细菌感染诊断与治疗的新理念技巧

感染诊断与治疗的新理念Dxyer:jsxyxk内容提要感染诊断新技术新理念内毒素检测1,3-

-D-葡聚糖检测纤维降钙素原检测细菌16srRNA基因检测抗感染治疗的新理念益生菌营养免疫治疗性疫苗他汀类药物抗菌材料群体感应系统的应用第一部分：细菌感染的诊断1、内毒素——概述

内毒素是革兰氏阴性细菌细胞壁结构中的脂多糖（LPS），这些成分只在细菌死亡裂解后才释放到菌体外或活菌以发泡形式将其释出。区别要点外毒素内毒素来源G+菌,及部分G-菌G-菌存在部分活菌分泌,少数为菌体崩解为细胞壁成分,菌体崩解化学成分蛋白质脂多糖稳定性60-80℃,30min被破坏160℃,2-4h被破坏毒性强,有选择性,引起特殊表现较弱,毒性效应大致相同抗原性强,可刺激机体产生抗毒素,可被制成类毒素甲醛处理不形成类毒素外层菌体多糖（O抗原），与细菌侵袭力有关。中层同一种属之间是相同的。内层特殊的糖磷脂，起毒性作用，而无种属特异性。特异性多糖核心多糖类脂A内毒素的结构内源性内毒素血症外源性内毒素血症产生原因肠道内毒素的吸收1败血症时血中细菌的释放23有效的抗菌治疗后，细菌崩解输入了含有细菌的药物、血液或者体液等。内毒素血症临床症状主要决定于宿主对内毒素的抵抗力。症状和体征有：发热，白细胞数变化，出血倾向，心力衰竭、肾功能减退、肝脏损伤、神经系统症状，以及休克、血压下降、组织灌流不足、缺氧及酸中毒等。

内毒素血症的临床症状最严重的后果：致死性感染性休克，多器官功能衰竭，DIC等。病死率极高。

各类疾病内毒素血症的发生率肺炎100%尿路感染70-80%腹腔感染72-84%烧伤85%急性胰腺炎90%败血症70%、急性肝炎37-64%暴发性肝炎58-100%、丙肝61.54%胆石症伴急性梗阻性化脓性感染85%多器官功能衰竭100%。内毒素检测的临床应用在肝胆疾病中的应用1在呼吸系统感染中的应用2在胰腺疾病中的应用3在溃疡性结肠炎中的应用4在全身性细菌感染中的应用5在不明原因发热中的应用6内毒素检测在医院中的应用在医院灭菌制剂检验中应用1对注射器、输液器等医疗器械的内毒素检测2在透析站和血站中的应用3在临床医学研究中的应用4鲎试验是1968年由Levin和Bang建立。其原理是利用鲎的变形细胞与微量内毒素产生凝集反应的现象，作为判断试品中细菌内毒素含量的一种方法。内毒素的检测方法

背面观

就像是古代武士的心甲

腹面观

腹部基本呈六角形，

还可以看到它发达的附肢

内毒素的检测原理GG内毒素检测的参考值10pg/ml以下：健康人值

10-20pg/ml：病变观察期大于20pg/ml：内毒素血症

肝炎败血症肿瘤内毒素浓度

50-32020-100020-700

2、(1-3)--D-葡聚糖侵袭性真菌感染的特点1.不产生内毒素和外毒素致病机理不明4.早期症状无特异性，往往被原发病掩盖，病程长，发现较晚，死亡率高2.致病力一般较弱，机体免疫低下时发生3.感染菌种变化，白色念珠菌感染下降，曲霉菌感染增长趋势上升明显侵袭性真菌感染（IFI）现状IFI诊断困难及漏诊情况严重IFI发生率不断增加IFI感染病死率很高123国内侵袭性真菌感染不容忽视

刘正印等，中华医学杂志2003,83(5):399-402感染人数中国感染与化疗杂志2008年7月20日第8卷第4期

尸检研究发现，75%的侵袭性真菌感染病例在生前漏诊

诊断困难的主要原因：

---临床表现不典型，易被基础疾病所掩盖

---确诊常需侵入性手段获得组织标本，侵入性操作常因患者的病情所限难以实施---真菌检测项目开展相对不足或滞后IFI诊断困难及漏诊情况严重死亡率(%)诊断延迟时间(h)ICU诊断延迟时间与死亡率的关系1133303510152025303512h12-24h24-48h48hMorrellMetal.AntimicrobAgentsChemother2005,49:3640–3645.美国四大医疗中心做的一项回顾性研究死亡率(%)诊断延迟时间(d)GareyKWetal.ClinInfectDis2006,43:25–31.b1,6葡聚糖

