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编号:10500556
产ESBL肺炎克雷伯菌医院感染分子流行病学研究
http://www.100md.com 《中华医院感染学杂志》 2000年第1期
     周清德 缪竞智 张秀珍

    摘 要: 目的 明确产ESBL肺炎克雷伯菌医院感染发生率及其流行病学特征。方法 收集、鉴定分离菌株,进行药敏实验和ESBL检测;PCR扩增blaTEM和blaSHV基因;等电聚焦测定β-内酰胺酶的等电点(pI)、染色体DNA的PFGE分型以及进行病例资料分析。结果 共分离到104株非重复肺炎克雷伯菌,产ESBL株占13.5%。医院感染株ESBL阳性率(28.3%)明显高于院外感染株(3.6%);ESBL阳性菌对CPD、CTX、CAZ、CTR、ATM、FOX、CIP和GEN的中敏或耐药率分别为92.9%、92.9%、35.7%、92.8%、78.6%、7.1%、28.6%和42.9%,但对IMP100%敏感;β-内酰胺酶等电聚焦分析及blaTEM和blaSHV基因检测结果,提示该院流行的ESBL主要为SHV类;PFGE分析证实在干部1病区、SICU和RICU存在产ESBL菌株流行。结论 该医院存在产ESBL肺炎克雷伯菌医院感染流行;合理使用抗生素,加强消毒隔离措施,严格遵守无菌操作规程和屏障护理,是控制医院感染流行的重要措施。
, 百拇医药
    关键词:肺炎克雷伯菌 超广谱β-内酰胺酶 医院感染 分子流行病学

    超广谱β-内酰胺酶(ESBL)是能水解头孢噻肟、头孢他啶、头孢三嗪等及氨曲南等单环类抗生素,并介导细菌对这些抗生素耐药的β-内酰胺酶[1]。肺炎克雷伯菌是最常见的产ESBL菌株,常引起医院感染暴发流行。产ESBL菌株流行机制很复杂,可同时存在流行菌株的扩散以及质粒或耐药基因的转移[2]。因此在鉴别产ESBL菌株流行时,精确的流行病学分型十分重要,可同时采用染色体DNA分型和β-内酰胺酶鉴定进行综合分析。近年来,我院肺炎克雷伯菌医院感染逐年增多,对三代头孢菌素耐药株不断出现,为了明确产ESBL肺炎克雷伯菌医院感染发生率及其流行病学特征,以便采取有效措施加以控制,我们于1997年9月~1998年9月,对肺炎克雷伯菌医院分离株,进行了ESBL监测和分子流行病学研究。

    1 材料与方法

, 百拇医药     1.1 菌株 104株肺炎克雷伯菌来源于北京医院1997年9月~1998年9月的临床标本;标准产酶株E.coli J53 R1(TEM-1,pI5.4),J53 pCFF04(TEM-3,pI 6.3),J53 R1010(SHV-1,pI 7.6),J53 pMG229(SHV-2,pI 7.6),J53 pAFF2(SHV-5,pI 8.2)由 Jacoby GA 惠赠。

    1.2 工具酶及主要试剂

    1.2.1 XbaI和Taq DNA聚合酶 为Promega公司产品;溶菌酶和蛋白酶K购自华美生物工程公司。

    1.2.2 blaTEM基因引物正链序列 5’-ATG AGT ATT CAA CAT TTC CG(208-227),负链序列:5’-CTG ACA GTT ACC AAT GCT TA(1075-1054);blaSHV基因引物正链序列:5’-GGT TAT GCG TTA TAT TCG CC(121-140),负链序列:5’-TTA GCG TTG CCA GTG CTC(988-971)均由Genemed Biotechnologies 公司合成;dNTP购自Boehringer Mannhei公司。
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    1.2.3 等电聚焦试剂 Ampholine PAGplate(pH3.5~9.5)购自Pharmacia Biotech公司。

    1.2.4 Tris(三羟甲基氨基甲烷)、EDTA(乙二胺四乙酸)、十二烷基肌氨酸钠 上海化学试剂厂提供。

    1.2.5 头孢泊肟(CPD)、头孢噻肟(CTX)、头孢他啶(CAZ)、头孢曲松(CTR)、氨曲南(ATM)、头霉西丁(FOX)、泰能(IMP)、环丙沙星(CIP)和庆大霉素(GEN)药敏纸片 购自DIFCO公司。Etest ESBL 纸条为AB Biodis公司产品。

    1.3 实验方法

    1.3.1 细菌分离鉴定 常规分离临床标本并经自动细菌鉴定系统VITEK或API鉴定。

    1.3.2 药敏试验与ESBL检测 采用纸片扩散法和 Etest法,按NCCLS(1999年板)标准进行。
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    1.3.3 blaTEM和blaSHV基因PCR[3] 分别设阳性对照、阴性对照和空白对照。100μl反应体系中各组份浓度分别为:50mM KCL,10mM Tris-HCL(pH8.3),1.5mM MgCl2,0.1μM寡聚核甘酸引物,200μM 4×dNTP,2.5μ TaqDNA聚合酶和1μl模板DNA。在Perkin-Elmer 480 扩增仪上96℃预变性5分钟,变性96℃1分钟,退火58℃1分钟,延伸72℃1分钟,35个循环,PCR阳性产物均为867bp.

