临床患者碳青霉烯类耐药肠杆菌目细菌感染及死亡危险因素分析

只棣媛，陈倩倩，孔海芳，李静，田彬，胡志东

（天津医科大学总医院医学检验科，天津 300052）

目前，细菌耐药已成为全球公共卫生领域的重大挑战，其中碳青霉烯类耐药肠杆菌目（carbapenemresistant Enterobacterales，CRE）细菌引起的感染形势最为严峻[1-2]。碳青霉烯类药物是治疗多重耐药革兰阴性杆菌所致感染最有效的抗菌药物之一，随着该类药物的广泛使用，CRE 菌株的检出率呈逐年上升趋势。中国CHINET 细菌耐药监测网显示，肺炎克雷伯菌对亚胺培南和美罗培南的耐药率从2005 年的3.0%和2.9%上升到2021 年的23.1%和24.4%[1]。通常CRE 菌株还携带对其他抗菌药物耐药的基因，使其呈现广泛耐药甚至全耐药，令临床抗感染治疗面临无药可用的困境。相比于碳青霉烯类敏感的肠杆菌目（carbapenem sensitive Enterobacteriales，CSE）细菌，CRE 感染会导致更长的住院时间、更高的治疗难度及病死率[3-5]。从感染源头寻找感染的危险因素是限制CRE 传播的主要手段，从源头采取积极防范和预防措施可大概率控制感染的发生，减少患者负担。本研究通过病例对照研究方法来探讨住院患者CRE 感染的临床分布特征和危险因素及感染CRE 患者死亡的危险因素，并通过对连续变量的分析，达到预测CRE 感染的目的，为医院内感染的防控提供依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象 本研究采用1∶1 设计病例-对照回顾性研究，通过医学信息系统收集2021 年4 月—11 月感染CRE 住院患者的临床资料112 例，随机选取同时期确诊为CSE 感染住院患者112 例。CRE患者纳入标准：（1）同一患者选用首次培养阳性的菌株。（2）CRE 定义：满足以下任意1 个条件：①对亚胺培南、美罗培南、厄他培南或多利培南任何一种碳青霉烯类抗生素耐药者。对于天然对亚胺培南敏感性降低的细菌（如摩根菌属、变形杆菌属和普罗威登菌属等），需参考除亚胺培南外的其他碳青霉烯类抗生素的药敏结果。②产生碳青霉烯酶[1]。药敏试验参照2021 年美国临床实验室标准化协会（Clinical and Laboratory Standards Institute，CLSI）-M100 判定标准对亚胺培南、美罗培南或厄他培南一种或多种耐药。（3）临床资料完整者。排除标准：（1）同一患者重复送检菌株。（2）临床资料、数据不完整者。（3）非院内感染者。

1.2 仪器与试剂 采用法国梅里埃MALDI-TOF MS 质谱仪进行菌种鉴定，采用VITEK-2 COMPACT全自动微生物鉴定分析仪及其配套药敏卡进行药敏试验。结果判断依据CLSI 2021 年M100 推荐标准[6]，采用头孢哌酮的折点判读头孢哌酮/舒巴坦药敏结果。黏菌素折点采用EUCAST 推荐标准。质控菌株为大肠埃希菌ATCC25922、肺炎克雷伯菌ATCC700603 及铜绿假单胞菌ATCC27853，以上均购自国家卫生健康委临床检验中心。

1.3 资料收集 查阅相关文献后[7-11]搜集入选患者的临床资料，包括年龄、性别、住院科室、标本类型、菌名；基础疾病（高血糖、心脑血管疾病、消化系统疾病、泌尿系统疾病、呼吸系统疾病、实体恶性肿瘤、血液系统疾病）；感染前住院时间（指首次检出CRE/CSE 的住院时间）；侵袭性操作（气管插管机械辅助通气、气管切开、留置静脉导管、留置动脉导管、留置尿管、留置胃管、留置引流管）；药物暴露史（碳青霉烯类药物暴露史、β 内酰胺酶抑制剂暴露史、非碳青霉烯类类药物联合用药史、三四代头孢类药物暴露史）；入院时急性生理学及慢性健康状况评分系统Ⅱ（APACHEⅡ评分）；实验室检查（中性粒细胞百分数、淋巴细胞百分数、粒细胞与淋巴细胞比值（粒淋比，NLR）、血小板、尿素、肌酐、尿酸、凝血酶原时间、活化部分凝血活酶时间、D-二聚体等35 项）。

