多重耐药肺炎克雷伯菌合并感染的风险因素、临床结局及预测模型研究

本文聚焦多重耐药肺炎克雷伯菌（MDR-KP）合并感染与碳青霉烯耐药株（CRKP），分析其流行病学、风险因素及临床结局，建立预测模型，为优化管理、降低死亡率和经济负担提供依据，对耐药菌感染防控意义重大。

摘要

全球多重耐药肺炎克雷伯菌（MDR-KP）的 prevalence 呈上升趋势。本研究旨在探讨中国某三级医院患者中 MDR-KP 合并多种微生物感染及碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌（CRKP）感染的流行病学、风险因素和临床结局，并建立个体化线性预测模型。这项回顾性研究纳入了 2021 年 1 月至 2024 年 3 月确诊为 MDR-KP 感染的患者。研究记录了患者的人口统计学资料、合并症、实验室指标、治疗干预措施、抗菌药物敏感性试验（AST）结果，并分析了临床结局。采用 logistic 回归模型评估与 MDR-KP 合并感染和 CRKP 感染相关的风险因素。共纳入 164 例 MDR-KP 感染患者，其中 78 例（47.6%）仅感染 MDR-KP，86 例（52.4%）合并其他微生物感染；115 例（70.1%）感染产超广谱 β- 内酰胺酶肺炎克雷伯菌（ESBL-KP），49 例（29.9%）感染 CRKP。MDR-KP 感染最常见的来源是呼吸道（96/164，58.5%），其次是泌尿道（31/164，18.9%）。多因素 logistic 回归分析显示，鼻胃管（比值比 [OR] 为 5.351；95% 置信区间 [CI] 为 1.437–19.926，P=0.012）以及动静脉导管（OR 为 5.182；95% CI 为 1.272–21.113，P=0.022）是合并感染的独立风险因素。所有因素的总风险评分为 143.3，预测风险率范围为 0.25 至 0.85。在受试者工作特征（ROC）分析中，基于总风险评分预测合并感染的曲线下面积（AUC）为 0.773（95% CI：0.7054–0.8405）。气管切开术（OR 为 4.673；95% CI 为 1.153–18.937，P=0.031）和纤维支气管镜检查（OR 为 4.041；95% CI 为 1.305–12.516，P=0.015）是 CRKP 感染的独立风险因素。所有因素的总风险评分为 193.9，预测风险率范围为 0.15 至 0.85。在 ROC 分析中，基于总风险评分预测 CRKP 的 AUC 为 0.752（95% CI：0.6739–0.8306）。校准曲线分析表明观察值与预测值具有良好的一致性。采用 log-rank 检验比较两组的全因死亡率，合并感染组的 30 天死亡率高于单纯 MDR-KP 感染组（P=0.03）。CRKP 组和 ESBL-KP 组的 30 天死亡率无显著差异（P=0.09）。本研究成功建立了基于风险因素的预测模型，该模型对合并感染患者和 CRKP 感染患者均具有良好的预测价值。合并感染和 CRKP 感染与患者总死亡率增加、医疗费用升高和预后不良显著相关。这些发现为 MDR-KP 合并感染和 CRKP 感染的进一步临床研究和管理策略优化提供了依据。

重要性

合并感染和碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌（CRKP）感染显著增加了发病率和经济负担，导致重症监护室（ICU）住院时间延长和预后较差。合并感染还可能导致更高的 30 天死亡率。多重耐药肺炎克雷伯菌（MDR-KP）感染患者使用两种或更多抗生素控制感染，但治疗效果仍不理想。为了扭转与合并感染和 CRKP 感染相关的死亡率上升趋势，需要采取一定措施：（i）制定更严格的病房（特别是 ICU）终末清洁、设备（如支气管镜）清洁和手卫生协议；（ii）在医疗环境中进行抗生素耐药基因检测，并实施抗生素管理以优化抗生素使用，减少多重耐药菌的出现和传播。

引言

肺炎克雷伯菌（KP）是肠杆菌科的一种机会致病菌，约占所有革兰氏阴性菌感染的三分之一。它被列入 2024 年世界卫生组织细菌优先病原体清单（WHO BPPL）以及 ESKAPE 病原体，并可引起多种感染，包括尿路感染、肺炎、菌血症和肝脓肿。抗生素耐药（AR）是一个涉及多种因素的复杂过程。例如，广泛使用抗生素带来的选择压力促进了多重耐药肺炎克雷伯菌（MDR-KP）的出现。此外，细菌种属间抗生素耐药基因的接合转移加剧了抗生素耐药问题。一项系统综述和荟萃分析显示，东南亚地区由 MDR-KP 和产超广谱 β- 内酰胺酶肺炎克雷伯菌（ESBL-KP）引起的医院感染 prevalence 估计分别为 55%（95% 置信区间 [CI] 为 9–96）和 27%（95% CI 为 32–100）。事实上，免疫功能低下的患者中更易发现多重耐药菌，其死亡率高、药物疗效降低、住院时间延长且医疗费用高。因此，MDR-KP 感染是全球公共卫生的一个棘手问题。

