菌株的菌属相同，但本研究未开展两种菌株的同源性分析工作，对于两种菌株是否同源问题尚不明确，若条件允许，可对以下四株菌株分别进行MLST等同源性分析，进一步探讨CRE肠道定植和CRE感染的关系。
怎样去定植成了一个必不可少的问题，在医疗机构中通过入院筛查发现了肠道CRE定植，及时采取措施进行去定植可有效减少后续CRE的感染、传播，降低CRE感染率 [16] 、病人死亡率 [17] [18] ，降低患者住院费用。近年来，关于去定植的研究国内外也是层出不穷。多个研究发现CRE定植具有传播现象，间接病房(患者入院期间无时间重叠)和医院接触被确定为与克隆传播相关的独立危险因素 [19] 。某研究证实主动监测培养、分离携带者和非携带者、分配专门的护理人员、接触预防措施、环境清洁和促进手部卫生可以减少CP-KP引起的定植和感染 [20] 。国外某专家对切断传播的方式提出了感染控制措施，包括手部卫生、接触预防措施、尽量减少器械使用和环境控制是重要手段 [21] 。因此分配专门的护理人员、接触预防措施(包括接触持续时间) [22] 、环境清洁和促进手部卫生作为切断传播的一种去定植方案，可以有效遏制医疗机构中CRE的传播。
肠道菌群近来也是研究热点，本研究是对患病群体进行肠道CRE定植情况筛查分析，适当延伸，可以考虑对健康人群进行肠道耐药菌的定植筛查。多个研究证实不同饮食习惯、不同工作、不同地区，甚至每个人的肠道菌群都存在一定独特性 [23] ，不同的肠道菌群基础会影响耐药菌的定植、传播情况 [24] 。
以上提到，必要情况下，可进行全医院多科室、多系统疾病、多部位患者的统一CRE筛查，这样既可保证足够样本量，亦可对多系统疾病的分析更为细致，或许可获得更好的统计学结果。然而在这其中也存在一定的成本效益，需要花费大量人力、物力，某学者进行系统研究发现，在ICU中进行主动CRE监测似乎具有很高的成本效益，虽然可以降低CRE负担区域的CRE感染率、死亡率和质量调整生命年(QALY)丢失 [25] 。因研究时间所限，本研究筛查时间较短、例数较少，仅能反映我院近1年ICU患者CRE肠道定植和CRE感染的情况，覆盖面较为局限，若时间允许，可进行全年、连续几年的肛拭子筛查工作，分析定植和感染的整体趋势和变化情况，将更具有代表性和参考价值。
NOTES
*通讯作者。