气道分泌物病原菌培养在呼吸系统感染诊断中的应用价值

刘琳，张湘燕，高占成

(1贵州省人民医院，贵阳550002；2北京大学人民医院)



·综述·

气道分泌物病原菌培养在呼吸系统感染诊断中的应用价值

刘琳1，张湘燕1，高占成2

(1贵州省人民医院，贵阳550002；2北京大学人民医院)

判断气道分泌物培养的病原菌是定植还是感染是目前呼吸系统感染治疗中的难点之一。痰培养对社区获得性肺炎的诊断和治疗参考信息较少。气道吸取物的病原培养对诊断呼吸机相关性肺炎的价值有限。慢性肺疾病患者远端气道细菌定植常见，仅凭气道分离菌的阳性结果并不能诊断呼吸道感染。与细菌相比，区分真菌是定植或感染难度更大，传统的呼吸系统真菌感染诊断方法有涂片和培养，但痰涂片阳性率低、无法鉴别菌种，而培养则耗时长、敏感度不高，新的非培养快速诊断技术正在不断探索、应用。

呼吸系统感染；细菌定植；痰培养；支气管肺泡灌洗液；保护性毛刷

在呼吸系统感染疾病的诊疗中，临床医生常通过呼吸系统分离菌检测结果指导用药及评估疗效。但是呼吸系统分离菌是感染还是定植是困扰多数临床医生的难题。实验室无法单纯依赖培养鉴定技术来确定气道来源病原菌究竟是感染还是定植，临床医生也无法根据患者的临床表现和医师的经验来精确判断呼吸道致病菌的属或种。多数情况下，人体表面、上呼吸道及消化道的条件致病菌并不引起感染，但当机体由于各种因素导致抵抗力下降、菌群失调或天然屏障结构破坏时，定植的致病菌则可引起感染。如果仅根据细菌定植结果制定治疗方案，容易造成抗菌药物的过度使用；如果将感染误认为定植，则有可能会错过最佳治疗窗，增加感染扩散概率，甚至加重病情和危及生命。因此，判断气道分离菌的价值已成为目前呼吸系统感染中的难点问题之一。现就呼吸系统分离菌在呼吸系统感染诊断中的价值综述如下。

1　 痰培养在社区获得性肺炎(CAP)诊断中的应用价值

CAP的常见致病菌有肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌、流感嗜血杆菌、支原体和衣原体等[1]。特定病原菌培养或非培养手段成为应用最广的CAP诊断方法[2,3]。痰液是最方便取得的病原菌诊断标本，痰液细菌分离培养是简单方便、经济安全的病原学诊断技术。Miravitlles等[4]通过研究4 089份来自CAP患者的痰标本，探讨痰的颜色与潜在致病微生物(PPM)的相关性，结果发现绿痰和黄痰相较于白痰提示痰液细菌阳性的敏感度较高，但特异度仅为15%。国内另一项研究[5]通过痰标本细菌的16s rRNA超变区域来研究CAP细菌组成，结果发现导致CAP的细菌读长(reads)分布与健康对照组相仿，与其他健康人相比，CAP的细菌组成少有变化。由此看来，CAP患者的痰培养标本似乎并不能给临床医生提供更多更有价值的信息。

另外，现有的痰培养方法并不能完全准确测出导致CAP的其他致病菌，如厌氧菌和部分口腔定植菌。Kei等[6]曾采用检测支气管肺泡灌洗液(BALF)中的CAP致病菌，发现除了肺炎链球菌(18.8%)、流感嗜血杆菌(18.8%)、肺炎支原体(17.2%)等最常见的致病菌外，厌氧菌(15.6%)和口腔细菌(15.6%)检出比例比既往报道更高。因此，如果单用痰培养结果诊断CAP，可能会低估成人CAP导致的疾病负荷。由此可见，痰培养对CAP致病菌的检出具有局限性，对CAP治疗方面参考信息较少。

