2024, Vol. 19
表1(Table 1)
2. 临汾市中心医院检验科，山西 临汾 041000
2. Clinical Laboratory, Linfen Central Hospital, Linfen 041000, Shanxi Province, China
高毒力肺炎克雷伯菌报道最早见于20世纪80年代，好发于亚裔人群或东亚地区免疫功能正常的人群，与经典肺炎克雷伯菌存在诸多差异[1]。高毒力肺炎克雷伯菌具有较强的致病力和致残性，可实现远处转移感染，诱发多部位感染，临床预后较差[2-3]。近年来，高毒力肺炎克雷伯菌感染已在世界范围内出现蔓延趋势，导致的侵袭性病变特别是肺脓肿病例亦呈逐年增加的趋势[4]；但肺脓肿高毒力肺炎克雷伯菌感染的危险因素及临床特征如何尚存争议[5]。
本研究通过回顾性分析2019年1月—2022年1月于临汾市中心医院(以下简称“该院”)诊治肺炎克雷伯菌感染继发肺脓肿35例患者的相关临床资料，探讨肺脓肿高毒力肺炎克雷伯菌感染的危险因素及临床特征，旨在为早期识别高毒力感染的高危人群提供更多参考。
1 资料与方法 1.1 研究对象纳入标准：①肺部计算机断层扫描(computed tomography，CT)可见壁厚空洞；②存在呼吸系统感染症状；③肺炎克雷伯菌培养结果阳性(+)；④年龄18~75岁；⑤临床资料完整。排除标准：①先天性肺囊肿；②肺结核；③肺大疱；④肺癌；⑤细菌培养失败。本研究最终纳入2019年1月—2022年1月于该院诊治肺炎克雷伯菌感染继发肺脓肿的患者共35例，根据感染肺炎克雷伯菌类型划分为高毒力组(23例)和经典组(12例)。本研究方案经医院伦理委员会批准(批准号：L20230307)。
1.2 研究方法 1.2.1 资料收集登录医院电子病历系统，收集患者性别、年龄、感染途径、发病至就诊时间、留置导管情况、感染前接受侵袭性操作情况、合并基础疾病、近3个月内住院史、合并发热情况、首发症状、实验室指标、影像学特征、耐药情况、荚膜血清型及基因型情况等资料。
1.2.2 细菌培养、鉴定及药敏试验采集肺炎克雷伯菌肺脓肿菌落接种于含5%羊血琼脂平板，37 ℃培养18 h左右，以接种环轻挑菌落，高毒力肺炎克雷伯菌阳性判定标准为具有高黏表型的菌株，拉丝试验阳性，如形成黏液丝且长度≥5 mm[6]。细菌鉴定采用禾信康源CMI-1600型全自动微生物质谱检测系统；采用迈瑞AF600型全自动微生物鉴定药敏分析系统完成药物敏感试验，药敏判定标准参考CLSI 2020(M100-30th)标准[7]。培养平板由郑州博赛提供。
1.2.3 细菌DNA检测采用煮沸法提取含新鲜肺炎克雷伯菌双蒸水上清液，获得DNA模板；采用PCR方法扩增目标序列完成基因评估。毒力基因包括rmpA型、magA型及aero型，荚膜血清型包括K1型、K2型、K5型、K20型。引物序列及扩增程序如下：①rmpA型，即F：GAGTAGTTAATA~AATCAATAGCAAT，R：CAGTAGGCATTGC~AGCA，退火温度51 ℃；②magA型，即F：GGTC~TCTTTACATCATTGC，R：GCTATGGCCATTT~GCGTTCA，退火温度51 ℃；③aero型，即F：GCTAGGCGGATACGAACAT，R：CACAGGGC~AATTGCTTACCT，退火温度51 ℃；④K1型，即F：GGTGCTCTTACATCATTGC，R：GCAATGG~CCATTTGCGTTAG，退火温度55 ℃；⑤K2型即F：GACCCGATATTATACTTGACAGAG，R：CCTGAAGTAAAATCGTAAATAGATGGC，退火温度51 ℃；⑥K5型，即F：TGGAGTGATGC~TCGCGA，R：CCTGAACCCACCCCAATC，退火温度55 ℃；⑦K20型，即F：CGGTGCTACAGTG~CATCATT，R：GTTATACGATGCTCAGTCGC，退火温度49 ℃。实时定量扩增仪采用美国ABI7500型；琼脂糖凝胶成像系统采用上海天能2500型；引物合成由上海生工生物技术有限公司完成。
1.3 统计学处理选择SPSS22.0软件分析数据；符合正态分布计量资料比较采用t检验，以(χ±s)表示；计数资料比较采用χ 2检验法，以%表示；以Logistic回归进行多因素分析；P＜0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 两组患者临床特征资料和影像学资料比较高毒力组合并糖尿病比例、合并肺外脓肿比例、合并多发感染比例、首发症状为呼吸道感染比例及影像学提示多发脓肿比例均显著高于经典组(P＜0.05)；高毒力组留置导管比例和感染前接受侵袭性操作的比例均显著低于经典组(P＜0.05)，具体数据如表 1所示。高毒力肺炎克雷伯菌拉丝试验结果为阳性(见图 1)。
