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肠球菌

肠球菌为革兰阳性(G+)球菌,广泛分布于自然环境及人和动物消化道内。20世纪80年代以来,肠球菌严重感染的发生率和病死率明显升高,并且由于肠球菌的固有耐药和获得性耐药。

使许多常用抗菌药物在治疗肠球菌感染时失败。因此,从分子水平对肠球菌致病因子、肠球菌引起的感染机制与治疗的研究显得尤为重要。

肠球菌为院内感染的重要病原菌,不仅可引起尿路感染、皮肤软组织感染,还可引起危及生命的腹腔感染、败血症、心骨膜炎和脑膜炎,由于其固有耐药性,所致感染治疗困难。本文就肠球菌的生物学特性、所致感染的临床表现、肠球菌在院内感染中的地位、致病性、耐药性及所致感染的治疗作一综述。

肠球菌(Enterococcus)属肠球菌属,是人类和动物肠道正常菌群的一部分,通常在引起腹腔和盆腔感染所分离的混合菌丝中发现,既往认为肠球菌是对人类无害的共栖菌,但近年研究已证实了肠球菌的致病力。在需氧革兰阳性球菌中,它是仅次于葡萄球菌的重要院内感染致病菌,肠球菌亦可引起院外感染。肠球菌不仅可引起尿路感染、皮肤软组织感染,还可引起危及生命的腹腔感染、败血症、心内膜炎和脑膜炎等。

肠球菌为圆形或椭圆形、呈呈单个或成对或短链状排列的革兰阳性球菌,无芽胞,无鞭毛,为需氧或兼性厌氧菌。本菌对营养要求较高,要求高盐(6.5%NaCl),高碱(pH9.6),40%胆汁培养基和10-45℃环境下生长。在含有血清的培养基上生长良好。在血平板上经37℃培养18小时后,可形成灰白色、不透明、表面光滑、直径0.5~1mm大小的圆形菌落,不同的菌株表现为不同的溶血现象。与同科链球菌的显著不同在于本菌在生化反应上能耐受高盐和胆汁培养基,并对许多抗菌药物表现为固有耐药。在40%胆汁培养基中能分解七叶苷,氧化酶和触酶试验阴性,多数菌种能水解吡咯烷酮-β-萘基酰胺(PYR)。

根据其利用糖类的特征可将肠球菌分为3组:第一组以鸟肠球菌(E.avium)为代表;第二组以粪肠球菌(E.faecalis)等;包括屎肠球菌(E.faecium)等;第三组以坚韧肠球菌(E.durans)为代表。其中对人类致病者主要为粪肠球菌和屎肠球菌。在临床分离菌中粪肠球菌占85%~95%、屎肠球菌占5%~10%,其余少数为坚韧肠球菌和其他肠球菌。

尿路感染为粪肠球菌所致感染中最为常见的,绝大部分为院内感染。据报道16%的院内尿路感染由肠球菌引起,仅次于大肠杆菌居第2位[1]。其发生多与留置导尿管、其他器械操作和尿路结构异常有关[3]。一般表现为膀胱炎、肾盂肾炎,少数表现为肾周围脓肿等。

腹腔、盆腔感染在肠球菌感染中居第2位。腹腔、盆腔感染中肠球菌的检出率为7.6%,低于大肠杆菌(19.7%)和脆弱拟杆菌(10.7%)居第3位,常系与后两者之一的混合感染。由于在这些部位肠球菌为正常寄殖菌之一,其致病作用较难评价。但抗感染治疗若不覆盖肠球菌并寻其清除,有时会无效。

败血症在肠球菌感染中居第3位。院内感染败血症中肠球菌所致者占8%,低于凝固酶阴性葡萄球菌(26%)和金黄色葡萄球菌(16%)居第3位,其中87%为粪肠球菌、9%为尿肠球菌、4%为坚韧肠球菌。入侵途径多为中心静脉导管、腹腔、盆腔化脓性感染、泌尿生殖道感染、烧伤创面感染等,相关危险因素为肿瘤,中性粒细胞减少,肾功能不全,糖尿病,应用肾上腺皮质激素,对肠球菌无抗菌活性的广谱抗生素如头孢菌素,外科手术、烧伤、多发性创伤,重症监护室及新生儿监护室等。病死率12.6%~57%。