1.4 统计学处理 应用SPSS23.0 统计软件进行统计分析，连续变量采用K-S 检验，正态计量资料采用±s 表示，组间比较采用t 检验，非正态计量资料采用M（P25，P75）表示，组间比较采用Mann-Whitney U 检验；计数资料采用例数（百分比）表示，组间比较采用χ2检验。多因素分析采用二元Logistic 回归分析，计算危险因素的优势比（OR）和95%置信区间（CI）。将独立危险因素中的连续变量进行受试者工作特征（ROC）曲线分析，计算ROC 曲线下面积（AUC），采用Youden 指数找出最佳截断值，并计算敏感性、特异性等指标。P<0.05 表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 CRE 患者资料临床分布特征

2.1.1 科室分布 在112 株CRE 标本中，各科重症监护病房（ICU）52 例（46.43%），神经外科和急诊科各10 例（8.93%），血液内科、普外科和康复科各9 例（8.04%），神经内科、老年医学科各4 例（3.57%），呼吸内科2 例（1.79%），消化内科、心血管外科、感染科各1 例（0.89%）。

2.1.2 标本来源 在112 株CRE 标本中，呼吸道来源标本77 例（68.75%），其中痰标本72 例（64.29%），肺泡灌洗液5 例（4.46%）；泌尿道标本15 例（13.39%）；引流液标本8 例（7.14%）；血液标本7 例（6.25%）；伤口分泌物2 例（1.79%）；肛周拭子1 例（0.89%）。

2.1.3 菌株构成 在112 株CRE 标本中，肺炎克雷伯菌83 株（74.11%），大肠埃希菌13 株（11.61%），阴沟肠杆菌8 株（7.14%），弗氏柠檬酸杆菌4 株（3.57%），产酸克雷伯菌、产气肠杆菌和无丙二酸柠檬酸杆菌各1 株（0.89%）。

2.1.4 CRE 菌株的药物敏感性分布 在112 株CRE 菌株中，对头孢呋辛酯、阿莫西林/克拉维酸、头孢西丁、头孢曲松、替卡西林/克拉维酸、哌拉西林/他唑巴坦、头孢呋辛钠的耐药率均为100%。其余药物敏感性结果见表1。

表1 112 株CRE 菌株的药物敏感性分析Tab 1 Drug sensitivity analysis of 112 CRE strains

2.2 住院患者CRE 感染单因素分析 单因素分析结果显示，泌尿系统疾病、实体恶性肿瘤、气管插管机械辅助通气、气管切开、留置静脉导管、留置动脉导管、尿管、胃管、碳青霉烯类药物暴露史、β内酰胺酶抑制剂暴露史、非碳青霉烯类药物联合用药、三四代头孢暴露史、入院时APACHEⅡ评分、APACHEⅡ评分≥11 分、中性粒细胞百分数、淋巴细胞百分数、粒淋比、凝血酶原时间、活化部分凝血活酶时间、D-二聚体等20 项因素均与住院患者感染CRE 相关。预后结局与CRE 感染亦高度相关，见表2。

表2 住院患者CRE 感染单因素分析［ n（ %），±s，M（ P25，P75）］Tab 2 Univariate analysis of CRE infection in hospitalized patients［ n（ %），±s，M（ P25，P75）］

