艰难梭菌感染的现状和防控策略

摘要

艰难梭菌(Clostridium difficile, C.difficile)是公认的院内感染和抗生素相关性腹泻最重要的病原体, 通过释放细胞毒素引起伪膜性肠炎. C.difficile感染的诊断应结合临床表现和实验室检查两方面. 绝大多数C.difficile感染是外源性感染, 而医院环境是C.difficile的主要来源. 合理使用抗生素是减少艰难梭菌感染最根本、最有效的方法, 另外应加强有效的院内感染控制措施以控制感染的传播, 尚无足够的循证医学证据支持益生菌用来预防C.difficile的感染.

关键词: 艰难梭菌感染; 流行病学; 抗生素; 控制措施

Clostridium difficile infection: epidemiology and control measurements

Chun-Yan Jiang, Min Li, Man-Hong Tan

Chun-Yan Jiang, Min Li, Man-Hong Tan, Medical and Health Center, Beijing Friendship Hospital, Capital Medical University, Beijing 100050, China

Correspondence to: Min Li, Medical and Health Center, Beijing Friendship Hospital, Capital Medical University, 95 Yong'an Road, Xuanwu District, Beijing 100050, China. limin55122@hotmail.com

Received: September 13, 2010
Revised: October 20, 2010
Accepted: October 26, 2010
Published online: December 8, 2010

Abstract

Clostridium difficile (C. difficile) is the most commonly recognized cause of nosocomial infection and antibiotic-associated diarrhea in healthcare settings. C. difficile infection (CDI) can result in pseudomembranous colitis. The diagnosis of CDI should be based on a combination of clinical and laboratory findings. The majority of CDIs are acquired from external sources, and healthcare facilities are the main sources of transmission. Rational use of antibiotics is the most effective method to prevent CDI. Effective control measurements for nosocomial infection should be emphasized in healthcare settings to prevent the transmission of CDI. Limited data have shown that probiotics may be effective for the prevention of CDI.

Key Words: Clostridium difficil infection; Epidemiology; Antibiotics; Control measurement

0 引言

艰难梭菌是公认的院内感染和抗生素相关性腹泻最重要的病因. 进入21世纪以来, 艰难梭菌感染(Clostridium difficileinfection, CDI)的发病率和疾病的严重程度在全球范围内呈上升趋势, 在北美、澳大利亚及欧洲等国家, 出现了C.difficile的高毒力菌株以及C.difficile相关性腹泻(Clostridium difficile-associated diarrhea, CDAD)的地区播散性暴发流行[1,2], 导致住院患者的病死率升高, 这已成为一个严重的公共卫生问题[3-5]. 我国目前尚无CDI的完整统计资料报道, 但临床上普遍存在广谱抗生素的频繁使用及不合理应用问题, 一旦出现CDI的暴发流行, 后果不堪设想. 因此, 重视CDI的预防及控制措施尤其具有重要意义.

2010-05, 美国医院流行病学学会和美国感染病协会联合发布了"成人艰难梭菌感染临床实践指南"[6], 对CDI的诊断和治疗进行规范, 同时对感染控制和环境管理措施进行了推荐, 对我国CDI的控制和管理也具有很好的启示和指导作用. 合理使用抗生素无疑是预防CDI最根本、最有效的方法, 另外应加强有效的院内感染控制措施以控制CDI的传播.

1 病原微生物

C.difficile又称难辨梭菌, 是一种革兰阳性厌氧芽孢杆菌, 可存活于水、土壤等自然环境、动物体内及医院环境中, 其芽孢在医院环境及医务人员手上可存活6 mo[3]. 1935年, Hall和O'Toole首次从健康的新生儿粪便中分离出该菌, 目前发现1%-3%的健康成人、40%-60%的新生儿、16%-35%的住院患者粪便中携带此菌[7]. C.difficile是一种条件致病菌, 在正常人体内的细菌群中所占比例很少, 肠道的正常菌群能拮抗和制约C.difficile在肠道定居, 故一般不会致病. 1978年, Bartlett等[8]首次报道了C.difficile释放细胞毒素是滥用抗生素引起伪膜性肠炎的病因, 这是由于抗生素的应用破坏了人体肠道的正常微生态平衡, 使C.difficile得以迅速繁殖并产生毒素而致病.

