骨科患者血流感染的临床特点及病原学分析

王 艳， 邸师红， 吴 俊， 梁 倩， 童 静， 郝 娜

骨科感染类型复杂，涉及开放性创伤、骨与关节感染以及骨科植入物术后感染等。感染可导致手术失败，延长疗程，增加医疗费用，给患者造成巨大的痛苦，病原菌一旦入血引起血流感染（BSI），病死率可达20%～30%[1]。随着骨科侵袭性诊疗手段的广泛应用、接受关节置换术患者的增加、术后长期卧床和局部供血差等原因，造成BSI的概率增高，这给骨科抗感染治疗带来了挑战。血培养是诊断BSI的金标准，其结果的准确、及时对降低患者感染死亡风险、改善预后意义重大[2]。本研究对2012年1月-2017年12月北京积水潭医院200例骨科确诊BSI患者的病例资料进行回顾性分析，旨在了解引起骨科BSI的原因和临床特点，常见病原菌分布和耐药情况，为骨科BSI的早期诊断和抗感染治疗提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 临床资料

收集2012年1月-2017年12月我院骨科（包括创伤骨科、手外科、矫形骨科、脊柱外科、小儿骨科及骨肿瘤科）住院患者发生BSI的临床资料。

1.2 方法

1.2.1 诊断标准 BSI诊断参照《血流感染实验诊断与临床诊治》和《临床微生物实验室血培养操作规范》[3-4]。入院48 h后血培养分离出病原微生物，并伴有下列症状或体征中的一项：①体温＞ 38 ℃或＜36 ℃，可伴有寒战；②有入侵门户或迁徙病灶；③有全身感染中毒症状而无明显感染灶；④收缩压＜90 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）或下降超过40 mmHg。对同一患者多次连续培养相同病原菌只分析首次分离菌。复数菌BSI指48 h内血培养分离出2种及以上病原菌，或同一患者住院期间反复复发生的不同病原菌所致BSI。

1.2.2 血培养污染菌 至少应具备以下一项：①无明显发热及感染征象； ②抽取血培养至药敏结果回报 7 d内患者体温≤38 ℃，白细胞数≤10×109/ L；③根据患者血培养分离菌体外药敏结果选择敏感药物治疗无效；④长时间培养或连续多次多日培养，仅1次阳性且为皮肤定植菌群；⑤1次血培养分离出多于2种皮肤（如表皮葡萄球菌、痤疮丙酸杆菌、梭菌、类白喉棒状杆菌）或周围环境（如不动杆菌属、芽孢杆菌属）中正常菌群；⑥分离到正常菌群后 72 h内又分离出另一种细菌或真菌；⑦双套血培养分离出不同种细菌[4-5]。此外由于污染菌的菌量通常较少导致阳性检出时间较长， 因此血培养阳性报警时间长则提示可能是污染菌[6]。

1.2.3 病原菌分离、培养、鉴定和药敏试验 BACTECTM 9120血培养仪及配套血培养瓶购自BD公司，MALDI-TOF MS全自动生物质谱检测系统购自德国Bruke公司，VITEK 2-Compact全自动微生物鉴定和药敏系统及配套细菌鉴定卡和药敏卡均购自法国生物梅里埃公司。哥伦比亚血琼脂培养基、麦康凯培养基、沙保弱培养基、厌氧血琼脂培养基等均购自天津金章科技公司。质控标准菌株为金黄色葡萄球菌ATCC 25923、大肠埃希菌ATCC 25922、铜绿假单胞菌ATCC 27853、粪肠球菌ATCC 29212。使用ATB FUNGUS 3真菌药敏试剂盒进行药敏试验。厌氧菌使用E试验条进行药敏试验。药敏结果遵循美国临床和实验室标准化协会（CLSI）规定。

2 结果

2.1 骨科BSI的临床特点

2 0 0 例骨科B S I患者男性多于女性（132∶68），平均年龄（46.9±19.8）岁，以开放性骨折患者为主（其中单发伤占31.0%，多发伤占44.5%）。共检出218株病原菌，单一菌感染占91.0%，复数菌感染占9.0%。有基础疾病（包括糖尿病、高血压、冠心病等）的患者占27.5%，且大多数患者伴有体温、白细胞、C反应蛋白、降钙素原升高和血沉增快。结果见表1。