注：CSE：碳青霉烯类敏感肠杆菌目细菌；CRE：耐碳青霉烯类肠杆菌目细菌；APACHEⅡ评分：急性生理学及慢性健康状况评分系统

因素 CSE 组（n=112） CRE 组（n=112） χ2/t/U P性别男78（69.64） 78（69.64） 0.083 0.773 34（30.36） 21（18.75）年龄（岁） 66.79±16.24 68.73±15.61 0.836 0.361感染前住院时间（d） 20.00（11.00，48.00） 20.50（8.50，50.75） 6 007.500 0.585结局 16.973 0.000死亡 4（3.57） 26（23.21）存活 10（8.93） 86（76.79）高血糖 38（33.93） 36（32.14） 0.081 0.776心脑血管疾病 67（59.82） 64（57.14） 0.165 0.684消化系统疾病 14（12.50） 10（8.93） 0.747 0.388泌尿系统疾病 4（3.57） 13（11.61） 4.074 0.044呼吸系统疾病 8（7.14） 5（4.46） 0.735 0.391实体恶性肿瘤 9（8.04） 28（25.00） 11.687 0.001血液系统疾病 14（12.50） 6（5.36） 3.514 0.061侵袭性操作气管插管机械辅助通气 16（14.29） 56（50.00） 32.749 0.000气管切开 0（0.00） 27（24.11） 30.701 0.000留置静脉导管 24（21.43） 51（45.54） 14.613 0.000留置动脉导管 20（17.86） 36（32.14） 6.298 0.012留置尿管 36（32.14） 51（45.54） 4.464 0.035留置胃管 18（16.07） 44（39.29） 15.076 0.000留置引流管 12（10.71） 8（7.14） 0.878 0.349药物暴露碳青霉烯类药物 28（25.00） 75（66.96） 39.703 0.000 β内酰胺酶抑制剂 34（30.36） 91（81.25） 58.810 0.000非碳青霉烯类联合用药 20（17.86） 66（58.93） 39.938 0.000三四代头孢 30（26.79） 46（41.07） 5.098 0.024入院指标APACHEⅡ评分 12.50（9.00～15.00） 14.00（11.00～21.00） 4 367.000 0.000 APACHEⅡ评分≥11 分 72（64.29） 86（76.79） 4.210 0.040中性粒细胞（%） 68.27±17.14 76.40±16.93 12.648 0.000淋巴细胞（%） 39.30（33.98，61.95） 11.50（6.20，19.90） 4 205.000 0.000粒淋比 11.50（6.20，19.90） 6.86（3.61，13.70） 3 241.000 0.000血小板 198.50（138.50，272.75） 181.50（134.50，269.50） 5 983.000 0.551尿素 6.40（4.60，8.30） 6.70（4.80，11.70） 4 788.000 0.126肌酐 70.00（48.00，98.00） 70.50（48.50，103.75） 5 799.000 0.762尿酸 331.00（230.00，431.00） 293.00（199.00，422.50） 4 694.000 0.125凝血酶原时间 12.00±1.30 12.97±3.08 7.802 0.006活化部分凝血活酶时间 29.30（27.60，30.300） 30.20（27.30，32.20） 3 662.000 0.043 D-二聚体 1 658.84（601.00，2 380.00） 2 973.18（769.00，4 689.75） 2 616.000 0.047女

2.3 住院患者CRE 感染多因素分析 将单因素分析中具有统计学差异的因素进行单因素Logistic 回归分析，将其中P<0.05，OR>1 的因素进行多因素Logistic回归分析，见表3。结果显示，泌尿系统疾病、留置静脉导管、碳青霉烯类药物暴露史、β 内酰胺酶抑制剂暴露史、非碳青霉烯类药物联合用药、中性粒细胞百分数、凝血酶原时间为住院患者感染CRE 的独立危险因素。

2.4 独立危险因素对CRE 感染的预测价值 将住院患者感染CRE 的独立危险因素中的中性粒细胞百分数、凝血酶原时间进行ROC 曲线分析，见图1，表4。由结果可见，中性粒细胞百分数的AUC 为0.645，高于凝血酶原时间的AUC（0.598）。当中性粒细胞百分数截断值为69.45 时，其预测住院患者感染CRE 的敏感性为75.5%，特异性为52.2%。

图1 中性粒细胞百分数、凝血酶原时间的ROC 曲线Fig 1 ROC curve of neutrophil percentage and prothrombin time

表4 中性粒细胞百分数、凝血酶原时间预测住院患者感染CRE 的ROC 曲线分析Tab 4 ROC curve analysis of neutrophil percentage and prothrombin time in predicting CRE infection in hospitalized patients

2.5 住院患者感染CRE死亡危险因素单因素分析 112例CRE 感染患者中，死亡26 例，病死率为23.21%。单因素分析显示，年龄、年龄≥78 岁、心脑血管疾病、留置静脉导管、尿素、肌酐、尿酸等因素与CRE 感染患者死亡相关，见表5。

