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烧伤感染与临床微生物学

时间:2023-05-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:烧伤感染主要由细菌、真菌和病毒引起,而其中细菌为最主要的病原菌,大多数烧伤细菌感染均由需氧菌所致。表8-1列举了对烧伤感染患者的取样组织的来源部位与对应检出微生物之间的常见关系。针对烧伤感染常采集的几类标本,摘录烧伤感染常用标本管理指南,如表8-2所示。通过病原体的分离鉴定及检测患者的免疫应答等,以达到对感染性疾病做出病原学诊断,同时为临床进行合理用药与预防提供依据。

一、概述

临床微生物学是临床医学、基础医学和预防医学相结合的交叉学科,具体任务有:①密切结合临床,与临床医师讨论、研究及处理有关感染性疾病的问题;②对微生物标本做出快速、准确的检验报告,满足临床诊治需要;③进行有关抗生素方面的各种试验,受理有关抗生素合理应用的咨询;④参与医院感染监测、控制和管理。

烧伤感染和临床微生物学之间的关系密不可分:烧伤感染的诊断依赖于临床经验诊断和病原学诊断,而后者可以说是烧伤感染诊断的金标准;烧伤感染的治疗建立在病原学诊断的基础上,并以实验室药敏试验结果为依据调整抗生素用药方案;烧伤感染的流行病学特点及病原菌在时间和空间上的变迁有赖于综合临床微生物实验室的实验数据行回顾性分析后得出,从而进一步反馈于临床更清楚地认识烧伤感染的特点,以便更好地参与医院感染的控制。

二、烧伤感染的病原学诊断

烧伤感染的病原学诊断的关键,是要在排除非致病菌的前提下,尽可能快速而准确地提高病原菌的检出率。所谓致病菌和非致病菌的概念其实是相对的,一些病原菌在人体拥有自身免疫力时是正常菌群微生物,然而当微生物与宿主之间的平衡关系被破坏,如宿主的防御机制的削弱或内源性生物体进入机体的无菌部位时,那么该生物体将会成为致病性的,并导致疾病的产生。因此,只有了解常见正常菌群的寄生部位以及常见致病菌易感染部位,才能在病理状态下分析寻找出所要找的致病菌。

(一)烧伤感染的病原学概况

烧伤感染主要由细菌、真菌和病毒引起,而其中细菌为最主要的病原菌,大多数烧伤细菌感染均由需氧菌所致。表8-1列举了对烧伤感染患者的取样组织的来源部位与对应检出微生物之间的常见关系。

(二)烧伤感染送检标本的选择、采集、存放与转运

恰当的标本取样位置的选择、采集的手法、存放的条件、转运的过程是正确的病原学诊断的必需基础和最重要的一步,要求临床医生必须对标本和标本的采集部位进行选择,且必须能够反映病情的动态变化。如果对标本没有进行选择,或者未从有微生物活动的部位采集标本,即使是执行严谨的标本采集方法也不能够提供任何有临床价值的信息。在选择、采集、存放与转运标本时遵循的普遍原则如下:①避免来自正常菌群的污染,保证标本来自于感染活动部位。②选择恰当的解剖位置取样,采用适当的技术和设备来采集标本。③选择合适的部位采集用于厌氧菌培养的标本,活检或针头抽吸物是最佳的选择,一般不要用厌氧菌拭子标本。绝不要把用于厌氧菌培养的标本冷藏,相反,要在室温下保存。④收集足够量的标本,量少易导致病原学检测假阴性结果。⑤在每份标本上标明患者的姓名、标本来源、采集体位、采集日期和时间。⑥将标本放置在设计用于提高可疑病原体的生存、无漏和无潜在安全性问题的容器内。针对烧伤感染常采集的几类标本,摘录烧伤感染常用标本管理指南,如表8-2所示。

NF:正常菌群;P:致病菌(正常情况下不应该出现而在发现时不应该忽略的菌)
引自:Herndon DN.Total burn care.Third editon.Philadelphia:Saunders,2007:154-155