2　气道吸取物(EA)病原培养在呼吸机相关性肺炎(VAP)诊断中的应用价值

VAP指南中推荐早期使用抗生素治疗，待微生物学检测结果明确后再针对性地进行降阶梯治疗[7]。因此，准确可靠的下呼吸道病原学证据是有效治疗VAP的前提。病原学诊断的金标准是肺组织活检或尸体解剖获得的病理结果。BALF定量培养诊断感染的特异度为80%～100%[8]，但此为有创检查，风险和费用较高。通过操作简便、费用更低的EA获得病原学证据，是近年来越来越多的临床医师更经常采用的方法。

如果对EA进行定量培养，细菌CFU≥105/ mL时对诊断VAP的敏感度为65.8%、特异度为48%；如果将标准提高为细菌CFU≥106/mL，则对VAP的诊断敏感度降为26%、特异度为78%[9]。法国学者[10]以保护性毛刷(PSB)单一细菌培养CFU≥103mL和(或)新鲜BALF中≥5%的中性粒细胞含有细菌作为VAP诊断标准，评估了EA定量培养与诊断VAP的相关性，结果显示EA的定量培养对VAP的诊断意义有限。Scholte等[11]在8年时间内收集了311例重症监护室疑诊VAP患者的EA和BALF，结果显示虽然二者的细菌革兰染色、定量和半定量培养结果基本一致，但就对VAP的诊断价值来说，EA并不能取代BALF。而另一项荟萃分析[12]集中了4个大规模的随机对照研究，发现依据EA培养结果诊断VAP可能会导致抗菌药物的过度使用。因此，目前大多数学者认为EA对VAP的诊断价值有限，EA不能代替BALF作为独立的微生物学指标诊断VAP。然而，上述说法在学界也存在争议。有学者[13]比较了经EA非定量培养与BALF定量培养诊断VAP的患者28 d病死率、目标抗生素使用率及不用抗生素天数后发现，两组差异无统计学意义。因此有学者[14]认为，BALF定量培养在诊断VAP方面的价值是否优于EA定性培养，取决于评价标准的界定，并需要结合患者临床表现、影像学征象、流行病学资料进行选择。

3　远端气道分离菌在慢性肺疾病呼吸道感染诊断中的应用价值

以往观点认为下呼吸道是无菌的，从下呼吸道分离出的任何细菌均为致病菌。然而近期分子生物学技术研究发现，下呼吸道细菌也存在无症状定植。尤其是慢性肺疾病患者，其肺部防御体系的损害导致下呼吸道病原菌清除发生障碍，与健康人相比，这类患者即使是处于病情稳定期，出现远端气道细菌定植的几率仍然较高。

有学者[15]采用PSB和BALF的定量培养的方法，观察了16例健康体检者、33例肺癌患者、18例慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者、17例支气管扩张患者和32例因喉部肿瘤长期气管切开患者的远端气道细菌定植情况(所有患者均为非急性加重期且至少停用抗生素1个月)，发现分离出的细菌种类包括肺炎链球链、卡他莫拉菌、金黄色葡萄菌(包括凝固酶阴性)、流感嗜血杆菌、铜绿假单胞菌和奈瑟氏菌等，42%的支气管肺癌患者、83%的COPD患者、88%的支气管扩张患者和47%的气切患者均有细菌定植，只有1例健康体检者PSB标本培养出葡萄球菌(4×102CFU/mL)；最常见的两种PPM是草绿色链球菌和奈瑟氏菌；嗜血杆菌属、肺炎链球菌、流感嗜血杆菌和卡他莫它菌分别是支气管肺癌、COPD、支气管扩张和气管造瘘术患者最常见的PPM。该研究提示，慢性肺部疾病和长期气管切开的患者常出现远端气道细菌定植，然而细菌定植模式不尽相同，这或许对急性发作期时抗生素的使用有一定指导意义。另一项研究[16]对77例稳定期气管扩张的患者进行为期2年的观察，通过咽拭子、痰液、PSB、BALF等多部位获取呼吸道标本微生物并进行分离培养，发现稳定期支气管扩张患者有较高的PPM定植率。对于COPD患者，即使没有急性加重，由于PPM定植与宿主炎症和免疫反应密切相关[17]，患者还可出现气促、咳嗽、痰量增加等呼吸道症状。该研究还提示，痰培养与PCR对COPD稳定期和急性加重期的检测结果不尽相同，PCR的诊断价值优于痰培养[18]。