磷脂双分子层几丁质麦角固醇b1,3葡聚糖合成酶mannoproteinsβ1,3真菌细胞膜、壁结构羊毛固醇C－14去甲基化酶14位还原和7－8位异构酶角鲨烯环氧化酶1-3-β-D-葡聚糖本质及特点真菌细胞壁成分，占50%以上1其他微生物、动物及人的细胞不含该成分2用于侵袭性真菌感染的早期诊断3“G”试验缘何而来？1-3-β-D-葡聚糖可特异性激活鲎变形细胞裂解物中的G因子，引起裂解物凝固，故称G试验。（1-3）

-D-GlucanLAL-RM(反应物)G因子活化G因子凝固酶原 凝固酶凝固蛋白原凝固蛋白（凝胶）试验反应机理图：观察期不确定，费时费力，特征性不明显并对医师的专业水平要求高辅助方法：临床表现，免疫学，病理学，影像学检查等用于实验室检测，已成为这一领域研究的热点3.PCR技术：真菌的抗原、抗体及代谢产物的血清学检查和真菌核酸检测对儿童及接受造血干细胞移植患者、ICU患者不适用2.GM试验：曲霉属半乳甘露聚糖抗原检测。判断是否曲霉属真菌感染耗时短，灵敏度高，特异性强，定量检测可判断感染严重程度1.G试验：通过检测(1-3)-β-D-葡聚糖的含量，判断是否有真菌感染非传统检查敏感性低，耗时长,培养阳性率低。培养结果是定性的，有些标本采集困难直接培养真菌法传统检查特点方法侵袭性真菌感染的临床检测方法对比

－D－葡聚糖的评价可检测多种致病真菌感染念珠菌，曲霉，肺孢子菌，镰刀菌，地霉，组织胞浆菌，毛孢子菌等不能检测隐球菌、接合菌（根霉、毛霉、根毛霉、犁头霉等）敏感性、特异性：90％左右

对于念珠菌血症,G试验检测是首选检查

J.Clin.Microbiol.2008.46:1009–1013.

BG值在IFI临床表现出现之前就已经高于正常值

Pazos等报道5例确诊IFI及3例临床诊断的IFI患者，发现BG值升高出现在发热、咳嗽、胸痛等症状和肺部HRCT检查发现以前。平均早于发热5d

早于呼吸道症状平均10.7d

JClinMicrobiol，2005，43(1)：299—305G试验检测评价

Odabasi等对确诊为粒细胞缺乏人群进行为期3周每周2次采血检测及临床观察发现：BG值开始高于60pg／ml的时间比最后确诊为IFI或临床诊断IFI平均提前了10d

ClinInfectDis，2004，39(2)：199—205G试验检测评价

－D－葡聚糖参考值健康人：<10pg/ml

可疑感染：10~20pg/ml深部真菌感染：>20pg/ml关于G试验建议G试验临床应用

1明确诊断（抗真菌药物治疗前）

2治疗效果监测（抗真菌药物治疗后）

3连续2次采血进行G试验临床细菌内毒素及

(1-3)--D-Glucan检测的国内外发展国外：血液（包括血浆、脑脊液、血清、腹水液、尿液、唾液、乳汁等）中内毒素以及(1-3)--D-Glucan微量定量检测已经成为现实，目前在美国、日本等国均已出现专用细菌内毒素及(1-3)--D-Glucan检测仪器及配套的检测试剂盒，而且获得FDA及厚生省批准文号，作为一种日常检测项目。国内：MB-80检测系统，为国内独家研制和生产的检测临床内毒素及(1-3)--D-Glucan的专用仪器，同时具有配套的检测试剂盒