表1 200例骨科BSI患者的临床资料Table 1 Clinical features of 200 cases of blood stream infections in orthopedic patients

2.2 骨科BSI的病原学特点及分布

2012年1月-2017年12月骨科病房送检4 037套血培养标本，共检出218株病原菌，阳性率为5.4%，其中革兰阳性菌91株（41.7%），革兰阴性菌108株（49.5%），厌氧菌10株（4.6%），真菌9株（4.1%）。前6位的病原菌依次为凝固酶阴性葡萄球菌41株[18.8%，主要包括表皮葡萄球菌18株（8.3%）、溶血葡萄球菌8株（3.7%）、腐生葡萄球菌4株（1.8%）等]，大肠埃希菌27株（12.4%），金黄色葡萄球菌23株（10.6%），肺炎克雷伯菌19株（8.7%），鲍曼不动杆菌14株（6.4%）及铜绿假单胞菌11株（5.0%）。厌氧菌包括拟杆菌属6株、厌氧消化链球菌4株。真菌包括光滑念珠菌3株、近平滑念珠菌2株、其他念珠菌4株。见表2。

2.3 主要革兰阳性菌的药敏试验

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和耐甲氧西林凝固酶阴性葡萄球菌（MRCNS）检出率分别为39.1% （9/23）和78.0% （32/41），凝固酶阴性葡萄球菌对大部分抗菌药物的耐药率明显高于金黄色葡萄球菌，对青霉素G、环丙沙星、红霉素和克林霉素耐药率均＞50%，未发现对万古霉素和利奈唑胺耐药的葡萄球菌。见表3。

表2 骨科BSI患者病原菌分布Table 2 Distribution of the microorganisms isolated from blood stream infections in orthopedic patients

2.4 主要革兰阴性杆菌的药敏试验

肠杆菌科细菌中产超广谱β内酰胺酶（ESBL）大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌检出率为63.0%（17/27）和47.4%（9/19），此类菌对氨苄西林、哌拉西林、头孢噻肟、庆大霉素、甲氧苄啶-磺胺甲唑和四环素耐药率较高，大于或接近50%。肺炎克雷伯菌对阿莫西林-克拉维酸、哌拉西林-他唑巴坦和氨苄西林-舒巴坦的耐药率均高于大肠埃希菌，在21.4%～42.9%。阴沟肠杆菌对多种抗菌药物敏感率较高，＞70%。肠杆菌科细菌对亚胺培南和美罗培南敏感率最高，＞ 90%。不发酵糖革兰阴性杆菌中鲍曼不动杆菌耐药最严重，对大部分抗菌药物耐药率＞80%；铜绿假单胞菌对氨曲南、阿米卡星、庆大霉素、环丙沙星和左氧氟沙星敏感率高，≥80%。见表4。

2.5 厌氧菌和念珠菌药敏试验

厌氧菌对哌拉西林-他唑巴坦和亚胺培南100%敏感。拟杆菌属对青霉素的敏感率最低，仅为50.0%，对克林霉素和甲硝唑敏感率分别为80.0%和90.0%。在革兰阳性厌氧菌中，厌氧消化链球菌对青霉素、克林霉素和甲硝唑的敏感率均为

90.0%。9株念珠菌对5-氟胞嘧啶、两性霉素B、氟康唑、伊曲康唑和伏立康唑均敏感。

表3 主要革兰阳性菌对抗菌药物的耐药率和敏感率Table 3 Antimicrobial susceptibility of gram-positive strains（%）

表4 主要革兰阴性杆菌对抗菌药物的耐药率和敏感率Table 4 Antimicrobial susceptibility of gram-negative strains（%）

3 讨论

BSI是导致临床感染性疾病患者病情加重甚至死亡的主要原因，感染性休克患者若未接受及时、有效的抗菌治疗，每延误1 h其存活率将会下降7.6%，24 h内未给予有效的治疗其存活率＜10%[7-8]。骨科创伤患者因骨折伴随皮肤及周围软组织大面积损伤、破坏，失去了皮肤黏膜的天然保护屏障，骨质外露，患者失血抵抗力下降等因素极易诱发各种病原菌侵袭，尤其是开放性骨折或伴随软组织损伤的骨折，需通过多次手术治疗，使感染机会增加[9]。本研究的骨科BSI患者为开放性骨折（占75.5%），以单一菌感染为主（占91.0%）。有研究表明，高龄、患脑血管疾病、长时间机械通气以及90 d内住院史是BSI的独立危险因素[10]，本研究中伴有糖尿病、心脑血管病、高血压等基础疾病者占27.5%。此外由于骨肿瘤患者接受手术及放化疗治疗，机体免疫力下降，BSI发生率占14.0%。因此，及时识别骨科发生BSI高风险患者，早期、多次送血培养，明确病原菌诊断，及早制定全面准确的抗感染治疗方案，可改善患者预后。