(三)病原微生物检测的方法

病原微生物感染的诊断除根据临床症状、体征和一般检验外,还需进行医学微生物学的检测。通过病原体的分离鉴定及检测患者的免疫应答等,以达到对感染性疾病做出病原学诊断,同时为临床进行合理用药与预防提供依据。病原微生物检测主要包括:标本直接检查、细菌分离培养与鉴定和血清学诊断三个方面,其检测程序,如图8-1。

1.标本直接检查 要早期诊断,必须重视标本的直接检查,其中包括形态学检查和病原菌成分的直接检出。

(1)形态学检查:①直接涂片镜检,在显微镜下直接观察病原菌的形态、大小、排列等,经染色后观察可判断其染色性(如革兰阳性或阴性、抗酸性或非抗酸性),不染色标本可观察病原菌的动力等;②荧光显微镜或电子显微镜等特殊检查,通常病原菌的形态学检查仅用普通光学显微镜即可,一般不需用电子显微镜进行细菌性感染的诊断,但电子显微镜可使病原菌形态学的检查从细胞水平提高到亚细胞水平,并向分子生物学水平过渡,对研究病原菌的遗传变异、生理生化、传染和免疫等特性具有重要作用。

(2)细菌成分检测:①抗原的检测,标本中病原菌特异性抗原的检出可作为感染的早期诊断;②核酸的检测,运用分子生物学方法可对病原菌的核酸进行检测,主要方法有:核酸杂交、PCR技术、基因芯片;③细菌毒素的检测,包括内毒素的检测(常用的是鲎试验)和外毒素的检测[常用的是免疫学试验,其中酶联免疫吸附试验(ELISA)在细菌毒素检测应用广泛,如大肠埃希菌不耐热肠毒素和霍乱肠毒素的检测等];④动物实验,一般不作为细菌实验室的常规检测,可测定细菌的毒力和致病性。

RT:常温
引自:Murray PR,Baron EJ,Jorgensen JH,et al.Manual of clinical microbiology,8th edn.Washington,DC:ASM,2003:53-62.

2.分离培养与鉴定 分离培养与鉴定是诊断病原学感染最可靠的方法,即金标准。根据不同疾病采取不同标本,分区划线接种在平板固体培养基上,可将混杂在标本中的微生物分离出单个菌落,选择出可疑病原菌的菌落转种于斜面获得纯培养,以利于进行鉴定。鉴定的主要内容包括:①培养特性;②形态学鉴定;③生化实验;④血清学鉴定;⑤药物敏感试验;⑥其他检测法,如气相色谱法鉴别厌氧细菌、13C或14C呼吸试验检测幽门螺杆菌产生的尿素酶、细菌L型的检测、噬菌体对细菌分型的鉴定等。

3.血清学诊断 病原菌侵入机体能刺激免疫系统产生特异性抗菌抗体,存在于血清或其他体液中。用已知细菌或其抗原检测患者血清或其他体液中未知抗体及其量的变化,可作为某些病原菌感染的辅助诊断。因需采集患者的血清进行此类试验,故称为血清学诊断(serological diagnosis)。

图8-1 细菌感染的检验程序

三、烧伤病区感染特点

烧伤作为一种特殊类型的创伤,有着许多不同于一般创伤以及其他内外科疾病的特点,其治疗、护理也有许多不同于其他临床专科的独特之处。主要表现在:①致伤因子短时间作用于体表,形成大小不一的创面,特别是大面积深度烧伤,体表巨大的创面常存在相当长的时间;②这些长期存在的创面成为了病原菌理想的定植部位,尽管临床使用抗菌药物、包扎、外用药物等方法仍无法有效地防止创面感染的形成;③烧伤病区内烧伤患者长期聚集,大量的感染创面成为烧伤病区交叉感染的感染源,病原菌,特别是耐药菌株通过接触、空气等多种途径传播扩散,感染预防困难;④烧伤对于机体是一种巨大的打击,特别是大面积烧伤,造成患者自身的免疫功能及其他正常的生理功能极度抑制和紊乱,抵御感染的能力降低,加大了抗感染治疗的难度;⑤为治疗烧伤感染往往使用大量的抗菌药物,使烧伤病房成为医院内应用抗菌药物种类和总量最多的病房之一,也是医院中细菌耐药性最严重的地方,病原菌耐药率明显高于其他病区。