EKT-5MsetandGKT-%Mset

获得SDA批准文号,3、降钙素原降钙素原的生成分子量1.3万KD（116AA的糖蛋白）正常产生部位甲状腺滤泡旁细胞内转录生成降解特异的蛋白酶降解，半衰期为25-30h异位分泌部位肝脏、肾脏、白细胞、肺、肌肉、脂肪等正刺激因子LPS和各种败血症相关因子（IL-1、IL-2、IL-6、TNF-α）PCT的临床应用特点高敏感性和特异性1出现时间早2半衰期短3不受机体免疫状态的影响4PCT的临床应用特点可鉴别诊断全身与局部细菌性感染5可诊断良恶性肿瘤是否有继发感染6鉴别诊断新生儿败血症及败血症休克7可判断是呼吸道感染是否使用抗生素8降钙素原的正常值健康人血清中水平极低，几乎检测不到；新生儿出生后2d内PCT生理性增高，最高达21ng/ml；长期血液透析患者血浆PCT值可达1.5ng/ml；引起PCT值上升的因素全身性细菌感染；真菌、寄生虫、立克次体、结核感染；病毒感染、肿瘤、过敏、自身免疫性疾病及局部感染患者中，PCT水平可轻度升高；严重休克、SIRS和MODS。PCT的参考值说明参考值（ng/ml）说明PCT＜0.05正常人（基本没有细菌感染）0.05≤PCT＜0.5轻度局部细菌感染或者细菌感染早期阶段，或病毒感染、自身免疫性疾病、慢性非特异性炎症0.5≤PCT＜2很大可能为全身细菌感染，但应排除是否为出生小于48小时的新生儿、严重外伤、烧伤、较大外科手术、重度心源性休克等临床状态；或继发于细菌之上的真菌感染2≤PCT＜10全身细菌感染（脓毒症），并且很大可能发展为严重脓毒症PCT≥10严重脓毒症或脓毒性休克降钙素原的临床价值——鉴别诊断发热原因待查病毒感染、自身免疫性疾病、肿瘤等不/轻度升高ARDS细菌性vs非感染急性胰腺炎胆源性vs酒精性脑膜炎细菌性vs病毒性移植术后细菌感染vs排异反应降钙素原的临床价值——动态监测危重症患者：大手术后建议用PCT监控，复合外伤的患者，大面积软组织损伤，恶性疾病，免疫抑制的患者，长期机械通气患者，PCT浓度会因为细菌感染的发生而升高手术后患者：小或中等规模的外科手术后，PCT浓度正常，大的外科手术，如食管切除和心血管手术，PCT浓度升高，几乎>10ng/ml，术后1-4d中，如果浓度没有在第三天下降或者小外科手术后也升高，必须考虑感染并发症器官移植/免疫抑制患者：器官移植排斥PCT并不会升高，即使在免疫抑制下，PCT浓度升高也提示细菌或真菌感染，在移植前，PCT可以提示细菌或真菌感染存在的线索。降钙素原的临床价值——提示预后脓毒症：PCT浓度升高暗示预后不良。MODS：PCT浓度持续升高提示预后不良。感染：抗感染治疗有效，PCT几天内恢复正常。降钙素原的研究进展指导抗生素使用血培养阳性预测因子早期识别院内感染EffectofProcalcitonin-BasedGuidelinesvsStandardGuidelinesonAntibioticUseinLowerRespiratoryTractInfections：TheProHOSPRandomizedControlledTrial多中心随机对照研究研究对象：2006-2008年瑞士6家三级医院中的1359例下呼吸道感染（LRTI）的患者PCT组671人，对照组688目的：PCT为指导使用抗生素VS标准指南为指导使用抗生素JAMA,September9,2009—Vol302,No.101059以PCT为指导使用抗生素参考值（ng/ml）说明PCT＜0.1无细菌感染，避免应用抗生素0.1≤PCT＜0.25可能无细菌感染，不鼓励应用抗生素0.25≤PCT＜0.5可能有细菌感染，建议应用抗生素PCT≥0.5存在细菌感染，强烈建议应用抗生素补充说明如果继续使用抗生素，6-24小时之后再次复查PCT。PCT组在第3,5,7天复查，抗生素使用标准同上对于高PCT值的患者（如>10ng/ml），当其下降80%时，建议停用抗生素，当其下降90%时，强烈建议停用抗生素；标准指南单纯CAP，抗生素5-10天；军团菌CAP，抗生素至少14天；坏死性CAP，抗生素至少10天；脓胸或者肺部脓肿，则需引流；AECOPD，5-10天；急性支气管炎（对于咳脓痰且有危险因素：年龄大于75岁、发热、慢性新功能不全、糖尿病、严重神经系统疾病），抗生素3-5天。期间复查血白细胞计数、CRP等感染监测指标研究结果两组的基线特征无明显差异主要终点：

