医院感染肺炎克雷伯菌与大肠埃希菌的分布差异及耐药分析
郑港森1 江素香2 逯晓辉1 练明建1▲
1.厦门大学附属第一医院检验科 厦门市基因检测重点实验室，福建厦门 361003；2.厦门大学附属中山医院检验科，福建厦门 361004
[摘要] 目的 比较分析临床分离大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌之间的差异性，包括敏感性、标本类型分离和科室分布情况等，及时充分了解当前这两种主要病原菌耐药情况。方法 采用法国BioMerieux VITEK2 Compact 全自动细菌鉴定及药敏分析系统对菌株进行细菌鉴定和药物敏感性检测，并用Excel 软件进行数据分析。 结果 2020 年临床分离大肠埃希菌1614 株，肺炎克雷伯菌579 株，大肠埃希菌尿液分离菌株占一半以上，而肺炎克雷伯菌不同标本分离菌株相差不大；呼吸道标本肺炎克雷伯菌分离数量大于大肠埃希菌；重症加强护理病房（ICU）中两者分离菌株相差不大，而其它科室分离相差较大；两者产超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）菌株检出率比较，差异有统计学意义（P＜0.05），ESBLs（-）菌株检出率比较，差异无统计学意义（P＞0.5）。 大肠埃希菌对亚胺培南的敏感率为98.9%，而肺炎克雷伯菌为82.4%，尤其在ICU，其敏感率低至59.5%。痰液分离肺炎克雷伯菌对亚胺培南的敏感率为64.8%。102 株耐亚胺培南肺炎克雷伯菌中有4 株对氨曲南敏感， 而17 株耐亚胺培南大肠埃希菌中对有10 株氨曲南敏感。 结论 大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌均出现对碳青霉烯类抗菌药物耐药菌株，尤其是肺炎克雷伯菌上升明显，而且两者产碳青霉烯酶的类型有所区别。 肺炎克雷伯菌对大多数抗菌药物敏感性比大肠埃希菌低，除左氧氟沙星相对较好；ICU 耐药问题尤其严重，全血分离菌株敏感性较好，而痰液分离菌株敏感性较差。
[关键词]大肠埃希菌；肺炎克雷伯菌；超广谱β-内酰胺酶；AmpC 酶；碳青霉烯酶
革兰氏阴性杆菌尤其是肺炎克雷伯菌和大肠埃希菌是医院感染最重要的致病菌， 主要引起血流感染、尿路感染、肺部感染和腹部感染等疾病。近年来随着细菌耐药问题日趋严重，特别是耐碳青霉烯类的肠杆菌（carbapenem resistant enterobacteriaceae，CRE）不断呈上升趋势， 尤其是肺炎克雷伯菌的表现更加突出[1-2]。 为及时了解肺炎克雷伯菌和大肠埃希菌耐药性，以及两者差异性，本研究分析从标本类型（全血、尿液、痰液和体液）和科室[门急诊、重症加强护理病房（intensive care unit，ICU）和非 ICU]分离菌株的敏感性。
1 材料与方法
1.1 实验菌株
2020 年1 月至12 月厦门大学附属第一医院临床送检培养标本中分离大肠埃希菌1614 株， 肺炎克雷伯菌579 株（同一患者同类标本分离株不重复计入）。鉴定和药敏试验质控菌株为大肠埃希菌ATCC25922和大肠埃希菌ATCC35218，由卫生部临检中心提供。
1.2 试剂和仪器
哥伦比亚血平板为郑州安图公司生产；GN 鉴定卡和AST-GN67 和AST-GN04 药敏卡为法国梅里埃公司生产。
1.3 仪器与试剂
法国BioMerieux VITEK2 Compact 全自动细菌鉴定及药敏分析系统进行细菌的鉴定和药物敏感性分析。药敏检测方法为微量稀释法，按照2018 年临床实验室标准化研究所 （Clinical Laboratory Standards In stitute，CLSI）公布的标准[3]进行判读，以敏感（S）、中介（I）、耐药（R）报告结果。
1.4 统计学方法
采用Excel 软件进行数据分析。 计数资料用率表示，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
2.1 菌株分布
2020 年临床分离大肠埃希菌1614 株， 肺炎克雷伯菌579 株。 大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌从标本类型分离菌株从多到少依次为尿液、体液、全血和痰液， 但肺炎克雷伯菌标本分离菌株数量相差不大；从科室分布看，门急诊分离大肠埃希菌是主要来源， 而ICU 分离肺炎克雷伯菌所占的比例较大；另外，痰液分离大肠埃希菌占肺炎克雷伯菌的30%（表 1）。
表1 临床分离大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌分布情况（株）
2.2 耐药分析
2.2.1 产超广谱β-内酰胺酶（extended spectrum β-lactamases，ESBLs） 情况 产超 ESBLs 菌株肺炎克雷伯菌和大肠埃希菌比较， 差异有统计学意义（P＜0.05）；非 ESBLs（不包括 ESBLs 阴性）菌株两两比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；ESBLs（-）菌株检出率比较，差异无统计学意义（P＞0.5）（表 2～4）。
表2 不同标本分离大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌产ESBLs 情况[n（%）]
表3 不同科室分离大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌产ESBLs 情况[n（%）]
表4 大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌产ESBLs 比较
