艱難梭菌流行病學國內(nèi)外研究進展

孔 懿(KONG Yi)，葉家欣(YE Jia-xin)

(南京鼓樓醫(yī)院，江蘇 南京 210008)

·綜述·

艱難梭菌流行病學國內(nèi)外研究進展

孔 懿(KONG Yi)，葉家欣(YE Jia-xin)

(南京鼓樓醫(yī)院，江蘇 南京 210008)

艱難梭菌； 醫(yī)院感染； 分子流行病學

艱難梭狀芽孢桿菌(Clostridiumdifficile, CD)簡稱艱難梭菌，屬于厭氧芽孢梭菌屬，革蘭染色陽性，粗大形桿菌(長3.0～16.9 μm，寬0.5～1.9 μm)，有鞭毛，能形成芽孢[1]。CD于1935年由Hall和O’Toole第一次從嬰兒的糞便中分離得到。1978年George第一次報道CD與人類假膜型結(jié)腸炎相關(guān)，患者在使用抗菌藥物后發(fā)生由CD導致的假膜型結(jié)腸炎。二十世紀九十年代起艱難梭菌感染(Clostridiumdifficileinfection, CDI)成為重要的醫(yī)源性感染之一，2003年北美洲及歐洲曾發(fā)生多起嚴重醫(yī)院內(nèi)CDI暴發(fā)，病死率顯著升高。CDI發(fā)生率增加及暴發(fā)流行的原因可能與高毒力菌株NAP1/027/BI(限制性內(nèi)切酶分型BI，脈沖場凝膠電泳分型NAP1，PCR核糖體分型027)有關(guān)[2]。目前，該亞型在世界范圍內(nèi)廣泛流行。本文將對CDI的發(fā)病機制，臨床癥狀及國內(nèi)外分子流行病學的研究現(xiàn)狀進行綜述。

1 CDI的發(fā)病機制

長期以來CD被認為是人類腸道的正常菌群，當腸道內(nèi)菌群失調(diào)后CD大量繁殖，最后導致腹瀉或假膜性結(jié)腸炎等疾病[2]。住院患者隨著住院時間的延長和抗菌藥物使用的增加，攜帶率可達16%～35%[3]；CD在健康人群的攜帶率僅為3%，而健康新生兒或兒童的攜帶率較高，達80%[4-6]。醫(yī)院內(nèi)發(fā)生的艱難梭菌相關(guān)性腹瀉(Clostridiumdifficile-associated diarrhea，CDAD)往往與污染的環(huán)境表面、醫(yī)務人員的手相關(guān)[7]。目前，存在兩種較流行的醫(yī)院內(nèi)CDAD病理學解釋，一種認為患者在住院期間獲得CDI，使用抗菌藥物后發(fā)生腹瀉癥狀；另一種則認為患者雖是在住院期間獲得CD，但直至接受抗菌藥物治療后感染才發(fā)生[8]。

CD主要通過產(chǎn)生A、B兩種毒素引起CDAD。毒素A(TcdA)為腸毒素，可與腸道黏膜受體結(jié)合，引起黏膜炎癥和細胞浸潤，產(chǎn)生各種炎性因子，介導炎癥滲出，還可誘導緊密連接蛋白重新分配，導致上皮屏障功能改變，通透性增加，從而引發(fā)一系列臨床癥狀；毒素B(TcdB)為細胞毒素，可使腸道黏膜細胞發(fā)生凋亡、變性、壞死、脫落。TcdA和TcdB兩種毒素的編碼基因為tcdA和tcdB，存在于CD染色體上的致病性決定區(qū)(pathogenicicty locus, PaLoc)。該決定區(qū)在tcdC等調(diào)控基因作用下分泌毒素。另一些毒株可由PaLoc外的基因cdtA和cdtB編碼產(chǎn)生二元毒素(binary toxin)。二元毒素的毒性較TcdA及TcdB強烈，常導致更嚴重的疾病，且與CDI的高復發(fā)率有關(guān)。二元毒素的致病機制尚不十分明確，目前已知其是一種ADP-核糖基毒素，能降解聚肌動蛋白細胞骨架，體外細胞培養(yǎng)實驗發(fā)現(xiàn)其能導致上皮細胞發(fā)生積液，形態(tài)變圓并最終凋亡[8]。

