西安某医院临床分离嗜麦芽窄食单胞菌的临床分布及毒力基因检测

㊃6742㊃检验医学与临床2020年9月第17卷第17期 L a b M e d C l i n,S e p t e m b e r2020,V o l.17,N o.17㊃论著㊃D O I:10.3969/j.i s s n.1672-9455.2020.17.013
西安某医院临床分离嗜麦芽窄食单胞菌的临床分布及毒力基因检测*
井发红,辛娜,何天娇,李卓ә
西安医学院第一附属医院检验科,陕西西安710077
摘要:目的了解嗜麦芽窄食单胞菌的临床感染特点㊁抗菌药物敏感性及毒力基因携带情况,为嗜麦芽窄食单胞菌的感染控制提供数据支持㊂方法收集该院2017年1月至2018年12月分离的嗜麦芽窄食单胞菌79株,剔除重复菌株,对其临床感染特点进行总结分析,用纸片扩散法检测嗜麦芽窄食单胞菌对3种抗菌药物的敏感性;采用改良微孔板法分析其生物膜形成能力;P C R检测4种主要毒力基因(S t m p r1㊁S t m p r2㊁s m f-1㊁S m l t3773l o c u s)的携带状况㊂结果临床分离的79株嗜麦芽窄食单胞菌主要来自痰标本62例㊁肺泡灌洗液6例㊁分泌物8例㊁尿液3例;分离率最高的科室是呼吸及重症医学科29例,其次是神经外科28例,其余来自全科医学科㊁内分泌科㊁肾病血液科及骨科等;嗜麦芽窄食单胞菌感染患者中,男性居多,有51例(64.6%);大多数患者在检测到嗜麦芽窄食单胞菌前均使用过2~5种抗菌药物,其中抗菌药物的使用种类大于3种的患者占比高达64.5%,主要的抗菌药物为头孢菌素类(82.3%)㊁碳青霉烯类(53.1%)和含酶抑制剂复合制剂(63.3%)㊂79株菌株对左氧氟沙星㊁甲氧苄啶-磺胺甲噁唑的耐药率分别为12.6%和3.8%,未发现对米诺环素耐药的菌株㊂生物膜形成试验的结果表明,生物膜形成能力A492为0.50ʃ0.42,不同性别患者间差异无统计学意义(P>0.05)㊂毒力基因检测显示,S t m p r1㊁S t m p r2㊁s m f-1㊁S m l t3773l o c u s的阳性率较高,分别为75.9%㊁91.1%㊁93.7%和44.3%㊂结论嗜麦芽窄食单胞菌检出以男性患者居多,且大多数患者有多种抗菌药物的应用史,细菌毒力基因携带率较高㊂
关键词:嗜麦芽窄食单胞菌;临床分布;毒力基因
中图法分类号:R446.5文献标志码:A文章编号:1672-9455(2020)17-2476-04
C l i n i c a l d i s t r i b u t i o n a n d p r e v a l e n c e o f v i r u l e n c e g e n e s o f S t e n o t r o p h o m o n a s
m a l t o p h i l i a s t r a i n s i n a h o s p i t a l i n X i'a n*
J I N G F a h o n g,X I N N a,H E T i a n j i a o,L I Z h u oә
D e p a r t m e n t o f C l i n i c a l L a b o r a t o r y,F i r s t A f f i l i a t e d H o s p i t a l o f X i'a n M e d i c a l C o l l e g e,
X i'a n,S h a n n x i710077,C h i n a
A b s t r a c t:O b j e c t i v e T o i n v e s t i g a t e t h e c l i n i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f S t e n o t r o p h o m o n a s m a l t o p h i l i a i n f e c t i o n, a n t i m i c r o b i a l s u s c e p t i b i l i t y a n d v i r u l e n c e g e n e c a r r y i n g s t a t u s,s o a s t o p r o v i d e d a t a s u p p o r t f o r t h e i n f e c t i o n c o n t r o l o f S t e n o t r o p h o m o n a s m a l t o p h i l i a.M e t h o d s A t o t a l o f79s t r a i n s o f S t e n o t r o p h o m o n a s m a l t o p h i l i a i-s o l a t e d i n t h e h o s p i t a l f r o m J a n u a r y2017t o D e c e m b e r2018w e r e c o l l e c t e d a n d t h e r e p e t i t i v e s t r a i n s w e r e e-l i m i n a t e d,a n d t h e c l i n i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f i n f e c t i o n w e r e s u mm a r i z e d a n d a n a l y z e d.T h e s e n s i t i v i t y o f S t e n o t r o p h o m o n a s m a l t o p h i l i a t o t h r e e a n t i m i c r o b i a l a g e n t s w a s d e t e c t e d b y d i s k d i f f u s i o n m e t h o d,a n d t h e b i o f i l m f o r m a t i o n a b i l i t y w a s a n a l y z e d b y i m p r o v e d m i c r o p l a t e m e t h o d.P C R w a s