心内膜炎约5%~20%的心内膜炎由肠球菌引起,为引起心内膜炎的第3位病原菌,其中93%为粪肠球菌、5%为尿肠球菌、2%为坚韧肠球菌。在院外败血症中约1/3合并有心内膜炎,而院内败血症仅1%合并心内膜炎。多种菌败血症合并心内膜炎者较单一肠球菌显著为少。肠球菌心内膜炎患者中28%~77%在基础心瓣膜疾患。致病菌最多来自泌尿生殖道,占14%~70%,胃肠道来源占3%~27%,牙科手术占2%~12%,不明来源者占19%~47%。起病多呈亚急性,其临床表现与其他心内膜炎相似。病死率20%~40%。

脑膜炎肠球菌脑膜炎罕见。一项32例肠球菌脑膜炎的研究显示,成人及8岁以下儿童各占50%。小儿患者占主要地位的基础中枢神经系统病变主要为神经发育缺陷或脑积水,原发性脑膜炎25%发生在小儿,且大多数为新生儿。绝大多数成人患者同时存在慢性基础疾患,并接受免疫抑制治疗,约1/3以上患者有中枢神经系统损伤或手术,1/3以上患者有中枢神经系统外肠球菌感染。病死率13%。

其他肠球菌还可引起外科伤口、烧伤创面、皮肤软 组织及骨关节感染。虽然痰或支气管分泌物中经常分离到肠球菌,但该菌很少引起呼吸道感染;亦很少引起原发性峰窝织炎。有文献报道,在老年人和重症监护室患者,肠球菌也可引起肺炎。

美国院内感染监测资料显示肠球菌为院内感染的第2位病原菌,其检出率仅次于大肠杆菌,超过铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌。

肠球菌

葡萄球菌。在败血症中肠球菌为第3位的病原菌,仅次于凝固酶阴性葡萄球菌和金黄色葡萄球菌。肠球菌所致院内感染绝大多数尿路感染。很多感染显示肠球菌院内感染发生率仍在不断升高。美国的一项研究表明在1975~1984年间肠球菌尿路感染增高3倍,另一项研究显示1970~1983年间肠球菌败血症增高3倍。最初认为肠球菌感染为内源性感染,即归因于病人自身的肠道菌群。动物实验显示在不同情况下肠球菌具有从胃肠道移位至肠系膜淋巴结的能力,亦使人们相信这一理论。然而,最近研究显示耐药肠球菌可在医院内病人之间传播,而且这些菌株可在护士及其他医务工作者身上寄殖,造成院内传播。肠球菌亦可在污染物中检出,但其在院内感染中的作用尚未定论。一般情况下是工作人员,而非污染物,可能为院内肠球菌感染的主要传播者。

一般而言,肠球菌的毒力不高。与金黄色葡萄球菌和化脓性链球菌相比,肠球菌对大多数动物的半数致死量(LD50)值相当高,而且肠球菌很少引起蜂窝织炎和呼吸道感染。

肠球菌只有在宿主组织寄殖,耐机体非特异及免疫防御机制,并引起病理改变,才能导致感染。粘附测定显示肠球菌可通过细菌表面表达的为粘附素,吸附至肠道、尿路上皮细胞及心脏细胞。这些粘附素的表达亦受细菌生长环境的影响。另外,肠球菌可产生一种聚合物质(系一种蛋白表面物质,可聚集供体与受体菌,以利质粒转移),在体外增强其对肾小管上皮细胞的粘附。

细菌生长环境亦影响肠球菌与多形核白细胞反应。血清中生长的肠球菌与多形核白细胞反应较弱,而肉汤中生长的细菌反应较强。体外多形核白细胞对肠球菌的有效杀灭作用需血清补体蛋白参与,而抗肠球菌抗体可增强该作用。

肠球菌可生产许多与宿主病理改变有关的因子。粪肠球菌产生的多形核白细胞趋化因子可介导或至少是部分介导通常与肠球菌感染有关的炎症反应。肠球菌亦可产生一种质粒编码的、可增加感染严重程度的溶血素。另外,肠球菌能诱发血小板聚集及细胞因子依赖纤维蛋白的产生,这可能与肠球菌心内膜炎的发病机制有关。关于肠球菌的致病性仍有待进一步研究。

肠球菌由于其细胞壁坚厚,对许多抗生素表现为固有耐药。其耐药性包括固有耐药、获得性耐药2种。肠球菌对青霉素敏感性较差,对头孢菌素类耐药。肠球菌对青霉素耐药的主要机制为细菌产生一种特殊的青霉素结合蛋白(PBP5),后者与青霉素的亲和力减低,从而导致耐药。此种耐药以屎肠球菌多见。青霉素不能致肠球菌自溶,因此对肠球菌而言,青霉素为抑菌作用,而非杀菌作用。少数情况下,细菌产生大量青霉素酶而引起耐药,但通常用头孢硝噻吩(Nitrocefin)纸片不易获阳性结果,因此其确切发生率可能被低估。

