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【摘要】 目的 探讨慢性阻塞性肺疾病(COPD)急性加重期痰细菌学状况以及细菌感染与肺功能损害、临床资料的关系。方法 对2007年8月至2009年7月114例COPD急性加重病例进行回顾性分析。结果 65例痰培养结果阳性者中有革兰阴性杆菌43株(66.15%);革兰阳性球菌16株(24.62%);革兰阴性球菌6株(9.23%)。细菌感染前4位依次是:铜绿假单胞菌12株(18.46%),肺炎克雷伯杆菌10株(15.38%),肺炎链球菌8株(12.31%),大肠埃希菌7株(10.77%)。FEV1%<50%及3个月内全身糖皮质激素应用时痰细菌培养阳性率,细菌分类与对应FEV1%≥50%、 无全身糖皮质激素应用时比较有统计学差异(P<0.05)。结论 对COPD急性加重期患者,呼吸道感染以革兰阴性细菌为主,痰细菌学培养结果与患者肺功能损害、三个月全身皮质激素应用关系密切。
【关键词】肺疾病;阻塞性;细菌;肺功能
Bacteriological culture Analysis of patients in acute exacerbation stage of chronic obstructive pulmonary disease
LIU Bin,ZHAO Jun,ZHOU Rui qing.Department of Respiratory,Fuyang People’s Hospital,Anhui Province 236003,China
【Abstract】 Objective To investigate the sputum bacteriology and the possible relationship among isolation of diverse bacteria pathogens in the sputum,functional respiratory impairment and clinical material of patients with acute exacerbations of COPD.Methods Retrospective surveys were carried out and the data were examined for 114 cases with acute exacerbations of COPD from 2007 to 2009.Results In these 65 cases of sputum bacteria culture positive patients,43 cases were affected by gram negative bacilli(66.15%),16 cases by gram positive coccus(24.62%),and 6 cases by gram negative coccus(9.23%).The most common four types bacteria affection were:12 strains of Pseudomonas aeruginosa(18.46%),10 strains of K.pneumoniae(15.38%),8 strains ofS.pneumoniae(12.31%),7 strains of Enteric bacilli(10.77%).The positive rate of sputum culture and bacteria classification had significant diference among the patients with FEV1%<50%and those with FEV1%≥50%,while there was statistical significance in the diference of the patients with or without systemic corticosteroids for nearly three months(P<0.05).Conclusion For the patients in acute exacerbation stage of COPD ,respiratory tract infection was mainly caused by gram negative bacteria,and the result of sputum bacteria culture has close relationship with the pulmonary function damage and systemic corticosteroids for nearly three months of patient