u s e d t o d e t e c t t h e c a r r y i n g s t a t u s o f f o u r m a j o r v i r u l e n c e g e n e s(S t m p r1,S t m p r2,s m f-1,S m l t3773l o c u s).R e s u l t s A t o t a l o f62s t r a i n s (78.5%)w e r e i s o l a t e d f r o m s p u t u m s p e c i m e n s,6s t r a i n s w e r e i s o l a t e d f r o m b r o n c h o a l v e o l a r l a v a g e f l u i d,8 s t r a i n s f r o m s e c r e t i o n a n d3s t r a i n s f r o m u r i n e.T h e i s o l a t i o n r a t e w a s h i g h e s t i n D e p a r t m e n t o f R e s p i r a t o r y a n d S e v e r e D i s e a s e s M e d i c i n e(29c a s e s),f o l l o w e d b y t h e D e p a r t m e n t o f N e u r o s u r g e r y(28c a s e s),a n d t h e r e s t w e r e f r o m D e p a r t m e n t o f G e n e r a l M e d i c i n e,D e p a r t m e n t o f E n d o c r i n o l o g y,D e p a r t m e n t o f K i d n e y H e m a t o l o g y a n d D e p a r t m e n t o f O r t h o p a e d i c s.A t o t a l o f51s t r a i n s(64.6%)w e r e f r o m m a l e p a t i e n t s.M o s t p a t i e n t s u s e d 2-5k i n d s o f a n t i b i o t i c s b e f o r e d e t e c t i o n o f S t e n o t r o p h o m o n a s m a l t o p h i l i a,a n d64.5%o f t h e p a t i e n t s u s e d m o r e t h a n3k i n d s o f a n t i b i o t i c s,a n d t h e m a i n a n t i b i o t i c s w e r e c e p h a l o s p o r i n s(82.3%),c a r b a p e n e m s (53.1%)a n d e n z y m e i n h i b i t o r s(63.3%).T h e r e s i s t a n c e r a t e s o f79s t r a i n s t o l e v o f l o x a c i n a n d t r i m e t h o p r i m s u l f a m e t h o x a z o l e w e r e12.6%a n d3.8%r e s p e c t i v e l y a n d n o m i n o c y c l i n e r e s i s t a n t s t r a i n w a s f o u n d.T h e r e-
*基金项目:西安医学院第一附属医院院级课题(X Y F Y2016-02)㊂
作者简介:井发红,女,副主任技师,主要从事微生物检验相关研究㊂ә通信作者,E-m a i l:l i z h u o721@163.c o m㊂
s u l t s o f b i o f i l m f o r m a t i o n t e s t s h o w e d t h a t t h e a v e r a g e v a l u e A492o f b i o f i l m f o r m a t i o n a b i l i t y w a s0.50ʃ0.42,a n d t h e r e w a s n o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e b e t w e e n d i f f e r e n t g e n d e r s.V i r u l e n c e g e n e d e t e c t i o n r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e p o s i-t i v e r a t e s o f S t m p r1,S t m p r2,s m f-1a n d S m l t3773l o c u s w e r e r e l a t i v e l y h i g h,75.9%,91.1%,93.7%a n d 44.3%r e s p e c t i v e l y.C o n c l u s i o n S t e n o t r o p h o m o n a s m a l t o p h i l i a i s m a i n l y d e t e c t e d i n m a l e p a t i e n t s,a n d m o s t o f t h e p a t i e n t s h a v e a h i s t o r y o f m u l t i p l e a n t i m i c r o b i a l a g e n t s,a n d t h e b a c t e r i a l v i r u l e n c e g e n e c a r r y i n g r a t e i s h i g h.
