一、免疫抑制概述
1. 概念
免疫抑制宿主是免疫应答或其他防御机制削弱或改变的患者,指的是某些基础疾病合并的一种状态。免疫抑制分为典型免疫抑制和不典型免疫抑制。临床预后与患者的免疫状态密切相关,不同的免疫抑制状态对预后有不同的独立预后危险因素。典型免疫抑制状态包括肿瘤(实体肿瘤及血液系统肿瘤),实体器官移植、干细胞移植、骨髓细胞移植,目前正在免疫抑制治疗的自身免疫系统疾病(至少3周内每天服用10 mg以上的泼尼松或同类药物,或3个月内口服甲氨蝶呤、环孢素、硫唑嘌呤或生物制剂)。非典型免疫抑制状态包括糖尿病控制欠佳,大手术(如心脏搭桥、腹部清创)术后,肝硬化,烧伤。
2. 分类
免疫抑制分为:①中性粒细胞减少或功能障碍:中性粒细胞数<500/mm3,易感染革兰氏阴性菌、真菌;②体液免疫缺陷:低丙种球蛋白血症或异常球蛋白血症,易感染肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、支原体等;③细胞免疫缺陷:CD4+T淋巴细胞计数<200/μl,易感染病毒、胞内细菌(如军团菌、分枝杆菌)、真菌。
3. 免疫缺陷常见原因及相关感染(表1)
表1 免疫缺陷常见原因及相关感染
二、免疫抑制人群特点及预后因素
1. 免疫抑制人群特点
随着免疫抑制患者数量的不断增多,感染成为影响病程和预后的最主要因素。目前在中国临床分离菌的标本来源主要分布:肺部感染、泌尿道感染、血流感染。免疫抑制患者并发血流感染进展快,且易发生耐药,在临床实践中,被认为是需要紧急处理的临床情况。
2. 免疫抑制人群预后及影响因素
笔者课题组2023年进行了一项回顾性队列研究,纳入400例免疫抑制肺炎克雷伯菌感染患者和386例非免疫抑制肺炎克雷伯菌感染患者,结果显示:在免疫抑制患者中,休克、呼吸系统感染、机械通气、多耐药肺炎克雷伯菌感染是30天死亡率的风险因素。
西班牙一项历时18个月的前瞻性、多中心研究纳入320例年龄≥65岁的社区获得性肺炎(CAP)患者,结果发现免疫抑制人群有更长的住院时间和更高的病死率。
法国一项大学附属医院的5年单中心、流行病学研究纳入137例在ICU住院的流感病毒肺炎患者,结果显示:免疫抑制人群有更长的ICU住院时间,更高的ICU病死率、住院病死率及90天病死率,其中免疫力低下患者的病死率较免疫力正常患者高3倍。日本一项为期10年的回顾性队列研究纳入340例肝移植儿童患者,其中血流感染患儿有更高的再次肝移植率及更低的生存率。
笔者课题组进行的一项为期5年的回顾性队列研究纳入896例免疫抑制(典型及非典型免疫抑制)人群,年龄>60岁、降钙素原(PCT)>0.5 μg/L是60天病死率的危险因素,并且亚组分析也得到了相同的结论。
据WHO估计,65岁以上人口将由2010年的5.24亿增加到2050年的近15亿,社会公共卫生系统正面临着巨大的挑战。我国已逐渐步入老龄化社会,但为老年患者提供高质量的医疗服务并没有得到重视。在人体衰老过程中,机体免疫力下降,更易发生各种疾病,导致高发病率及高病死率。由于免疫力下降,老年患者也更容易受到感染。既往研究表明,年龄可以作为严重感染的标志,老年患者感染问题应得到更多关注。然而,鲜有研究关注老年免疫抑制人群血流感染的预后因素。
笔者课题组开展了一项为期5年的回顾性队列研究,纳入809例免疫抑制(典型及非典型免疫抑制)人群,其中>65岁的患者共有371例,采用单多因素分析评估该年龄段免疫抑制人群血流感染的危险因素,结果显示:入住ICU,冠心病,双肺感染,使用替加环素与患者90天病死率相关。【2016年美国发布黑框警告:对于耐药菌(包括CRAB)感染,替加环素的应用会影响患者的病死率】
2022年中国抗菌素监测网数据显示:大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、人葡萄球菌是血流感染的主要菌种,革兰阴性菌以大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌及鲍曼不动杆菌为主。
三、碳青霉烯耐药革兰阴性菌耐药及其机制