    1.3.4 β-内酰胺酶的等电聚焦 β-内酰胺酶的等电聚焦,在薄层聚丙烯酰胺凝胶(AmpholinepH3.5~9.5)上进行;再用浸有0.05%nitrocefin的虑纸进行染色。用TEM-1(pI5.4)、TEM-3(pI6.3)、SHV-2(pI7.6)和SHV-5(pI8.2)都作为等电点(pI)测定的标准。
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    1.3.5 染色体DNA的PFGE分析[4] 细菌包理于低溶点凝胶块中,原位溶解释放DNA;XbaI酶消化;在脉冲场凝胶电泳仪(Bio-Rad)上,选择ENB程序,14℃电泳19.5小时,分离DNA片断;EB染色,Gel Doc 2000成像系统照相记录结果;结果判读标准:酶切图谱完全一致为同一型,如A型;有1~3个条带与主型不同定为亚型,如A1、A2等;有3个以上条带不同则定为另一型,可分为B、C、D等其它型。

    1.3.6 病例调查 凡临床标本中分离到肺炎克雷伯菌者,填写表格,查看患者,对患者的基本情况、感染类型和细菌学检查等进行临床调查。

    2 结 果

    2.1 产ESBL肺炎克雷伯菌分离率及其感染的分布 从患者临床标本中分离到104株非重复菌,检出ESBL阳性菌14株,检出率为13.5%。在分析的104株肺炎克雷伯菌中,院内感染46株(44.2%),院外感染28株(26.9%),带菌状态30株(28.9%)。院内感染株ESBL阳性率(28.3%)明显高于院外感染株(3.6%)。ESBL阳性菌感染患者在细菌分离前100%使用过三代头孢菌素或氨曲南,而ESBL阴性菌感染者只有8.9%使用过三代头孢菌素。
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    2.2 blaTEM和balSHV基因PCR检测 经2%琼脂糖凝胶电泳(6v/cm,1h),紫外线下观察结果,可见867bpDNA扩增条带。14株ESBL阳性菌,5株同时含有blaTEM和balSHV基因,7株只含有balSHV基因,2株只含有blaTEM基因。

    2.3 ESBL阳性菌耐药性 14株ESBL阳性菌对CPD、CTX、CAZ、CTR、ATM、FOX、CIP和GEN的中敏或耐药分别为92.9%、92.9%、35.7%、92.8%、78.6%、7.1%、28.6%和42.9%,但对IMP 100%敏感。

    2.4 β-内酰胺酶的等电聚焦分析 β-内酰胺酶粗提液的等电聚焦结果表明,大部分ESBL阳性菌株能产生pI为7.6的β-内酰胺酶,其中5株只产生pI为7.6的1种β-内酰胺酶,5株产生pI为5.4和7.6的两种β-内酰胺酶;2株产生pI为 7.0β-内酰胺酶,其它2株产生的β-内酰胺酶pI分别为5.9和6.5(表1)。
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    表1 产ESBL肺炎克雷伯菌的分布及其分子特征

    病房

    采集日期

    ESBL

    blaTEM

    PCR

    blaSHV

    PCR

    PFGE

    分型

    IEF结果

    (pI)
, 百拇医药
    SICU

    97.09.24

    +

    -

    +

    A

    7.0

    97.10.24

    +

    -

    +

    A

    7.0

, 百拇医药     RICU

    97.10.05

    +

    -

    +

    A

    7.6

    98.03.14

    +

    -

    +

    A

    7.6

    干部
, http://www.100md.com
    97.09.23

    +

    +

    +

    B

    5.4 7.6

    97.10.04

    +

    +

    +

    B

    5.4 7.6

    97.11.20
, 百拇医药
    +

    +

    +

    B

    5.4 7.6

    97.09.25

    +

    +

    -

    C

    5.9

    98.08.07

    +

, 百拇医药     -

    +

    F

    7.6

    98.09.07

    +

    +

    +

    I

    5.4 7.6

    NICU

    97.09.11

    +

, 百拇医药     +

    +

    D

    5.4 7.6

    血液科

    98.09.13

    +

    +

    -

    E

    5.6

    呼吸科

    98.08.18

, http://www.100md.com     +

    -

    +

    G

    7.6

    肾内科

    98.09.05

    +

    -

    +

    H

    7.6

    2.5 染色体DNA的PFGE分析 14株ESBL阳性肺炎克雷伯菌作PFGE分析,共被分为9个型。A型4株,B型3株,其它型别各1株。根据病例资料分析,所有菌株均来自于不同患者,除1株为院外感染外,其余均为院内感染,分布于全院7个科室。经PFGE图谱证实,在干部1病房存在B型菌流行,在SICU和呼吸科存在A型菌流行。
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    3 讨 论