2.2.2 耐药性分析 大肠埃希菌对亚胺培南敏感性高，敏感率为98.9%，而肺炎克雷伯菌的敏感率为82.4%。ICU 分离肺炎克雷伯菌对碳青霉烯类抗菌药物的敏感率为59.5%，痰液分离菌株为64.8%；其中，102 株耐亚胺培南肺炎克雷伯菌中有4 株对氨曲南敏感，而17 株耐亚胺培南大肠埃希菌中有10 株对氨曲南敏感。 门急诊分离菌株对抗菌药物敏感性较好，而ICU分离菌株敏感性最差；全血分离菌株对抗菌药物敏感性最好，而痰液分离菌株对抗菌药物敏感性最差（表5～6）。
表5 不同标本分离大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌对抗菌药物敏感率（%）
表6 不同科室分离大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌对抗菌药物敏感率（%）
3 讨论
大肠埃希菌在环境中广泛存在，是医院感染分离菌株中最常见的病原菌，而肺炎克雷伯菌也是医院感染中最主要的条件致病菌之一，在医院感染中都占有很重要位置[1，4]。 从感染部位看，尿液标本是两者分离的主要来源，尤其是大肠埃希菌，尿液标本占很大的比重，是引起尿路感染最常见的致病菌，对于门急诊患者更是如此；而呼吸道标本（痰液和肺泡灌洗液）肺炎克雷伯菌分离比重大，尤其是ICU 患者检出率高，而且耐药性严重，给临床抗感染治疗带来较大的困难[5-8]。
细菌耐药一直是临床抗感染治疗中无法回避的问题，随着抗菌药物的大量使用，近几年耐碳青霉烯的肠杆菌上升明显[9-11]，尤其是肺炎克雷伯菌上升趋势比大肠埃希菌更为快速和严重[12]。β-内酰胺类抗菌药物是治疗大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌感染的主要药物，β-内酰胺酶的产生，尤其是ESBLs 和AmpC 酶的产生[13-15]，是大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌对其耐药的主要机制。 本研究结果显示，两者产ESBLs 菌株检出率比较，差异有统计学意义（P＜0.05），ESBLs（-）菌株检出率比较，差异无统计学意义（P＞0.5），原因是肺炎克雷伯菌很大一部分菌株是非ESBLs（即ESBLs 检测非阳性和阴性），极可能是产碳青霉烯酶、AmpC 酶和（或）外排泵系统引起的[16-18]，这种情况在ICU 和痰液分离的菌株尤为明显。大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌对头孢噻肟的敏感率低至50%左右， 尤其是ICU 低于40%； 门急诊分离肺炎克雷伯菌的敏感度较好（68.7%）； 体液分离大肠埃希菌和痰液分离肺炎克雷伯菌敏感性较差。大肠埃希菌对头孢他啶敏感性尚可（79.2%），但肺炎克雷伯菌较差（62.9%），ICU 分离敏感性更低（38.2%），说明两者的耐药机制存在一定区别，大肠埃希菌主要是产ESBLs，而肺炎克雷伯菌除了产ESBLs，还可能产AmpC 酶，从对亚胺培南的敏感性也可以看出， 大肠埃希菌具有较高敏感性（98.9%），而肺炎克雷伯菌的敏感性较低（82.4%），表现在 ICU 分离菌株为 59.5%， 痰液分离菌株为64.8%。
两者对临床常见酶抑制剂复合物的敏感性较高的为阿莫西林/克拉维酸、氨苄西林/舒巴坦，大肠埃希菌对哌拉西林/他唑巴坦敏感性较好，其它两种敏感性也尚可，但肺炎克雷伯菌的敏感性较差，也进一步说明肺炎克雷伯菌耐药机制相对大肠埃希菌复杂且严重。耐亚胺培南的肺炎克雷伯菌对氨曲南敏感的菌株较少（4/102 株），而耐亚胺培南的大肠埃希菌对氨曲南敏感菌株较多（10/17 株），其原因可能是大肠埃希菌产碳青霉烯酶多数属于金属酶，而肺炎克雷伯菌主要是产丝氨酸酶，两种酶对氨曲南的敏感性不同[19-20]。对于主要喹诺酮类抗菌药物如左氧氟沙星，两者总体敏感性不是很高，但是肺炎克雷伯菌的敏感性较大肠埃希菌高，尤其门急诊和全血分离肺炎克雷伯菌保持相对较高的敏感性；而大肠埃希菌尤其是门急诊尿液标本分离的菌株对左氧氟沙星的敏感率只有40%左右，门急诊尿路感染患者，如没有进行培养和药敏检测，临床经验用药需谨慎选择[21]。 另外，两者对阿米卡星仍保持较高的敏感性[22]，对于耐青霉烯类抗菌药物的菌株对大多数抗菌药物耐药，对阿米卡星仍有一定数量敏感菌株存在[23-24]。
综上所述，大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌是医院感染最重要的致病菌，多重耐药的耐碳青霉烯菌株呈不断上升趋势，尤其是肺炎克雷伯菌，给临床感染治疗造成异常困难[25-27]。 大肠埃希菌对抗菌药物敏感性总体比肺炎克雷伯菌高，另外ICU 分离菌株耐药问题比较严重，各感染部位来源菌株对抗菌药物敏感性存在一定差异，临床经验用药时，应具体考虑感染部位的差异， 以及对主要抗菌药物敏感性及时总体掌握，才能更有效地进行抗感染治疗。
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Distribution difference and drug resistance analysis of hospital infection of Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli
ZHENG Gang-sen1 JIANG Su-xiang2 LU Xiao-hui1 LIAN Ming-jian1▲
1. Clinical Laboratory, the First Affiliated Hospital of Xiamen University, Xiamen Key Laboratory of Genetic Testing,Fujian Province, Xiamen 361003; 2. Clinical Laboratory, Zhongshan Hospital Affiliated to Xiamen University, Fujian Province, Xiamen 361004
