高毒力肺炎克雷伯菌肝脓肿的检测并文献复习

黄丽莎 肖文艳 胡娟娟 李惠 张金 郑瑶 杨旻 华天凤

作者单位：230032 安徽合肥，安徽医科大学第二附属医院重症医学二科，心肺复苏与危重病研究室

高毒力肺炎克雷伯菌（hypervirulentKlebsiella Pneumoniae，hvKP）肝脓肿是由高黏性菌株导致的肝脏化脓性感染，主要表现为寒战、高热及肝区疼痛，部分患者可合并肝外组织侵袭表现，病死率高达2.8%～10.8%［1］。该疾病在全球范围内均有出现，其中以亚洲国家为甚，hvKP 感染的防治已成为亚太地区尤其是我国棘手的临床问题［2-3］。第二代测序（next-generation sequencing，NGS）在肺炎克雷伯菌感染的早期临床诊断中具有一定的应用价值，本研究对安徽医科大学第二附属医院重症医学二科利用NGS 成功指导诊断并救治的2 例hvKP 肝脓肿患者进行报道并复习文献，探讨NGS 对于hvKP 肝脓肿早期临床诊疗的应用价值，旨在提高临床医师对此类疾病的早期诊断率，进而改善患者的远期预后，现将结果报告如下。

1 病例资料

1.1病例1 男性，57 岁，因“寒战、高热、恶心、呕吐2 d 余”于2021 年2 月12 日由急诊转入本科。患者入院前2 d 无明显诱因突起高热，最高体温（temperature，T）为39.5 ℃，伴恶心、呕吐、腹泻，就诊当天生命体征不稳：T 39.5 ℃，脉搏121 次/min，呼吸频率（respiratory rate，RR）35 次/min，血压（blood pressure，BP）76/54 mmHg（1 mmHg≈0.133 kPa），意识清楚，精神差，全身皮肤及巩膜黄染，四肢厥冷，腹部压痛明显，无反跳痛，其余系统无异常表现。急查生化指标提示：白细胞计数（white blood cell count，WBC）12.37×109/L，中性粒细胞比例（neutrophil ratio，NEU%）96.9%，C-反应蛋白（C-reactive protein，CRP）243.6 mg/L，降钙素原（procalcitonin，PCT） 67.76 μg/L，白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）4 116 ng/L，丙氨酸转氨酶（alanine transaminase，ALT）185 U/L，天冬氨酸转氨酶（aspartate transaminase，AST）217 U/L，总胆红素（total bilirubin，TBil）514.6 μmol/L，直接胆红素（direct bilirubin，DBil）320 μmol/L。腹部超声提示肝右侧叶低回声结节（67 mm×33 mm）。患者很快出现感染性休克及多器官功能不全，遂即转入重症监护病房（intensive care unit，ICU），入ICU 后立即经验性给予美罗培南（1 g，每8 h 给药1 次）抗感染，同时积极给予液体复苏、机械通气及血管活性药物维持血压等综合治疗。为尽快明确致病菌，先后完善血培养及外周血NGS 检查。半天后NGS 结果显示肺炎克雷伯菌感染，结合患者临床表现及影像学结果，高度怀疑hvKP 感染，3 d 后血培养提示未见细菌。病程第4 天，患者再次出现高热（T 39 ℃），超声提示肝右叶脓肿较前进展，立即行脓肿穿刺引流，并送细菌培养，结果提示检出肺炎克雷伯菌，经鉴定毒力试验阳性，确定为hvKP，药敏结果提示对美罗培南敏感，继续美罗培南抗感染治疗并加强肝脓肿引流，患者生命体征逐渐稳定，临床症状和生化指标明显改善（CRP 95.1 mg/L、IL-6 78.2 ng/L、PCT 3.99 μg/L），于病程第8 天降档抗菌药物为头孢哌酮钠舒巴坦钠（3 g，每12 h 给药1 次）。患者于病程第16 天复查超声提示肝脓肿较前吸收（45 mm×40 mm×36 mm），一般情况良好，转回普通病房继续治疗。患者于病程第35 天出院，出院后随访肝脓肿已吸收，肝功能正常。