碳青霉烯类抗菌药物包括亚胺培南、美罗培南和厄他培南等,是治疗多重耐药革兰阴性菌所致感染最有效的抗菌药物之一。随着此类药物在临床的广泛使用,碳青霉烯耐药革兰阴性菌(CRO)的检出率呈逐年上升趋势。WHO报道,CRO以肠杆菌属、铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌为代表。CRO分为碳青霉烯耐药大肠肠杆菌(CRE)、碳青霉烯耐药鲍曼不动杆菌(CRAB)、碳青霉烯耐药铜绿假单胞菌(CRPA)。免疫抑制患者合并耐药菌感染,抗生素的选择范围有限,病死率高。
CRO病原菌耐药分布在世界许多地区,在我国流行的CRE,碳青霉烯酶基因以KPC+NDM为主,鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌的感染率逐年升高。CRO在全球广泛传播,被WHO列为“极高优先级别”耐药菌,成为全球面临的公共卫生问题。
2023年CHINET最新数据显示,在上半年主要临床分离菌种分布排名前5位的分离菌中,除金黄色葡萄球菌(9.49%)外,其余均为革兰阴性菌,分别为大肠埃希菌(18.02%)、肺炎克雷伯菌(14.06%)、鲍曼不动杆菌(8.76%)和铜绿假单胞菌(7.46%)。在我国,除肺炎克雷伯杆菌外,其他多种革兰阴性菌(如鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌、肠杆菌)对碳青霉烯类药物耐药均呈上升趋势。
肠杆菌产生碳青霉烯酶,包括A类丝氨酸碳青霉烯酶(以KPC酶为主)、B类金属β-内酰胺酶(以NDM型金属酶为主)、D类丝氨酸碳青霉烯酶(以OXA-48型酶为主)。鲍曼不动杆菌天然产生OXA-23、OXA-24或OXA-51型酶。铜绿假单胞菌AmpC酶高表达合并外膜渗透屏障、外排泵高表达以及产生碳青霉烯酶(包括KPC型碳青霉烯酶和金属β-内酰胺酶)等;不同机制都会影响碳青霉烯耐药。
四、免疫抑制人群CRO血流感染的预后因素
笔者课题组进行的一项回顾性队列研究纳入了427例免疫抑制的CRO血流感染患者,经过单因素和多因素分析评估免疫抑制CRO血流感染患者的60天死亡风险,结果发现:呼吸道感染、消化道感染、皮肤感染、导管感染及泌尿道感染居多。单因素和多因素分析显示:PCT>0.5 μg/L,年龄>55岁,使用替加环素,消化道出血,脓毒症休克,多器官功能障碍综合征(MODS),急性肾损伤(AKI)的发生是60天病死率的独立相关因素。对不同亚组中60天病死率的危险因素分析发现, 在ICU住院组, PCT>0.5 μg/L, 年龄>55岁, AKI, 休克, 使用替加环素增加患者死亡风险; 在糖尿病组, 休克, CRAB感染, 使用替加环素增加患者死亡风险。
免疫抑制状态下CRE血流感染的危险因素包括:①既往使用β-内酰胺/β-内酰胺酶抑制剂、碳青霉烯抗生素;②当前处于TMP-SMX或糖皮质激素治疗中;③既往曾有CRE培养阳性或CRE定植;④器官移植;⑤肺部感染;⑥脓毒症休克;⑦肺炎克雷伯菌培养阳性;⑧碳青霉烯类药物耐药(MIC>8 μg/ml)。保护因素为:①使用头孢他啶阿维巴坦;②体外保持活性的药物联合治疗。笔者团队研究发现CRPK血流感染组预后不佳因素包括年龄、MODS、休克、替加环素的应用。
鲍曼不动杆菌是世界范围内常见的医院获得性病原体,可引起严重的机体感染,包括肺炎、菌血症、脑膜炎、导管相关感染和尿路感染。该病原体对碳青霉烯类药物的耐药率在欧洲高达88%,在拉丁美洲高达85%。中国一项全国性调查报告显示,CRAB的患病率从2005年的31.0%上升到2022年的66.6%。研究也发现,头孢哌酮舒巴坦治疗方案中含多黏菌素类抗生素,这两项是CRAB血流感染的保护因素,而CRAB血流感染后入住ICU,90天内再次入院,既往手术史,APACHE Ⅱ评分>19分, SOFA评分≥10分, Charlson并发症指数>3, 脓毒症休克/多器官衰竭, 替加环素单药治疗, 碳青霉烯单药治疗, 治疗方案中含氨基糖苷类抗生素, 这些均为CRAB血流感染的危险因素。笔者课题组进行了一项7年回顾性队列研究, 纳入427例免疫抑制的CRO血流感染患者,经过单因素和多因素分析评估免疫抑制CRO血流感染患者60天死亡危险因素, 结果发现: 在CRAB组, PCT>0.5 μg/L和低蛋白血症是患者60天死亡的危险因素。