两组无明显差异PCT组在安全性和有效性方面并不亚于对照组研究结果次要终点：PCT组相对于对照组：减少了抗生素的使用，减少了相关副反应。结论以PCT值指导抗生素的使用，可以减少抗生素的使用及其相关的副作用，减少细菌耐性的产生。ProcalcitoninLevelsPredictBacteremiainPatientsWithCommunity-AcquiredPneumonia：

AProspectiveCohortTrial前瞻性的队列研究研究对象：925名CAP患者目的：根据PCT水平预测CAP患者血培养阳性Chest2010;138;121-129实验流程不同风险分层下的血培养成本节约两套血培养145$（925*145=134,125$）PCT30$（925*30=27,750$）结论初始PCT水平能准确预测血培养阳性结果，可以减少血培养的次数，优化医疗资源配置。Serumprocalcitoninfortheearlyrecognitionofnosocomialinfectioninthecriticallyillpatients:

apreliminaryreport小规模研究一家教学医院ICU，2006.1-2007.5期间的可疑院内感染的患者。BMCInfectDis.2009Apr22;9:49研究结果院感组

非院感组结论PCT检测有助于早期诊断ICU中的院内获得性感染，除了注意PCT值水平，还要注意动态变化。PCT临床应用价值1、严重细菌感染、脓毒血症的早期诊断2、细菌感染和非细菌性炎症反应（自身免疫性疾病等）的鉴别诊断3、细菌感染和病毒感染的鉴别诊断4、器官移植术后鉴别诊断（感染和排异）5、高危感染患者进行连续监测6、抗感染治疗的疗效观察，预后判断7、指导抗生素的应用8、预测血培养阳性9、帮助早期诊断院内感染4、细菌16SrRNA基因的检测16SrRNA：即16S核糖体RNA（16SribosomalRNA，或简称为16SrRNA）是原核生物的核糖体中30S亚基的组成部分。16SrRNA的长度约为1,542nt。一个细菌的细胞中可包含多种具有不同序列的16SrRNA16srRNA基因序列具有高度保守性，被称为细菌的分子化石存在于所有细菌的染色体基因上，也存在于衣原体、立克次体等原核生物中，但不存在于病毒、真菌等非原核生物中16SrRNA基因PCR技术，为检测败血症病原体提供特异性诊断方法，该方法不受抗生素治疗的影响不需体外培养，直接进行检测，缩短了检测时间特别是特殊培养，难以培养甚至根本不能用人工方法培养的细菌，为诊断提供科学依据能减少普通培养阴性而导致的漏诊和误诊血培养法可检出的最低细菌浓度为1x108／L，而PCR法可检测最低1．5×104／L，敏感度显著高于血培养法PCR检查16srRNA的优势特异性强、敏感性高、检测时间短检测不受标本中存在的抗菌药物的影响标本量需要小200ul，而血培养需要8-10ml第二部分：抗感染治疗的新理念1、益生菌

指投入后通过改善宿主肠道菌群生态平衡而发挥有益作用，达到提高宿主（人和动物）健康水平和健康佳态的活菌制剂及其代谢产物。主要分三大类①乳杆菌类（如嗜酸乳杆菌）②双歧杆菌类（如长、短双歧杆菌）③G+球菌（如粪链球菌、乳球菌）此外，还有一些酵母菌与酶亦可归入益生菌的范畴。

益生菌（Probiotics）商品化的常用的益生菌贝飞达（双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、粪肠球菌）金双歧（双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌）美常安（屎肠球菌、枯草芽孢杆菌）培菲康（双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、肠球菌）整肠生（地衣芽孢杆菌）丽珠肠乐（双歧杆菌）