[Abstract] Objective To compare and analyze the differences between clinical isolates of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae, including sensitivity, specimen type separation and department distribution, so as to fully understand the drug resistance of the two main pathogens. Methods BioMerieux VITEK2 Compact automatic bacterial identification and drug sensitivity analysis system were used for bacterial identification and drug sensitivity test, and Excel software was used for data analysis. Results In 2020, 1614 strains of Escherichia coli and 579 strains of Klebsiella pneumoniae were clinically isolated, and more than half of them were isolated from urine, but there was no significant difference among different samples of Klebsiella pneumoniae. The number of Klebsiella pneumoniae isolated from respiratory tract samples was much more than that of Escherichia coli. There was no statistically significant difference between the two isolates in intensive care unit (ICU), but there was statistically significant difference in other departments. There was statistically significant difference in the detection rate of ESBLs (-) strain between the two strains (P＜0.05), but there was no statistically significant difference in the detection rate of ESBLs (-) strain (P＞0.5).The susceptibility rate of Escherichia coli to imipenem was 98.9%, while that of Klebsiella pneumoniae was 82.4%,especially in ICU, the susceptibility rate was as low as 59.5%. The susceptibility rate of Klebsiella pneumoniae isolated from sputum to imipenem was 64.8%. Four out of 102 strains of Imipenam -resistant Klebsiella pneumoniae were susceptible to tronem, while 10 out of 17 strains of imipenam-resistant Escherichia coli were susceptible to tronem. Conclusion Both Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae are resistant to carbapenems, especially Klebsiella pneumoniae, and their carbapenemase producing types are different. Klebsiella pneumoniae is less sensitive to most antibiotics than Escherichia coli, except levofloxacin. The drug resistance problem is particularly serious in ICU, and the sensitivity of isolates isolated from whole blood is good,but that from sputum is poor.
[Key words] Escherichia coli; Klebsiella pneumoniae; Extended spectrum β-lactamases; AmpC; Carbapenemases
[中图分类号] R446.5
[文献标识码] A
[文章编号] 1674-4721（2021）12（b）-0187-05
[基金项目]厦门大学附属第一医院青年科研发展基金资助项目（XYY2017012）。
▲通讯作者
（收稿日期：2021-06-16）