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在俄乌战争导致患者跨国转移背景下,为探究战伤患者携带的多药耐药微生物情况,研究人员对一名乌克兰战伤士兵开展研究。结果发现其携带 14 种产碳青霉烯酶微生物,含 6 种碳青霉烯酶基因。这为感染防控和治疗提供重要依据。
在当今全球化的时代,战争带来的不仅是人员的伤亡,还引发了一系列复杂的公共卫生问题。随着俄乌战争的爆发,大量伤员被疏散至欧洲各地,这使得多药耐药微生物(MDRO)的传播风险急剧增加,成为了全球公共卫生领域的一大挑战。MDRO 的出现并非偶然,它在全球范围内逐渐蔓延,严重威胁着人类的健康。据统计,2019 年,整个世卫组织欧洲区域因 MDRO 导致的死亡病例高达 133,000 例 。在乌克兰,情况同样不容乐观,48% 的医疗相关感染(HAIs)由对第三代头孢菌素耐药的肠杆菌科细菌引起,17% 的 HAIs 与对碳青霉烯类耐药有关。欧洲疾病预防控制中心(ECDC)也发出警告,要求医疗服务提供者警惕外伤患者中的 MDRO,并建立相关诊断程序以识别这类微生物并防止其传播。然而,面对如此严峻的形势,人们对于这些 MDRO 在战争背景下的传播和感染情况了解还十分有限。正是在这样的背景下,来自荷兰的研究人员开展了一项极具意义的研究,旨在深入了解这些复杂的微生物感染情况,为后续的治疗和防控提供有力依据。这项研究成果发表在了《Infection》杂志上。
为了深入探究乌克兰战伤患者携带 MDRO 的情况,荷兰的研究人员对一名受伤的乌克兰士兵进行了详细研究。研究人员采用了多种关键技术方法。首先,对患者进行 MDRO 筛查,使用植绒拭子采集样本,在 Amies 培养基中培养,再通过非选择性富集和接种在选择性琼脂上进行检测。对于疑似产碳青霉烯酶的菌株,运用 PCR 进行初步检测。之后,对 14 种分离菌株进行美罗培南 E 试验、碳青霉烯灭活法(CIM)、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI - TOF)分析,还借助 Illumina 下一代测序(NGS)和 Nanopore 长读长测序技术,确定菌株的多位点序列分型(MLST)、进行全基因组 MLST(wgMLST)分析,并识别抗菌耐药基因和质粒复制子。
病例描述
一名年轻的乌克兰士兵在俄乌战场上被地雷炸伤,伤势极为严重,包括骨盆会阴软组织严重损伤、骨盆和股骨开放性骨折、腹腔穿透伤以及腹膜后盆腔出血。在乌克兰的野战医院,他接受了骨折外固定和六次剖腹手术,并使用美罗培南、阿米卡星和粘菌素等抗生素治疗。一个月后,他被转至乌克兰的一家常规医院治疗 90 天,随后又被转至荷兰一家医院的创伤中心。入院时,患者已进行结肠造口术,髋部和股骨有外固定装置。医院对其采取接触隔离预防措施,并从多个解剖部位采集样本进行 MDRO 筛查培养。在住院期间,患者经历了三次不同的 HAIs 发作,感染的均为 MDRO。第一次,入院第二天,MDRO 筛查培养结果未出时,患者发热,经验性使用头孢他啶 - 阿维巴坦、环丙沙星和庆大霉素静脉注射治疗,同时拔除中心静脉导管(CVC),血培养分离出广泛耐药(XDR)的鲍曼不动杆菌,最终诊断可能为 CVC 相关感染。第二次,入院第 22 天,患者再次发热,可能是深部伤口感染,使用头孢他啶 - 阿维巴坦 + 氨曲南治疗,因患者定植多种产碳青霉烯酶菌株,还加用粘菌素静脉注射,血和其他临床培养均为阴性,20 天后停药。第三次,入院第 55 天,患者在拔除用于止痛的脱位脊髓导管后不久出现发热和细菌性脑膜炎症状,经验性使用头孢他啶 - 阿维巴坦 + 氨曲南 + 万古霉素静脉注射治疗,脑脊液培养分离出 XDR 鲍曼不动杆菌,与之前血培养菌株表型相同,之后加用粘菌素静脉注射和鞘内注射,口服米诺环素,停用万古霉素,患者最终康复。经过 147 天的治疗,患者出院转至康复中心。
微生物学结果
通过 MLST 和 wgMLST 分析,研究人员鉴定出 14 种独特的 MDRO,它们具有不同的 MLST 序列类型,携带 6 种不同的碳青霉烯酶基因。所有菌株经 CIM 检测均表型产至少一种碳青霉烯酶,美罗培南的最低抑菌浓度(MIC)范围为 0.25 - >32mg/L。blaNDM - 1基因是最常检测到的碳青霉烯酶等位基因,在 8 种 CPE/CPPA 菌株中发现;blaOXA - 48基因存在于 5 种不同的 CPE 分离株中,还有 3 种菌株携带两种碳青霉烯酶基因。携带 blaOXA - 48的 5 种 CPE 产生了 5 种环状质粒组装体,其中 3 种独特且不相关,另外两种在肺炎克雷伯菌和大肠杆菌中的大质粒高度相似。携带 blaNDM - 1的 8 种 CPE/CPPA 产生了 5 种环状质粒组装体,其中 3 种携带几乎相同的 blaNDM - 1 - 携带多药耐药质粒,存在于不同物种中,还有 4 种分离株未获得环状质粒组装体。
研究结论和讨论
这项研究呈现了一个极为特殊的病例,一名乌克兰战伤患者携带 14 种不同的产碳青霉烯酶革兰氏阴性菌,携带 6 种不同的碳青霉烯酶基因,这对医院感染的经验性和确定性抗菌治疗以及感染预防都构成了巨大挑战。基因组和表型特征分析显示,碳青霉烯酶基因频繁出现,其中 blaNDM - 1和 blaOXA - 48最为常见。同一患者体内不同物种间存在相似的携带碳青霉烯酶的多耐药质粒,表明发生了水平转移,这使得 MDRO 的传播难以控制。治疗由耐碳青霉烯鲍曼不动杆菌(CRAB)和产碳青霉烯酶肠杆菌科细菌(CPE)引起的感染极具挑战性,尤其是产金属 β - 内酰胺酶(MBL)的革兰氏阴性菌感染,治疗选择有限。
总的来说,该研究强调了在战争背景下,对来自 MDRO 流行国家的战伤患者进行强有力的诊断、入院时充分的监测、严格遵守卫生措施以及快速获取最后手段抗生素的迫切需求。快速的基因组和表型特征分析对于为个体患者提供治疗方案以及评估医疗机构内传播风险至关重要。这项研究为全球公共卫生领域应对战争相关的 MDRO 传播问题提供了重要的参考依据,有助于推动相关防控和治疗策略的进一步发展 。