导致呼吸机相关肺炎的病原体中多药抗生素耐药性的决定因素和影响

简介

导致呼吸机相关肺炎(VAP)的病原体对抗生素的多药耐药(MDR)是不良结果的独立危险因素这一观点仍存在争议。我们旨在确定VAP中MDR与非MDR微生物病原学的决定因素，并评估MDR与非MDR VAP是否与30天死亡率增加独立相关。

方法

我们对前瞻性登记的微生物学证实的VAP成年患者队列进行了回顾性分析，这些患者在三年内在一所大学医院的重症监护病房确诊。采用多变量logistic和竞争风险回归分析，研究MDR与非MDR微生物病因的决定因素以及MDR与非MDR病因对死亡率的影响。

结果

MDR病原体涉及192例VAP中的52例(27%):耐甲氧西林金黄色葡萄球菌在12(6%)中，产生广谱β-内酰胺酶肠杆菌科28例(15%)为MDR铜绿假单胞菌其他非发酵病原体占12(6%)。多变量logistic回归确定共病Charlson指数(优势比(OR) = 1.38, 95%可信区间(CI) = 1.08至1.75,p = 0.01)和既往接触两种以上不同抗生素类别(OR = 5.11, 95% CI = 1.38至18.89,p = 0.01)是MDR病因的预测因素。MDR与非MDR引起的VAP诊断后30天死亡率分别为37%和20% (p = 0.02)。多因素竞争风险回归分析显示，VAP前进行肾脏替代治疗(标准化风险比(SHR) = 2.69, 95% CI = 1.47 ~ 4.94, p = 0.01)、共病Charlson指数(SHR = 1.21, 95% CI = 1.03 ~ 1.41, p = 0.03)和进入重症监护室时感染性休克(SHR = 1.86, 95% CI = 1.03 ~ 3.35, p = 0.03)是死亡率的独立预测因素，而不是MDR病因引起的VAP。

结论

MDR病原体引起VAP的风险主要由共病和先前接触两种以上抗生素决定。与非MDR病原体相比，MDR引起的VAP死亡率增加是由VAP前更严重的共病和器官衰竭所解释的。

呼吸机相关性肺炎(ventiator -associated pneumonia, VAP)是危重病人的主要感染性并发症，其发生率及相关死亡率和发病率均较高[1- - - - - -4］．临床怀疑VAP是重症监护病房(ICU)大部分抗生素处方的原因[5］．VAP的可归因死亡率估计从0%至高达50%不等[6]，这种变异性被认为取决于多个因素，如研究中患者的入院诊断、VAP时疾病的严重程度、微生物病原体的类型以及是否及时提供适当的抗生素治疗[7- - - - - -10］．

涉及VAP的微生物病原体通常具有多药耐药(MDR)，这对经验抗生素处方的适当性提出了挑战[10］．此外，MDR增加了抗生素的消费，因为它需要经验使用广谱抗生素，通常是在联合治疗中[1]，并阻碍后续治疗的降级[11］．几位作者观察到，与其他细菌病原体相比，MDR病原体引起的VAP死亡率增加，他们认为这是由于这些患者最初使用不恰当的抗生素治疗的风险更高[10- - - - - -13]或增加病原体的内在毒性[14，15］．其他人则持另一种观点，认为多药耐药VAP的死亡率增加主要是由于混杂因素[16- - - - - -19MDR感染优先发生在重症监护室患者亚群先天的生存几率降低，即机械通气时间延长且既往接受过抗生素治疗的患者[20.］．

在本研究中，我们旨在确定MDR与非MDR相比VAP微生物病原学的危险因素，并根据Fine和Gray方法使用多变量竞争风险分析，验证MDR与非MDR相比，VAP病原学是死亡率的独立预测因子这一假设[21］．

研究设计、患者和临床环境

为了研究死亡率的决定因素，我们进行了一项前瞻性队列研究，在根特大学医院拥有1060张床位的54张内科和外科ICU中，招募了三年间(2004年4月1日至2007年3月31日)所有经微生物学证实的VAP患者。为了解决MDR VAP细菌病因的决定因素，我们对MDR VAP患者进行了后续病例对照研究。由非mdr病原体引起的VAP患者作为对照组。所有年龄在16岁及以上且每天至少通气48小时的患者都接受了VAP证据评估。长期机械通气的患者被排除在外。仅考虑微生物证实的VAP发作进行分析。该研究得到了根特大学医院伦理委员会的批准。如果患者无法给予同意，则由患者或患者代表给予获取患者数据的书面知情同意。