K e y w o r d s:s t e n o t r o p h o m o n a s m a l t o p h i l i a;c l i n i c a l d i s t r i b u t i o n;v i r u l e n c e g e n e
嗜麦芽窄食单胞菌是一种革兰阴性非发酵菌,在自然界广泛分布,亦可寄居于人的呼吸道和肠道中,该菌并非强毒力细菌㊂但是,目前它所造成的医院内感染正在不断增加㊂中国耐药监测网的数据显示,在非发酵菌中嗜麦芽窄食单胞菌分离率位列第3位[1]㊂目前发现,嗜麦芽窄食单胞菌主要感染恶性肿瘤[2]㊁
进行了介入性治疗[3]㊁有慢性呼吸道疾病㊁免疫缺陷㊁抗菌药物用药史[4]㊁长期在重症监护室进行治疗[5]的患者㊂而且嗜麦芽窄食单胞菌对大多数临床常用的抗菌药物天然耐药,如氨基糖苷类和很多β-内酰胺类(如碳青霉烯类)抗菌药物,导致临床感染难以控制[6]㊂本研究对临床分离的嗜麦芽窄食单胞菌的耐药情况㊁生物膜形成能力和毒力基因等进行检测,结合患者临床信息进行分析,旨在了解嗜麦芽窄食单胞菌的耐药机制和感染特点,以指导临床的合理用药和控制医院内感染㊂现报道如下㊂
1材料与方法
1.1菌株来源收集2017年1月至2018年12月西安医学院第一附属医院检验科微生物室分离的嗜麦芽窄食单胞菌菌株79株,均来自住院成人患者,剔除重复菌株,所有菌株均经过V I T E K-2C o m p a c t全自动微生物鉴定药敏仪进行鉴定,同时收集患者的临床信息及抗菌药物的使用情况㊂
1.2抗菌药物及培养基抗菌药物包括左氧氟沙星㊁甲氧苄啶-磺胺甲唑和米诺环素,药敏纸片均购自英国O x o i d公司,血琼脂平板和水解酪蛋白琼脂平板购自郑州安图公司,质控菌株为铜绿假单胞A T C C27853和大肠埃希菌A T C C25922,药敏结果的判定参照美国临床与实验室标准化协会(C L S I)2016年的标准㊂
1.3仪器与试剂 P C R扩增仪购自新加坡公司; V I T E K-2C o m p a c t全自动微生物鉴定药敏仪购自法国生物梅里埃公司;P C R试剂盒和细菌基因组提取试剂盒购自北京天根生化科技有限公司;D N A M a r k e r 购自日本T a K a R a公司㊂
1.4生物膜测定挑取过夜培养的嗜麦芽窄食单胞菌单个菌落用新鲜配制的T S B配制到D600=1(相当于1ˑ109c f u/m L),再用肉汤按1ʒ100稀释到D600=0.01(1ˑ107c f u/m L),分别吸取200μL菌液加入到96孔微孔板中,37ħ静置培养24h㊂采用结晶紫实验检测嗜麦芽窄食单胞菌生物膜形成能力[7]㊂首先将培养的平皿60ħ固定1h;然后弃去上清液,再用灭菌生理盐水清洗4次;每孔加入50μL0.5 m g/m L结晶紫染液,室温静置5m i n;用自来水洗去残余染料,自然晾干;加入250μL33%冰醋酸溶解15 m i n;用酶标仪测定波长492n m处的吸光度(A)值来评估生物膜的形成能力㊂
1.5毒力基因的检测采用P C R方法检测嗜麦芽窄食单胞菌的4个主要毒力基因(S t m p r1㊁S t m p r2㊁s m f-1㊁S m l t3773l o c u s),所得产物采用琼脂糖凝胶电泳,电压5V/c m,10m i n,根据片段大小判断有无,并计算毒力基因的携带率㊂合成引物参考文献[8],见表1㊂
表1毒力基因引物序列表
基因引物名称序列(5'-3')产物大小(b p) S t m p r1S t m p r1-F T G G A T G C T T G G T C C C G T A G T2540
S t m p r1-R C C G T G G T G T C G G C T T C G A T C T C T
S t m p r2S t m p r2-F G C C G A T T C C G G C A T T C A C A C C1764
S t m p r2-R G G T C A G G C C C G A G A A G G T G C T
