肺炎克雷伯菌肝脓肿患者的临床表现及菌株微生物学特征研究

刘英健 王瑞静 常建华

肺炎克雷伯菌可引起多种感染性疾病,包括尿路感染、菌血症和肝脓肿[1]。目前,肺炎克雷伯菌肝脓肿(KPLA)已成为一种危害全球人类生命健康的疾病[2]。肺炎克雷伯菌分为高黏液性肺炎克雷伯菌和经典型肺炎克雷伯菌,高黏液性肺炎克雷伯菌表现出高黏性、独特的荚膜血清型、毒力基因、序列型(ST)和耐药谱,其诱导的肝脓肿可能导致肝外并发症,如眼内炎、脑膜炎和坏死性筋膜炎等[3,4]。因此,对KPLA,尤其是高黏液性肺炎克雷伯菌肝脓肿患者的临床和微生物学特征进行系统调查是非常必要的。本研究对KPLA患者的临床、微生物学和分子流行病学进行分析。

资料与方法

一、 病例来源

纳入2020年6月至2022年10月北京市平谷区中医医院诊断KPLA的患者67例。诊断标准:①临床特征;②影像证据;③血液或脓液培养中存在肺炎克雷伯菌;④经皮穿刺术或手术治疗的证据;⑤排除阿米巴、结核性肝脓肿[5]。

二、 研究方法

细菌鉴定采用BD Phoenix 100全自动细菌鉴定仪(美国BD公司),同时进行药物敏感实验。大肠杆菌ATCC25922和肺炎克雷伯菌ATCC700603为质控菌株。根据The Clinical &Laboratory Standards Institute进行结果判定[6]。将肺炎克雷伯菌接种于5%羊血的琼脂板,37 ℃培养24 h。若菌落粘液丝长度>5 mm则为高黏液性菌株。荚膜血清型基因和毒力基因引物序列信息参考文献[7],PCR检测荚膜血清分型基因及相关毒力基因。寻找肺炎克雷伯菌基因组7个管家基因信息及序列(http://bigsdb.pasteur.fr/klebsiella.html),PCR扩增并测序。分析测序结果,确定菌株ST。

三、统计学分析

应用IBM SPSS Statistics 24.0软件及Graphpad Prism3.0软件行统计学分析。偏态分布的计量资料以M(P25,P75)表示,比较采用曼-惠特尼U检验。计数资料以例数(%)表示,比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、临床特征

67例肺炎克雷伯菌肝脓肿患者住院时间为18(12～24) d。有基础疾病16例,其中糖尿病11例,慢性肺病5例;有外伤手术史3例;肝胆疾病10例。8例患者出现菌血症,1例死亡。67例患者中,高黏液性肺炎克雷伯菌感染27例,经典型肺炎克雷伯菌感染40例,两组在性别、年龄、实验室检查、基础疾病、外伤手术史等方面差异无统计学意义(P>0.05),而高黏液性肺炎克雷伯菌组肝胆疾病、菌血症例数均高于经典型肺炎克雷伯菌组(P<0.05)。见表1。

表1 高黏液性、经典肺炎克雷伯菌感染患者临床特征比较

二、高黏液性、经典肺炎克雷伯菌对抗菌药物的敏感度比较

如表2所述,除头孢西丁、氨曲南及左氧氟沙星药物外,高黏液性肺炎克雷伯菌对其他常用抗菌药物敏感度均高于经典型肺炎克雷伯菌。

表2 高黏液性肺炎克雷伯菌和经典肺炎克雷伯菌对常用抗菌药物敏感度[株(%)]

三、高黏液性、经典肺炎克雷伯菌病原分子特征

结果显示rmpA和aero同时存在于高黏液性肺炎克雷伯菌和经典型肺炎克雷伯菌中。高黏液性表型与高毒力基因rmpA和aero呈高度相关性。27株高黏液性肺炎克雷伯菌中,74%的菌株具有rmpA和aero基因;40株经典型肺炎克雷伯菌中,7.6%的菌株具有rmpA和aero基因。2组其他毒力基因检出率并无明显差异。2组均未检出非K1和K2荚膜血清型,高黏液性肺炎克雷伯菌中,血清型K1及K2比例均高于经典型肺炎克雷伯菌,见表3。

表3 高黏液性肺炎克雷伯菌和经典肺炎克雷伯荚膜血清型及毒力基因分析[株(%)]