不难看出，慢性肺疾病患者远端气道的细菌定植并非罕见现象，并与患者的临床表现、治疗策略及疾病预后有密切关系。仅凭气道来源的细菌培养的阳性结果并不能完全证明该分离菌与患者呼吸道感染有确切因果关系。

4　气道来源真菌培养在呼吸系统感染诊断中的应用价值

真菌相对细菌来讲区分定植和感染更加困难。学者们对真菌在感染或定植状态下如何与宿主相互作用及如何鉴别真菌的定植与感染仍不十分清楚，这导致临床医师对真菌感染的诊断和治疗存在很多困惑。EORTC/MSG制定的标准主要针对无菌部位的侵袭性真菌感染，但来自呼吸道、消化道等黏膜部位的病原学诊断报告是否能成为临床抗真菌治疗的可靠依据，现在仍然有争议。Mona等[19]发现COPD患者下气道培养出丝状真菌是较为常见的现象，在对128例COPD患者进行下气道分泌物真菌检测中，63例(49%)患者培养出丝状真菌，其中75%(47/63)为烟曲霉菌。但COPD患者丝状真菌培养阳性的临床意义还不清楚，只是发现这些患者痰液丝状真菌分离率与白细胞总数、吸入激素剂量呈正相关关系。有研究[20]显示，在非中性粒细胞减少患者的纤维支气管镜采样中分离到假丝酵母菌，即使是高浓度也认为是污染或可能污染，没有诊断意义。

传统的呼吸系统真菌感染检测方法有涂片和培养，但痰涂片阳性率低、无法鉴别菌种，而培养则耗时长、敏感度不高。新的非培养快速诊断技术包括：①对曲霉诊断有较高特异度的GM试验；②能对侵袭性真菌感染做出早期诊断的G试验；③用于隐球菌诊断的抗原抗体检测；④分子诊断方法如PCR[21]；⑤基于液态芯片和微流体芯片技术的检测。

无论是健康人群还是呼吸道疾病患者，上呼吸道维持相对稳定的共生菌构成了上呼吸道正常菌群[22]，下呼吸道也存在数种细菌定植，尤其是结构性肺病患者。痰液细菌培养结果依旧是目前指导临床用药的主要病原学依据，但痰培养的局限性限制了其对疾病诊断和指导治疗的价值。痰培养的局限性主要包括随机挑选导致遗漏致病菌；特定致病菌生长速度慢、鉴定周期长，对病毒、非典型菌、苛养菌、真菌、厌氧菌及新发病原等难以培养出阳性结果；对“细菌+病毒”等多重感染诊断价值有限；即使培养出阳性结果，对定植或感染也难以定性。从临床经验来讲，合格的痰标本是致病菌培养的先决条件，定量培养可能具有更高的临床参考价值。痰液培养结果与无菌体液(血液、胸膜腔积液等)及其他部位标本培养结果一致时更具有诊断价值。因此，笔者认为，坚持“定性与定量相结合，个体化策略”的原则，采取“一分为二，辩证分析”的方法，利用“临床-放射-微生物-病理等多学科整合”的模式，对痰液、EA、BALF、PSB标本的“多中心、全方位”采样和检测，对鉴别和确定呼吸系统分离菌性质、明确临床感染、指导治疗更有意义。

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国家自然科学基金资助项目(81560003)。

高占成(E-mail: zcgao@bjmu.edu.cn)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.31.035

R56

A

1002-266X(2016)31-0103-03

2016-02-17)