新型树脂BacT/Alert血液培养瓶抗菌药物吸附能力评估*

罗 璇,闫少珍,朱旭慧,陈中举

华中科技大学同济医学院附属同济医院检验科,湖北武汉 430010

血流感染是细菌和真菌等病原微生物入侵血液系统所致的全身感染性疾病,全球每年发生血流感染的患者达3 100万例左右[1],由于疾病发展迅速,其病死率高达16%[2]。血液培养是鉴定血流感染的金标准[3],临床在给患者采集样本进行血液培养检测时,患者已经或正在进行抗菌药物治疗[4],患者血液样本中含有抗菌药物会抑制细菌和真菌生长繁殖,导致血液培养阳性率低且报阳时间长,影响患者的及时诊断和治疗。因此,血液培养瓶具有抗菌药物吸附能力,对提高培养阳性率和缩短培养时间起到重要作用。现在商品化血液培养瓶对抗菌药物的吸附性能参差不齐,且培养瓶对不同抗菌药物的吸附能力亦不同,国内对新上市的新型树脂BacT/Alert血液培养瓶(BacT/Alert APB需氧瓶,简称需氧瓶Bio-FA plus;BacT/Alert APB厌氧瓶,简称厌氧瓶Bio-FN plus)抗菌药物吸附能力的研究鲜有报道。本研究通过对血液培养瓶抗菌药物吸附能力进行评估,以期给临床选择性能更优的产品提供依据。现将结果报道如下。

1 材料与方法

1.1材料 血液培养瓶和血平皿:新型树脂需氧瓶Bio-FA plus、厌氧瓶Bio-FN plus和BacT/Alert标准需氧瓶(简称需氧瓶Bio-SA)及血平皿,所有产品均在有效期范围内;实验菌株:大肠埃希菌(ATCC25922)、金黄色葡萄球菌(ATCC25923)、光滑念珠菌(临床菌株);抗菌药物:头孢哌酮/舒巴坦、万古霉素 、头孢唑啉、哌拉西林/他唑巴坦、亚胺培南、米卡芬净。

1.2方法

1.2.1菌悬液的制备 将标准菌株或临床菌株接种于血平板中传代培养,确保无污染菌落。挑取单个菌落用生理盐水配制成0.5个麦氏浊度的菌悬液,将菌悬液倍比稀释成终浓度为102 cfu/mL的菌悬液,接种0.3 mL终浓度菌悬液于血平板,孵育18～24 h后对菌落计数,菌落数为10～100 cfu。

1.2.2抗菌药物的制备 根据美国临床和实验室标准协会(CLSI)指南[5]使用合适的溶剂和稀释剂,制备标准抗菌药物储存液和抗菌药物溶液。根据《桑福德抗微生物治疗指南》[6]查找每种药物在人体内的血药峰浓度(PSL),用无菌蒸馏水稀释成实验需要的血药浓度。抗菌药物的最终配置浓度如下:万古霉素50 μg/mL(PSL),亚胺培南40 μg/mL(PSL),头孢唑啉47 μg/mL(25%PSL),哌拉西林/他唑巴坦242/24 μg/mL(PSL),头孢哌酮/舒巴坦59/32 μg/mL(25%PSL),米卡芬净10 μg/mL(PSL)。

1.2.3血液培养瓶的接种与孵育 抽取标准需氧瓶Bio-SA、新型树脂需氧瓶Bio-FA plus和厌氧瓶Bio-FN plus随机分为对照组和实验组。对照组:每瓶内注入9.7 mL无菌PBS,然后仅加入0.3 mL菌悬液,颠倒混匀。 实验组:每瓶内注入9.2 mL 无菌PBS,加入0.5 mL抗菌药物溶液和0.3 mL菌悬液(头孢唑啉、哌拉西林/他唑巴坦、头孢哌酮/舒巴坦、亚胺培南的实验细菌为大肠埃希菌;万古霉素的实验细菌为金黄色葡萄球菌;米卡芬净的实验细菌为光滑假丝酵母菌),同一菌种的同一次稀释菌液同时接种实验组和对照组,标准需氧瓶Bio-SA实验组和对照组在每组抗菌药物溶液中各重复3瓶,6组抗菌药物溶液各接种18瓶,新型树脂需氧瓶Bio-FA plus和厌氧瓶Bio-FN plus在每组抗菌药物溶液中各重复5瓶,需氧瓶Bio-FA plus在6组抗菌药物溶液中接种30瓶,厌氧瓶Bio-FN plus在5组抗菌药物中接种25瓶(光滑假丝酵母菌在厌氧瓶中无法生长,未进行该组的米卡芬净溶液实验)。接种后,立即将血液培养瓶放置到BacT/Alert 3D全自动血液培养仪器中进行培养,培养周期为5 d。当血液培养瓶报阳后,取出阳性血液培养瓶并记录报阳时间,5 d未报阳的血液培养瓶,记录为阴性结果。所有血液培养瓶均转种血液培养瓶板,孵育18～24 h后鉴定细菌种类,阳性瓶细菌必须为实验加入菌种,无污染菌。

1.3统计学处理 采用SPSS25.0 统计软件分析数据,不符合正态分布的计量资料以M(P25,P75)表示,两组间比较采用 Mann-WhitneyU检验;计数资料以例数或百分率表示,组间比较采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.13种培养瓶的细菌检出率比较 对照组标准需氧瓶Bio-SA均报阳,检出率为100.0%,实验组5 d内均未报阳,检出率为0.0%,两组标准需氧瓶Bio-SA培养的阳性检出率比较,差异有统计学意义(P<0.05)。实验组需氧瓶Bio-FA plus检出率为83.3%,厌氧瓶Bio-FN plus检出率为100.0%,与标准需氧瓶Bio-SA检出率比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 3种培养瓶的细菌检出率比较[n(%)]