过去几十年，多种微生物感染（定义为涉及两种或更多类型的细菌、病毒、真菌或寄生虫的感染）的发病率一直在上升。尽管多种微生物感染在危重症患者中越来越普遍，但主要的多重耐药感染控制策略和抗生素方案通常基于单一微生物感染的假设。伤口护理不佳、抗生素使用不当和医院卫生管理不善可能是多种微生物感染的常见原因。多种微生物感染通常与预后较差相关，包括住院和重症监护室住院时间延长、感染性休克发生率增加、糖尿病溃疡导致截肢需求增加以及全因死亡率升高。

在多重耐药感染率上升的背景下，关于多种微生物感染的风险因素和结局的研究仍然有限，且仅限于血流感染或糖尿病足患者这一单一人群。鉴于多种微生物感染可在多种人群中发现，这种局限性可能会混淆临床医护人员对多种微生物感染的正确认知，且很少有研究关注涉及 MDR-KP 的多种微生物感染。因此，本研究试图阐明涉及 MDR-KP 的多种微生物感染的风险因素，建立预测模型，并促进碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌（CRKP）感染的预防和控制。

材料与方法

患者与分组

本研究回顾性纳入 2022 年 1 月至 2024 年 3 月中国某三级医院 164 例 MDR-KP 感染患者。纳入标准如下：（i）住院患者；（ii）确诊为单纯 MDR-KP 感染或合并其他病原体感染的患者；（iii）有完整的病历资料。排除标准如下：（i）重复阳性培养；（ii）再次住院；（iii）数据收集时仍住院的患者；（iv）关键数据缺失的患者。在本研究中，根据感染微生物的类别，MDR-KP 感染分为两组：单纯 MDR-KP 感染组和合并其他微生物感染组。此外，根据患者的耐药表型，将患者分为两组：ESBL-KP 组和 CRKP 组。

临床资料

从医院电子病历中收集相关临床变量。这些数据包括年龄、性别、入院和出院诊断、合并症（高血压、糖尿病、呼吸系统疾病、消化系统疾病、脑血管疾病、心血管疾病、慢性肾病、慢性肝病和实体瘤）、年龄调整的查尔森合并症指数（aCCI）、快速序贯器官衰竭评估（qSOFA）、日常生活活动能力（ADL）、既往病史、侵入性操作、治疗药物、感染源、抗生素敏感性结果、入院时的实验室检查结果、入住重症监护室（ICU）情况、住院时间（LOS）和临床结局。

变量定义

多重耐药（MDR）定义为对至少三类抗菌药物中的一种获得性耐药。合并感染是指在 7 天内通过实验室从同一或不同临床标本中分离出 MDR-KP 和其他微生物。根据临床和实验室标准协会（CLSI）2021 年指南，通过肉汤微量稀释法测定，美罗培南 / 亚胺培南的最低抑菌浓度（MIC）≥4 mg/L 或厄他培南的 MIC≥2 mg/L 时，定义为菌株对碳青霉烯类耐药。根据既定标准将患者分为免疫功能正常或免疫抑制。qSOFA 用于脓毒症的快速筛查。入院时，使用 ADL 指数评估患者的功能状态，该指数衡量患者独立进行日常生活活动的能力。通过 aCCI 评估患者的整体全身健康状况。在 AST 之前使用抗生素定义为经验性治疗，否则为确定性治疗。联合抗生素治疗包括不少于两种抗生素，且持续时间超过 24 小时。感染后住院时间定义为从首次采集标本检测阳性之日到出院的时间。在本研究中，30 天或 90 天死亡率定义为感染后 30 天或 90 天内的全因死亡。

微生物学分析

在本院，所有分离株均通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS；德国布鲁克公司）鉴定。根据 CLSI 2021 年指南中为肠杆菌科设定的断点，通过稀释法获得的 MIC 值和 Kirby-Bauer 纸片扩散（KB）法获得的抑菌环直径确定 AST 结果。共测试了 16 种抗菌药物：阿米卡星、亚胺培南、哌拉西林 / 他唑巴坦、头孢替坦、庆大霉素、头孢吡肟、复方磺胺甲噁唑、头孢他啶、左氧氟沙星、妥布霉素、氨曲南、环丙沙星、氨苄西林 / 舒巴坦、头孢曲松、头孢唑林和氨苄西林。菌株被认为对每种测试抗生素敏感或不敏感（中介或耐药）。本实验以铜绿假单胞菌 ATCC 27853 和大肠杆菌 ATCC 25922 作为质控菌株。

