心臟外科手術中自體血細菌培養(yǎng)陽性危險因素分析的一項單中心病例對照研究

周曄農(nóng)，王立偉，楊 晨，楊秀玲，陳 濤，趙 榮，劉金成，楊 靜，張 潔，王馨怡，張 超，王嬌姣，金振曉

因心臟外科手術創(chuàng)傷大、時間長及體外循環(huán)（extracorporeal circulation， ECC）技術應用等原因，術中用血量較大，積極的患者血液管理（patient blood management，PBM）不僅可以緩解血液緊張，也能減少輸血所帶來的并發(fā)癥，減少患者術后的發(fā)病率和死亡率以及延長生存時間［1］。 根據(jù)血液來源，輸血可分為自體和異體輸血兩種。 近年來盡管同種異體輸血的安全性有所提高，但仍存在獲取方式困難、大量輸注可能導致過敏反應和疾病傳播等問題［2］。 相比于異體血，自體血具有攜氧能力好、抗酸緩沖率高等優(yōu)勢，且對于急診大出血、稀有血型的患者，自體血比異體血更高效便捷。 在血資源嚴重短缺的現(xiàn)實情況下，術中自體血回輸（intraoperative cell salvage， ICS）成為挽救生命不可或缺的重要技術。 在一項Meta 研究中［3］，ICS 可以減少心臟手術的患者輸注異體血液，但與術后并發(fā)癥并無明顯關系。 與以上研究不同的是，經(jīng)自體血液回收機（Cell Saver）洗滌后所得的自體血中檢測出革蘭陽性細菌，主要為表皮葡萄球菌［4］。 回輸細菌培養(yǎng)陽性的自體血后是否對患者產(chǎn)生影響存在爭議［5］。 以往關于心臟手術中使用ICS 的研究沒有充分評估其策略的風險與收益。 本研究擬通過前瞻性研究來分析心臟外科手術中自體血細菌培養(yǎng)的陽性率、影響因素及對患者短期預后的影響。

1 材料和方法

1.1 研究設計 本研究為單中心前瞻性觀察性研究，已通過西京醫(yī)院倫理委員會批準（KY20212089-F-1），且在中國臨床試驗注冊中心完成注冊（ChiCTR2100050367），預計納入196 例，本報告是對該項研究的一個中期小結。 納入2021 年9 月至12 月于西京醫(yī)院心外科行心臟手術使用ICS 的患者88 名，排除數(shù)據(jù)缺失的患者8 例，最終納入80 例患者，皆簽署知情同意書。 納入標準：①年齡≥18 歲；②預期失血量≥500 ml。 排除標準：①有傳染病史（乙肝、梅毒、艾滋等）；②術前存在肝、腎功能不全；③術前使用抗生素24 h 以上；④術前血液培養(yǎng)陽性者。

1.2 自體血收集洗滌及回輸方法 嚴格按照Cell Saver 標準程序使用。 本實驗術中應用Cell Saver Elite 型自體血液回收機（Haemonetic，美國），離心杯容量225 ml。 以肝素鹽水（50 IU／ml）預充管路，手術開始后通過負壓（＜150 mmHg）收集術中失血到儲血罐中，抗凝劑滴入量與吸血量比為1 ∶10，隨后將儲血罐中的血液離心、洗滌、濃縮后在6 h 內(nèi)回輸給患者。 需要使用ECC 的患者，目標流量為2.4 L／（m2·min），ACT＞480 s 時，ECC 開始運行。 溫度達到36℃，患者逐漸脫離ECC，魚精蛋白以1 ∶1 的比例中和肝素。 停機后管路及ECC 中的殘血也通過Cell Saver 洗滌后回輸給患者。 麻醉誘導開始時通過靜脈注射舒芬太尼、羅庫溴銨、丙泊酚和咪達唑侖，術中使用舒芬太尼、哌庫溴銨、咪達唑侖維持麻醉。 術后鎮(zhèn)痛采用舒芬太尼和瑞芬太尼。 異體血液的輸注由外科醫(yī)生、麻醉醫(yī)生與灌注師根據(jù)患者情況共同決定。