    超广谱β-内酰胺类抗生素在临床上大量应用,致使革兰阴性细菌产生各种ESBL。肺炎克雷伯菌是最常见的产ESBL菌株,占产ESBL菌的75%。目前的研究表明,肺炎克雷伯菌产生的ESBL主要为TEM和SHV类β-内酰胺酶。最近在英国、法国和葡萄牙对肺炎克雷伯菌医院分离株进行的监测显示,14%~16%的菌株产生ESBL。本研究发现,104株肺炎克雷伯菌有13.5%产生ESBL,但在医院感株中ESBL阳性率高达28.3%,表明该院存在产ESBL菌株流行。所有ESBL阳性菌感染患者在分离细菌之前都使用过三代头孢菌素或氨曲南治疗,尤其是头孢噻肟和头孢他啶;而ESBL阴性菌感染患者中只有8.9%在细菌分离前使用过三代头孢菌素,说明三代头孢菌素或氨曲南的使用是细菌产生ESBL的重要选择因素。因此,合理使用抗生素对预防耐药菌的产生和控制医院感染十分重要。

    ESBL阳性肺炎克雷伯菌对三代头孢菌素和氨曲南的耐药率都很高,在治疗产ESBL菌感染时应避免选用这些药物。对环丙沙星耐药的比例占28.6%,国外报道这一比例高达40%[4],因此在产ESBL的高危环境中,环丙沙星的经验用药受到限制,只有当药敏试验显示对它敏感时才可选用。产ESBL肺炎克雷伯菌对头孢西丁的敏感率高达92.9%,是治疗产ESBL菌感染的可选择方案。泰能是治疗产ESBL菌感染最有效的药物,当微生物实验室报告感染菌为ESBL阳性时,临床应首选泰能进行治疗。
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    β-内酰胺酶等电聚焦结果显示,14株ESBL阳性菌中10株产生pI为7.6的β-内酰胺酶,2株产生pI为7.0的β-内酰胺酶,这些菌都含有blaSHV基因,提示该院流行的ESBL主要为SHV类。不同酶有其固有pI,根据pI不同可将酶区分开来[5],但pI为7.6的β-内酰胺酶有SHV-1、SHV-2、SHV-6、SHV-7和SHV-8,必须进一步测定酶基因的核甘酸序列才能区分开来。pI为7.0的β-内酰胺酶可能为SHV-3。此外,本研究还检测到TEM类ESBL的存在,其pI分别为5.4、5.6和5.9。PFGE结果表明在该院存在多克隆菌株流行。4株A型菌都分布于SICU和RICU;3株B型菌都分布于干部1病区。同一克隆株在空间分布上的集中趋势,提示存在交叉传播或通过某一尚未识别的共同传染源传播。本研究还发现,不同PFGE基因型的菌株,可产生pI完全相同的ESBL(表1),说明病区内可能存在ESBL基因的转移或耐药质粒的播散。因此,进一步加强消毒隔离措施,严格遵守无菌操作规程和屏障护理,以控制医院感染的流行播散十分重要。
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    作者单位:周清德(北京医院, 北京 100730)

    缪竞智(北京医院, 北京 100730)

    张秀珍(北京医院, 北京 100730)

    参考文献:

    [1] Bush K, G.A.Jacoby, A.A.Medeiros. A functional classification scheme for β-lactamases and its correlation with molecular structure[J]. Antimicrob. Agents Chemother, 1995, 39: 1211

    [2] Bingen EH, Desjardins P, Arlet G et al. Molecular epidemiology of plasmid spread among Extended broad-spectrum-β-lactamase-producing Klebsiella pneumoniae isolates in a pediatric hospital[J]. J Clin Microbiol, 1993; 31: 179
, 百拇医药
    [3] Liu PYF, Gur D, Hall LMC et al. Survey of the prevalence of β-lactamases amongst 1000 gram-negative bacilli isolated consecutively at the Royal London Hospital[J]. J Amtimicrob Chemother 1992, 30: 429

    [4] Schiappa DA, Hayden MK, Matushek MG et al. Cetazidime-resistant Klebsiella pneumoniae and Escherichia cole bloodstream infection: A case-control and molecular epidemiological investigation[J]. J Infect Dis, 1996, 174: 529

    [5] Medeiros AA. Evolution and dissemination of β-lactamases accelerated by generations of β-lactam antibiotics[J]. Clin Infect Dis, 1997, 24(suppl): s19, 百拇医药