烧伤感染病原菌的种类受气候环境、医疗卫生条件、经济发展状况、抗菌药物的使用、细菌本身的变异以及治疗方法的改进等多种因素影响。从理论上讲,烧伤病区局部环境(包括患者密度)和清洁卫生条件的改善有可能影响烧伤感染病原菌的结构;一些烧伤治疗新技术的广泛应用也可能产生类似的影响,如烧伤患者休克期切痂,由于及时清除了适于病原菌定植的坏死、失活组织,在一定程度上改变了病原菌定植、感染的微环境,也在一定程度上影响到烧伤感染病原菌的结构,但这些因素对烧伤病原菌变迁影响相对较弱。笔者所在研究组通过长期收集国内外报道文献资料,并结合笔者所在医院烧伤研究所的病原菌变迁趋势分析后得出:从总体趋势来看,20世纪60年代以前烧伤感染病原菌主要以金黄色葡萄球菌(简称金葡菌)为主,但由于青霉素等针对金葡菌抗菌药物的大量应用,使金葡菌在烧伤感染病菌原中所占比例大幅度下降,从75%下降到20.2%,而铜绿假单胞菌等G-菌中所占比例上升到了88.1%,成为主要的烧伤感染病原菌。随着以第三代头孢菌素为代表的针对G-菌的抗菌药物大量应用,在很大程度上抑制了这类细菌,使其在烧伤感染病原菌中的比例明显降低,其结果使金葡菌等G+菌在病原菌中的比例再次大幅度上升。

四、烧伤感染常见病原菌及其感染变迁

为了更好地了解烧伤病区常见病原菌的感染变迁趋势,除了对本院烧伤病区的病原菌检测数据行回顾性分析外,还收集了国内外同行的研究报告,从中总结规律。国外烧伤专业期刊《Burns》经常刊登来自世界各地的有关烧伤感染病原菌研究的文章,是了解烧伤感染病原菌变迁信息的主要来源。1992年英国学者Lawrence在该期刊发表了一篇论文,详细介绍了英国伯明翰急救医院50年来烧伤感染病原菌的变迁,并重点分析了1950-1985年间主要烧伤感染各种病原菌的消长情况:该医院烧伤患者金葡菌和铜绿假单胞菌的感染率在1950年分别约为65%和44%,而后逐渐下降,至1985年分别降至24%和15%,有明显的下降趋势,这一变化趋势符合抗菌药物问世后金葡菌感染率逐渐下降的大趋势;可以设想,如果继续观察其变化很可能出现由于第三代头孢菌素的大量使用所导致的金葡菌感染率的升高;但无法解释同期铜绿假单胞菌的感染率的下降,同时该文献未提及主要病原菌感染率的降低是否伴有其他病原菌感染率的升高,也未见其后续报道。《Burns》2000年以前刊登的其他相关文献报道的主要烧伤感染病原菌同样以金葡菌和铜绿假单胞菌为主,构成比分别为14%~19%和10%,其他病原菌主要为凝固酶阴性葡萄球菌(SCN)、肠球菌和克雷伯菌属,同期其他期刊文献报道导致烧伤感染金葡菌和铜绿假单胞菌的构成比分别为20%~30%和30%;而2000年以后《Burns》(包括2000年)刊登的相关文献报道金葡菌和铜绿假单胞菌的分离率分别为13.2%~37.6%和15%~45%;因而从总体上看,国外文献报道金葡菌、铜绿假单胞菌构成比,以及不动杆菌和肺炎克雷伯菌的分离率有上升的趋势,但不是很明显。