铜绿假单胞菌是医疗保健相关感染的主要病原体,可引起不同类型的感染,如肺炎、腹腔内感染、尿路感染、手术部位感染和血流感染。铜绿假单胞菌血流感染与高发病率和死亡率有关,为18%~45%。耐碳青霉烯的铜绿假单胞菌(CRPA)已经成为全世界公共卫生的重大威胁。欧洲疾病预防和控制中心(ECDC)和WHO公布的2020年抗菌素耐药性监测报告显示,在20675个铜绿假单胞菌分离物中,碳青霉烯耐药率为18%。目前有关免疫抑制状态下CRPA血流感染的预后因素的文献较少,CRPA血流感染的预后危险因素包括多器官衰竭,较高的皮特菌血症评分,血液系统疾病,CRPA菌血症发生时的APACHE II评分,CRPA形成生物膜的能力,耐药基因bla KPC;保护因素为合适的治疗方案的应用。
五、CRO的治疗
2023年发布的《碳青霉烯类耐药革兰阴性菌联合药敏试验及报告专家共识》中推荐常用部分抑菌浓度指数(fractional inhibitory concentration index,FIC)为判断依据:①FIC≤0.5:协同作用,提示两种药物联合后的抗菌活性显著大于各单药;②FIC>0.5~1:相加作用,提示两种药物联合后的抗菌活性较各单药稍有增加;③FIC>1~2:无关作用,提示两种抗菌药物的活性均不受另一种药物的影响;④FIC>2:拮抗作用,提示一种抗菌药物的活性被另一种抗菌药物削弱。
在WHO列出的需要研发新型抗菌药物的耐药病原菌中,CRO被列为“极高优先级别”耐药菌。我国CRO感染治疗仍面临巨大挑战,CRO通常对抗菌药物呈广泛耐药甚至全耐药,可以选用的抗菌药物非常有限;而且近年来一些用于治疗CRO感染的新型抗菌药物在国际上相继获批使用,但在我国上市滞后,临床可选的抗菌药物相对较少。因此,我国CRO感染治疗药物相对缺乏,治疗面临更大困境。
《碳青霉烯类耐药革兰阴性菌感染诊断与治疗指南》主要针对CRO诊疗的3个方面16个问题进行了阐述:
(1)CRO的实验室检测:①CRO的耐药表型检测;②CRE碳青霉烯酶表型和耐药基因型检测;③CRO联合药敏试验检测。
(2)CRO的抗菌治疗:①多黏菌素联合用药治疗CRO感染;②多黏菌素雾化吸入治疗CRO呼吸道感染;③头孢他啶阿维巴坦治疗产丝氨酸酶或OXA-48 CRE感染;④头孢他啶阿维巴坦联合氨曲南治疗产金属酶CRE感染;⑤替加环素为基础的联合方案治疗CRE或CRAB引起的腹腔或肺部感染;⑥含舒巴坦的酶抑制剂复方制剂为基础的联合抗菌方案治疗CRAB感染;⑦氨基糖苷类联合治疗CRO感染;⑧磷霉素联合治疗CRE感染;⑨CRO感染治疗中的血药浓度监测(TDM)。
(3)CRO医院感染的预防:①CRE的主动筛查;②医院内CRO感染/携带者的隔离;③肠道CRE去定植;④ICU内水槽的安装位置对CRE控制的影响。
在治疗CRO感染的新型抗菌药物中,目前国内获批的药物仅有2个:头孢他啶阿维巴坦和依拉环素。
六、小结
免疫抑制患者并发CRO进展快,预后差。年龄>60岁及PCT>0.5 μg/L为免疫抑制血流感染患者60天死亡的危险因素。PCT>0.5 μg/L,年龄>55岁,替加环素的使用,消化道出血,脓毒症休克,MODS,AKI是CRO血流感染患者60天死亡率的独立相关因素。及时使用有效的抗生素,可以提高患者的生存率。
参考文献
[1] McCann S, Byrne JL, Rovira M, et al. Outbreaks of Infectious Diseases in Stem Cell Transplant Units: A Silent Cause of Death for Patients and Transplant Programmes[J]. Bone Marrow Transplant, 2004, 33(5):519-529.