【Key words】 Pulmonary disease;Obstructive;Bacteria; Pulmonary function
慢性阻塞性肺疾病是一种常见的呼吸系统疾病,呼吸道感染则是其急性加重和恶化的重要因素。为探讨COPD患者的急性加重期感染的细菌学特点,对本院2007年8月至2009年7月住院的114例痰细菌学培养、临床资料、肺功能资料完整的AECOPD病例进行分析,现报告如下。
1 对象和方法
1.1 病例选择 收集2007年8月至2009年7月本院住院治疗的AECCOPD患者114例,其中男63例,女51例;平均年龄(67±11.5)岁(>65岁68例;<65共46例);平均病程(21±7)年(>15年76例;<15年38例);有吸烟史81人,不吸烟33人;3个月内应用全身糖皮质激素61人,未应用53人;近一年内反复AECOPD出现≥4次62人,<4次42人。所有患者出院病情稳定2~3个月后行肺功能测定。全部病例符合中华医学会呼吸病学会慢性阻塞性肺疾病诊治指南[1]的诊断标准,且有以下3种症状中任意1种或1种以上,即为COPD急性加重:①气促加重;②痰量增加;③痰变脓性,且排除了下列情况:①既往诊断过支气管扩张者;②入院前3 d用过抗菌药者;③影像学显示COPD合并肺炎者;④COPD合并肺癌者。
1.2 方法
1.2.1 痰标本收集 晨起后刷牙,用生理盐水反复漱口后,用力深咳嗽,弃去第1口痰,留第2口痰于无菌器皿中,立即送检。连续留取3 d,如果其中2次以上均培养出相同的病原菌,则可确定其为致病菌,而非污染菌。少数患者经纤支镜保护毛刷取下呼吸道分泌物送检。
1.2.2 细菌培养、菌型鉴定 按卫生部微生物操作规程,做常规分离培养。采用法国梅里埃ATB全自动微生物鉴定仪鉴定。
1.3 统计学方法 用logistic回归法统计。把痰培养结果(阳性和阴性)作为因变量,自变量有下列7种:性别(0=女;1=男),年龄(0=<65岁;l=≥65岁),病程(0=<15年;1=≥15年),吸烟(0=不吸烟;1=吸烟),FEV1%(0=≥50%;1=<50%),三个月内应用过全身糖皮质激素(0=是;l=否),近一年内反复AECOPD出现(0=<4次;1=≥4次)。P<0.05有统计学意义。计数资料采用 χ2检验,P<0.05有统计学意义。所有数据均用SPSS 13.0软件处理。
2 结果
2.1 痰培养细菌分布特点 114例AECOPD患者中培养出细菌65株(同一痰标本检出两种或两种以上的菌株以优势菌株统计,均按一株计算),阳性培养率57.02%。共分离出16种致病菌:革兰阴性杆菌43株,占66.15%;革兰阳性球菌16株,占24.62%,革兰阴性球菌6株,占9.23%,主要致病菌的检出率见表1。铜绿假单胞菌阳性检出率居首为18.46%,其次为肺炎克雷伯杆菌达15.38%,再次是肺炎链球菌为12.31%。
表1
AECOPD病原菌分布和构成比
细菌株数构成比
铜绿假单胞菌1218.46%
肺炎克雷伯杆菌1015.38%
大肠埃希菌710.77%
鲍曼不动杆菌34.62%
洛菲不动杆菌11.54%
卡他布兰汉菌69.23%
流感嗜血杆菌57.69%
嗜麦芽窄食单胞菌11.54%
阴沟肠杆菌11.54%
弗劳地枸橼酸杆菌23.08%
奇异变形杆菌11.54%
表皮葡萄球菌46.15%
金黄色葡萄球菌34.62%
肺炎链球菌812.31%
粪肠球菌11.54%
2.2 对于痰培养阳性的可能相关因素作logistic回归分析统计结果见表2。痰培养细菌阳性/阴性与患者性别、年龄、病程、吸烟史及AECOPD次数分级无明显关联,与FEV1%,3个月内全身皮质激素应用分级有相关。
表2
相关因素与痰培养阳性/阴性关系
自变量因变量P
性别痰培养阴性/阳性0.476
年龄痰培养阴性/阳性0.659
病程痰培养阴性/阳性0.327
吸烟痰培养阴性/阳性0.371
AECOPD次数痰培养阴性/阳性0.161
全身皮质激素痰培养阴性/阳性0.046
FEV1%痰培养阴性/阳性0.027
2.3 COPD急性加重期患者3个月内全身皮质激素是否应用、FEV1%不同程度损害时与痰细菌分布情况见表3。FEV1%≥50%组与FEV1%<50%组细菌感染率分别为45.61%和68.42%,两组比较: χ2=12.81,P=0.012<0.05;3个月内全身皮质激素应用组与未应用组细菌感染率分别为67.21%和45.28%,两组比较 χ2=9.617 ,P=0.47<0.05。差异均有显著性。
表3
主要细菌分布与FEV1%、皮质激素关系
假单胞菌+不动杆菌肠杆菌科G+球菌其他细菌细菌阴性合计