在分离的218株病原菌中，革兰阴性菌和革兰阳性菌分别占49.6%和41.7%。排前6位的病原菌依次为凝固酶阴性葡萄球菌、大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌及铜绿假单胞菌。凝固酶阴性葡萄球菌和金黄色葡萄球菌是引起骨科BSI的主要革兰阳性菌，与文献报道一致[5,11]。近年来凝固酶阴性葡萄球菌已成为医院感染的重要致病菌，但同时又是BSI常见污染菌，因此正确地鉴别感染菌与污染菌具有重要临床意义，尤其是骨科凝固酶阴性葡萄球菌BSI患者，还应加强原发感染部位的标本送检，验证是否为感染菌。在革兰阳性菌中MRSA和MRCNS检出率为39.1%和78.0%， 低于全国外科病原菌耐药数据[12]和全国血标本耐药数据[13]，与我院之前监测数据接近[14]。本研究显示，葡萄球菌对青霉素G、红霉素和克林霉素耐药率＞50%，这可能与骨外科广泛应用此类抗菌药物有关，但未发现对万古霉素和利奈唑胺耐药葡萄球菌，故骨科可选择这2种抗菌药物治疗葡萄球菌引起的严重BSI。

在革兰阴性菌中大肠埃希菌分离率居首位，其次为肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌和铜绿假单胞菌。产ESBL大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌检出率分别为63.0%和47.4%，低于全国血标本耐药结果（大肠埃希菌70.2%，肺炎克雷伯菌53.3%）[13]，其原因可能为我院是骨科专科医院，收治的患者类型以创伤和人工关节置换为主，大多无长期使用抗生素史。大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌对氨苄西林、哌拉西林、头孢噻肟、庆大霉素、甲氧苄啶-磺胺甲唑和四环素耐药率较高，大于或接近50%。肺炎克雷伯菌对阿莫西林-克拉维酸、哌拉西林-他唑巴坦和氨苄西林-舒巴坦的耐药率均高于大肠埃希菌。阴沟肠杆菌对多种抗生素较为敏感。鲍曼不动杆菌耐药情况严重，对亚胺培南和美罗培南耐药率已达80.0%。铜绿假单胞菌对亚胺培南和美罗培南耐药率相对较低，＜30%。碳青霉烯类药物被认为是治疗耐药革兰阴性菌感染的最后一道防线，2017年CHINET监测数据显示碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌的检出率逐年上升[15]，本研究骨科BSI患者中分离出1株碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌。因此，为应对此类超级耐药细菌所致感染，实验室需要积极与临床沟通，增加其他可能有效的抗菌药物如多黏菌素或替加环素的药敏试验，提高治疗成功率。

近年来，念珠菌和厌氧菌等少见病原菌在BSI中的分离率也明显增加，应引起临床重视。本研究骨科BSI中厌氧菌和念珠菌分别占4.6%和4.1%，尤其是厌氧菌在人体肠道、口腔、生殖道正常菌群中占优势，当人体免疫功能减退、局部皮肤黏膜破坏，或不适当地使用抗菌药物导致菌群失调时，均可诱发厌氧菌内源性感染，前期我们对此也进行了深入分析[16]，提示临床关注此类病原菌引起的BSI。

综上所述，骨科患者因多伴有失血和创伤，免疫力低下，住院时间长，术后卧床时间久，骨组织血液供给差，极易发生医院感染。本研究通过回顾性分析骨科BSI病例特点及病原学，葡萄球菌和大肠埃希菌已成为骨科BSI的主要致病菌，体外药敏试验结果显示，万古霉素、亚胺培南和美罗培南仍保持较高的抗菌活性。为预防医院感染，降低骨科BSI发生率，需实施血培养双抽4瓶、增加原发感染灶的标本送检，加强医院感控意识以及合理使用抗菌药物等有效措施。