表5 CRE 感染患者死亡单因素分析［ n（ %），±s，M（ P25，P75）］Tab 5 Univariate analysis of death in patients with CRE infection［ n（ %），±s，M（ P25，P75）］

表5 CRE 感染患者死亡单因素分析［ n（ %），±s，M（ P25，P75）］Tab 5 Univariate analysis of death in patients with CRE infection［ n（ %），±s，M（ P25，P75）］

因素 存活组（n=86） 死亡组（n=26） χ2/t/U P性别 男 58（67.44） 20（76.92） 0.849 0.468女28（32.56） 6（23.08）年龄（岁） 70.00（58.75，75.00） 79.50（66.00，87.5） 625.500 0.023年龄≥78 岁 12（13.95） 14（53.85） 17.824 0.000感染前住院时间（d） 25.00（14.00，53.75） 21.00（11.00，89.00） 878.000 0.784高血糖 24（27.91） 12（46.15） 3.048 0.081心脑血管疾病 47（54.65） 23（88.46） 9.737 0.002消化系统疾病 7（8.14） 3（11.54） 0.284 0.594泌尿系统疾病 8（9.30） 5（19.23） 1.918 0.166呼吸系统疾病 3（3.49） 2（7.69） 0.827 0.363实体恶性肿瘤 7（8.14） 2（7.69） 0.005 0.941血液系统疾病 4（4.65） 2（7.69） 0.364 0.546侵袭性操作气管插管机械辅助通气 42（48.84） 14（53.85） 0.200 0.654气管切开 22（25.58） 5（19.23） 0.440 0.507留置静脉导管 34（39.53） 17（65.38） 5.379 0.020留置动脉导管 26（30.23） 10（38.46） 0.563 0.453留置尿管 37（43.02） 14（53.85） 0.853 0.356留置胃管 36（41.86） 8（30.77） 1.030 0.310留置引流管 6（6.98） 2（7.69） 0.015 0.901

续表5

表5 CRE 感染患者死亡单因素分析［ n（ %），±s，M（ P25，P75）］Tab 5 Univariate analysis of death in patients with CRE infection［ n（ %），±s，M（ P25，P75）］

注：CSE：碳青霉烯类敏感肠杆菌目；CRE：耐碳青霉烯类肠杆菌目；APACHEⅡ评分：急性生理学及慢性健康状况评分系统

因素 存活组（n=86） 死亡组（n=26） χ2/t/U P药物暴露碳青霉烯类药物 54（62.79） 21（80.77） 2.917 0.088 β 内酰胺酶抑制剂 73（84.88） 18（69.23） 3.211 0.073非碳青霉烯类联合用药 51（59.30） 15（57.69） 0.021 0.884三四代头孢 25（29.07） 5（19.23） 0.985 0.321入院指标APACHEⅡ评分 14.00（10.50，19.50） 15.00（13.00，23.00） 871.500 0.103中性粒细胞（%） 74.41±15.92 76.35±20.27 0.000 0.985淋巴细胞（%） 11.75（6.76，20.15） 9.45（5.28，18.63） 1 010.500 0.459粒淋比 6.50（3.52，13.32） 8.06（3.93，16.67） 1 021.000 0.504血小板 180.50（137.50，274.00） 192.00（114.00，262.75） 1 059.500 0.687尿素 6.25（4.70，9.43） 10.30（6.05，22.05） 606.000 0.002肌酐 63.50（46.25，89.75） 79.00（56.00，205.75） 788.000 0.032尿酸 266.00（196.25，404.25） 372.00（272.50，466.50） 714.500 0.032凝血酶原时间 13.01±3.25 12.85±2.61 0.050 0.823活化部分凝血活酶时间 31.08±12.99 32.64±6.73 0.325 0.570 D 二聚体 1 449.00（688.00，4945.50） 1 856.50（925.00，4614.00） 640.00 0.428

2.6 住院患者感染CRE 死亡危险因素多因素分析 将死亡危险单因素分析中具有统计学差异的因素进行单因素Logistic 回归分析，其中P<0.05，OR>1 的因素进行多因素Logistic 回归分析，见表6。结果显示，年龄≥78 岁和患有心脑血管疾病为CRE 感染患者死亡的独立危险因素。