FEV1%≥50%391043157
<50%1412671857
皮质激素未应用48932953
应用1313782061
3 讨论
细菌感染[2]是导致慢性阻塞性肺疾病(COPD)急性发作及病情加重的重要原因之一。据文献报道[3]COPD加重期,50%~80%的患者痰培养可检出病原菌。本文114例COPD住院患者急性加重期痰培养阳性检出率为57.02%,与文献报道[4,5]相符。
当前研究表明不论是院内还是社区获得性下呼吸道感染,革兰阴性菌所占比例越来越高,本组的资料证实了这一现象。痰培养细菌分布显示,感染病原菌以革兰阴性杆菌为主,共42株,占总例数64.62%,主要为铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌、不动杆菌等;革兰阳性球菌17株,占26.15%,与郭光云等[6]的研究结果类似,与周忠等[7]报道以G 球菌卡他布兰汉菌为主,其次为肠杆菌科G 杆菌,包括大肠埃希菌、产气肠杆菌不同。本研究与其他研究结果中痰菌构成的差异,考虑可能因地域、抗生素选用、患者结构不同而有所不同。
引起COPD加重的原因除了气管 支气管感染,部分病例加重的原因难以确定,环境理化因素改变可能有作用[1],从而导致感染病原体的检出率不同。本研究显示痰培养细菌检出率与患者性别、年龄、病程、吸烟及一年内COPD急性加重次数情况无明显相关,而与FEV1%<50%、3个月内全身皮质激素应用关系密切,提示肺功能重度降低,全身激素应用患者更易出现细菌感染和或病情进展住院诊治。
本组资料还显示,肺功能重度降低FEV1%<50%或3个月内全身皮质激素应用的COPD急性加重期患者,与FEV1%≥50%或3个月内无全身皮质激素应用患者的痰培养主要细菌种类及菌株不同,两者比较统计学有显著差异,其原因考虑为:①FEV1%重度降低反映COPD时气道阻塞和肺组织弹性减低明显,由于肺组织弹性回缩力减低,呼气时小气道陷闭致残气量增加,同时各级支气管壁增厚,支气管粘液腺增生,导致管腔狭窄,纤毛功能障碍,痰量明显增多,为感染创造条件;②全身皮质激素应用可降低固有免疫和适应性免疫,对包括补体系统、溶菌酶、抗微生物肽和细胞因子等体液因子的分泌,活化及细胞组分,如呼吸道黏膜上皮细胞、中性粒细胞、吞噬细胞、NK细胞等趋化,增殖,吞噬等产生影响;③革兰阴性杆菌包括假单胞菌、不动杆菌、肠杆科等均为条件致病菌,重度COPD患者及免疫功能低下患者,易感染致病。气道上皮细胞破坏加重,各种细菌易黏附,特别是革兰阴性杆菌对呼吸道黏膜具有更强的黏附性。假单胞菌可生长生物被膜逃避机体免疫监视[8],不动杆菌、肠杆菌易产生超广谱β 内酰胺酶(ESBLs),导致不易被呼吸道防御机制和药物杀灭,定植于呼吸道,检出率高。而肺炎链球菌是一种侵入性细菌,对于完整的支气管上皮也能侵犯而致病[9],这可能是其在轻、中度COPD很常见的原因之一。由此可见,COPD急性加重期患者,由于其机体抵抗力下降,假单胞菌等条件致病菌的致病概率随肺功能损害的加重和全身皮质激素的应用而增高,因此临床上可以根据AECOPD患者功能损害的严重程度和全身皮质激素应用史来经验性选择抗生素。
参考文献
[1] 中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组.慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2007个修订版)诊断标准.中华结核和呼吸杂志,2007,30(1):8 17.
[2] Sanjay Sethi,Michael S,Niederman,et al.The Role of Bacteria in Exacerbations of COPD.Chest,2000,118:204 209.
[3] Murphy TF,Sethi S.Bacterial infectionin chronic obstructive pulmonaty disease.Am Rev Respir Dis,1992,146(4):1067 1083.
[4] 张明莉,庞中华.慢性阻塞性肺疾病急性加重期细菌学与肺功能的关系.实用老年杂志,2000,14(4):203 205.
[5] 许建英,李筱妍,杜永成,等.慢性阻塞性肺疾病急性加重期病原学与肺功能关系的研究.中国呼吸与危重监护杂志,2007,6(2):88 92.
[6] 郭光云,陈功,杨力,等.慢性阻塞性肺疾病患者急性发作期的细菌学分析.中国现代医学杂志,2006,16(8):1213 1215.
[7] 周忠,张娟,鲁伟,等.COPD急性发作期下呼吸道病原菌感染分析.临床肺科杂志,2007,12(11):1243 1244.