C.difficile通常产生两种主要毒素: 毒素A是一种肠毒素, 对白细胞有趋化作用, 主要引起肠道炎症、液体分泌和黏膜损伤, 也有一定的细胞毒性作用, 但小于毒素B; 毒素B是一种细胞毒素, 可刺激单核细胞释放炎性细胞因子, 对哺乳动物细胞产生细胞毒性作用, 毒素B的毒力较毒素A强10倍[9]. 毒素A与毒素B分别由tcdA和tcdB基因编码[10], 此外尚存在负向调节基因tcdC、正向调节基因tcdD以及膜孔蛋白基因tcdE, 以上基因共同构成致病性决定区(pathogenicity locus, PaLoc)[11]. tcdC基因的多态性或部分碱基缺失可导致毒素A、B产生增加[12]. 除此之外, 在某些变异菌株中还检测到另一种二元毒素(binary toxin), 由位于致病性决定区外2个不同位置的染色体基因cdtA和cdtB编码[13], cdtA基因可阻断肌动蛋白片段合成而诱导细胞死亡, cdtB基因可介导毒素与细胞结合并进入细胞. 另有研究显示, 二元毒素基因与tcdC基因的部分缺陷密切相关, 且CDAD的严重程度与这两个毒力因素相关[14]. C.difficile共有150个PCR核酸型和24个毒素型, 其中毒力较强的菌株是027菌株. 该菌株核酸分型为027型, 毒素分型为Ⅲ型, 限制性内切酶分型为BI, 脉冲场凝胶电泳分型为NAP1, 二元毒素为阳性, 并出现tcdC基因中碱基缺失, 且对氟喹诺酮类药物耐药.

2 流行病学

在2001年以前, 有关CDAD的流行病学报道很少. 2001年后, 随着C.difficile高毒力菌株(BI/NAP1/027/毒素Ⅲ型)的出现, CDAD的发生率及疾病的严重程度不断提高. 美国一项新的调查结果显示(35个州, 1 000家医院), CDAD的发生率从1993年的261/10万上升到2003年的546/10万[15], 病死率从1999年的5.7/百万上升到2004年的23.7/百万[16]. 到2007-04, 美国至少有27个州分离出高毒力菌株, 在一些州还出现了高毒力菌株的暴发流行. 2003年, 027菌株导致加拿大一家医院暴发CDAD, 共造成189例患者死亡[17]. 目前, 该菌株已从北美大陆扩散到欧洲, 在英国75家医院、荷兰16家医院、比利时13家保健单位和法国9家保健单位都有发现, 并已在6个欧洲国家引起暴发流行. 日本曾分离出NAPl型菌株. 我国目前CDAD的报道多为散发病例, 尚缺乏CDI的大规模流行病学资料, 也没有发现027菌株的报道.

以前的资料显示, CDAD主要发生在老年患者、长期住院患者和住重症监护室(intensive care unit, ICU)的患者, 近年来有关健康人群以及儿童CDAD的报道逐渐增多, 特别是有关社区获得性CDAD(CA-CDAD)的报道不断增加[18]. CA-CDAD患者年龄小, 无基础疾病, 其中一些病例在出现CDAD之前并没有应用抗生素, 也没有住院的经历, 提示人-人传播的重要性.

3 CDI的诊断

CDI的临床表现多样, 包括无症状携带、轻至中度腹泻和危及生命的伪膜性肠炎. 住院患者的C.difficile无症状携带率为7%-26%[6]. 典型的腹泻表现为大便频数, 有黏液或潜血, 肉眼血便不常见, 有些患者表现发热、白细胞计数增高和痉挛性腹痛. 腹部平片显示结肠扩张, 巨结肠患者可伴有小肠梗阻与小肠扩张、有气液平面. CT可发现肠黏膜水肿、指压征、结肠增粗、直肠炎、直肠周围炎、有或无腹水. 直肠镜或纤维结肠镜检查是非常重要的诊断手段, 可发现本病的特征性改变: 多发性伪膜. 伪膜呈黄白色斑点状, 散在分布, 大小不一, 从数毫米到30 mm不等, 严重者可融合成片. 伪膜界限分明, 周边黏膜相对正常或略有水肿. 病理可见伪膜由纤维素、中性粒细胞、单核细胞、粘蛋白及坏死细胞碎屑组成. 严重的结肠炎可导致中毒性巨结肠、肠穿孔、多器官功能衰竭和死亡.