| 指标 | 高毒力组(n=23) | 经典组(n=12) | t/χ2值 | P值 |
| 男/女 | 18/5 | 10/2 | -◆ | 1.000 |
| 年龄(岁) | 59.32±8.75 | 61.89±8.44 | -1.481 | 0.148 |
| 社区获得性感染(例) | 21(91.30) | 8(66.67) | -◆ | 0.151 |
| 发病至就诊时间≤14 d(例) | 17(73.91) | 8(66.67) | -◆ | 0.706 |
| 留置导管(例) | 0(0.00) | 6(50.00) | -◆ | 0.001 |
| 感染前接受侵袭性操作(例) | 0(0.00) | 7(58.33) | -◆ | 0.000 |
| 合并基础疾病(例) | ||||
| 糖尿病 | 23(100.00) | 1(8.33) | -◆ | 0.000 |
| 呼吸系统疾病 | 8(34.78) | 7(58.33) | -◆ | 0.282 |
| 肝胆疾病 | 10(43.48) | 4(33.33) | -◆ | 0.721 |
| 近3个月内住院史(例) | 2(8.70) | 1(8.33) | -◆ | 1.000 |
| 合并发热(例) | 20(86.96) | 11(91.67) | -◆ | 1.000 |
| 首发症状(例) | ||||
| 呼吸道 | 14(60.87) | 2(16.67) | -◆ | 0.030 |
| 腹部 | 10(43.48) | 4(33.33) | -◆ | 0.721 |
| 其他 | 6(26.09) | 3(25.00) | -◆ | 1.000 |
| 实验室指标 | ||||
| 白细胞计数(×109/L) | 12.53±4.56 | 11.90±4.81 | 0.637 | 0.528 |
| C反应蛋白(mg/L) | 116.21±24.82 | 119.17±27.73 | -0.519 | 0.607 |
| 降钙素原(μg/L) | 0.95±0.09 | 0.99±0.11 | -1.769 | 0.086 |
| 白蛋白(g/L) | 30.98±3.05 | 31.21±3.26 | -0.343 | 0.734 |
| D-二聚体(ng/mL) | 2 576.66±409.26 | 2 640.19±423.05 | -0.730 | 0.470 |
| 合并感染(例) | ||||
| 肝脓肿 | 7(30.43) | 0(0.00) | -◆ | 0.070 |
| 脑脓肿或脑膜炎 | 4(17.39) | 0(0.00) | -◆ | 0.275 |
| 眼内感染 | 7(30.43) | 0(0.00) | -◆ | 0.070 |
| 多发感染(≥3个) | 21(91.30) | 0(0.00) | -◆ | 0.000 |
| 肺外脓肿 | 22(95.65) | 0(0.00) | -◆ | 0.000 |
| 影像学特征 | ||||
| 影像学提示多发脓肿(≥2个) | 18(78.26) | 0(0.00) | -◆ | 0.000 |
| 最大病灶位于左肺叶/右肺叶 | 10/13 | 3/9 | -◆ | 0.463 |
| 最大径≥5 cm | 20(86.96) | 12(100.00) | -◆ | 0.536 |
| 胸腔积液 | 9(39.13) | 5(41.67) | -◆ | 1.000 |
| 肺实变 | 7(30.43) | 0(0.00) | -◆ | 0.070 |
| 胸膜下病变 | 15(65.22) | 11(91.67) | -◆ | 0.121 |
| 注：◆fisher精确概率分析，P＜0.05。 | ||||
|
| 图 1 高毒力肺炎克雷伯菌平板拉丝试验 Fig. 1 Plate drawing test of high virulence Klebsiella pneumoniae |
Logistic回归模型多因素分析结果显示(0=经典组，1=高毒力组)，合并糖尿病是肺脓肿高毒力肺炎克雷伯菌感染独立危险因素(P＜0.05)，具体数据如表 2所示。
| 影响因素 | β | SE | Wald χ2值 | OR值 | 95%CI | P值 |