[8] Mendelson G,Halt V,Ben Israel J,et al.Prevalence and Risk Factors of Extended spectrum Beta lactamase producing Escherichia Coli and Klebsiella Pneumoniae in an Lsraeli Long term Care Facility.Eur J Clin Microbiol Infect Dis,2005,24(1):17 22.
[9] Bogaert D,Ramdin R,Sluijter M,et al.Host pathogen Interaction during Pneumococcal Infection in Patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease.Infect Immun,2004,72(2):818 823.
【关键词】肺疾病;阻塞性;细菌;肺功能
Bacteriological culture Analysis of patients in acute exacerbation stage of chronic obstructive pulmonary disease
LIU Bin,ZHAO Jun,ZHOU Rui qing.Department of Respiratory,Fuyang People’s Hospital,Anhui Province 236003,China
【Abstract】 Objective To investigate the sputum bacteriology and the possible relationship among isolation of diverse bacteria pathogens in the sputum,functional respiratory impairment and clinical material of patients with acute exacerbations of COPD.Methods Retrospective surveys were carried out and the data were examined for 114 cases with acute exacerbations of COPD from 2007 to 2009.Results In these 65 cases of sputum bacteria culture positive patients,43 cases were affected by gram negative bacilli(66.15%),16 cases by gram positive coccus(24.62%),and 6 cases by gram negative coccus(9.23%).The most common four types bacteria affection were:12 strains of Pseudomonas aeruginosa(18.46%),10 strains of K.pneumoniae(15.38%),8 strains ofS.pneumoniae(12.31%),7 strains of Enteric bacilli(10.77%).The positive rate of sputum culture and bacteria classification had significant diference among the patients with FEV1%<50%and those with FEV1%≥50%,while there was statistical significance in the diference of the patients with or without systemic corticosteroids for nearly three months(P<0.05).Conclusion For the patients in acute exacerbation stage of COPD ,respiratory tract infection was mainly caused by gram negative bacteria,and the result of sputum bacteria culture has close relationship with the pulmonary function damage and systemic corticosteroids for nearly three months of patient
【Key words】 Pulmonary disease;Obstructive;Bacteria; Pulmonary function