统计分析

使用 IBM 统计产品与服务解决方案（SPSS）（版本 25.0）分析变量。分类变量以频率和百分比表示，连续变量中，呈正态分布的数据以均数 ± 标准差表示，非正态分布的数据以四分位数间距（IQR）表示。符合正态分布的连续变量采用两独立样本 t 检验分析，符合偏态分布的连续变量采用 Mann-Whitney U 检验分析。分类变量采用 χ² 检验或 Fisher 精确检验（如适用）。将单变量分析中 P<0.05 的变量进行方差膨胀因子（VIF）多重共线性评估，排除 VIF 截断值高于 10 的变量。最终的多变量 logistic 回归模型包括无多重共线性的变量，并调整性别和年龄作为混杂因素。多变量 logistic 回归分析确定与 MDR-KP 合并多种微生物感染和 CRKP 相关的风险因素，以比值比（OR）和 95% 置信区间（CI）表示。统计检验采用双尾检验，P 值小于 0.05 被认为具有统计学意义。使用 R4.1.1 软件（奥地利 R 基金会）建立列线图预测模型。通过 bootstrap 方法使用 caret 包进行内部验证，同时使用 pROC 包计算 AUC 以评估模型的区分能力。使用校准图评估模型校准。采用 Kaplan-Meier 法评估 30 天生存率，并采用 log-rank 检验比较生存曲线。

结果

患者的人口统计学和临床特征

本研究纳入 2022 年 1 月至 2024 年 3 月期间因 MDR-KP 感染首次住院的 164 例患者。其中，78 例（47.6%）仅感染 MDR-KP，86 例（52.4%）合并其他微生物感染。在纳入的 164 例患者中，115 例（70.1%）感染产超广谱 β- 内酰胺酶肺炎克雷伯菌，49 例（29.9%）感染碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌。

164 例患者的详细人口统计学信息和临床特征见表 1 和表 2。MDR-KP 感染在男性中更为常见（129/164，78.7%）。研究人群以老年人为主，65 岁及以上患者比例较高（112/164，68.3%）。仅 18.3%（30/164）的分离株为卫生保健相关感染，28.0%（46/164）为社区获得性感染，53.7%（88/164）为医院获得性感染。单纯 MDR-KP 组的菌株常见于医院获得性（32/78，41.0%）和社区获得性（31/78，39.7%）病例。合并感染组的菌株以医院获得性为主，且该比例显著高于单纯 MDR-KP 组（65.1% vs 41.0%，P=0.002）。CRKP 组的菌株在医院获得性病例中较为普遍（31/49，63.3%）。与 CRKP 组相比，ESBL-KP 组从社区获得的菌株更多。合并感染患者的吸烟（12.8% vs 10.3%，P=0.613）、饮酒（11.6% vs 6.4%，P=0.247）、既往手术史（19.8% vs 10.3%，P=0.091）和既往住院史（48.8% vs 39.7%，P=0.242）比例更高。与单纯 MDR-KP 组相比，合并感染组患者在 3 个月内更易患肺炎（50.0% vs 34.6%，P=0.047）。与 ESBL-KP 组相比，CRKP 组在 3 个月内有既往手术史的比例更高（24.5% vs 11.3%，P=0.032），合并感染组的 aCCI 评分更高（中位数 5 vs 4，P=0.168），但无统计学意义。以入院时的 ADL 评分衡量的患者日常生活活动能力在合并感染组（中位数 20 vs 47.5，P=0.010）和 CRKP 组（中位数 10 vs 45，P<0.001）显著降低。qSOFA≥2 意味着可能存在器官功能障碍：合并感染组入院当天 qSOFA 评分≥2 的患者比例更高（18.6% vs 9.0%，P=0.003），与 ESBL-KP 组相比，CRKP 组 qSOFA 评分≥2 的患者比例更高（24.5% vs 9.6%，P=0.012）。

大多数患者（152/164，92.7%）有合并症，其中呼吸系统疾病（107/164，65.2%）最为常见，其次是高血压（77/164，47.0%）、脑血管疾病（70/164，42.7%）和心血管疾病（48/164，29.3%）。合并感染组和单纯 MDR-KP 组在呼吸系统疾病和脑血管疾病方面存在显著差异（分别为 76.7% vs 52.6% 和 52.3% vs 32.1%，P=0.001 和 P=0.009）。与 ESBL-KP 组相比，CRKP 组更易发生脑血管疾病（57.1% vs 36.5%，P=0.015）。此外，感染 ESBL-KP 的患者发生实体器官肿瘤的风险更高（22.6% vs 8.2%，P=0.029）。