表6 CRE 感染患者死亡多因素Logistic 回归分析Tab 6 Multivariate Logistic regression analysis of death in patients with CRE infection

3 讨论

本研究中住院患者CRE 感染的好发部位以呼吸道为主，其次依次为泌尿、腹腔和血流。感染科室以ICU、神经外科和血液内科为主。肺炎克雷伯菌在标本菌株构成中占比最大。CRE 菌株对碳青霉烯类药物以外的临床常用抗生素普遍耐药率高，这些均与国内相关报道一致[12-14]。

肠杆菌目细菌是人体肠道中的主要定植菌，可引起身体多部位的感染[15-17]，在抗菌药物的选择压力下，极易产生CRE 菌株[18]。在本研究中，通过单因素分析发现碳青霉烯类药物暴露史、β 内酰胺酶抑制剂暴露史、非碳青霉烯类药物联合用药、三四代头孢暴露史均与住院患者感染CRE 相关。这与国内外的相关研究均一致[9，19-20]。但张昭勇等[17]研究表明，联合使用抗生素并非CRE 感染的危险因素。

医院内各种病原微生物较多，机体对致病菌的易感性与其防御功能相关。高龄患者本身基础疾病多，加之各种侵袭性操作破坏了患者完整的黏膜屏障，机体内部与外界相通，增加了CRE 感染风险。在本研究中，气管插管机械辅助通气、气管切开、留置动/静脉导管、留置尿管、留置胃管等因素均为CRE感染的危险因素，且留置静脉导管是其独立危险因素。然而性别、年龄与CRE 感染不相关，此结论与国内其他研究并不相符[8-9]。此外，患者结局与感染CRE高度相关。

本次研究还纳入了APACHEⅡ评分、中性粒细胞百分数、淋巴细胞百分数、粒淋比、血小板、尿素、肌酐、尿酸、凝血酶原时间、活化部分凝血活酶时间、D-二聚体等计量资料，旨在分析危险因素的同时，通过数值变化达到预测CRE 感染的目的。分析发现，中性粒细胞百分数截断值为69.45 时，预测住院患者感染CRE 的敏感性为75.5%，特异性为52.2%，为预测住院患者感染CRE 提供了一条新的途径。在CRE 感染的患者体内，各种原因导致的中性粒细胞数量的增加和淋巴细胞数量的减少，使中性粒细胞百分数升高，本研究结果显示，当住院患者中性粒细胞百分数>69.45 时，可能更易感染CRE。另外凝血酶原时间、活化部分凝血活酶时间、D-二聚体均与CRE 感染相关，可能是因为感染CRE 的住院患者多为危急重症患者，因用药或疾病原因存在凝血功能紊乱或障碍等情况。

本研究中，年龄≥78 岁、患有心脑血管疾病、留置静脉导管、尿素、肌酐、尿酸等因素是CRE 感染患者死亡的危险因素，且年龄≥78 岁、患有心脑血管疾病为其独立危险因素。随着年龄的增长，患者抗病能力不断减弱，CRE 感染患者始终处于应急状态，蛋白质消耗增大最终转变成尿素，加之长期用药造成CRE 患者肾功能损伤。

心脑血管疾病泛指由于高血脂症、动脉粥样硬化、高血压等所导致的心脏、大脑及全身组织发生的缺血性或出血性疾病，具有高患病率、高致残率和高死亡率的特点[21]。该疾病在我国疾病死亡原因中位居第1 位，也是成年人致残的首要原因[22]。患有心脑血管疾病是CRE 感染患者死亡的独立危险因素，其原因可能是患者机体因疾病本身所导致的免疫系统衰退，对病原微生物的抵抗力减弱和疾病本身所具有的较高病死率[23]。

鉴于上述分析，高龄患者一旦发生感染，治疗困难、预后较差，并发症多、死亡率高，应尽可能避免CRE 感染。对于合并以上危险因素的患者，临床应慎重选择治疗方案，减少侵袭性操作、采取严格的抗菌药物使用管理、减少肾脏损害。加强CRE 的监测和控制，尽可能采取CRE 主动筛查，如直肠拭子、肛周拭子和粪便筛查等，对于筛查阳性者，应采取接触隔离措施、提高手卫生依从性、增加环境消毒频次等院感防控举施，遏制CRE 的院内传播流行。