2 CDI的臨床癥狀

CD是醫(yī)院內(nèi)常見的條件致病菌，常造成住院患者感染性腹瀉。醫(yī)院內(nèi)獲得艱難梭菌感染(hospital-acquired CDI, HA-CDI)是指入院48 h后或出院后4周內(nèi)出現(xiàn)的CDI。然而，最近發(fā)現(xiàn)部分患者發(fā)生CDI時既無住院史也未使用過抗菌藥物，此種感染被稱為社區(qū)獲得型艱難梭菌感染(community-acquired CDI, CA-CDI)，定義為在社區(qū)或住院48 h內(nèi)發(fā)生的CDI，且要求患者在過去的12周內(nèi)無住院史。若患者的感染癥狀發(fā)生在出院后的4～12周內(nèi)，則將其定義為不確定型CDI[9]。

2.1 帶菌者階段 帶菌者即指個體的糞便中檢出CD但無腹瀉癥狀，個體可能成為CD的儲菌庫。健康成年人、住院患者、長期住院患者中帶菌者的比率分別為3%、20%～30%和50%[10]。雖然攜帶者向環(huán)境持續(xù)散播CD孢子的濃度低于CDI患者，但仍是CD持續(xù)污染醫(yī)院環(huán)境的最好儲菌庫[10]。

2.2 CDAD 約25%～30%的抗菌藥物相關(guān)性腹瀉是由CD引起的。CDAD的診斷為在使用抗菌藥物2 h到2個月內(nèi)發(fā)生的不明原因，并伴有腹痛和腸絞痛的腹瀉。腹瀉即指至少連續(xù)2 d持續(xù)性排出3次及3次以上的不成形糞便[9-10]。除此以外，從患者糞便中檢測到TcdA，則無論是否從糞便中成功分離到CD均判定為CDAD。過去人們認為，CDAD的發(fā)生一定與住院相關(guān)，然而最近幾年美國疾病控制與預防中心(CDC)研究顯示，暴露于被CD污染的環(huán)境才是CDAD發(fā)生最重要危險因子[10]。

2.3 艱難梭菌相關(guān)性腸炎(C.difficile-associated colitis, CDAC) 不形成假膜的腸炎是CDI最常見的臨床癥狀。CDAC導致住院費用增加，住院時間延長，其他疾病的發(fā)病率增高。CDI癥狀包括腹痛、惡心、煩躁、厭食、水樣腹瀉和血便。另外，低燒、脫水、發(fā)熱和白細胞增多也時有發(fā)生。對于已使用抗菌藥物，但白細胞計數(shù)仍較高的患者需警惕CDAC的發(fā)生[11]。

2.4 假膜型結(jié)腸炎(pseudomembranous colitis, PMC) PMC最早用于描述實施胃空腸吻合術(shù)后的并發(fā)癥，即阻塞性消化性潰瘍[11]。近年來，PMC主要是用于描述使用抗菌藥物引起的腸道內(nèi)正常菌群紊亂而導致的結(jié)腸炎。大部分PMC案例與克林霉素和林可霉素使用有關(guān)。然而最新文獻[12]報道，PMC與其他抗菌藥物的使用相關(guān)。PMC的臨床癥狀包括腸絞痛、脫水、血清蛋白減少(<30 mg/L)、水樣腹瀉，以及炎性因子、血清蛋白升高和黏液增多。另外，在結(jié)直腸黏膜上可見2～10 mm微黃色的斑塊，在回腸末端進行乙狀結(jié)腸鏡檢查是鑒別PMC的最佳方法。由于感染引起的潛在毒性效應，選擇合適的抗菌藥物治療尤為重要。PMC的復發(fā)率非常高，10%～25%的治愈患者將再次發(fā)生PMC[11-13]。

2.5 暴發(fā)性腸炎(fulminant colitis，F(xiàn)C) 約3%的CDI患者發(fā)生FC，帶來一系列嚴重的并發(fā)癥，如腸穿孔、巨結(jié)腸，甚至死亡。最近幾年FC發(fā)生率明顯升高，可能與新出現(xiàn)的高毒力CD亞型有關(guān)[14]。