| 留置导管 | -1.362 | 1.165 | 1.367 | 0.256 | 0.026~2.512 | 0.242 |
| 感染前接受侵袭性操作 | -1.698 | 1.608 | 1.115 | 0.183 | 0.007~4.278 | 0.290 |
| 合并糖尿病 | 2.367 | 0.445 | 28.236 | 10.665 | 4.454~25.535 | ＜0.001 |
| 首发症状为呼吸道感染 | 1.334 | 1.127 | 1.401 | 3.796 | 0.416~34.567 | 0.236 |
| 多发感染 | 1.056 | 0.984 | 1.152 | 2.874 | 0.417~19.779 | 0.283 |
| 肺外脓肿 | 1.643 | 1.233 | 1.776 | 5.170 | 0.461~57.955 | 0.182 |
| 影像学提示多发脓肿 | 1.506 | 1.072 | 1.974 | 4.508 | 0.551~36.859 | 0.160 |
| 注：未接受相应操作或无相应症状定为对照。 | ||||||
两组荚膜血清型比较差异无统计学意义(P>0.05)；高毒力组头孢呋辛、头孢曲松、头孢他啶、头孢吡肟、阿莫西林/克拉维酸、哌拉西林/他唑巴坦、头孢哌酮/舒巴坦及左氧氟沙星的耐药率均显著低于经典组(P＜0.05)；高毒力组毒力基因型aero和rmpA+aero比例均显著高于经典组(P＜0.05)，具体数据如表 3~5所示。
| 指标 | 高毒力组(n=23) | 经典组(n=12) | t/χ2值 | P值 |
| K1 | 14(60.87) | 5(41.67) | -◆ | 0.311 |
| K2 | 10(43.48) | 3(25.00) | -◆ | 0.463 |
| K5 | 0(0.00) | 0(0.00) | -◆ | 1.000 |
| K20 | 0(0.00) | 0(0.00) | -◆ | 1.000 |
| 注：◆fisher精确概率分析，P＜0.05。 | ||||
| 抗菌药物 | 高毒力组(n=23) | 经典组(n=12) | t/χ2值 | P值 |
| 头孢呋辛 | 2(8.70) | 11(91.67) | -◆ | 0.000 |
| 头孢曲松 | 0(0.00) | 8(66.67) | -◆ | 0.000 |
| 头孢他啶 | 1(4.35) | 7(58.33) | -◆ | 0.001 |
| 头孢吡肟 | 0(0.00) | 6(50.00) | -◆ | 0.001 |
| 阿莫西林/ 克拉维酸 | 2(8.70) | 10(83.33) | -◆ | 0.000 |
| 哌拉西林/ 他唑巴坦 | 0(0.00) | 8(66.67) | -◆ | 0.000 |
| 头孢哌酮/ 舒巴坦 | 0(0.00) | 5(41.67) | -◆ | 0.002 |
| 亚胺培南 | 0(0.00) | 2(16.67) | -◆ | 0.111 |
| 厄他培南 | 0(0.00) | 2(16.67) | -◆ | 0.111 |
| 左氧氟沙星 | 1(4.35) | 9(75.00) | -◆ | 0.000 |
| 阿米卡星 | 0(0.00) | 2(16.67) | -◆ | 0.111 |
| 注：◆fisher精确概率分析，P＜0.05。 | ||||
| 指标 | 高毒力组(n=23) | 经典组(n=12) | t/χ2值 | P值 |
| rmpA | 11(47.83) | 4(33.33) | -◆ | 0.489 |
| magA | 13(56.52) | 3(25.00) | -◆ | 0.152 |
| aero | 23(100.00) | 4(33.33) | -◆ | 0.000 |
| rmpA+aero | 18(78.26) | 5(41.67) | -◆ | 0.685 |
| magA+aero | 13(56.52) | 3(25.00) | -◆ | 0.152 |
| rmpA+magA+aero | 10(43.48) | 4(33.33) | -◆ | 0.721 |
| 注：◆fisher精确概率分析，P＜0.05。 | ||||