调节肠道内环境，抑制致病菌生长缓解乳糖不耐症状，促进营养吸收预防肠道感染增强免疫力缓解过敏作用降低胆固醇

预防癌症和抑制肿瘤生长益生菌的功效2、营养与免疫人为什么会生病？？？？科学家认为人体百分之九十以上的疾病与免疫系统功能失调有关人体里面有一个最好的医生免疫系统医药是人类健康保障的助手而免疫系统才是人类与生俱来最好的医生营养不良对免疫的影响胸腺、脾和淋巴结的大小、重量、组织结构、细胞密度和成分都有明显的退行性改变小肠的结构和功能发生变化、肠道菌群的紊乱白细胞数轻度增加，但抗感染功能降低血清免疫球蛋白的合成亦减少总补体及补体C3可能处于临界水平，是由于补体的合成速率降低调理作用、吞噬和杀菌能力降低和减慢溶菌酶的活性降低临床常用的营养素谷氨酰胺精氨酸ω-3脂肪酸核苷和核苷酸食物纤维，等谷氨酰胺（Glutamine，Gln）谷氨酰胺是血循环和体内游离氨基酸池中含量最丰富的氨基酸，占血浆游离氨基酸总量的20%Gln所含的酰胺氮是所有细胞的生物合成所必需，体内细胞利用Gln可合成嘌呤、嘧啶、氨基糖及其他氨基酸Gln是蛋白质代谢的重要调节因子临床研究表明，创伤、烧伤、脓毒症、大手术等应激状态下出现的机体免疫功能抑制，伴随着肌肉和血浆Gln浓度的显著下降Gln被认为是机体在应激状态下的条件必需氨基酸精氨酸（Arginine，Arg）精氨酸是非必需氨基酸，但在饥饿、创伤、应激状态下则为必需氨基酸。大量的研究表明，强化精氨酸的营养治疗可以:（1）增加机体内氮潴留；（2）促进肌肉内蛋白质的合成；（3）有效地发挥调节作用，控制蛋白质的更新；（4）有助于改善机体氮平衡，提高机体的免疫功能ω-3脂肪酸人体自身不能合成ω-3、ω-6脂肪酸，所以它们是饮食中的必需成分。传统的临床营养配方中，不饱和脂肪酸（PUFA）主要为ω-6，大豆油和菜籽油是其主要来源，以α-亚油酸的形式存在。目前ω-3PUFA作为一种特殊的营养素，对机体免疫及代谢的调理作用已引起人们极大的关注，海洋鱼油具有很高的ω-3PUFA含量，主要以二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳五烯酸（EPA）的形式存在核苷和核苷酸核苷和核苷酸是各种细胞的必需成分，对于细胞的蛋白质代谢非常重要。核苷和核苷酸大量存在于食物中，经胃肠内和肝脏吸收利用核苷酸不仅仅是RNA和DNA的组成单位，而且对免疫细胞，特别是淋巴细胞的正常成熟极其重要一些生长迅速的细胞如淋巴细胞、肠上皮细胞，缺乏合成核苷酸的能力，必须通过外源性途径获取。目前认为核苷和核苷酸作为生物反应的调节物，在免疫营养中起着十分重要的作用食物纤维（DF）食物纤维（DF）即非淀粉多糖，是肠内营养的活力刺激物可被厌氧菌酵解，产生短链脂肪酸（SCFA）如乙酸、丙酸、丁酸，SCFA是结肠黏膜特异性能量物质，正常人体结肠吸收的SCFA提供每天所需能量的5%～10%SCFA对小肠和结肠黏膜均有营养作用，可促进黏膜细胞增殖，维护肠屏障功能，减少细菌和毒素易位3、治疗性疫苗概述细菌持续性感染日益增多,而抗生素在治疗细菌感染中导致的耐药和复发等副作用已不容忽视。治疗性疫苗能够通过打破机体的免疫耐受,诱导特异性免疫反应,从而达到消除病原体的目的治疗性疫苗的优势给药方便,可提高患者依从性,减少治疗费用疫苗可与传统药物起协同作用,减轻感染病损程度疫苗组成成分复杂,可根据实际需要作各种组合和调整,从而打破免疫耐受副作用较少,使用较为安全可靠同时具有预防性和治疗性,对尚未有症状的患者也能够起到保护作用能够产生免疫记忆,从而避免复发和再感染,这是抗菌素所不能及的目前存在的几种治疗性疫苗结核分枝杆菌疫苗:结核分枝杆菌属于兼性胞内菌,由于CTL在结核杆菌发病机制中具有重要作用,因此疫苗免疫是一种潜在的治疗手段幽门螺杆菌疫苗:Hp属于胞外菌,IL-18、IFN和IL-1在其炎症诱导中有着重要作用,因此近年来,国内外学者均致力于研究用细菌组成成分制备工程疫苗,经不同的免疫方式治疗Hp感染脑膜炎球菌疫苗:针对脑膜炎球菌不同的血清型,近来已研制出了不同的疫苗布氏杆菌疫苗:布氏杆菌属于兼性胞内菌,布氏杆菌疫苗可通过细胞免疫和体液免疫介导,从而避免再次感染沙眼衣原体疫苗:沙眼衣原体疫苗可通过诱导CD4+Th1细胞免疫反应,辅以抗体反应,来清除衣原体,阻止再次感染4、他汀类药物他汀类药物（statins）是一类3－羟基－3－甲基戊二酰辅酶A（HMG-CoA）还原酶抑制剂，除有降脂作用外，还具有多效性，包括抗氧化、抗炎抗感染、免疫调节、改善血管内皮细胞功能和抑制血栓形成、稳定粥样硬化斑块等作用目前对statins的抗微生物感染作用研究越来越多，包括实验室的研究和人群的流行病学研究，statins抗细菌感染作用