实验室检查包括粪便中C.difficile毒素检测、C.difficile厌氧培养、C.difficile谷氨酸脱氢酶检测、C.difficile毒素基因检测等. 毒素检测和培养细胞的毒素中和实验是目前实验室检测C.difficile的"金标准", 但因毒素分型太复杂, 难以成为临床常规检查, 故常规检测C.difficile的方法仍然是在环丝氨酸-头孢西丁-果糖琼脂(cycloserine-cefoxitin-fructose-agar, CCFA)培养基上分离C.difficile[19]. 对于散发病例, 可通过酶联免疫吸附法直接检测毒素A和B, 达到帮助制订治疗决策和实施患者隔离措施的目的, 防止菌株传播. 在CDAD暴发流行时应当进行菌株分离, 将CDAD阳性菌株保存起来并进行分子流行病学分型, 以区分是院内感染还是社区感染.

根据2010年美国"成人艰难梭菌感染临床实践指南", CDI的诊断应结合临床表现和实验室检查两方面, 包括: (1)临床表现腹泻, 即在24 h内或更短时间内排不成形便3次或以上; (2)便检产毒性C.difficile或其毒素阳性, 或结肠镜或组织病理学检查证实为伪膜性肠炎. 复发性CDI的诊断也依据同一标准. 虽然大多数患者在发病前8 wk内有应用抗生素或抗肿瘤药物病史, 但考虑到社区获得性CDI没有抗生素应用史, 因此没有把其列入诊断标准. 对特异性治疗的反应也可作为CDI诊断的参考标准. 在极少数情况下(不足1%), 患者可表现为肠梗阻或结肠扩张, 伴轻度或不伴腹泻, 这些患者的诊断是比较困难的, 唯一可提供的标本可能只是少量的成形便或直肠拭子或通过内镜得到结肠拭子. 在这种情况下, 有必要通过实验室检查进行毒素分析或C.difficile的培养, 这对明确诊断非常重要.

4 CDI的防控策略

4.1 合理应用抗生素

抗生素的频繁使用是导致CDAD的高危因素, 最近一项研究显示, 85%CDAD患者在出现症状前28 d内接受过抗生素治疗[20]. 克林霉素、头孢菌素(特别是三代头孢菌素)、广谱青霉素、氟喹诺酮是常见的导致CDAD的危险因素, 特别是氟喹诺酮类药物的大量应用, 是近年来引起高毒力菌株在欧美地区暴发流行的主要危险因素. 抗生素应用的种类越多、剂量越大、疗程越长, 发生CDAD的风险也就越高. 因此, 限制抗生素的使用是降低CDI发病最根本、最有效的方法. Climo等[21]观察到, 限制使用克林霉素可使CDI的发生率从每月11.5例降至每月3.33例(P<0.001). Pear等[22]的研究也显示, 限制使用克林霉素前CDI的平均发生率是每月7.7例, 限制使用后降至每月3.68例(P = 0.041). 进一步的相关性分析表明, 单位时间内克林霉素的处方量与CDI的发生率有明显的相关性. Carling等[23]在6年的时间里对抗生素处方进行了如下3种干预管理: 选择性用药、缩短疗程、将静脉用药改为口服给药, 同时限制三代头孢菌素(包括氨曲南)的处方量, 结果表明对抗生素的这种管理确实大大降低了CDI的发病率(P = 0.002), 同时也降低了耐药革兰阴性杆菌感染的发病率(P = 0.02).

鉴于以上充分的循证医学证据, 2010年美国"成人C.difficile感染临床实践指南"推荐: 尽量减少抗生素使用的频率和疗程及抗生素的处方量以降低CDI风险(A-Ⅱ); 实施抗生素管理方案(A-Ⅱ); 对抗生素的靶向管理应结合本地流行病学及艰难梭菌菌株特点, 但对头孢菌素和克林霉素的限制使用可能尤其有效(C-Ⅲ).

4.2 感染控制措施

绝大多数CDI是外源性感染, 而医院环境是C.difficile的主要来源. 医护人员的手、环境表面、病房用品和医疗器械、感染患者等是潜在医院C.difficile的来源. 研究显示, 住院患者感染C.difficile的风险随住院时间延长呈线性增长, 住院4 wk后可高达40%[24]. 因此, 加强对医院环境的管理对CDI的预防至关重要.