四、肺炎克雷伯菌MLST分型

MLST显示在67株肺炎克雷伯菌中发现了10种序列类型。以ST23为主(32.8%,22/67),其次为ST30(7.5%,5/67)、ST65(14.9%,10/67)、ST217(7.5%,5/67)、ST367(7.5%,5/67)和其他ST。高黏液性肺炎克雷伯菌共7种序列表现(ST23、ST30、ST217、ST420、ST680、ST774及ST2460),表明其可能是多克隆传播,ST23所占比例最大(37.3%,10/27)。经典型肺炎克雷伯菌有8种序列表现,包括ST23、ST30、ST65、ST367、ST420、ST660、ST680及ST774,其ST23所占比例最大(30,12/40)。2者共同拥有的ST表型为ST23、ST30、ST680和ST774。

讨 论

肺炎克雷伯菌是一种强致病菌,严重威胁人类生命,特别是高黏液性肺炎克雷伯菌致病性更强[7-9]。本研究中,高黏液性肺炎克雷伯菌的检出率与之前的报道接近[10]。文献报道,糖尿病是KPLA的一个重要危险因素,如果血糖控制不佳会损伤中性粒细胞的吞噬功能,促进病原体在组织中的生长,而代谢紊乱可能会对肝脏产生负面影响。本研究中,男性、糖尿病、肝胆疾病和外伤史是发生KPLA的因素,这与流行病学趋势相似[11,12]。因此,对KP-PLA患者应严格监测和控制血糖水平。目前关于伴有肝胆疾病或外伤手术史的KPLA患者并不少见,一种可能的解释是肺炎克雷伯菌容易通过直接传播、门脉循环或穿过肠道屏障进入肝脏,引起KPLA和严重的肺炎克雷伯菌感染[13-15]。进一步分析发现,高黏液性肺炎克雷伯肝脓肿患者发生肝胆疾病及菌血症的概率大于经典型肺炎克雷伯菌肝脓肿,这表明高黏液性肺炎克雷伯菌的致病性要高于经典型肺炎克雷伯菌。

研究表明,高粘滞性和超强毒力之间的对应关系是可变的,因此需要对来自KPLA的分离株的毒力应结合基因型和临床特征进行评估[16]。目前已知肺炎克雷伯菌有77种荚膜血清K抗原,其中K1和K2血清型能合成细胞荚膜,具有很强的抗细胞吞噬能力,对机体杀伤的能力远大于非KI和K2型[17]。在本研究中,K1和K2的流行率分别为44.5%和33.4%,这表明来自KPLA的大部分分离物是超强毒力的。67株肺炎克雷伯菌含有不同的毒力基因,反映大部分肺炎克雷伯菌都表现出超强毒力和较强的致病力。同时,非K1/K2分离株也在KPLA中发挥了关键作用,这些分离株也可能是超强毒力。其中,rmpA是细胞外荚膜多糖合成过程中的一个重要基因,其是超强毒力最重要的基因。rmpA的去除可能导致包膜的丢失或变薄,从而削弱逃避免疫反应的能力,从而使肺炎克雷伯菌的毒力显著降低。aero通过竞争获取宿主组织中的铁以增强其存活能力。有文献报道,在动物模型中 aero可增加肺炎克雷伯菌的毒力[18]。在本研究中,高黏液性肺炎克雷伯肝脓肿分离株中的rmpA与 aero基因远远高于经典型肺炎克雷伯菌分离株。从微生物学的角度来看,不应忽视毒力因子在KPLA分离株中的检测价值,特别是在结合抗生素耐药性的情况下。同时对毒力因子的探索可能为hvKp感染提供新的治疗靶点和开发新的疫苗,而不仅仅局限于KPLA的管理[19]。有研究表明高黏液性菌株对抗生素耐药比较罕见[20],本研究中hvKP对大多数抗生素的敏感度高于cKP。此外,从KPLA分离的肺炎克雷伯菌对几乎所有抗菌药物都高度敏感,这可能与KPLA中丰富的hvKp有关。在67株菌株中,一共鉴定出10种ST型,其中ST23型和ST65型最普遍。高黏液性菌株和经典菌株有共同的ST型别,表明这两种类型的肺炎克雷伯菌具有相同的遗传背景。

综上所述,患者感染 hvKP更容易并发菌血症。临床检测应注意肺炎克雷伯菌的黏液性状、荚膜血清型和抗菌药物敏感性,从而帮助临床医师迅速有效诊断及治疗。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。