笔者收集了国内部分文献数据,如表8-3所示。

(一)革兰阳性菌(G+

如表8-3所示,近年来烧伤感染革兰阳性病原菌中金葡菌占有绝对优势,半数相关文献报道病原菌中金葡菌构成比占第1位,居前两位的报道占75%,居前三位的报道占97%。因此可以认为,G+菌在烧伤感染病原菌中所占比例在很大程度上取决于金葡菌构成比的变化;或者说金葡菌构成比的变化在一定程度上代表了G+菌在病原菌中所占比例的变化。这一点在笔者所在研究组的近5年烧伤病原菌分析中也同样体现,见图8-2。革兰阳性球菌和金黄色葡萄球菌构成比的变化趋势均处于高位,且趋于一致。

1.金黄色葡萄球菌 金黄色葡萄球菌一直是烧伤感染的常见菌,在烧伤创面愈合之前很难从创面消除。与G-杆菌比较,形成创面脓毒症者相对较少,但有较易入血的特点。在中、小面积非深度烧伤患者,金黄色葡萄球菌是主要致病菌。与国外文献相比,国内文献报道烧伤感染病原菌中金葡菌所占比例总体上相对较高,但不同地区、不同医院的烧伤金葡菌构成比有一定的差别,大致可分为以下三大类。

金葡-金葡菌;大肠-大肠埃希菌;表葡-表皮葡萄球菌;铜绿-铜绿假单胞菌;肺克-肺炎克雷伯菌;不动-不动杆菌;SCN-凝固酶阴性葡萄球菌;阴沟-阴沟肠杆菌;白念-白色念珠菌;肠球-肠球菌;假单-假单胞菌属;变形-变形杆菌;枸橼-枸橼酸杆菌;嗜麦-嗜麦芽假单胞菌;链球-链球菌

(1)金葡菌感染率始终维持在较高水平:1985-1988年,第三军医大学烧伤研究所金葡菌检出率已在所有病原菌中居第1位,达到32.8%,1996年报道该烧伤研究所金葡菌分离率仍处于第1位,基本维持在同一水平;上海瑞金医院烧伤科20世纪70、80年代金葡菌感染率为22.37%,1993-1994年为26.62%,1998-2000年为27.5%,长期以来金葡菌一直是构成比最高的烧伤感染病原菌,且在不同年代间差异不大;山东青岛某医院1994-2001年金葡菌平均构成比为20.9%,是最常见的烧伤感染病原菌,南京军区总医院烧伤科1989-1994年金葡菌始终是构成比最高的病原菌,为25.8%~30%;湖南常德某医院1992-2000年金葡菌检出率一直稳定在22.4%~25.6%之间;西北地区兰州某医院报道,烧伤感染金葡菌分离率1989-1991年始终处于第1位,平均19.4%;来自广东湛江的报道1992-1996年 金葡菌构成比平均为23.01%,广州1992-1998年的这一比例平均达34.17%;武汉两所医院报道1997-2000年金葡菌分离率均在30% 左右。

(2)金葡菌感染率在波动中逐年升高:解放军总医院第一附属医院全军烧伤研究所1988-1992年的金葡菌构平均成比达29.4%,居各类病原菌之首,但后来有较大幅度下降,1995年降至16.89%,其构成比居大肠埃希菌和铜绿假单胞菌之后。但1995年后金葡菌构成比逐年升高,1997年成为构成比最高的病原菌,2002年构成比已达38.35%;近5年来金葡菌的构成比一直居高不下,2005、2006、2009年三年的构成比均在43%~ 45%之间。铁道医学院附属医院烧伤科1984-1999年金葡菌构成比逐年增高,平均32.2%;天津市烧伤研究所1991-1995年金葡菌构成比平均为14.54%,在各类病原菌中居第2位,但到1997年时接近20%,有明显的上升趋势。

