辽宁省2017年至2021年尿培养主要病原菌分布及临床意义

王德成, 管仲莹

(辽宁中医药大学 附属第二医院，辽宁 沈阳 110034)

泌尿系统感染是临床常见的感染性疾病之一，其发病率仅次于呼吸道感染，居医院内感染第二位，全球每年大约有1.5亿人次发生尿路感染[1-2]。细菌是导致尿路感染的主要致病菌，尿路感染中95%以上的病例由细菌引起[3]。常见的泌尿道致病细菌有大肠埃希菌(Escherichiacoli)和其他细菌或真菌[4-5]。临床治疗泌尿道感染时经常需要使用抗菌药物，但近些年因抗菌药物的乱用与滥用，导致患者在用药期间常出现耐药性，从而导致疗效下降[6]。如果治疗不当，尿路感染可并发败血症，甚至发展为肾功能不全[7]。近几年中国细菌耐药监测网(China antimicrobial surveillance network, CHINET)三级医院细菌耐药监测的数据提示：随着广谱抗菌药物的大量使用，细菌对抗菌药物的耐药性呈现逐年增加的趋势，如果抗生素使用不当，势必会增加泌尿系统感染治疗的难度[2,8]。因此，了解导致泌尿系统感染的细菌分布以及耐药情况对于合理选择抗菌药物十分必要。虽然近年来，国内外出现新技术、新方法，如质谱技术、分子检测技术等为泌尿系统感染的快速、精准诊断提供了许多新思路，但中段尿培养对泌尿系统感染的诊断具有重要意义，无论在国内还是国外均被视为诊断尿路感染的最重要手段[9-10]。实时分析患者尿培养病原菌的分布特征和药敏检测结果，可以促进临床合理选择抗菌药物，提高疗效并减少耐药菌株的产生[11]。本研究通过对2017年至2021年辽宁省各大医院采集的4 865例尿液标本中分离出的病原菌进行回顾性统计分析并对大肠埃希菌的药敏实验结果进行分析，在国内首次对辽宁省近五年来尿培养的主要病原菌分布及耐药情况进行了报道，以期为临床医生合理使用抗生素提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 菌株来源 研究对象为2017年1月至2021年12月于辽宁省各大医院门诊就诊及住院诊断为泌尿系统感染的患者。收集确诊患者清洁中段尿标本4 865份，同一患者同一住院时段内的重复菌株均只采用第1株。质控菌株：霍氏肠杆菌(Enterobacterhosei)ATCC700323、粪肠球菌(Enterococcusfaecalis)ATCC29212、腐生葡萄球菌(Staphylococcussaprophyticus)ATCC BAA-750、金黄色葡萄球菌(Staphyloccocusaureus)ATCC25923、白假丝酵母菌(Candidaalbicans)ATCC14053、大肠埃希菌(Escherichiacoli)ATCC25922、铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)ATCC27853。菌株的分离与培养严格执行《全国临床检验操作规程》(第4版)的要求。

1.1.2 培养基 血培养基(BA)，麦康凯培养基(MAC)，巧克力培养基(CBA)，TTC-沙氏培养基，M-H培养基均由郑州安图生物工程有限公司提供。

1.1.3 主要试剂与仪器设备 VITEK 2 GN 革兰阴性细菌鉴定卡，VITEK 2 GP革兰阳性细菌鉴定卡，VITEK 2 NH奈瑟菌、嗜血杆菌鉴定卡，VITEK 2 YST酵母菌鉴定卡,VITEK 2 AST-GN13革兰阴性细菌药敏卡片，VITEK 2 AST-GP67革兰阳性细菌药敏卡片均由法国梅里埃公司提供。全自动快速微生物质谱检测系统 (VITEK MS,法国梅里埃)；全自动微生物鉴定仪(VITEK 2 Compact，法国梅里埃)；二氧化碳培养箱(371，赛默飞世尔科技中国有限公司)；微生物恒温培养箱(BJPX-150，山东博科生物产业有限公司)；生物安全柜(BSC-1500IIA2-X，济南鑫贝西生物技术有限公司)；显微镜(CX-31，奥林巴斯)。

1.2 方法

1.2.1 标本的采集、接收与处理 标本采集和培养按照《全国临床检验操作规程》(第4版)进行，应用法国梅里埃公司的微生物质谱检测系统和/或API 鉴定系统进行病原菌菌种鉴定。定量接种中段尿10 μL，经18～24 h培养后，进行菌落计数，阳性标准：革兰阴性菌>105cfu/mL，革兰阳性菌>104cfu/mL[12]。