1.2病例2 女性，66 岁，因“乏力、纳差5 d 余，发热3 d 余”于2022 年5 月4 日由急诊转入本科。入院前5 d 出现乏力、纳差，进行性加重，2 d 后出现高热，最高T 39 ℃，曾就诊于当地诊所，给予抗感染、退热等治疗（具体药物不详），疗效不佳。就诊本院当日生命体征不稳：T 39 ℃，脉搏187 次/min，RR 30 次/min，BP 90/45 mmHg，呈休克状态，意识模糊，双肺呼吸音粗，未闻及明显干湿啰音，四肢湿冷，查体无法配合。急查生化指标提示：WBC 9.28×109/L，NEU% 85.9%，PCT＞50.00 μg/L，CRP 346.9 mg/L，IL-6 100.6 ng/L，ALT 532 U/L，AST 580 U/L，TBil 121.0 μmol/L，DBil 93.9 μmol/L。急诊腹部CT 显示：肝右叶混杂低密度（60.3 mm×49.4 mm），边界欠清。急诊以感染性休克收治入ICU，入ICU 后给予机械通气、液体复苏及去甲肾上腺素维持血压。立即经验性使用亚胺培南西司他丁（2 g，每12 h 给药1 次）抗感染，并同时送外周血细菌培养及NGS 检查，半天后NGS 结果提示肺炎克雷伯菌感染，根据患者体征及临床表现，高度怀疑hvKP 感染，继续亚胺培南抗感染，3 d 后血培养结果回报检出肺炎克雷伯菌，毒力试验阳性，微生物室鉴定为hvKP，对亚胺培南西司他丁敏感。在病程第7 天行超声定位下脓肿穿刺引流，穿刺液送细菌培养，结果同前。病程第8 天调整抗菌药物为头孢哌酮舒巴坦（3 g，每12 h 给药1 次），治疗后患者临床症状和生化指标明显好转（ALT 109 U/L，AST 40 U/L，TBil 16.5 μmol/L，NEU%53.5%，DBil 5.0 μmol/L，WBC 5.19×109/L），于病程第16 天转回普通病房继续治疗，后期患者复查腹部超声提示肝脓肿较前明显吸收（36 mm×35 mm），并于病程第26 天出院，随访肝功能正常。

2 讨论

hvKP 是克雷伯菌属的一种特殊菌群，具有高侵袭力与高黏性表型。一项关于我国化脓性肝脓肿（pyogenic liver abscess，PLA）的研究显示，克雷伯菌属已替代埃希菌属成为PLA 的首要致病菌［4］。在韩国高达80%的PLA 病原体为hvKP［5］。肺炎克雷伯菌好发于合并糖尿病的患者［6］，hvKP 肝脓肿以寒战、发热、肝区疼痛为主要临床特点，部分患者可伴有恶心、呕吐等消化道症状。此外，约3.5%～20.0%的患者合并肝外部位感染，如眼内炎、脑膜炎、肺脓肿等，称为肺炎克雷伯菌肝脓肿侵袭综合征（invasiveKlebsiella pneumoniaeliver abscess syndrome，IKPLAS），此类患者发病隐匿，病情重，进展快，预后不佳。目前临床对hvKP 的诊断是综合临床表现、菌群表型、毒力基因筛查、病原学证据及影像学表现等做出判断。微生物实验室多采用根据拉丝试验来鉴定高黏性表型，从而与普通菌株进行区分，可作为初筛试验。尽管病原学检查是诊断hvKP 肝脓肿最有力的证据，但在疾病早期，由于细菌数量不足或抗菌药物使用，血培养等传统检测方法常呈假阴性结果。hvKP 肝脓肿病程迅速进展与诊治滞后的矛盾是当前主要的医疗现状，测序技术的发展与应用改善了这种现状。NGS 是一种革命性的测序技术，能同时对数百万个核酸分子的序列进行检测，极大地提高了临床检测效率，除在肿瘤及生殖领域被广泛应用，还能够快速且准确地测定几乎所有潜在的病原微生物，尤其适用于急性和危重患者的诊断，提高病原体的早期检出率，为疾病诊断及治疗提供方向和指导。近年来也有NGS用于hvKP肝脓肿早期诊断的报道。