值得注意的是，绝大多数患者（146/164，89.0%）在住院期间接受过侵入性操作。与单纯 MDR-KP 组相比，合并感染组更可能使用导尿管（75.6% vs 47.4%，P<0.001）、鼻胃管（65.1% vs 16.7%，P<0.001）、动静脉导管（48.8% vs 17.9%，P<0.001）、机械通气（45.3% vs 21.8%，P=0.001）、气管插管（51.2% vs 19.2%，P<0.001）、气管切开术（26.7% vs 5.1%，P<0.001）和纤维支气管镜检查（41.9% vs 14.1%，P<0.001）。与 ESBL-KP 组相比，CRKP 组接受鼻胃管（61.2% vs 33.9%，P=0.001）、动静脉导管（53.1% vs 26.1%，P=0.001）、机械通气（59.2% vs 23.5%，P<0.001）、气管插管（57.1% vs 27.0%，P<0.001）、气管切开术（36.7% vs 7.8%，P<0.001）和纤维支气管镜检查（55.1% vs 17.4%，P<0.001）的概率更高。合并感染组和 CRKP 组患者的住院费用更高，表明感染带来了更重的经济负担。与单纯 MDR-KP 组相比，合并感染组的 C 反应蛋白 - 白蛋白 - 淋巴细胞（CALLY）指数更低（中位数 0.18 vs 0.23，P=0.014），表明死亡风险更高。首次实验室检查显示，与单纯 MDR-KP 组相比，合并感染组的总胆红素水平较低（中位数 12.0 vs 16.5，P=0.003）。与 ESBL-KP 组相比，CRKP 组的白细胞计数（中位数 10.17 vs 8.31，P=0.015）和中性粒细胞计数（中位数 8.57 vs 6.49，P=0.007）更高。评估炎症反应的重要指标中性粒细胞与淋巴细胞比值（NLR）在 CRKP 组高于 ESBL-KP 组（中位数 9.63 vs 5.64，P=0.018）。C 反应蛋白与白蛋白比值（CAR）是反映炎症和营养状况的新复合指标。在本研究中，CRKP 组的 CAR 水平更高（中位数 1.22 vs 0.33，P=0.013），蛋白质合成能力（总蛋白和白蛋白）更低，表明预后不良。

患者的微生物学特征

对 MDR-KP 菌株的分离部位进行了分析。最常见的来源是呼吸道（96/164，58.5%），其次是泌尿道（31/164，18.9%）和血流感染（12/164，7.3%）等。在仅合并一种细菌感染的患者中，大肠杆菌感染比例最高（12/86，14.0%），其次是鲍曼不动杆菌（11/86，12.8%）和铜绿假单胞菌（8/86，9.3%）。合并感染的革兰氏阳性菌包括金黄色葡萄球菌（7/86，8.1%）和粪肠球菌（2/86，2.3%）。合并感染的真菌均为念珠菌属（11/86，12.8%）。此外，19 例患者（22.1%）合并感染一种以上微生物。

对 164 株 MDR-KP 分离株进行了 16 种抗生素的药敏试验。两组菌株对氨苄西林的耐药率几乎均为 100%（98.7% vs 100.0%）。除头孢替坦（24.4% vs 26.7%，P=0.628）外，单纯 MDR-KP 组和合并感染组对所测试的头孢菌素类抗生素耐药率均较高，如头孢唑林（97.4% vs 94.2%，P=0.605）、头孢曲松（94.9% vs 93.0%，P=0.621）、头孢他啶（60.3% vs 66.3%，P=0.566）和头孢吡肟（50.0% vs 52.3%，P=0.786）。两组对所测试的喹诺酮类抗生素耐药率也较高，包括环丙沙星（87.2% vs 80.2%，P=0.976）和左氧氟沙星（67.9% vs 65.1%，P=0.329）。值得注意的是，合并感染组对阿米卡星的耐药率显著高于单纯 MDR-KP 组（38.4% vs 17.9%，P=0.003）。此外，29.9%（49/164）的 MDR-KP 分离株对碳青霉烯类耐药。ESBL-KP 组对复方磺胺甲噁唑的耐药率显著高于 CRKP 组（66.1% vs 28.6%，P<0.001）。ESBL 组对氨苄西林 / 舒巴坦（88.7% vs 85.7%，P=0.092）、头孢曲松（95.7% vs 87.8%，P=0.159）和头孢唑林（98.3% vs 89.5%，P=0.060）的耐药率略高于 CRKP 组。除上述四种抗生素外，CRKP 组对所有测试抗生素的耐药率均高于 ESBL-KP 组。

药物治疗和临床结局

分析了 MDR-KP 患者住院期间的抗生素使用情况。两组大多数患者接受了经验性抗生素治疗（84.6% vs 84.9%，P=0