(3)金葡菌构成比在波动中逐年降低:浙江杭州某医院烧伤科1987-1996年间金葡菌构成比波动在26.7%~19.8%之间,有明显的下降趋势;浙江宁波某医院烧伤科1993-1999年金葡菌构成比逐年下降;沈阳中国医科大学附属医院烧伤科1986-1996年金葡菌构成比从20.5%降至11.3%,1996-2000年金葡菌平均构成比为10%;河南洛阳也有类似报道。

以上虽然有少数文献报道了金葡菌在烧伤感染病原菌中构成比下降的结果,但只是局限于浙江、沈阳等个别地区,而分布在北京、上海、天津、重庆等地烧伤救治历史较长、救治水平较高的烧伤专科中心长期监测结果均表明,烧伤感染病原菌中金葡菌构成比处于较高水平,并且在一些医疗机构中呈明显的上升趋势,因而可以认为金葡菌是我国烧伤感染的主要病原菌,而且其在烧伤病原菌中的构成比有进一步升高的趋势。由于与浙江毗邻的上海、南京等地,以及浙江的萧山均报道金葡菌为烧伤感染的首要病原菌,因而无法用地理和气候因素解释浙江、沈阳两个地区所报道的金葡菌构成比下降的结果,很可能与相关地区医疗机构临床抗菌药物使用的特殊性有关。

2.其他G+菌 除金葡菌外,表8-3中构成比排在病原菌中前5位的G+菌有表皮葡萄球菌、肠球菌和链球菌,但它们的排位大多在第3位以后。其中表皮葡萄球菌出现频率最高(20次),多数文献报道的研究截止年限在1998年以后,似有逐渐增多的趋势。肠球菌和链球菌在附表中的出现频率不足5%,可以认为这两种细菌引起烧伤感染的概率不大。

图8-2 2005-2009年解放军总医院第一附属医院烧伤病区主要病原菌构成比变迁

(二)革兰阴性菌(G-

近年来,在烧伤侵入性感染中,G-杆菌居多。国内有研究报道如以痂下活组织内检出的菌种为准,G-杆菌、G+球菌、真菌之比为60%:31.8%:6.4%,余为杂菌。G-杆菌引致侵入感染者约为G+球菌的1倍。这类细菌多为人类肠道的正常菌群,好侵犯免疫功能缺陷的患者。烧伤患者存在大量的腐败组织,很适合这类腐生菌生长。细菌侵入痂下后常呈弥漫性扩散。

1.铜绿假单胞菌 铜绿假单胞菌是院内感染的主要病因,它是院内呼吸道感染的首要病源菌,在重症监护病房特殊监护的插管患者中尤为严重,病死率在40%~50%。自1960年起,人们就认识到铜绿假单胞菌是一种主要的烧伤病原菌。该菌喜好潮湿环境,这使得它有能力在烧伤后的潮湿创面得以生存。从皮肤表面的感染到暴发菌血症,铜绿假单胞菌成为烧伤抗感染治疗的一大难题。表8-3所列文献中大多数报道铜绿假单胞菌构成比在烧伤感染病原菌中占居前两位,提示该菌是主要的烧伤感染病原菌,其中除来自洛阳的一篇文献报道之外,其他长期监测并进行前后对比的研究文献均报道该菌在病原菌中的构成比明显降低;无独有偶,如前所述,1992年英国学者Lawrence在《Burns》杂志发表了一篇论文,详细介绍了英国伯明翰急救医院50年来烧伤感染病原菌的变迁,并重点分析了1950-1985年间主要烧伤感染各种病原菌的消长情况:该医院烧伤患者金葡菌和铜绿假单胞菌的感染率在1950年分别约为65%和44%,而后逐渐下降,至1985年分别降至24%和15%,有明显的下降趋势;笔者所在研究组通过对解放军总医院第一附属医院烧伤病房病原菌结构构成比的分析,也发现铜绿假单胞菌1995-2001年构成比的下降趋势,从1995年的19.53%、1996年的23.88%,逐年下降到2001年的11.09%。