以“肺炎克雷伯菌”“肝脓肿”“高通量测序”“下一代测序”“成人”为关键词检索中国知网及万方数据库，以“Klebsiella pneumoniae”“liver abscess”“highthroughput sequencing”“next generation sequencing”“adult”“case report”为关键词检索Pubmed 数据库,检索年限为建库至2022 年11 月，共筛选出病例报道7 篇,其中中文5 篇，英文2 篇。见表1。

表1 高毒力肺炎克雷伯菌肝脓肿相关文献复习

本研究中2 例hvKP 肝脓肿患者及7 例文献报道患者均以寒战、发热为主要表现，其中半数患者伴有消化道症状，约55%的患者合并肝外器官受累的表现。PLA 专家共识指出，尽管既往研究表明PLA 血培养阳性率超过50%，但在临床实践中显示，阳性率远低于50%，脓液培养阳性率稍高但也受脓肿大小、皮肤菌群等限制［14］。上述9 例患者均行外周血或脓液培养及NGS 检查，所有患者NGS 均回报肺炎克雷伯菌属感染，除1 例患者精准定位到与hvKP 高度相关的耐药基因和毒力基因外，其余患者均综合考虑NGS 结果、实验室检查、影像学及临床表现，初步诊断为hvKP 感染，并依据诊断调整抗菌药物。相较于NGS 的100%阳性检出率，只有7 例患者血培养阳性，且结果晚于NGS 结果3～4 d，本研究中男性患者NGS 同期血培养为阴性结果，直至脓肿穿刺液细菌培养才回报肺炎克雷伯菌，药敏试验敏感，患者的治愈受益于经验和充分静脉使用美罗培南及肝脓肿穿刺引流，若无NGS 鉴定出病原体，患者的治疗可能会延迟。文献复习中9 例hvKP肝脓肿患者在NGS 明确病原体后均迅速调整治疗方案，以抗菌药物和外科干预为基石，其中以碳青霉烯类抗菌药物（美罗培南/亚胺培南）为主，在临床实践中还要充分考虑不同组织抗菌药物的渗透性差异，而经皮引流（percutaneous drainage，PD）为首选外科干预方法。直径＜5 cm 的脓肿可直接给予抗菌药物治疗，直径＞5 cm 的脓肿应在药物治疗的基础上进行快速外科干预［15］。应注意选择大口径引流管以及局部应用纤维蛋白溶解剂，降低脓液堵管的可能性，提高引流效率［16］。本研究中共有6 例患者接受PD 治疗，其中肝脓肿最小约为3.9 cm×4.7 cm。多项研究表明，耐药型hvKP 的检出率逐年提高［17］，高毒力+耐药使hvKP 成为新一代“超级细菌”［18］。本研究9 例患者中有2 例耐药型hvPH，其中1 例为碳青霉烯类耐药型。碳青霉烯类抗菌药物目前为临床医生治疗重症hvKP 肝脓肿的一线用药，被临床医生视为抗革兰阴性菌感染的最后防线。该患者确诊前先后经验性使用比阿培南及美罗培南，疗效不佳，确诊后立即调整抗菌药物，改为替加环素+依替米星+复方磺胺甲噁唑，调整药物后不断好转。9 例患者中8 例治愈，1 例放弃治疗后死亡。