除此之外，CDI會引起炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)。IBD是臨床診治的難題，其癥狀與CDI類似。應對患有嚴重IBD的CDI患者進行每日評估，以確定是否適合實施進一步的免疫抑制治療。CD可能與潰瘍性腸炎(ulcerative colitis, UC)的惡化有關(guān)，但是由于UC的病因較廣，一般不會優(yōu)先考慮由CDI造成[14-15]。

3 國內(nèi)外CDI流行病學情況

3.1 北美地區(qū) 目前，在美國CD已經(jīng)代替耐甲氧西林金黃色葡萄球菌成為醫(yī)源性感染最主要致病菌[16]。美國CDC自2009年開始開展全國CD流行病學調(diào)查，2011年監(jiān)測結(jié)果顯示，美國發(fā)生約50萬例CDI，造成約29 000人死亡，其中65.8%為醫(yī)源性感染，24.2%為住院期間獲得;1 625例患者的糞便標本中分離CD 1 364株，其中最常見的三種亞型是NAP1、NAP4和NAP11，分別代表PCR核糖型027、020和106[17]。加拿大CDI情況也急劇惡化，Gilca等[18]利用Serfling回歸模型分析魁北克市83所重癥護理型醫(yī)院的數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示，1998—2001年該地區(qū)平均CD感染率為每千出院患者5.8，2002—2004年平均CD感染率上升至每千出院患者20.7。研究[19]顯示，2012年加拿大發(fā)生37 932例CDI，其中20 002例在醫(yī)院內(nèi)獲得，16 326例在社區(qū)獲得，1 604例感染發(fā)生在長期康復中心。與美國相似，加拿大地區(qū)的主要流行菌株也是PCR核糖體分型027(約62.7%的醫(yī)院感染CD為027型[20])。

3.2 歐洲地區(qū) 歐洲許多國家相繼報道CD感染率明顯升高，嚴重程度明顯加重，可能與高毒力菌株的出現(xiàn)有關(guān)。英國傳染性疾病監(jiān)測中心(The Communicable Disease Surveillance Center, CDSC)數(shù)據(jù)顯示，英格蘭和威爾士地區(qū)CDI發(fā)病率逐年升高，1998—2001年為10 304例，2002—2004年為40 852例;2003—2006年英國發(fā)生多起CDI暴發(fā)事件，經(jīng)國家厭氧參考實驗室(Anaerobe Reference Laboratory)鑒定,75所醫(yī)院的450株CD均為高毒力核糖體分型027[21]。2005年荷蘭一所醫(yī)院暴發(fā)CDI，其感染率由每千出院患者4例上升至每千出院患者83例;同年荷蘭的另一所教學醫(yī)院發(fā)生CDI聚集事件，12例感染患者均檢出高毒力菌株027型；2006年底荷蘭全國共計11所醫(yī)院曾發(fā)生由核糖體分型027造成的惡性感染暴發(fā)[22]。2005年比利時4例CDAD患者分離到027型CD，CD感染率由原來的每萬出院患者10例上升至每萬出院患者33例，且2005年共11所醫(yī)院報道027型CDI暴發(fā)事件[23]。2006年初法國一所醫(yī)院老年科CDAD發(fā)生率由原來的每萬住院日13例上升至每萬住院日16例，其中50%病原體檢測為CD核糖體分型027[24]。2006年法國發(fā)生15起CD集聚事件，其中87%(194/222)的感染患者病原體為CD核糖體分型027[24]。奧地利國家參考中心(Austrian National Reference Center)數(shù)據(jù)[25]顯示，奧地利2003—2007年CD感染率上升了255%。西班牙的研究結(jié)果[26]顯示,1999—2007年CDI發(fā)生率由每萬住院患者3.9例上升至每萬住院患者12.2例。2007年歐洲疾病預防控制中心(European Center for Disease Prevention and Control, ECDC)開始非強制性要求會員國開展CDI監(jiān)測，并幫助各國實施有效的感染預防控制措施,2010年部分歐洲地區(qū)CD感染率有所下降，如英格蘭和威爾士的CDI死亡人數(shù)由原來的7 916例下降至2 335例[20]。隨著核糖體分型027感染得到有效控制，歐洲地區(qū)CD亞型流行趨勢也有所變化。歐洲CD最常見亞型依次為核糖體分型014/020(16%)、核糖體分型001(10%)、核糖體分型078(8%)、核糖體分型018(6%)和核糖體分型106、核糖體分型027和核糖體分型002(5%)[22]。