目前，肺炎克雷伯菌已成为导致原发性肺脓肿及肝脓肿最为常见的致病菌之一，如未及时控制可在短时间内出现侵袭性肺炎克雷伯菌肝脓肿综合征；此类患者往往存在多部位感染病灶，包括脑、眼内及血流感染等，致死率可达10%~20%[8-9]。既往有关高毒力肺炎克雷伯菌感染肺脓肿临床特征的报道较少。本研究结果中，高毒力肺炎克雷伯菌感染肺脓肿患者从发病至就诊时间大部分在14 d以内，缺乏特异性临床症状，合并肺外脓肿的患者比例较经典肺炎克雷伯菌更高，同时影像学下往往可观察到多发脓肿，相当部分患者伴胸腔积液和肺实变。已有研究显示，高毒力肺炎克雷伯菌可经血源性途径播散至多部位，尤以肝、肺脓肿最为常见，但仅从影像学上无法与其他病原菌(如金黄色葡萄球菌)区分，须通过评估有无皮肤屏障破坏等方式实现鉴别与诊断[10-11]。
本研究结果显示，合并糖尿病是肺脓肿高毒力肺炎克雷伯菌感染的独立危险因素。有研究提示，合并糖尿病患者更易感染高毒力肺炎克雷伯菌，这可能与高血糖状态对于白细胞趋化、黏附及吞噬能力的抑制作用有关，同时其还能够降低K1/K2血清型的吞噬效应[12-13]；本研究结果亦支持上述观点。故对于合并糖尿病肺炎克雷伯菌感染的肺脓肿患者，应积极寻找是否存在肺外病灶，通过影像学检查早期准确发现隐匿病灶，并给予及时有效的干预，这对于控制病情的进展及改善临床预后具有重要意义。相关报道提示，多部位感染及继发感染性休克是肺炎克雷伯菌感染所致肺脓肿患者预后不良的危险因素，如脑脓肿、眼内感染等[14]。本研究单因素分析提示合并肺外脓肿、合并多发感染、首发症状为呼吸道感染、影像学提示多发脓肿、留置导管及感染前接受侵袭性操作比例均可能与肺脓肿高毒力肺炎克雷伯菌感染有关，但后续的多因素分析并未证实，笔者认为这可能与上述因素易受其他因素干扰有关，导致与肺脓肿高毒力肺炎克雷伯菌感染的发生缺乏独立联系；同时，本研究属于单中心小样本回顾性报道，亦可能对研究结果产生影响，仍需更多中心、更大样本的前瞻性研究来确证。
主流观点认为，高毒力肺炎克雷伯菌对于多种抗菌药物均具有高敏感性[15]，而本研究结果亦证实，高毒力组头孢呋辛、头孢曲松、头孢他啶、头孢吡肟、阿莫西林/克拉维酸、哌拉西林/他唑巴坦、头孢哌酮/舒巴坦及左氧氟沙星的耐药率均显著低于经典组，同时未发现耐碳青霉烯菌株。但近年来有关CR-高毒力肺炎克雷伯菌的报道不断出现，相较于以往高毒力肺炎克雷伯菌，其具有高耐药、高侵袭及免疫逃逸等特点，给临床治疗带来了极大挑战[16]。
已有研究显示，高毒力肺炎克雷伯菌菌株中特异性基因编码包括rmpA、rmpA2及iuc等，上述基因均可上调肺炎克雷伯菌铁载体和荚膜多糖的产量，增强病原菌独立及黏液性；其中rmpA和magA被认为是东亚地区高毒力肺炎克雷伯菌最常见的毒力基因，具有抗免疫细胞吞噬、拮抗早期炎症反应及树突细胞成熟等多重作用[17]。本研究中高毒力组毒力基因型aero和rmpA+aero的比例均显著高于经典组，与上述报道结果相符；其中aero与高毒力肺炎克雷伯菌铁载体的水平关系密切，其能够提高病原菌铁获得能力和组织细胞内的存活能力[18]；而本研究显示，rmpA、magA及aero基因亦存在于经典肺炎克雷伯菌，提示其他基因亦可能参与到高毒力肺炎克雷伯菌的高毒力调控环节。既往研究显示，K1和K2均是高毒力肺炎克雷伯菌常见的荚膜血清型[19]，但本研究结果并未证实2组荚膜血清型的差异具有统计学意义，笔者认为这可能与本研究纳入的样本量较少且属于单中心回顾性研究有关，仍有待未来更大规模且具有前瞻性的研究来确证。
综上所述，肺脓肿高毒力肺炎克雷伯菌感染与合并糖尿病和多部位感染关系密切；同时该类感染的主要毒力基因型为aero。
| [1] |
Choby JE, Howard-Anderson J, Weiss DS. Hypervirulent Klebsiella pneumoniae-clinical and molecular perspectives[J]. J Intern Med, 2020, 287(3): 283-300.
[DOI]
|
| [2] |
Tian D, Liu X, Chen W, Zhou Y, Hu D, Wang W, Wu J, Mu Q, Jiang X. Prevalence of hypervirulent and carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae under divergent evolutionary patterns[J]. Emerg Microbes Infect, 2022, 11(1): 1936-1949.
[DOI]
|
| [3] |
Zou Q, Li Y. Hypervirulent Klebsiella pneumoniae[J]. N Engl J Med, 2021, 385(9): 833-870.