hvKP 菌株受rmpA 和magA 等毒力基因调控表达为高黏液性状，对非特异性免疫具有强抵抗力，能有效对抗补体的杀伤作用和中性粒细胞及巨噬细胞的吞噬作用，从而易随血液循环播散至全身各处，侵袭肝外组织，发展为IKPLAS［19］。多项研究表明，IKPLAS 患者较非IKPLAS 患者病情进展更快，ICU 住院率及病死率均明显升高，糖尿病为该综合征最常见的危险因素［1，20］。本研究中有5 例患者有糖尿病史，还有1 例患者随机血糖＞14 mmol/L，上述6 例患者中5 例有肝外侵袭表现。眼部是临床上最常见的转移性感染发生部位，以眼部胀痛、发红和视物模糊为典型表现，右眼多见，约13%～25%的患者累及双眼［21-22］。内源性眼内炎（endogenous endophthalmitis，EE）进展迅速，即使玻璃体内注射抗菌药物治疗，预后也较差，约89%的患者治愈后存在视力受损表现，一些患者甚至在确诊前就发生不可逆的失明，因此，及时查明病原体是有效治疗的关键，以便早期进行转移性感染的筛查。hvKP 肝脓肿的临床表现缺乏特异性，对出现肝外组织损伤的患者，尤其是合并高危因素者，需要考虑IKPLAS 的可能，通过影像学检查（超声或CT），对肝脓肿进行检查并寻找其他可能的潜在感染部位，在对感染灶对症处理的同时积极控制原发灶，以防止hvKP 进一步在体内播散。

hvKP 肝脓肿具有肝外组织侵袭倾向及潜在严重性，早期诊断及精准用药能够有效提高hvKP 肝脓肿的救治率。病原微生物鉴定和耐药性检测已成为临床抗感染治疗的主要方法，基于病原学证据的抗感染治疗是临床治疗的“金标准”。但由于广谱抗菌药物的使用与传统检测方式的诸多缺陷，如耗时长、体内外培养条件差异等，传统病原学培养的阳性率较低，病原体证据获取相对困难。而NGS 不依赖于存活的病原体，直接对微生物DNA 片段进行测序，并将测序结果与既有数据库进行比对，能够快速识别病原体，并在可及性范围内分析耐药/毒力基因［23］，对感染的治疗具有明确的指导作用，尤其适用于急危重病例和现有检测技术无法鉴定的病原体。Wilson 等［24］报道了全球首例使用NGS 进行病原体诊断的病例，1 名患有严重联合免疫缺陷病（severe combined immunodeficiency disease，SCID）的男孩因反复发热和头痛数次入院，传统病原学培养甚至脑组织活检均为阴性结果，最后NGS 检查确诊为钩端螺旋体感染，给予大剂量青霉素治疗后治愈出院。本研究报道的两例患者在入院时情况危急，生命体征不稳，迫切需要确定感染源以制定合适的治疗方案，因此在入院当天即进行NGS 检测，入院第2 天NGS 回报肺炎克雷伯菌感染，根据患者的临床表现及影像学结果初步诊断为hvKP 肝脓肿，并采取抗菌药物治疗+控制感染源的方式，有效杜绝了肝外组织进展的可能性，后期的细菌培养及毒力实验均证实了此诊断。另外，NGS 能大大缩短对生长缓慢病原体的确诊时间，在提供靶向抗菌治疗和改善患者预后方面具有巨大优势，Grumaz 等［25］关于脓毒症NGS 的诊断性研究显示，这种基于基因测序的病原体检测周期可缩短至5～6 h。一项针对561例疑似急性或慢性感染病例的回顾性研究表明，NGS 的阳性率比传统病原体培养高出约15%，其敏感度和特异度分别为50.7%和85.7%［26］。另一项关于NGS 的meta 分析表明，在感染性疾病中，NGS 诊断的敏感度和特异度高达为75%和68%，受试者工作特征曲线下面积（area under curve，AUC）为85%，并且相较于经验性抗菌药物的使用降低传统方法约20%的检出率，NGS 的检出率并不受影响［27］。然而，NGS 不能完全取代细菌培养作为诊断工具，其优势在于快速鉴定病原体，对重症感染的治疗具有明确的指导作用，但也存在一定局限性，如无法确定检测到的序列是来自优势菌；短序列测序较难获得病原微生物中完整的抗菌药物耐药基因序列等信息；价格比较昂贵等。

综上所述，hvPK 肝脓肿的治疗关键在于早识别、早诊断并早期预测肝外转移性感染的可能，提高IKPLAS 患者的存活率和远期预后。NGS 虽然不能完全取代细菌培养作为感染诊断的“金标准”，但能为疾病诊断指明方向，在窗口期为患者提供有效治疗，极大地降低了患者病死率，减轻疾病造成的经济和社会负担。

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