S m l t3773l o c u s S m l t3773l o c u s-F C G G T G C C G A A C T C G T A A C C G G1342 S m l t3773l o c u s-R C T T C C G G C C A T G G C A G G C G A A
s m f-1S m f-1-F G G A A G G T A T G T C C G A G T C C G674
S m f-1-R G C G G G T A C G G C T A C G A T C A G T T
1.6统计学处理采用S P S S19.0软件进行统计学分析,计量资料用xʃs表示,组间比较采用双侧t检验;计数资料用频数或百分率进行描述统计分析㊂P<0.05为差异有统计学意义㊂
㊃7742㊃
检验医学与临床2020年9月第17卷第17期 L a b M e d C l i n,S e p t e m b e r2020,V o l.17,N o.17
2结果
2.1嗜麦芽窄食单胞菌的来源及临床分布特点79株嗜麦芽窄食单胞菌主要来自于呼吸及重症医学科(29例),神经外科(28例),以及全科医学科㊁内分泌科㊁肾病血液科和骨科等㊂嗜麦芽窄食单胞菌感染患者中,男51例(占64.6%),女28例(占35.4%)㊂< 40岁2例(占2.5%),40~<50岁3例(占
3.8%), 50~<60岁4例(占5.1%),60~<70岁9例(占11.4%),70~<80岁11例(占13.9%),80~<90岁26例(占32.9%),>90岁24例(占30.4%)㊂菌株主要来自痰标本62例,肺泡灌洗液6例,分泌物8例,尿液3例㊂79株菌株对左氧氟沙星㊁甲氧苄啶-磺胺甲噁唑的耐药率分别为12.6%和3.8%,未检出对米诺环素耐药的菌株㊂患者在分离到嗜麦芽窄食单胞菌前均应用过2~5种抗菌药物,其中使用3种以上的患者占6
4.5%,主要的抗菌药物为头孢菌素类(82.3%)㊁碳青霉烯类(53.1%)和含酶抑制剂复合制剂(63.3%)㊂
2.2生物膜形成能力嗜麦芽窄食单胞菌的生物膜形成能力A492为0.50ʃ0.42,女性患者生物膜形成能力A492为0.54ʃ0.41,男性患者A492为0.48ʃ0.44,男㊁女性患者比较,差异无统计学意义(P> 0.05)㊂
2.3毒力基因检测毒力基因检测显示,S t m p r1㊁S t m p r2㊁s m f-1㊁S m l t3773l o c u s的阳性率较高,分别为75.9%㊁91.1%㊁9
3.7%和4
4.3%㊂
3讨论
嗜麦芽窄食单胞菌是一种常见的医院内机会性致病菌,随着广谱抗菌药物的大量使用和免疫抑制剂的广泛应用,且侵入性操作不断增多,该菌的分离率逐年上升,给临床治疗带来极大困难㊂本研究结果显示,79株嗜麦芽窄食单胞菌主要来源于呼吸及重症医学科,其次是神经外科㊂该类科室的患者基础疾病较为复杂,自身免疫力低,同时应用多种广谱抗菌药物治疗,导致菌群失调,并且该类科室患者住院周期长,多需接受机械通气及深静脉置管等创伤性操作,这些均是引起嗜麦芽窄食单胞菌医院内感染的易感因素[9]㊂
本研究结果显示,菌株来自痰标本62例㊂引起患者呼吸道感染的原因主要是由于嗜麦芽窄食单胞菌易定植于呼吸道及胃肠道,同时患者在分离到嗜麦芽窄食单胞菌前均应用过2~5种抗菌药物,且使用3种及以上抗菌药物的患者占64.5%㊂广谱抗菌药物的大量使用使患者体内正常菌群遭到破坏,而有利于嗜麦芽窄食单胞菌的生长㊂同时发现该菌感染以男性居多,>60岁患者占88.6%,说明嗜麦芽窄食单胞菌感染好发于老年人等免疫力低下患者㊂另一方面随着年龄增长,气管功能逐渐衰退,肺泡弹性及支气管纤毛上皮运动逐渐减弱,使呼吸道清除功能减弱[10]㊂