1.3 試驗分組與標本采集和檢測 本研究人群所有數(shù)據(jù)均為前瞻性收集。 采集自體血行需氧、厭氧細菌培養(yǎng)，根據(jù)有無細菌生長分為有菌組與無菌組。此外分別于術后第1 天、第3 天采集每例患者靜脈血進行細菌培養(yǎng)。 采血過程中嚴格遵守無菌操作技術，血液注入BD BACTEC 成人需氧、厭氧培養(yǎng)瓶（Plus Aerobic／Anaerobic，美國BD 公司）后輕輕顛倒混勻以防血液凝固并及時送檢。 成人每瓶采血量8～10 ml。 采血后血培養(yǎng)瓶置于全自動血培養(yǎng)儀BD BACTE-CFX400（BD 公司，美國）中培養(yǎng)，出現(xiàn)陽性報警時，抽取培養(yǎng)液涂片進行革蘭染色，同時轉(zhuǎn)血瓊脂板，置于35℃二氧化碳恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)24～48 h，應用全自動質(zhì)譜鑒定儀VITEK MS（法國生物梅里埃公司）進行鑒定。

前40 例患者術中對空氣顆粒含量進行了測定，靜態(tài)手術室空氣塵埃粒子符合標準的前提下，測量動態(tài)空氣質(zhì)量。 術中每隔2 h 使用CLJ-BII 激光塵埃粒子計數(shù)器記錄0.3 μm、0.5 μm 孔徑的塵埃粒子數(shù)并取其平均值及最大值。 采樣檢測點布置依據(jù)《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》（GB50333—2002）選點。

1.4 統(tǒng)計方法 采用SPSS 26.0 軟件進行統(tǒng)計分析。 對于計量資料，首先進行正態(tài)性檢驗，如果各組均滿足正態(tài)性，采用均數(shù)±標準差進行統(tǒng)計描述，采用t 檢驗進行組間比較；否則采用中位數(shù)（四分位數(shù)間距）進行統(tǒng)計描述，采用非參數(shù)檢驗（Mann-Whitney 檢驗）進行組間比較。 對于計數(shù)資料，采用例數(shù)（百分比）的形式描述，組間比較采用χ2檢驗或Fisher 確切概率法。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 基線資料比較 患者平均年齡（55.7±12.2）歲，其中男性59 例，女性21 例。 所有患者按美國紐約心臟病協(xié)會心功能分級均為Ⅱ～Ⅲ級。 將有菌組與無菌組之間臨床基線資料進行比較，基線資料包括：年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）、吸煙、飲酒、心功能分級及并發(fā)癥。 其中性別、吸煙、心功能分級比較所得差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），詳情見表1。

表1 兩組患者術前基線資料

2.2 術中資料比較 將有菌組與無菌組在手術類型、手術時間、是否接臺手術、是否ECC 及ECC 時間，術中異體血液的使用，ICS 的進血量、清洗量、清空量（自體血量）、使用時間，以及手術過程中手術室內(nèi)最多人數(shù)等數(shù)據(jù)進行比較，所得差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），有菌組與無菌組之間具有可比性。 詳見表2。

表2 有菌組和無菌組患者術中資料

2.3 術后資料比較 將有菌組與無菌組之間的ICU 停留時間、住院時間、術后轉(zhuǎn)歸、呼吸機輔助呼吸時間、術后異體血液的使用、抗菌藥物是否聯(lián)合使用、是否連續(xù)腎替代治療（continuous renal replacement therapy，CRRT）、是否應用體外膜氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）、患者總花費及血費、術后第1 天血培養(yǎng)結果等比較所得差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；術后第3 天血培養(yǎng)差異有統(tǒng)計學意義（P＝0.04）。 見表3。

表3 有菌組和無菌組患者術后資料

2.4 血培養(yǎng)細菌與手術室塵埃粒子的關系 在百級手術間中，每隔2 h 檢測了40 例患者手術室中的塵埃粒子計數(shù)，其中有菌組18 例，無菌組22 例。 兩組0.5 μm 孔徑的塵埃粒子計數(shù)差異具有統(tǒng)計學意義，見表4。

表4 兩組患者術中手術室內(nèi)塵埃粒子計數(shù)

2.2 病原菌分類及構成比 有菌組中，凝固酶陰性葡萄球菌占比86%，以表皮葡萄球菌為主，見表5。術后第1 天最常見的菌也是表皮葡萄球菌。 術后第3 天患者血培養(yǎng)有菌組陽性率顯著大于無菌組，但每例患者術后第1 天、第3 天血培養(yǎng)菌的種類與術中自體血中菌的種類并不一致。 見表6。