[2] Blanchard F, Charbit J, Van der Meersch G, et al. Early Sepsis Markers in Patients Admitted to Intensive Care Unit With Moderate-to-Severe Diabetic Ketoacidosis[J]. Ann Intensive Care, 2020, 10(1):58.
[3] Lindell RB, Nishisaki A, Weiss SL, et al. Risk of Mortality in Immunocompromised Children With Severe Sepsis and Septic Shock[J]. Crit Care Med, 2020, 48(7):1026-1033.
[4] Mada PK, Saldaña Koppel DA, Al Shaarani M, et al. Primary Cutaneous Aspergillus Fumigatus Infection in Immunocompetent Host[J]. BMJ Case Rep, 2020, 13 (2):e233020.
[5] Barlas T. Infections in Hematopoietic Stem Cell Transplant Patients Admitted to Hematology Intensive Care Unit: A Single-Center Study[J]. Hematology, 2021, 26(1):328-339.
[6] Turkkan S, Beyoglu MA, Sahin MF, et al. COVID-19 in Lung Transplant Recipients: A Single-Center Experience[J]. Transpl Infect Dis, 2021, 23(5):e13700.
[7] Sousa D, Justo I, Domínguez A, et al. Community-acquired pneumonia in immunocompromised older patients: incidence, causative organisms and outcome[J]. Clin Microbiol Infect, 2013, 19(2):187-192.
[8] Raymond M, Martin M, Lamouche-Wilquin P, et al. Clinical features and outcome of influenza pneumonia in critically-ill immunocompromised patients[J]. Medicine (Baltimore), 2022, 101(49):e32245.
[9] Furuichi M, Fukuda A, Sakamoto S, et al. Characteristics and Risk Factors of Late-onset Bloodstream Infection Beyond 6 Months After Liver Transplantation in Children[J]. Pediatr Infect Dis J, 2018, 37(3):263-268.
[10] Lin H, Yang L, Fang J, et al. Clinical Characteristics of Bloodstream Infection in Immunosuppressed Patients: A 5-Year Retrospective Cohort Study[J]. Front Cell Infect Microbiol, 2022, 12:796656.
[11] Zhang J, Du Z, Bi J, et al. Comparison of clinical characteristics and outcomes of pyogenic liver abscess patients < 65 years of age versus ≥ 65 years of age[J]. BMC Infect Dis, 2019, 19:233.
[12] Martin GS, Mannino DM, Moss M. The effect of age on the development and outcome of adult sepsis[J]. Crit Care Med, 2006, 34:15-21.
[13] Lin H, Gao Y, Qiu Y, et al. Impact of age group on bloodstream infection risk evaluation in immunosuppressed patients: a retrospective, single-centre, 5-year cohort study[J]. Aging Clin Exp Res, 2023, 35(2):357-366.
[14] Lin H, Gao Y, Qiu Y, et al. The Prognostic Factors of Bloodstream Infection in Immunosuppressed Elderly Patients: A Retrospective, Single-center, Five-year Cohort Study[J]. Clin Interv Aging, 2022, 17:1647-1656.
[15] Theuretzbacher U. Global antimicrobial resistance in Gram-negative pathogens and clinical need[J]. Curr Opin Microbiol, 2017, 39:106-112.
[16] 石大可, 倪语星. 碳青霉烯类耐药菌的流行现状及趋势[J]. 国际流行病学传染病学杂志, 2021, 48(4):263-265.
[17] Gao Y, Lin H, Xu Y, et al. Prognostic Risk Factors of Carbapenem-Resistant Gram-Negative Bacteria Bloodstream Infection in Immunosuppressed Patients: A 7-Year Retrospective Cohort Study[J]. Infect Drug Resist, 2022, 15:6451-6462.