虽然铜绿假单胞菌的感染发生率呈现下降趋势,但由于铜绿假单胞菌的生长特性和烧伤创面特性正好相关联,因此作为烧伤创面的主要的病原菌,该菌仍处于较高构成比(如表8-3:张雅萍、杜慧珍等的报道)。且由于目前出现越来越多的耐药株,且其导致的脓毒症的发生率与高死亡率的发生密切相关,因此该菌仍不可忽视。

2.大肠埃希菌 表8-3所列G-中大肠杆菌的出现频率仅次于铜绿假单胞菌(出现16次),解放军总医院第一附属医院全军烧伤研究所自1988-1992年从烧伤创面、痂下组织以及血液中共检查革兰阴性杆菌1036株,铜绿假单胞菌居首位,其次就是大肠埃希菌。该研究所1995-2001年分离出的病原菌中,大肠埃希菌构成比明显开始逐年下降,从1995年的21.35%降至2001年的3.58%,此后对2005-2009年的病原菌构成比(图8-2)分析发现,该菌构成比又有抬头趋势,不考虑2007年的异常高点24.32%,总体波动在7.87%~13.5%之间,同期,该研究所对2005-2008年从烧伤病房住院患者创面分泌物中分离的大肠埃希菌进行体外药敏及ESBLs(超广谱β-内酰胺酶)检测后发现,ESBLs阳性大肠埃希菌占其分离株数的66.7%,其耐药情况明显高于ESBLs阴性菌,耐药谱既包括头孢一代及三代的β-内酰胺类抗菌药物,也包括氨基糖苷类的庆大霉素;大肠埃希菌耐药菌株感染率呈现出一定的抬头趋势,这一点应引起临床用药的注意。

3.不动杆菌 不动杆菌广泛分布于自然界和医院环境,是临床标本中分离的除铜绿假单胞菌外最常见的非发酵菌,能够在潮湿和干燥表面上生存,常寄居于人和动物的呼吸道、皮肤、胃肠道、泌尿生殖道等,其中最常分离的是鲍曼不动杆菌。虽然表8-3中不动杆菌出现了14次,但其构成比大多未超过10%,而且不同时期文献报道该菌的构成比差别较大,在所有病原菌中的排位基本稳定在第4、5位,提示近10余年来,不动杆菌在烧伤感染病原菌中构成比的变化不明显。但由于该菌能够获得抗多种抗生素的能力以及能够在大多数环境表面生存的能力,使人们不断关注由该菌引起的感染。

4.阴沟肠杆菌 该菌在表8-3中出现了13次,在病原菌中的排位大多为4、5位,除个别文献报道外,其在烧伤感染病原菌中的构成比均在10%以下,单就构成比的绝对值而言变化不大。有关阴沟肠杆菌1998年以前的研究文献仅5篇,但近年来有增多趋势,多数研究文献的截止年限晚于1998年,提示阴沟肠杆菌近年来的出现频率有升高的趋势。

5.其他革兰阴性菌 除上述G-菌外,附表所列病原菌出现频率最高的为肺炎克雷伯菌和变形杆菌,分别出现了8次和4次,出现频率仅5%,提示这两种细菌作为烧伤感染常见病原菌的重要性远不及前面提及的病原菌。

(三)真菌

在抗生素问世以前,真菌感染在烧伤感染中并不常见,然而随着抗生素在临床的广泛使用,真菌发病率日渐升高。尤其在烧伤病房,很多大面积烧伤患者在病程早期即使用广谱、高效抗生素抗感染治疗;同时,大面积烧伤患者在救治过程中,长时间被使用多种有创性检查、深静脉置管、呼吸机持续辅助呼吸和留置导尿管等多种治疗手段;加上患者自身免疫功能低下,导致真菌感染发生率有所增高,值得引起重视。

