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。,特异性多糖,核心多糖,类脂A,内毒素的结构,内毒素血症产生原因,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,内毒素检测在医院中的应用,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,内毒素的检测原理,G,G,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 50-320 20-1000 20-700,2、(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,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,11,33,30,35,Morrell M et al. Antimicrob Agents Chemother 2005, 49:36403645.,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),Garey KW et al. Clin Infect Dis 2006, 43:2531 .,1,3,真菌细胞膜、壁结构,羊毛固醇C14去甲基化酶14位还原和78位异构酶角鲨烯环氧化酶,1-3-D-葡聚糖本质及特点,“G”试验缘何而来？,1-3-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。,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. 2008.46:10091013.,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5 d 早于呼吸道症状平均10.7 d J Clin Microbiol，2005，43(1)：299305,G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60 pgml的时间比最后确诊为IFI或临床诊断IFI平均提前了10 d Clin Infect Dis，2004，39(2)：199205,G试验检测评价,D葡聚糖参考值,健康人： 20 pg/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-5Mset and GKT-%M set获得SDA批准文号,3、降钙素原,降钙素原的生成,PCT的临床应用特点,PCT的临床应用特点,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,降钙素原的临床价值鉴别诊断,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,Effect of Procalcitonin-Based Guidelines vs Standard Guidelines on Antibiotic Use in Lower Respiratory Tract Infections：The ProHOSP Randomized Controlled Trial,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, September 9, 2009Vol 302, No. 10 1059,以PCT为指导使用抗生素,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。,Procalcitonin Levels Predict Bacteremia in Patients With Community-Acquired Pneumonia： A Prospective Cohort Trial,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,Chest 2010;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$（925*145=134,125$）PCT 30$（925*30=27,750$）,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。,Serum procalcitonin for the early recognition of nosocomial infection in the critically ill patients: a preliminary report,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。,BMC Infect Dis. 2009 Apr 22;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（16S ribosomal RNA，或简称为 16S rRNA）是原核生物的核糖体中30S 亚基的组成部分。16S rRNA的长度约为1,542 nt。 一个细菌的细胞中可包含多种具有不同序列的16S rRNA,16srRNA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1 x 108L，而PCR法可检测最低15104L，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。,主要分三大类乳杆菌类（如嗜酸乳杆菌）双歧杆菌类（如长、短双歧杆菌）G+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-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,-3脂肪酸,人体自身不能合成-3、-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-6，大豆油和菜籽油是其主要来源，以-亚油酸的形式存在。目前-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-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,21 statins 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（4 mg 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30 d 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30 d 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40 mg 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,抗菌金属材料中目前研究最多的是抗菌不锈钢, 它是通过在不锈钢基体中加入适量的抗菌元素, 如Ag、Cu 等, 使不锈钢具有抗菌功能,抗感染医用高分子材料,中心静脉插管、呼吸机连接管道、导尿管等引起的高分子导管材料的相关感染占院内感染总数的45%左右研究人员通过对高分子材料进行表面改性, 如在表面涂覆抗生素、渗A g 或镀A g 等方法, 在材料表面引入杀菌物质以抑制细菌的黏附、生长及细菌生物膜的形成,抗感染医用陶瓷材料,将具有优良力学性能的金属材料与具有良好生物学性能的生物陶瓷涂层结合在一起, 已经成为目前