3.3 亞洲地區(qū) 日本文獻記載的流行菌株為核糖體分型smz，其在2004年達到頂峰，檢出率為64%[27]。核糖型分型smz即為國際上的核糖體分型018，通過slpA分型還分為3種亞型，其中兩種傳播較廣[28]。日本常見的其他亞型包括核糖體分型014、核糖體分型002和核糖體分型001[29]，但歐美流行的核糖體分型027卻少見報道[27]。韓國有關(guān)CDI的報道有所增多， 2004—2008年CD感染率從每千住院患者1.7例升高至每千住院患者2.7例[30]。另外，CA-CDI感染率有所上升，釜山一所醫(yī)院CA-CDI占其整體發(fā)病例數(shù)的7.1%[30]；首爾一所醫(yī)院急診中心的CDI，59.4%為社區(qū)內(nèi)獲得[31]。韓國地區(qū)主要流行的CD亞型較復雜。二十世紀九十年代流行菌株主要為tcdA陰性tcdB陽性的變種體，為核糖體分型017[31]；但Shin等[32]報道2006—2010年72%的假膜性腸炎是由018型CD引起。核糖體分型027曾在一起醫(yī)院相關(guān)假膜性腸炎案例中檢出，但其并未造成廣泛流行[33]。核糖體分型078是韓國范圍內(nèi)最常見的產(chǎn)二元毒素CD菌株[33]。1990年在泰國206例腹瀉患者的糞便標本中，52.5%檢測到細胞毒素[34]?？咕幬锵嚓P(guān)性腹瀉的患者中，18.64%培養(yǎng)出CD，44%～46%PCR檢測到tcdA和tcdB[34]。目前，泰國無關(guān)于CD核糖體分型的相關(guān)報道。2006年新加坡中央醫(yī)院(Singapore General Hospital)CDI發(fā)病率為每千住院患者3.2例，男性且年齡>50歲的患者CD感染率更高[35]。一所具有1 200張床位的綜合醫(yī)院2001—2006年CD感染率持續(xù)上升，由每萬住院日1.49例升高至每萬住院日6.64例[36]。新加坡也發(fā)現(xiàn)產(chǎn)二元毒素的CD菌株，如核糖體分型027，但只造成零散的醫(yī)院感染[37]。

3.4 中國地區(qū)

3.4.1 香港 香港瑪麗醫(yī)院曾報道1996—1997年3 112例腹瀉患者中有100例檢出CD[38]；2008年9—10月利用組織培養(yǎng)細胞毒素的方法檢測723例患者，其中37例CD陽性[39]。2003—2008年香港地區(qū)CD感染率保持穩(wěn)定，2008年一所醫(yī)院從1例正在使用糖皮質(zhì)激素且在過去1.5年內(nèi)無旅行記錄的患者首次檢測出高毒力CD核糖體分型027，自此之后，針對CDI的檢測不斷增加，但未再發(fā)現(xiàn)有關(guān)027型的報道[39]。香港CD核糖體分型的相關(guān)數(shù)據(jù)并不多，最全面的一篇文獻記錄了某醫(yī)療區(qū)域內(nèi)的5所醫(yī)院，從307例患者標本中分離CD 345株，其中70%的核糖體分型與國際上最常見的23種亞型均不相同，11.6%的菌株核糖體分型結(jié)果從未出現(xiàn)過，9.4%的CD為核糖體分型002，其導致的CD感染率從2004年每千住院患者0.53例上升至2009年的每千住院患者0.95例，而大陸地區(qū)較常見的核糖體分型017流行率約為0.7%[40]。