1.2.2 细菌鉴定与药敏试验 挑取经分离纯化培养的菌落进行涂片、革兰染色，显微镜观察菌体的形态、染色特征，再经氧化酶试验或触酶试验、VITEK MS全自动快速微生物质谱检测系统或VITEK 2 Compact全自动微生物鉴定仪对菌种进行鉴定和药物敏感性试验(MIC)，结果依据美国临床实验室标准化协会(CLSI)所制定的标准[13]进行判读：敏感(S)、中介(I)、耐药(R)。

1.2.3 数据分析 采用瑞美LIS系统对药敏试验结果进行统计与分析。

2 结果与分析

2.1 病原菌分布

2017年1月至2021年12月共统计尿液标本4 865例，阳性标本3 799例，阳性率为78.1%。革兰阴性菌2 516株，占66.2%；革兰阳性菌850株，占22.4%；真菌433株，所占比例为11.4%。分离数量排名前五位的分别为大肠埃希菌、屎肠球菌(Enterococcusfaecium)、肺炎克雷伯菌肺炎亚种(Klebsiellapneumoniaesubsp.pneumoniae)、奇异变形菌(Proteusmirabilis)、白假丝酵母菌。具体情况见表1、图1、图2。

表1 3 799株尿培养病原菌菌株分布

2.2 尿培养大肠埃希菌的耐药性分析

如表2所示，大肠埃希菌对氨苄西林、环丙沙星、复方新诺明、头孢唑啉的耐药性较高，每年的耐药率均已高于50%，另外对哌拉西林的耐药率在2021年已达100%。而对于阿米卡星、呋喃妥英、美罗培南、哌拉西林/他唑巴坦、头孢替坦和亚胺培南则出现较低的耐药性，5年的耐药率均低于10%。

图1 2017年1月至2021年12月尿标本阳性菌分布图Fig.1 Distribution of positive bacteria in urine samples from January 2017 to December 2021

图2 尿路感染病原菌分布图Fig.2 Distribution of pathogen causing urinary tract infection

表2 2017年至2021年尿标本分离大肠埃希菌对抗菌药物的耐药率(%)

2.3 五年间尿培养大肠埃希菌耐药变迁情况

左氧氟沙星、头孢呋辛和头孢曲松为临床治疗尿路感染选用的一线药物，另外阿米卡星和美罗培南也是近年来临床常用的治疗尿路感染的抗菌药物。从五年间尿培养大肠埃希菌耐药变迁情况(图3)可以看出，大肠埃希菌对左氧氟沙星的耐药率有逐年上升的趋势，而对头孢呋辛和头孢曲松的耐药率则变化不大，但大肠埃希菌对这三种药物的耐药率五年来均高于35%。阿米卡星和美罗培南作为近年来选用的新药，大肠埃希菌对二者五年来耐药率均低于10%，虽然2018年大肠埃希菌对阿米卡星耐药率为7.3%，但近三年来大肠埃希菌对阿米卡星耐药率呈逐年下降趋势，2021年耐药率为0。而大肠埃希菌对美罗培南的耐药率有逐年上升趋势。

图3 2017年至2021年大肠埃希菌对临床常用抗菌药物耐药率的变化趋势Fig.3 Change trend of resistance rate of Escherichia coli to commonly used clinical antibiotics from 2017 to 2021

3 讨 论

泌尿系统感染是临床常见的感染性疾病，尿培养对于确定引起泌尿系统感染的病原菌具有重要意义，药敏试验为临床正确、合理使用抗菌药物提供了依据[14]。通过本次统计分析可以看出，辽宁省泌尿系统感染患者的病原菌主要以革兰阴性杆菌为主，占66.2%，且有上升趋势，主要为大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌肺炎亚种、奇异变形菌和铜绿假单胞菌。这与国内其他报道基本一致[2,15]。近年来国内外统计资料表明，革兰阴性杆菌引起尿路感染比例上升，已逐渐趋于主导地位[16-17]。本研究结果与国内外相关报道是一致的。导致这种结果可能的因素：①广谱抗菌药物的广泛应用，导致体内微生态环境失衡，体内条件致病菌引起感染[18]；②针对免疫性疾病患者和器官移植患者，大剂量免疫抑制剂的应用，导致患者免疫防御功能下降，也可导致条件致病菌致病[19]；③院内感染也可导致相关细菌感染[20]。革兰阳性菌占尿路感染病原菌的22.4%，主要为屎肠球菌(D群)、无乳链球菌(B群)、粪肠球菌(D群)。真菌也占较高比例，为尿路感染病原菌的11.4%，主要以白假丝酵母菌、光滑假丝酵母菌、热带假丝酵母菌常见。