[DOI]
|
| [4] |
Serban D, Popa Cherecheanu A, Dascalu AM, Socea B, Vancea G, Stana D, Smarandache GC, Sabau AD, Costea DO. Hypervirulent Klebsiella pneumoniae endogenous endophthalmitis-A global emerging disease[J]. Life (Basel), 2021, 11(7): 676-683.
[PubMed]
|
| [5] |
Chang D, Sharma L, Dela Cruz CS, Zhang D. Clinical epidemiology, risk factors, and control strategies of Klebsiella pneumoniae infection[J]. Front Microbiol, 2021, 12(12): 750662.
[PubMed]
|
| [6] |
Zhu J, Wang T, Chen L, Du H. Virulence factors in hypervirulent Klebsiella pneumoniae[J]. Front Microbiol, 2021, 12(4): 642484.
[PubMed]
|
| [7] |
陈曦, 付春毅, 张新超. 肺炎克雷伯菌肝脓肿侵袭性综合征10例临床分析[J]. 临床急诊杂志, 2020, 21(6): 451-455. |
| [8] |
Wang G, Zhao G, Chao X, Xie L, Wang H. The characteristic of virulence, biofilm and antibiotic resistance of Klebsiella pneumoniae[J]. Int J Environ Res Public Health, 2020, 17(17): 6278-6284.
[DOI]
|
| [9] |
Liu X, Wu Y, Zhu Y, Jia P, Li X, Jia X, Yu W, Cui Y, Yang R, Xia W, Xu Y, Yang Q. Emergence of colistin-resistant hypervirulent Klebsiella pneumoniae (CoR-HvKp) in China[J]. Emerg Microbes Infect, 2022, 11(1): 648-661.
[DOI]
|
| [10] |
Zhou Y, Wang X, Shen J, Lu Z, Liu Y. Endogenous endophthalmitis caused by carbapenem-resistant hypervirulent klebsiella pneumoniae: a case report and literature review[J]. Ocul Immunol Inflamm, 2019, 27(7): 1099-1104.
[DOI]
|
| [11] |
Elsoe R, Larsen P. Delayed but favourable outcome of lateral tibial plateau fracture after screw fixation: a 3-year prospective cohort study of 56 patients[J]. Knee, 2021, 29(3): 280-290.
|
| [12] |
陈海, 李华敏. 重症耐青霉烯肺炎克雷伯菌肺部感染影响因素及分子流行病学[J]. 中华医院感染学杂志, 2021, 31(13): 2007-2011. |
| [13] |
Xu Y, Zhang J, Wang M, Liu M, Liu G, Qu H, Liu J, Deng Z, Sun J, Ou HY, Qu J. Mobilization of the nonconjugative virulence plasmid from hypervirulent Klebsiella pneumoniae[J]. Genome Med, 2021, 13(1): 119-126.
[DOI]
|
| [14] |
Yang Y, Li X, Zhang Y, Liu J, Hu X, Nie T, Yang X, Wang X, Li C, You X. Characterization of a hypervirulent multidrug-resistant ST23 Klebsiella pneumoniae carrying a bla (CTX-M-24) IncFⅡ plasmid and a pK2044-like plasmid[J]. J Glob Antimicrob Resist, 2020, 22(11): 674-679.
[PubMed]
|
| [15] |
Yang X, Sun Q, Li J, Jiang Y, Li Y, Lin J, Chen K, Chan EW, Zhang R, Chen S. Molecular epidemiology of carbapenem-resistant hypervirulent Klebsiella pneumoniae in China[J]. Emerg Microbes Infect, 2022, 11(1): 841-849.
[DOI]
|
| [16] |
Jin X, Chen Q, Shen F, Jiang Y, Wu X, Hua X, Fu Y, Yu Y. Resistance evolution of hypervirulent carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae ST11 during treatment with tigecycline and polymyxin[J]. Emerg Microbes Infect, 2021, 10(1): 1129-1136.
[DOI]
|
| [17] |
Yang X, Wai-Chi Chan E, Zhang R, Chen S. A conjugative plasmid that augments virulence in Klebsiella pneumoniae[J]. Nat Microbiol, 2019, 4(12): 2039-2043.
[DOI]
|
| [18] |
Russo TA, Marr CM. Hypervirulent Klebsiella pneumoniae[J]. Clin Microbiol Rev, 2019, 32(3): 517-523.
|
| [19] |
Wyres KL, Lam MMC, Holt KE. Population genomics of Klebsiella pneumoniae[J]. Nat Rev Microbiol, 2020, 18(6): 344-359.
[DOI]
|