慢性阻塞性肺疾病是一种常见的呼吸系统疾病,呼吸道感染则是其急性加重和恶化的重要因素。为探讨COPD患者的急性加重期感染的细菌学特点,对本院2007年8月至2009年7月住院的114例痰细菌学培养、临床资料、肺功能资料完整的AECOPD病例进行分析,现报告如下。
1 对象和方法
1.1 病例选择 收集2007年8月至2009年7月本院住院治疗的AECCOPD患者114例,其中男63例,女51例;平均年龄(67±11.5)岁(>65岁68例;<65共46例);平均病程(21±7)年(>15年76例;<15年38例);有吸烟史81人,不吸烟33人;3个月内应用全身糖皮质激素61人,未应用53人;近一年内反复AECOPD出现≥4次62人,<4次42人。所有患者出院病情稳定2~3个月后行肺功能测定。全部病例符合中华医学会呼吸病学会慢性阻塞性肺疾病诊治指南[1]的诊断标准,且有以下3种症状中任意1种或1种以上,即为COPD急性加重:①气促加重;②痰量增加;③痰变脓性,且排除了下列情况:①既往诊断过支气管扩张者;②入院前3 d用过抗菌药者;③影像学显示COPD合并肺炎者;④COPD合并肺癌者。
1.2 方法
1.2.1 痰标本收集 晨起后刷牙,用生理盐水反复漱口后,用力深咳嗽,弃去第1口痰,留第2口痰于无菌器皿中,立即送检。连续留取3 d,如果其中2次以上均培养出相同的病原菌,则可确定其为致病菌,而非污染菌。少数患者经纤支镜保护毛刷取下呼吸道分泌物送检。
1.2.2 细菌培养、菌型鉴定 按卫生部微生物操作规程,做常规分离培养。采用法国梅里埃ATB全自动微生物鉴定仪鉴定。
1.3 统计学方法 用logistic回归法统计。把痰培养结果(阳性和阴性)作为因变量,自变量有下列7种:性别(0=女;1=男),年龄(0=<65岁;l=≥65岁),病程(0=<15年;1=≥15年),吸烟(0=不吸烟;1=吸烟),FEV1%(0=≥50%;1=<50%),三个月内应用过全身糖皮质激素(0=是;l=否),近一年内反复AECOPD出现(0=<4次;1=≥4次)。P<0.05有统计学意义。计数资料采用 χ2检验,P<0.05有统计学意义。所有数据均用SPSS 13.0软件处理。
2 结果
2.1 痰培养细菌分布特点 114例AECOPD患者中培养出细菌65株(同一痰标本检出两种或两种以上的菌株以优势菌株统计,均按一株计算),阳性培养率57.02%。共分离出16种致病菌:革兰阴性杆菌43株,占66.15%;革兰阳性球菌16株,占24.62%,革兰阴性球菌6株,占9.23%,主要致病菌的检出率见表1。铜绿假单胞菌阳性检出率居首为18.46%,其次为肺炎克雷伯杆菌达15.38%,再次是肺炎链球菌为12.31%。
表1
AECOPD病原菌分布和构成比
细菌株数构成比
铜绿假单胞菌1218.46%
肺炎克雷伯杆菌1015.38%
大肠埃希菌710.77%
鲍曼不动杆菌34.62%
洛菲不动杆菌11.54%
卡他布兰汉菌69.23%
流感嗜血杆菌57.69%
嗜麦芽窄食单胞菌11.54%
阴沟肠杆菌11.54%
弗劳地枸橼酸杆菌23.08%
奇异变形杆菌11.54%
表皮葡萄球菌46.15%
金黄色葡萄球菌34.62%
肺炎链球菌812.31%
粪肠球菌11.54%
2.2 对于痰培养阳性的可能相关因素作logistic回归分析统计结果见表2。痰培养细菌阳性/阴性与患者性别、年龄、病程、吸烟史及AECOPD次数分级无明显关联,与FEV1%,3个月内全身皮质激素应用分级有相关。
表2
相关因素与痰培养阳性/阴性关系
自变量因变量P
性别痰培养阴性/阳性0.476
年龄痰培养阴性/阳性0.659
病程痰培养阴性/阳性0.327
吸烟痰培养阴性/阳性0.371
AECOPD次数痰培养阴性/阳性0.161
全身皮质激素痰培养阴性/阳性0.046
FEV1%痰培养阴性/阳性0.027
2.3 COPD急性加重期患者3个月内全身皮质激素是否应用、FEV1%不同程度损害时与痰细菌分布情况见表3。FEV1%≥50%组与FEV1%<50%组细菌感染率分别为45.61%和68.42%,两组比较: χ2=12.81,P=0.012<0.05;3个月内全身皮质激素应用组与未应用组细菌感染率分别为67.21%和45.28%,两组比较 χ2=9.617 ,P=0.47<0.05。差异均有显著性。
表3
主要细菌分布与FEV1%、皮质激素关系
假单胞菌+不动杆菌肠杆菌科G+球菌其他细菌细菌阴性合计
FEV1%≥50%391043157
<50%1412671857
皮质激素未应用48932953
应用1313782061
3 讨论
细菌感染[2]是导致慢性阻塞性肺疾病(COPD)急性发作及病情加重的重要原因之一。据文献报道[3]COPD加重期,50%~80%的患者痰培养可检出病原菌。本文114例COPD住院患者急性加重期痰培养阳性检出率为57.02%,与文献报道[4,5]相符。