肠球菌对氨基糖苷类的耐药性有2种:①中度耐药性(MIC62~500mg/L),系细胞壁渗透障碍所致,此种耐药菌对青霉素或糖肽类与氨基糖苷类合用敏感;②高度耐药性(庆大霉素MIC≥500mg/L、链霉素≥2000mg/L),系细菌产生质粒介导的氨基糖苷类钝化酶APH(2”)-AAC(6”)所致,此种耐药使青霉素或糖肽类与氨基糖苷类的协同作用消失。因此测定氨基糖苷类的耐药程度,对于临床治疗有重要参考意义。

虽然体外药敏显示肠球菌对磺胺甲恶唑-甲氧苄啶敏感,但由于体内肠球菌可利用外源叶酸,故使该药失去抗菌作用。

肠球菌对万古霉素的耐药性有3种:①VanA型,对万古霉素、壁霉素均高度耐药,由位于Tn1546转座子上的VanA基因编码;②VanB型,对万古霉素呈不同程度耐药,MIC4~1024mg/L,对壁霉 素敏感,由位于染色体上的VanB基因编码;③Van型,由位于染色体上的VanC基因编码,本型少见且无临床意义。

肠球菌感染是新生儿败血症的第3位病因,近几年新生儿和儿童肠球菌败血症的发病率增加了6倍。据报道肠球菌是内源性和外源性医院感染的第二大病原菌,检出率仅次于大肠杆菌。有资料统计,在引起尿路感染的致病菌中,肠球菌感染居第2位;腹腔、盆腔感染,肠球菌居第3位;败血症,肠球菌居第3位,病死率12.6%~57%。

当抗生素大量使用或宿主免疫力低下时,宿主与肠球菌之间的共生状态失衡,肠球菌离开正常寄居部位进入其他组织器官,它首先在宿主组织局部聚集达到阈值密度,然后在粘附素的作用下粘附于宿主细胞的胞外矩阵蛋白,分泌细胞溶解素、明胶酶等毒力因子侵袭破坏宿主组织细胞,并通过质粒接合转移使致病性在肠球菌种间扩散,并耐受宿主的非特异性免疫应答,引起感染性疾病的发生发展。

同时,肠球菌还极易形成耐药性,其耐药性包括固有耐药、获得性耐药及耐受性3种。由于其细胞壁坚厚,肠球菌对许多抗生素表现为固有耐药。肠球菌的耐药性在20世纪70年代表现为对氨基糖甙类耐药, 如庆大霉素和链霉素,80 年代表现为耐β-内酰胺类及糖肽类,1986年首次发现耐万古霉素肠球菌(VRE)。90 年代以后,由于抗菌药物广泛应用,加之侵入性治疗以及过度使用氟喹诺酮类和口服头孢菌素类药物等因素,导致肠球菌耐药菌所致感染菌株及病例不断增加,已成为院内感染的主要病因。由于这类细菌所引起的耐药菌感染治疗难度大,加之肠球菌对抗生素的耐药现象比较复杂,目前,在临床分离的肠球菌中有许多是多重耐药菌株。

美国医院内监测系统表明由VRE导致的医院感染1989年为0.3% ,1993 年为7.9%,在ICU内则增加至13%,至1997 年,超过15%的医院内肠球菌感染为VRE。VRE耐药谱广、易造成感染和流行并且能将耐万古霉素基因转移给其它革兰氏阳性菌,如金黄色葡萄球菌等。同时肠球菌属在干燥的物体表面可存活数日至数周,无疑可以从被污染的手和衣物表面进行携带传播。肠球菌属具备毒力和流行性,本身又可产生介导炎症反应的能力,以及它的耐药性和播散性(包括耐药因子的播散),都对临床患者有潜在的危害,加重病情的进展。

另外,美国研究人员在《医学微生物学杂志》上发表文章指出,粪肠球菌能产生有害化学物质,破坏DNA,进而引起促发直肠癌的基因活动。他们在实验室中仔细研究了直肠细胞对粪肠球菌的反应。结果发现在发酵状态下,粪肠球菌会生成一种叫“超氧化物”的氧分子,这种氧分子会破坏周围细胞的DNA,但粪肠球菌的影响远不止于此。这种超氧化物会给被称为巨噬细胞的免疫细胞发出强烈信号,改变一些肠道寄生细胞的生长、分裂方式,甚至还会增强致癌基因的活动。研究证实,发酵状态下,与人体重要生理过程相关的42种细胞基因都受到了粪肠球菌的影响。

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