与其他多数院内感染一样, 首先要强调医护人员手卫生在预防C.difficile感染中的重要作用. 研究显示, 医院监护人员的手59% C.difficile培养阳性[25], 多项研究也证实医护人员在接触每个患者后洗手可明显降低C.difficile院内感染的发生率, 但遗憾的是医护人员实际洗手的频率很低[26]. 由于C.difficile的芽孢对酒精不敏感, 建议用含氯己定的消毒剂或肥皂洗手以提高清除率. 同时, 戴手套与手卫生相结合可进一步降低传播C.difficile的风险. 工作服表面也存在污染C.difficile的可能, 因此医护人员在接触CDI患者时应注意穿防护服、戴手套以避免接触传播. 环境方面, 建议用含氯的消毒剂或其他杀芽孢制剂消毒环境, 同时对可能污染C.difficile的病房用品和医疗器械进行严格消毒和及时更换, 以减少C.difficile的院内传播. 研究证实, 严格消毒医院环境不仅可降低CDI的发生风险, 还可降低医护人员手上该菌的携带率, 从而直接降低CDI的发病率[27,28].

尽管医护人员作为C.difficile携带者可导致患者院内感染, 但医护人员自身感染C.difficile的风险并不大. 在一项为期1年的前瞻性病例对照研究中, 共确诊CDI患者149例, 但68名医护人员的直肠拭子标本中只有1例(1.5%)检测到C.difficile菌落[29]. 另外一项研究也显示医务人员的C.difficile感染率是1.7%[30]. 可见, 医护人员在CDI中更重要的是作为携带者传播病原体, 导致住院患者院内感染. 因此, 充分注意医护人员的手卫生、彻底消毒环境和隔离患者是预防CDI传播和暴发的有力措施.

4.3 关于益生菌的应用

近年来关于应用益生菌预防和治疗CDI的研究很多, 但研究结果不一. 从理论上说, CDI的发病与正常肠道菌群失调有关, 服用益生菌有助于恢复正常菌群, 有利于CDI的预防和治疗, 临床医生也经常提倡接受抗生素治疗的患者服用益生菌以预防CDI. 但到目前为止, 尚缺乏足够的循证医学证据支持这一点. 另外, 目前的益生菌制品所含细菌的种类和数量各异, 缺乏标准化管理, 且有造成血源性细菌或真菌感染的潜在风险, 因此2010年美国"成人艰难梭菌感染临床实践指南"指出, 在有大规模临床试验证实之前, 暂不推荐将目前的益生菌制品用于预防CDI(C-Ⅲ).

5 结论

随着广谱抗生素的广泛使用和人口老龄化, CDI已成为一个引起世界关注的严重公共卫生问题[31,32]. 中国是抗生素使用大国, 据统计, 在中国使用、销售列在前15位的药品中, 就有10种是抗生素类药物. 我国住院患者的抗生素使用率高达80%, 其中使用广谱抗生素和联合使用的占58%, 远高于国际水平(30%)[33]. 正因如此, 更令人担忧CDI对我国公共卫生的严重威胁. 临床医护人员对此应高度警惕, 在合理使用抗生素的前提下, 加强有效的院内感染控制措施, 对高危患者进行严密监测, 以控制CDI的发生和流行.

评论

背景资料

艰难梭菌感染是院内感染和抗生素相关性腹泻最重要的病因. 随着广谱抗生素的广泛应用和人口老龄化, 其发病率和疾病的严重程度在全球范围内呈上升趋势, 已成为严重的公共卫生问题. 如何预防及控制艰难梭菌感染的发生和流行具有重要的现实意义.

同行评议者

任浩, 副教授, 中国人民解放军第二军医大学微生物学教研室

相关报道

Carling等在6年时间里对抗生素进行了选择性用药、缩短疗程、改静脉用药为口服给药3种干预管理措施, 同时限制三代头孢菌素的处方量, 结果大大降低了艰难梭菌感染的发病率.

应用要点

本文结合2010年美国"成人艰难梭菌感染临床实践指南", 对艰难梭菌感染的病原学、流行病学、诊断及防控策略进行了综述, 有助于提高医护人员对艰难梭菌感染尤其是院内感染的认识和重视, 从而促进对艰难梭菌感染的预防和控制.

同行评价

本文学术价值较高, 对临床抗生素的应用具有指导意义.

备注

编辑:李薇 电编:何基才

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