表5 自體血病原菌分類及構成比［（n＝43）， n（%）］

表6 術后兩組患者血培養(yǎng)病原菌分類（n）

3 討 論

本研究旨在分析心臟手術中自體血出現(xiàn)細菌培養(yǎng)陽性的可能原因，并根據(jù)原因探討了術前、術中可能有效控制患者術后感染的方法。 研究結果表明，在自體血中約54%標本存在細菌培養(yǎng)陽性，其中表皮葡萄球菌占比最多。 既往研究結果顯示，雖然使用ICS 存在術后感染的風險，但是否使用ICS 對術后感染率并沒有顯著影響［6-7］。 一項在心臟手術使用ICS 的隨機對照試驗中，通過分析發(fā)現(xiàn)ICS 會直接導致術后感染風險的增加［8］。 關于使用ICS 是否會增加感染率的爭議仍然存在，幾項研究發(fā)現(xiàn)使用ICS 患者術后感染性并發(fā)癥發(fā)生率高于未使用ICS患者［9-11］。 本研究發(fā)現(xiàn)，在使用ICS 患者中，術后第3 天血樣檢測有菌組細菌培養(yǎng)陽性率顯著高于無菌組，但每例患者術后第3 天血培養(yǎng)菌的種類與自體血中細菌的種類不一致。 有菌組與無菌組的ICU 停留時間、住院時間、異體血液輸注、預后及轉(zhuǎn)歸等并沒有顯著區(qū)別。 通過分析有菌組細菌構成中發(fā)現(xiàn)革蘭陽性菌屬的表皮葡萄球菌占比最多。 有研究報告［12］血液感染患者分離出的細菌大部分是革蘭陽性菌，其中包括凝固酶陰性菌如表皮葡萄球菌，其被認為是引起醫(yī)院內(nèi)血液感染的常見病因［13］。 表皮葡萄球菌通常是一種無害的共生細菌，在人類皮膚及黏膜表面大量存在，它也可黏附于醫(yī)療器械，如今隨著各種醫(yī)療器械的頻繁使用，表皮葡萄球菌已成為重要的條件致病菌。 表皮葡萄球菌易形成生物膜，增加細菌對抗生素的耐藥性，并導致持續(xù)性感染，遷延不愈［14］。 本研究結果也顯示術中自體血發(fā)生細菌培養(yǎng)陽性仍存在一定的安全隱患。

以往也曾有研究者針對自體血存在細菌培養(yǎng)陽性的高危因素進行探尋，發(fā)現(xiàn)術前患者體質(zhì)量指數(shù)≥25 及瓣膜手術是自體血發(fā)生細菌培養(yǎng)陽性的高危因素［4］。 本研究經(jīng)過分析患者的術前資料發(fā)現(xiàn)有菌組與無菌組在性別、吸煙、心功能方面有顯著統(tǒng)計學差異，因此認為在女性、吸煙、心功能差的患者自體血細菌培養(yǎng)陽性率更高。 對這類型的患者，術前積極勸導戒煙、調(diào)整心功能；術后重點檢測各項感染相關指標，一旦發(fā)現(xiàn)異常及時加強治療與護理。Bland［15］等懷疑自體血中存在細菌是由空氣中的污染物引起的，一項對照研究［16］也證實了手術室環(huán)境中的細菌會影響Cell Saver 清潔度。 手術室環(huán)境質(zhì)量與醫(yī)院感染的發(fā)生密切相關，手術室環(huán)境質(zhì)量的關鍵參數(shù)為塵埃粒子數(shù)和浮游菌，塵埃粒子是病原微生物附著的載體，決定潔凈手術室內(nèi)的空氣質(zhì)量［17］。 本研究發(fā)現(xiàn)，手術室空氣中的塵埃粒子是自體血中存在細菌的顯著因素。 因此，應加強對手術室醫(yī)護人員的相關業(yè)務培訓，使其掌握日常的手術室環(huán)境維護方法，對儀器設備進行專人專管，對手術室環(huán)境定期進行監(jiān)測等一系列措施，以盡可能降低手術室感染的發(fā)生。 既往研究發(fā)現(xiàn)手術時長與術后患者發(fā)生感染密切相關［18］，也有研究證實Cell Saver本身就有一定清除細菌的作用［19］，而本研究關注于手術時長、Cell Saver 使用時長與自體血發(fā)生細菌污染的關系，所以自體血發(fā)生細菌污染可能與手術時長和Cell Saver 使用時長關系不大。

本研究仍存在一定的局限性：包括病例數(shù)相對較少及未驗證清除自體血中細菌的可行方法。 在下一步研究中積極與其他中心合作，增加樣本量并進一步對數(shù)據(jù)進行亞組分析，同時增加細菌的藥敏試驗以尋求最合適的抗生素及最低抑菌濃度，找尋降低自體血細菌培養(yǎng)陽性率的方法。

4 結 論

有菌組自體血檢測出的細菌占比最高的是表皮葡萄球菌，具有潛在的感染風險，而自體血細菌培養(yǎng)陽性與患者的性別、吸煙、心功能及手術室空氣中0.5 μm 孔徑塵埃粒子數(shù)高有顯著相關性。