五、药敏试验对临床抗感染防治的影响

(一)药敏试验概述

临床微生物学主要通过病原菌的鉴定和抗生素药物敏感试验两个主要结果在临床感染的诊断、治疗中发挥着重要的作用。鉴定出病原菌后,更重要的是尽早对其引起的感染进行有效地干预。体外抗菌药物敏感性试验(antimicrobial susceptibility test,AST)意义在于:预测抗菌治疗的效果,即AST试验结果为“敏感”时,治疗可能有效;试验结果为“耐药”时,使用该药物治疗肯定失败;指导临床医生选择使用抗生素,AST的结果往往在给予病人经验性治疗24~48h之后,若AST结果为“敏感”,该治疗为有效,若结果为“耐药”,即应更换药物;提供所选择药物的依据;监测耐药性,分析耐药菌的变迁,掌握耐药菌感染病流行病学,控制和预防耐药菌感染的发生和流行。

(二)药敏试验方法

1.纸片琼脂扩散法 纸片琼脂扩散法又称Kirby-Bauer试验(K-B试验),是操作最简易、使用最广泛的抗菌药物敏感性试验。其试验原理将含有定量抗菌药物的纸片贴在已接种测试菌的琼脂平板上。纸片中所含的药物吸收琼脂中的水分溶解后不断向纸片周围区域扩散形成递减的梯度浓度。在纸片周围抑菌浓度范围内测试菌的生长被抑制,从而形成透明的抑菌圈。抑菌圈的大小反映测试菌对测定药物的敏感程度,并与该药对测试菌的最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)呈负相关关系,即抑菌圈越大,MIC越小。

2.稀释法 如果要进一步检测某种病原菌对多少剂量(浓度)的抗菌药物呈敏感时,就必须使用稀释法。稀释法可分为肉汤稀释法和琼脂稀释法,而肉汤稀释法又可分为常量稀释法(macrodilution)和微量稀释法(microdilution),这里主要介绍临床常用的微量稀释法。微量稀释法一般使用商品化的96孔稀释板,孔内含有多种经对倍系列稀释的冻干抗生素,将定量制备的菌悬液加入孔内经过培养后观察小孔内完全抑制细菌生长的最低药物浓度为MIC(μg/ml)。

3.E试验(epsilomer test) E试验是一种结合稀释法和扩散法原理对细菌药敏直接定量的技术。E试条是一条5mm×50mm的无孔试剂载体,一面固定有一系列预先制备的,浓度呈连续指数增长稀释抗生素,另一面有读数和判别的刻度。抗生素的梯度可覆盖有20个MIC对倍稀释浓度的宽度范围,其斜率和浓度范围对判断有临床意义的MIC范围和分界点值具有较好的关联。操作时将E试条放在细菌接种过的琼脂平板上,经孵育过夜,围绕试条明显可见椭圆形抑菌圈,圈的边缘与试条交点的刻度浓度即为抗生素抑制细菌的特定浓度,又称抑制浓度(inhibitory concentration,IC),它与MIC呈高度相关。结果判断时读取椭圆环与E试条的交界点IC值。

(三)体外联合药物敏感试验。

临床治疗上需要同时使用两种以上抗菌药物的患者,应进行体外联合药物敏感试验和杀菌试验。联合使用抗菌药物的目的在于:①治疗混合性感染;②预防或推迟细菌抗生素耐药性的发生;③联合用药可以减少剂量以避免达到毒性剂量;④联合用药比单一用药时效果更好。因此当临床医生希望联合用药治疗时,必须做联合抗菌药物敏感性试验。该试验可出现4种结果:①无关作用小,两种药物联合作用的活性等于其单独活性;②拮抗作用,两种药物联合作用显著低于单独抗菌活性;③累加作用,两种药物联合作用时的活性等于两种单独抗菌活性之和;④协同作用,两种药物联合作用显著大于其单独作用的总和。临床和实验室均期盼的协同作用在下列情况可发生:①联合用药的抗菌药物在不同部位抑制细菌细胞壁合成或封闭细菌的新陈代谢;②β-内酰胺类抗生素增加了氨基糖苷类药物进入细菌细胞;③联合用药的抗菌药物之一是抑制β-内酰胺酶活性的药物。