本研究药敏结果显示,79株菌株对左氧氟沙星㊁甲氧苄啶-磺胺甲噁唑的耐药率分别为12.6%和3.8%,所有菌株均对米诺环素敏感,低于国内其他地区的报道[11],与刘加军等[12]报道的结果相似㊂甲氧苄啶-磺胺甲噁唑是目前治疗嗜麦芽窄食单胞菌的首选药物,但是本院目前已出现对其耐药的菌株,应引起重视㊂国内外已有研究表明,体外联合用药优于单一用药[13-14]㊂因此,临床上针对嗜麦芽窄食单胞菌感染严重的患者可以考虑甲氧苄啶-磺胺甲噁唑联合其他药物的治疗方案㊂
革兰阴性杆菌重要的特点是易形成生物膜,侵入性操作的增加使生物膜相关感染和病死率不断增加,本研究中嗜麦芽窄食单胞菌的生物膜形成能力A492为0.50ʃ0.42;毒力基因检测显示,S t m p r1㊁S t m p r2㊁s m f-1㊁S m l t3773l o c u s的阳性率较高㊂
总之,本院嗜麦芽窄食单胞菌感染主要分布于呼吸及重症医学科㊁神经外科,患者以男性居多,大多使用过3种及以上抗菌药物,毒力基因携带率高,由于该菌对多种抗菌药物耐药,要求医生在临床工作中注重病原学的检验,针对病原菌合理选择抗菌药物,减少嗜麦芽窄食单胞菌的感染及耐药菌株的产生㊂
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㊃8742㊃检验医学与临床2020年9月第17卷第17期 L a b M e d C l i n,S e p t e m b e r2020,V o l.17,N o.17
2.3 MM阳性性别分布情况 MM阳性中,男性阳性数(1138例)是女性阳性数(858例)的1.33倍㊂所有分型中,男性占比均高于女性,在I g G㊁I g A㊁I g M㊁
I g D型中男性占比分别为54.3%㊁58.2%㊁77.1%㊁
60.4%㊁57.0%,女性占比分别为45.7%㊁41.8%㊁22.9%㊁39.6%㊁43.0%㊂I g E型仅有1份,故不计入统计㊂
3讨论
本研究中,M蛋白类型构成比从高到低依次为I g G>I g A>轻链>I g D>I g M>I g E,轻链-κ>轻链-λ; MM在60~<75岁人群中发病率最高,其次是45~<60岁人群;男性发病率高于女性㊂值得注意的是,本研究中轻链型所占比例较高,且I g D型高于国外报道的2%[4],提示广东地区M蛋白轻链型和I g D 型较西方国家人群高㊂有研究报道,M蛋白轻链分布中轻链-κ型较轻链-λ型明显更多,但是本研究中轻链-λ型明显多于轻链-κ型[4],分析原因可能与I g D-λ型M蛋白较多和游离轻链型M蛋白有关㊂
MM是一种老年病,其中位诊断年龄为69岁,低于40岁的患者较为少见[5]㊂本研究中,患者发病年龄集中于45~<75岁,75~<90岁次之,40岁以下和ȡ90岁者少见㊂广东地区MM阳性检出年龄段分布略高于周爱花等[6]报道的发病年龄,是否由于标本来源及区域性差异有待增加样本量做进一步统计分析㊂
MM发病率男性略多于女性,且受种族和遗传因素的影响,其发病也受环境因素影响,如暴露于农业及石化工业的化学品[7],本研究结果显示,广东地区MM男性发病率为女性的1.33倍,男女发病率比例与周爱花等[6]和刘玉梅等[8]报道的相当,表明广东地区男女发病比例与西北兰州地区相似㊂但是,广东地区MM各分型男女阳性率明显高于周爱花等[6]报道的数据,造成差异的原因可能与临床检测技术及方法的联合应用有很大关系,是否由于地域或经济条件及环境因素有待进一步研究㊂本研究中,I g D和I g M型MM阳性率男性明显高于女性,其他文献对这两种类型少有统计,尤其是I g M型MM,阳性率为4.8%,提示此型较少见㊂I g M分型除具有MM的一般临床表现外,因其相对分子质量较大,易形成五聚体而使血液黏滞性增高,易发生高黏滞性综合征,其预后极差㊂因此,通过联合检测,提高MM检出率,降低MM的漏诊㊁误诊率,及早发现㊁及早预防,对MM的预后治疗具有重要意义㊂
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检验医学与临床2020年9月第17卷第17期 L a b M e d C l i n,S e p t e m b e r2020,V o l.17,N o.17。