2.2新型树脂需氧瓶Bio-FA plus对不同抗菌药物的检出时间比较 实验组新型树脂需氧瓶Bio-FA plus对头孢唑啉和哌拉西林/他唑巴坦检出时间与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。实验组新型树脂需氧瓶Bio-FA plus对头孢哌酮/舒巴坦、万古霉素、米卡芬净的检出时间与对照组比较,差异均有统计学意义(P<0.05),差值按照从小到大的顺序分别是头孢哌酮/舒巴坦<万古霉素<米卡芬净,其对亚胺培南5 d内均未报阳。见表2。

表2 需氧瓶Bio-FA plus对不同抗菌药物的检出时间比较[M(P25,P75),h]

2.3新型树脂厌氧瓶Bio-FN plus对不同抗菌药物的检出时间比较 实验组新型树脂厌氧瓶Bio-FN plus对头孢哌酮/舒巴坦、哌拉西林/他唑巴坦和亚胺培南的检出时间与对照组比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。实验组新型树脂厌氧瓶Bio-FN plus对万古霉素和头孢唑啉的检出时间与对照组比较,差异均有统计学意义(P<0.05),差值分别为0.72 h和0.96 h。见表3。

表3 新型树脂厌氧瓶Bio-FN plus对不同抗菌药物的检出时间比较[M(P25,P75),h]

3 讨 论

目前我国临床使用最广泛的进口血液培养瓶主要来源为Bactec Plus和BacT/Alert两大血液培养系统,两种血液培养瓶均具有较好的抗菌药物吸附能力, BacT/Alert血液培养系统为过去常用血液培养瓶,是以碳粒为吸附剂的血液培养瓶,但近年来上市了新型树脂需氧瓶Bio-FA plus,其更新的树脂材质对抗菌药物的吸附能力比碳粒更强[7-8]。本研究通过体外模拟实验评估新型树脂需氧瓶Bio-FA plus抗菌药物吸附能力,实验用抗菌药物为临床治疗重症患者的常用抗菌药物,包括万古霉素、亚胺培南、头孢唑啉、哌拉西林/他唑巴坦、头孢哌酮/舒巴坦、米卡芬净。本研究发现,实验组新型树脂需氧瓶Bio-FA plus对头孢哌酮/舒巴坦、万古霉素、米卡芬净的检出时间与对照组比较,差异均有统计学意义(P<0.05),差值按照从小到大的顺序分别是头孢哌酮/舒巴坦<万古霉素<米卡芬净,对亚胺培南5 d内未报阳。说明新型树脂需氧瓶Bio-FA plus对头孢唑林和哌拉西林/他唑巴坦的吸附能力较强,对头孢哌酮/舒巴坦的吸附效果较前两者稍弱,但是对亚胺培南完全没有吸附能力,该结果与LOVERN等[9]和CHEN等[10]研究结果一致;实验组新型树脂厌氧瓶Bio-FN plus对万古霉素和头孢唑啉的检出时间与对照组比较,差异均有统计学意义(P<0.05),差值分别为0.72 h和0.96 h。说明新型树脂厌氧瓶Bio-FN plus对哌拉西林/他唑巴坦、头孢哌酮/舒巴坦和亚胺培南的吸附效果较强,对头孢唑啉的吸附能力稍弱, 其对亚胺培南具有较强的吸附能力,究其原因,可能是与培养瓶中的形成共价键和范德华力可吸附分子量较大的抗菌药物有关,新型树脂需氧瓶Bio-FA plus对碳青霉烯类抗菌药物的吸附需要严格的厌氧环境,吸附剂形成的共价键才能有效破坏碳青霉烯类抗菌药物的活性[4]。 MENCHINELLI等[11]研究发现,BD公司的培养瓶对亚胺培南的吸附力较好,该结果可提示临床,在已知使用碳青霉烯类抗菌药物的情况下,可优先选择BD 公司的培养瓶,若该实验室常用梅里埃公司的血液培养瓶,建议选择厌氧瓶Bio-FN plus,或者同时送检需氧瓶和厌氧瓶,可在一定程度上提高检出率和避免漏检风险,CLSI在2007年血液培养指南中就已经推荐血液培养应采血2～3套[12]。本研究对治疗革兰菌阳性常用抗菌药物万古霉素的研究发现,对照组新型树脂需氧瓶Bio-FA plus和 厌氧瓶Bio-FN plus对万古霉素均具有吸附能力,与实验组比较,检出时间的差值分别为3.8 h和0.72 h,提示新型树脂厌氧瓶Bio-FN plus对万古霉素吸附效果更佳,与谢宁等[13]研究结果一致。差值只有2～3 h,但是在危重感染患者中,即使这样有限的信息也可能对患者的治疗和护理起到关键作用。本研究对抗真菌药物米卡芬净的研究发现,新型树脂需氧瓶Bio-FA plus对米卡芬净均具有吸附能力,但吸附效果一般,实验组的检出时间与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05),且差值较大,达45.84 h,与王萌等[14]研究结果一致。导致真菌检出时间较长的原因,可能是新型树脂需氧瓶Bio-FA plus对米卡芬净的吸附能力有限,同时也可能是真菌的检出时间较细菌长[15],如何提高真菌的检出时间有待进一步研究。

综上所述,新上市的新型树脂BacT/Alert血培养瓶对不同抗菌药物具有不一样的吸附能力,总体上吸附效果较好,体外模拟实验无法完全体现临床使用真实情况,临床应在考虑抗菌药物使用情况选择合适的培养瓶。