HMG-CoA还原酶是原核生物合成异戊二烯所必须的，因而stains作为HMG-CoA还原酶抑制剂对细菌具有一定的抑制作用辛伐他汀及氟伐他汀对甲氧西林敏感或耐药的金黄色葡萄球菌及对万古霉素敏感或耐药的肠球菌均具有抑制作用statins流行病学研究2．1statins与肺炎结局的关系多数研究表明，服用statins对肺炎有保护作用。在一项巢氏病例对照研究中，statins能够减少普通肺炎及致死性肺炎的发生率在糖尿病病人中，statins可以明显降低肺炎发生的危险病例队列研究发现，服用statins（4mg／d）者可以减少流感或者肺炎的死亡率回顾性队列研究显示，以前服用statins者肺炎30d内的死亡率低于未服用者对于正在服用statins的，多项流行病学研究结果显示，statins能够使肺炎患者30d内的死亡率降低，且服用statins者肺炎的住院率低于未服用者statins与细菌感染结局的关系研究发现，服用statins可以降低细菌感染的住院病人的死亡率，减少动脉粥样硬化症者因感染而发生的死亡在65岁以上的败血症的高危患者中（包括糖尿病患者、慢性肾衰及有传染病史的患者），服用statins可降低严重败血症及致死性败血症的发生率在急性细菌感染患者的队列研究中，服用statins者严重败血症及进入重症监护病房的发生率均低于未服用者对180名进入重症监护室的严重败血症患者进行回顾性队列分析，发现服用statins者的死亡率低于未服用者一项随访8年的回顾性队列研究显示，心脏手术前服用statins能减少术后的发病率和死亡率随机对照临床实验中，动脉下腔蛛网膜出血的病人服用普伐他汀40mg／d共14天和空白对照组比，6个月后病情恶化的概率减少了73％在实体器官移植者中，他汀类药物可以抑制机会性细菌、真菌及病毒的感染，并与抗微生物作用的有效成分起到协同作用，降低了实体器官移植者的败血症及感染的发病率和死亡率5、抗菌医用材料概述生物医用材料是研究开发人工器官和医疗器械的基础与生物医用材料相关的细菌感染问题正在引起人们的关注具有自身抗感染功能的生物医用材料具有长期自动抗菌功能,进而减少感染环节,降低感染几率,减少抗生素的使用,因而抗感染医用材料具有重要的临床意义和广阔的应用前景美国骨科植入物相关感染的年发病率约为4.3

每天全世界有超过1400万人正在遭受院内感染的痛苦,其中60%的细菌感染与使用的医疗器械有关细菌究竟以什么方式黏附在医疗器械表面以及如何致病生物医用材料引起的相关感染和某些感染反复发作及难以控制提出了细菌生物膜理论抗菌金属