[18] Satlin MJ, Cohen N, Ma KC, et al. Bacteremia due to carbapenem-resistant Enterobacteriaceae in neutropenic patients with hematologic malignancies[J]. J Infect, 2016, 73(4):336-345.
[19] Anesi JA, Lautenbach E, Thom KA, et al. Clinical Outcomes and Risk Factors for Carbapenem-resistant Enterobacterales Bloodstream Infection in Solid Organ Transplant Recipients[J]. Transplantation, 2023, 107(1):254-263.
[20] Zhang L, Zhen S, Shen Y, et al. Bloodstream infections due to Carbapenem-Resistant Enterobacteriaceae in hematological patients: assessment of risk factors for mortality and treatment options[J]. Ann Clin Microbiol Antimicrob, 2023, 22(1):41.
[21] Madney Y, Aboubakr S, Khedr R, et al. Carbapenem-Resistant Enterobacteriaceae (CRE) among Children with Cancer: Predictors of Mortality and Treatment Outcome[J]. Antibiotics (Basel), 2023, 12(2):405.
[22] Li X, Hong Y, Chen X, et al. Emergency Combination of Four Drugs for Bloodstream Infection Caused by Carbapenem-Resistant Enterobacteriaceae in Severe Agranulocytosis Patients with Hematologic Malignancies after Hematopoietic Stem Cell Transplantation[J]. Emerg Med Int, 2020, 2020:9358426.
[23] Niu T, Luo Q, Li Y, et al. Comparison of Tigecycline or Cefoperazone/Sulbactam therapy for bloodstream infection due to Carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii[J]. Antimicrob Resist Infect Control, 2019, 8:52.
[24] Niu T, Xiao T, Guo L, et al. Retrospective comparative analysis of risk factors and outcomes in patients with carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii bloodstream infections: cefoperazone-sulbactam associated with resistance and tigecycline increased the mortality[J]. Infect Drug Resist, 2018, 11:2021-2030.
[25] Falcone M, Tiseo G, Carbonara S, et al. Advancing knowledge on Antimicrobial Resistant Infections Collaboration Network (ALARICO Network). Mortality Attributable to Bloodstream Infections Caused by Different Carbapenem-Resistant Gram-Negative Bacilli: Results From a Nationwide Study in Italy (ALARICO Network)[J]. Clin Infect Dis, 2023, 76(12):2059-2069.
[26] Yuan Q, Guo L, Li B, et al. Risk factors and outcomes of inpatients with carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa bloodstream infections in China: a 9-year trend and multicenter cohort study[J]. Front Microbiol, 2023, 14:1137811.
[27] Hu H, Zhang Y, Zhang P, et al. Bloodstream Infections Caused by Klebsiella pneumoniae Carbapenemase-Producing P. aeruginosa Sequence Type 463, Associated With High Mortality Rates in China: A Retrospective Cohort Study[J]. Front Cell Infect Microbiol, 2021, 11:756782.
[28] Jeong SJ, Yoon SS, Bae IK, et al. Risk factors for mortality in patients with bloodstream infections caused by carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa: clinical impact of bacterial virulence and strains on outcome[J]. Diagn Microbiol Infect Dis, 2014, 80(2):130-135.
[29] 丁丽, 陈佰义, 李敏, 等. 碳青霉烯类耐药革兰阴性菌联合药敏试验及报告专家共识[J]. 中国感染与化疗杂志, 2023, 23(1):80-90.
[30] Zeng M, Xia J, Zong Z, et al. Guidelines for the diagnosis, treatment, prevention and control of infections caused by carbapenem-resistant gram-negative bacilli[J]. J Microbiol Immunol Infect, 2023, 56(4):653-671.
作者介绍
冯耘
上海交通大学医学院附属瑞金医院,主任医师,硕士研究生导师,上海交通大学医学院副研究员,美国杜克大学访问学者;中国医师协会呼吸医师分会危重症青年委员,中国医药教育协会感染疾病专业委员会委员,上海市医学会呼吸病学专科分会青年委员会委员及重症学组副组长;曾获得上海市科技进步一等奖,上海市人才培养计划,上海市优秀专科医师及上海交通大学医学院九龙医学奖;获得2项国家自然基金及科技部重点项目子课题资助,发表相关SCI文章30余篇,第一完成人专利2项,参与编写专业书籍3部。
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