3.4.2 臺灣 臺灣地區(qū)可能由于缺乏CD檢測技術(shù)，掩蓋了CDI流行的真實情況。Chang等[41]報道，2003—2007年>65歲患者CD感染率已上升5～6倍；2002—2009年CD培養(yǎng)陽性率一直保持在10%左右[42]。2010年一所臺北醫(yī)院報道，全院CD感染率為每千住院患者0.45例，重癥監(jiān)護病房為每千住院患者7.9例[43]。Wei等[44]對142份CD菌株進行分型，發(fā)現(xiàn)其中6%為核糖體分型017。臺灣地區(qū)已發(fā)現(xiàn)產(chǎn)二元毒素的菌株，但目前尚未發(fā)現(xiàn)核糖體分型027和078[45]。

3.4.3 中國大陸 我國對CDAD的報道最早可追溯到二十世紀八十年代初，陳民鈞等[46]報道北京協(xié)和醫(yī)院1982年10月—1983年3月11例由抗菌藥物誘發(fā)的結(jié)腸炎，并從患者的糞便中分離到CD。但直到二十世紀九十年代后CDI才逐漸引起公眾的關(guān)注。1996年9月—1997年6月北京協(xié)和醫(yī)院36例腹瀉住院患者，PCR檢測tcdB陽性率為46.7%，tcdA陽性率為36.1%[47]；1999年1月—2001年12月抗菌藥物治療1周以上出現(xiàn)腹瀉的199例成人患者，其中檢出CD 34例，陽性率為17.1%[48]。

21世紀后我國CDI呈上升趨勢，但相關(guān)文獻并不多，所以很難判斷感染率的上升是因為流行病學發(fā)生改變，還是由于CD檢測技術(shù)的提高。在中國知網(wǎng)上搜索2000—2015年發(fā)表的所有相關(guān)中文文獻，共找到論著6篇。廣州市第一人民醫(yī)院2008年4—11月202例診斷為抗菌藥物相關(guān)性腹瀉的患者，使用酶鏈熒光免疫檢測其標本CD毒素，tcdA/B陽性率為21.8%[49]。南方醫(yī)院2009年12月—2012年5月檢測3 660例腹瀉住院患者的糞便，其中572份標本tcdB基因陽性，陽性率為15.6%[8]。武漢大學人民醫(yī)院2010年6月—2012年6月對懷疑CDAD患者的54份標本進行PCR毒素檢測，其中19份檢測到CD，陽性率為35.2%[50]。高燕婷等[51]研究顯示，上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院2013年11月—2014年2月住院腹瀉患者706份不成形糞便，其中CD陽性34份，陽性率為4.82%。國內(nèi)尚未有CD發(fā)病率和致死率報道，僅有部分醫(yī)院內(nèi)高?？剖易≡夯颊逤D檢出率。2014年杭州市某醫(yī)院28例ICU住院患者肛拭子標本中9例CD陽性，陽性率為32.14%，均攜帶tcdA/B基因[52]。2014年9月采集鄭州大學第一附屬醫(yī)院高?？剖?28例患者的肛拭子標本，其中22例CD陽性，陽性率為17.19%[53]。我國HA-CDI仍尚不明確，高?？剖一颊叩臄y帶率非常高，大量的CDI未被發(fā)現(xiàn)，可能與我國抗菌藥物使用混亂，CD的認識不足，以及CD檢測方法不普及等因素相關(guān)。