联合抑菌试验主要方法为棋盘稀释法,利用肉汤稀释法原理,首先分别测定拟联合的抗菌药物对检测菌的MIC。根据所得MIC,确定药物稀释度(一般为6~8个稀释度),药物最高浓度为其MIC的2倍,依次对倍稀释。两种药物的稀释分别在方阵的纵列和横列进行,这样在每管(孔)中可得到不同浓度组合的两种药物混合液。加入定量配制的菌悬液,35℃孵育18~24h后观察结果。计算部分抑菌浓度(fractional inhibitory concentration,FIC)指数。

判断标准:FIC指数<0.5为协同作用;0.5~1为相加作用;1~2为无关作用;>2为拮抗作用。

除了药敏试验和联合药敏试验,血清抗菌药物浓度和抗菌药物疗效也密切相关,为保证感染组织中有效浓度,血药浓度应在致病细菌MIC 2倍以上。但某些抗生素治疗浓度和中毒浓度相近,过高的血药浓度可引起毒性反应,因此,监测血清抗菌浓度也很重要。

(四)药敏结果对抗感染防治的意义

1.药敏结果对临床抗感染治疗的指导意义药物敏感试验结果的解释:不论是抑菌圈的量取或MIC、IC值读取,根据美国临床实验室标准化委员会(national committee for clinical laboratory,NCCLS)标准,最终以“敏感”“耐药”和“中介”报告。药敏试验中,“敏感”即表示测试菌可被测定药物常规剂量给药后在体内达到的血药浓度所抑制或杀灭;“耐药”即表示测试菌不能被体内感染部位可能达到的抗菌药物浓度所抑制,临床治疗无效;“中介”者提示该细菌对常规用药体液或组织中的药物浓度的反应率低于敏感株,但在一些部位(如尿液中的喹诺酮类)或者使用高于正常给药量(如β-内酰胺类)临床上使用有疗效。

2.药敏结果对预防感染的意义 药敏结果除了对临床用药有指导作用外,还可提供监测病原菌耐药性变化的数据,指导临床合理使用抗生素。抗菌药物问世不久,人们就发现病原菌可对其产生耐药,并开始探索病原菌产生耐药的机制和防止耐药性产生的方法,可以说人类研究病原菌耐药的历史几乎与抗菌药物的历史一样长。以往人类对于病原菌耐药与抗菌药物使用之间关系的探索侧重于研究抗菌药物的抑(杀)菌机制以及不同病原菌产生耐药的机制。但是临床使用抗生素的作用并不是特定抗生素对特定病原菌的简单作用,临床使用的抗生素除对目标病原菌发挥作用外,对于患者体内其他细菌,以及一定范围内其他患者携带的病原菌,甚至环境中的细菌也可能产生直接或间接的作用;一种(类)抗生素可能同时对几种病原菌有效,发挥治疗作用,但同时又会造成其他几种病原菌对其本身或其他抗生素耐药,因此“用药”与“耐药”之间的关系非常复杂。近十余年来,人们意识到到病原菌耐药与抗菌药物使用之间存在宏观的量化关系的重要性,并着手对其进行深入研究。病原菌耐药水平可以借助耐药率、最低抑菌浓度等指标精确反映和计算;抗菌药物使用水平可以通过人为制定的成人每日常用剂量作为标准剂量,将不同抗生素的消耗量换算为统一标准单位,并命名为每日约定剂量或限定日计量(defined daily doses,DDD),以使用的DDD数表示抗生素的消耗量。这样,有关病原菌耐药与抗生素使用之间宏观量化关系的研究在很短的时间内取得了很大进展。通过分析药物使用水平和耐药水平之间的相关性可以帮助临床医生从宏观上更合理地使用抗生素,从而有利于控制病原菌耐药的发展速度。

(朱 静 于 勇)

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