当前研究表明不论是院内还是社区获得性下呼吸道感染,革兰阴性菌所占比例越来越高,本组的资料证实了这一现象。痰培养细菌分布显示,感染病原菌以革兰阴性杆菌为主,共42株,占总例数64.62%,主要为铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌、不动杆菌等;革兰阳性球菌17株,占26.15%,与郭光云等[6]的研究结果类似,与周忠等[7]报道以G 球菌卡他布兰汉菌为主,其次为肠杆菌科G 杆菌,包括大肠埃希菌、产气肠杆菌不同。本研究与其他研究结果中痰菌构成的差异,考虑可能因地域、抗生素选用、患者结构不同而有所不同。
引起COPD加重的原因除了气管 支气管感染,部分病例加重的原因难以确定,环境理化因素改变可能有作用[1],从而导致感染病原体的检出率不同。本研究显示痰培养细菌检出率与患者性别、年龄、病程、吸烟及一年内COPD急性加重次数情况无明显相关,而与FEV1%<50%、3个月内全身皮质激素应用关系密切,提示肺功能重度降低,全身激素应用患者更易出现细菌感染和或病情进展住院诊治。
本组资料还显示,肺功能重度降低FEV1%<50%或3个月内全身皮质激素应用的COPD急性加重期患者,与FEV1%≥50%或3个月内无全身皮质激素应用患者的痰培养主要细菌种类及菌株不同,两者比较统计学有显著差异,其原因考虑为:①FEV1%重度降低反映COPD时气道阻塞和肺组织弹性减低明显,由于肺组织弹性回缩力减低,呼气时小气道陷闭致残气量增加,同时各级支气管壁增厚,支气管粘液腺增生,导致管腔狭窄,纤毛功能障碍,痰量明显增多,为感染创造条件;②全身皮质激素应用可降低固有免疫和适应性免疫,对包括补体系统、溶菌酶、抗微生物肽和细胞因子等体液因子的分泌,活化及细胞组分,如呼吸道黏膜上皮细胞、中性粒细胞、吞噬细胞、NK细胞等趋化,增殖,吞噬等产生影响;③革兰阴性杆菌包括假单胞菌、不动杆菌、肠杆科等均为条件致病菌,重度COPD患者及免疫功能低下患者,易感染致病。气道上皮细胞破坏加重,各种细菌易黏附,特别是革兰阴性杆菌对呼吸道黏膜具有更强的黏附性。假单胞菌可生长生物被膜逃避机体免疫监视[8],不动杆菌、肠杆菌易产生超广谱β 内酰胺酶(ESBLs),导致不易被呼吸道防御机制和药物杀灭,定植于呼吸道,检出率高。而肺炎链球菌是一种侵入性细菌,对于完整的支气管上皮也能侵犯而致病[9],这可能是其在轻、中度COPD很常见的原因之一。由此可见,COPD急性加重期患者,由于其机体抵抗力下降,假单胞菌等条件致病菌的致病概率随肺功能损害的加重和全身皮质激素的应用而增高,因此临床上可以根据AECOPD患者功能损害的严重程度和全身皮质激素应用史来经验性选择抗生素。
参考文献
[1] 中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组.慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2007个修订版)诊断标准.中华结核和呼吸杂志,2007,30(1):8 17.
[2] Sanjay Sethi,Michael S,Niederman,et al.The Role of Bacteria in Exacerbations of COPD.Chest,2000,118:204 209.
[3] Murphy TF,Sethi S.Bacterial infectionin chronic obstructive pulmonaty disease.Am Rev Respir Dis,1992,146(4):1067 1083.
[4] 张明莉,庞中华.慢性阻塞性肺疾病急性加重期细菌学与肺功能的关系.实用老年杂志,2000,14(4):203 205.
[5] 许建英,李筱妍,杜永成,等.慢性阻塞性肺疾病急性加重期病原学与肺功能关系的研究.中国呼吸与危重监护杂志,2007,6(2):88 92.
[6] 郭光云,陈功,杨力,等.慢性阻塞性肺疾病患者急性发作期的细菌学分析.中国现代医学杂志,2006,16(8):1213 1215.
[7] 周忠,张娟,鲁伟,等.COPD急性发作期下呼吸道病原菌感染分析.临床肺科杂志,2007,12(11):1243 1244.
[8] Mendelson G,Halt V,Ben Israel J,et al.Prevalence and Risk Factors of Extended spectrum Beta lactamase producing Escherichia Coli and Klebsiella Pneumoniae in an Lsraeli Long term Care Facility.Eur J Clin Microbiol Infect Dis,2005,24(1):17 22.
[9] Bogaert D,Ramdin R,Sluijter M,et al.Host pathogen Interaction during Pneumococcal Infection in Patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease.Infect Immun,2004,72(2):818 823.