國內(nèi)關(guān)于CD分子流行病學的調(diào)查相關(guān)文獻較少，中國疾病預防控制中心2014年對來自三個城市(北京、廣州和濟南)的64株CD進行PCR-核糖體分型，共獲得9種分型，其中以017型(21株，32.8%)為主[54]。2011年對石家莊32株CD進行研究，共發(fā)現(xiàn)12種不同的PCR核糖體分型，其中以SI型為主(28%)[55]。2014年中南大學李春輝對其附屬醫(yī)院的32株CD進行MLST分析，共獲得9種序列型，主要的三種分別為ST45(9株)、ST39(7株)和ST26(6株)[56]。部分英文文獻對中國國內(nèi)目前CD分子流行病學情況進行了探討，但結(jié)論存在爭議。在PubMed上共搜索到9篇相關(guān)文獻，其中Huang等[57]報道2007—2008年上海華山醫(yī)院CD感染率為每萬出院患者13.04例，并對56株菌株進行核糖體分型，以SH II特殊克隆子為主。另外，Huang在2009年發(fā)表的文章中指出，來自上海的75株CD，18.7%為核糖體分型017[58]。Chen等[59]對2009—2011年浙江大學醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院的161株CD進行毒素分析和多位點序列分型，結(jié)果顯示83.2%的CD為TcdA陽性TcdB陽性，主要的三種序列型是ST54(RT012)、ST35(RT002)和ST37(RT017)。2012—2013年四川華西醫(yī)院ICU CD感染率為每萬住院日25.2例,共分離CD 28株，其中兩株為二元毒素菌株；多位點序列分析顯示，共11種型，其中5株ST3(RT001)、4株ST35(RT046)、4株ST54(RT012)和3株ST37(RT017)[60]。同年上海華山醫(yī)院發(fā)生抗菌藥物相關(guān)性腹瀉的206例患者，其中63例(30.6%)為CDI。對65株CD菌株進行核糖體分型，分為18種核糖體型，其中18.8%為RT H(ST-81)、14.1%為RT012(ST54)和12.5%為RT017(ST37)[61]。2010—2013年上海瑞金醫(yī)院94例CDI，其中31例(33%)為TcdA陰性TcdB陽性的ST37型，研究人員認為ST37毒力較弱，產(chǎn)生的孢子也較少，但對抗菌藥物的耐藥性較強[62]。與中國CDC 2014年發(fā)表的文章觀點不同，后者認為ST37的tcdA和tcdB基因與已知的高毒力菌株有相似性，應表現(xiàn)出更強的毒性[54]。中國國內(nèi)一直未發(fā)現(xiàn)高毒力的027型和078型，直至2015年1月Wang等[63]報道中國大陸首例CD核糖體分型027，該菌株分離自一例44歲患大腸克羅恩病的女性，2011—2013該患者就診于廣州南方醫(yī)院，因長期使用抗菌藥物，在2012年10月發(fā)生抗菌藥物相關(guān)性腹瀉，后在其糞便中檢測出CD 核糖體分型027。

4 總結(jié)

CD已被美國CDC認定為醫(yī)院內(nèi)獲得的最主要致病菌，在美國每年造成約50萬例感染，3萬例死亡和近5.9億美元的醫(yī)療開銷。CD感染率和復發(fā)率的持續(xù)升高與一種高毒力的菌株P(guān)CR核糖體分型027密切相關(guān)。2003—2006年美國、加拿大、英國、法國和比利時等西方發(fā)達國家均發(fā)生過嚴重的027型菌株感染暴發(fā)，造成嚴重后果。我國CD感染率也正在不斷上升，但對其感染率上升原因的研究卻很少。根據(jù)目前國內(nèi)研究情況，我國對于CD的監(jiān)測和認識還存在不足，尚無確切的地區(qū)性感染率和分子流行病學信息。大部分研究僅局限于某醫(yī)院短時間內(nèi)的CD感染情況。另一方面，由于基因分型方法不統(tǒng)一，不便于橫向比較。所以，建議醫(yī)院開展CD常規(guī)檢測，以了解住院患者感染/定植的真實情況，同時采用統(tǒng)一的分子流行病學方法進行分析，希望盡早在全國范圍內(nèi)建立CD分子流行病學監(jiān)測網(wǎng)絡。

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(本文編輯：曾翠)

Research advances in epidemiology ofClostridiumdifficileat home and abroad

(Nanjing Drum Tower Hospital， Nanjing 210008, China)

2016-06-03

孔懿(1984-)，女(漢族)，江蘇省南京市人，助理研究員，主要從事醫(yī)院感染管理研究。

孔懿 E-mail：kaular_1103@qq.com

10.3969/j.issn.1671-9638.2017.03.024

R378.8

A

1671-9638(2017)03-0280-07