大肠埃希菌是引起医院内感染最常见的病原菌之一，也是导致尿路感染的主要致病菌[21-22]。大肠埃希菌入侵泌尿系统后，可产生毒素和蛋白酶，并合成铁载体，并通过菌毛或其他黏附素附着到泌尿系统上皮细胞定殖，产生毒素，进而引起反复感染[23]。随着致病菌对抗生素耐药性的增加，大肠埃希菌引起的尿路感染的治疗变得越来越具有挑战性[24]。对于临床治疗尿路感染选用的左氧氟沙星、头孢呋辛和头孢曲松三个一线药物，大肠埃希菌对左氧氟沙星的耐药率有逐年上升的趋势，但对头孢呋辛和头孢曲松的耐药率变化不大。大肠埃希菌对氨苄西林、环丙沙星、复方新诺明、头孢唑啉的耐药率较高，每年的耐药率均高于50%，另外对哌拉西林的耐药率在2021年已达100%，表明上述药物已不再适合用于治疗大肠埃希菌引起的尿路感染[25]。

喹诺酮类抗生素因肾毒性较低，在肾脏以及前列腺中药物浓度较高，可以口服用药等优点，此前被广泛用于泌尿系统感染的治疗，然而近年来的数据表明，大肠埃希菌对喹诺酮类抗生素的耐药性逐年提高[26]。本研究还表明，大肠埃希菌对环丙沙星的耐药率五年均高于70%，对左氧氟沙星的耐药率五年也均高于60%，并且大肠埃希菌对这两种药物的耐药性均有逐年上升趋势，这可能与喹诺酮类抗生素广泛应用于临床有关，因此开发新一代喹诺酮类抗生素解决耐药问题非常紧迫。本研究结果表明，大肠埃希菌对环丙沙星和左氧氟沙星的耐药率远远高于近期同类报道，有报道广州地区2014年至2018年五年间大肠埃希菌对环丙沙星和左氧氟沙星的耐药率分别为59.88%和54.74%[4]。这可能与本研究结果较晚有关，也可能与地区差异有关。

大肠埃希菌对氨基糖苷类抗生素的耐药性相对较低，其中对庆大霉素耐药率五年均低于50%，并且有逐年下降的趋势，对妥布霉素耐药率五年均低于20%，对阿米卡星耐药率五年均低于10%，虽然大肠埃希菌对阿米卡星敏感性较高，但其有耳毒性和肾毒性，应谨慎使用。针对头孢类抗生素，大肠埃希菌对第一代头孢菌素头孢唑啉的耐药率五年均为100%，对第二代头孢菌素头孢呋辛(酯)的耐药率呈逐年上升趋势，近两年耐药率均超过50%，对第三代头孢菌素头孢曲松、头孢他啶和第四代头孢菌素头孢吡肟的耐药率也呈逐年上升趋势，其中对头孢曲松的耐药率2021年已超过50%，这与近期报道一致[27]。目前大肠埃希菌对头孢替坦的耐药率较低，五年耐药率均低于3%。

本研究结果表明，大肠埃希菌对美罗培南、亚胺培南等碳青霉烯类抗菌药物敏感性较高。虽然抗菌药物是治疗肠杆菌科细菌所致尿路感染的有效药物，但因其为广谱抗生素[28]，并且本研究结果也表明，大肠埃希菌对两种药物的耐药率均有逐年上升趋势，因此不宜过度使用[29]。

尿路感染病原菌诊断的重要手段是尿培养，也是临床医师选用有效抗生素的重要依据[30]。临床医师对于发生泌尿系统感染的患者通常会在治疗前要求尿培养检查，而后根据所在地区病原菌的特点采取经验性给药，当尿培养细菌鉴定及药敏结果回报后再调整治疗药物进行精准治疗。因此，在临床治疗工作中，临床医师应与临床微生物实验室的检验人员加强沟通交流，做好检验前过程的质量控制，保证细菌鉴定的结果与质量。临床微生物实验室的工作人员应定期对检验结果进行统计分析并向临床发布，为临床合理选用抗菌药物提供依据，避免抗生素的滥用，避免耐药菌株的逐年上升和超级细菌的产生，为全社会营造一个健康、和谐的医疗环境。本研究较系统地报道了辽宁省近五年来尿培养的病原菌分布及耐药情况。但尿培养细菌分布与患者性别、年龄以及感染部位均有关系，以后的研究应进一步细化。另外细菌的耐药性随时间变化而变化，因此也应不断关注，及时报道。