常规的气道样品微生物检查包括快速革兰氏染色和气管吸出物半定量培养。根据临床要求(在临床可能诊断为VAP与半定量微生物学结果不一致的情况下)，对经纤维支气管镜获得的气管吸出液或支气管肺泡灌洗液进行定量培养。如前所述，进行半定量培养的平板定量和使用选择性培养基鉴定耐多药病原体[22，23］．半定量评分是通过将样品分三段进行条纹和稀释得到的，在少于10个菌落时评分为少量(+-)，在第一、第二和第三条分别观察到中度到重度生长时评分为轻度(+)、中度(++)和重度(+++)生长。根据临床和实验室标准协会推荐的方法确定抗生素敏感性[24］．

在我们医院，icu获得性感染的初始抗生素治疗由监测培养指导，如前所述[22，23，25］．在临床诊断为VAP时，如果监测培养物没有生长，则开以下抗生素铜绿假单胞菌或MDR微生物:在ICU入院后一周或更短时间内诊断为肺炎的患者中使用第二代头孢菌素或阿莫西林-克拉维酸，此前未接触抗生素;或抗假单胞菌β-内酰胺对先前抗生素暴露或ICU住院超过一周的患者。如果有额外的危险因素铜绿假单胞菌是否存在(如支气管扩张，皮质类固醇治疗)或如果铜绿假单胞菌从监测培养中分离出来，抗假单胞菌β-内酰胺治疗辅以氨基糖苷或氟喹诺酮。在监测培养中生长耐多药细菌的患者，初始抗生素治疗，包括抗假单胞菌β-内酰胺抗生素或碳青霉烯类，酌情辅以糖肽、氟喹诺酮或氨基糖苷;或者，针对MDR病原体的靶向治疗被提供。

收集的数据

ICU入院时收集的数据包括人口统计学、入院诊断、合并症的存在、入院时的疾病严重程度(由急性生理和慢性健康评估(APACHE)评分评估)、昏迷的存在(由格拉斯哥昏迷量表(< 6)定义)和ICU入院时循环休克的发生(定义为ICU入院48小时内血管内容量恢复后需要血管升压治疗)。使用Charlson共病指数对共病的存在进行量化[26]，如上文所述[24，27］．

诊断VAP时收集的数据包括此前机械通气的持续时间(天)、同一住院期间的抗生素治疗、感染发作次数和开具的不同抗生素类别的数量。我们记录了在VAP前至少2天(-2天)诊断为潜在急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和需要进行肾脏替代治疗的潜在急性肾损伤，以及在ICU入院时是否存在休克。在怀疑VAP时计算临床肺部感染评分(CPIS)，以证实临床诊断[28］．如果有微生物病原学记录(见下面的定义)。在诊断VAP当天、诊断VAP第2天和诊断VAP后2天计算顺序器官衰竭评估(SOFA)评分。SOFA评分是一种量化危重患者器官功能障碍或衰竭程度的评分系统，由呼吸系统、心血管系统、肝脏系统、凝血系统、肾脏系统和神经系统各一项评分组成[29］．

注意VAP诊断时的抗生素处方:临床诊断VAP后的同一日历日和日历日的抗生素处方分别被认为是VAP后24小时和48小时内的抗生素治疗。主要结局参数为VAP诊断后30天死亡率。

定义

如果胸片上出现新的或进行性持续浸润并伴有至少两种全身炎症征象，如体温高于38°C的发热或体温低于36°C的低体温，白细胞增多(> 11000白细胞计数(WBC)/mm)，临床上认为有可能发生VAP^3.)或白细胞减少(<4000 WBC/mm^3.)， c反应蛋白升高(48小时内> 2 mg/dL)，并且至少有一种局部炎症迹象，如脓性痰和动脉血氧分压降低(PaO_2）/吸入氧分数(FiO₂)至少10%。此外，CPIS至少为6，才能维持临床可能的VAP诊断[28］．

临床可能的VAP被认为是微生物学上证实的:病原体显示++或+++半定量培养或超过10⁵菌落形成单位(CFU)/mL在优质气管内吸出物上的定量生长;生长++半定量培养10个以上⁴支气管肺泡灌洗液CFU/mL;如果在取样前48小时内开始或改变抗生素治疗，生长至少+且革兰氏染色阳性;或者从气管内吸出物和血液培养物中分离出病原体。基于之前的内部分析，气管内吸出物的半定量和定量培养相关性良好(数据未显示)，并得到其他报告的支持，我们同时依赖半定量和定量培养来确认VAP的微生物学[30.，31］．如果超过半定量或定量阈值，VAP被认为是多微生物，如果至少有一个MDR病原体生长超过这些阈值，VAP被认为是MDR。

以下病原体被认为是MDR:耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)，广谱β-内酰胺酶产生革兰氏阴性肠杆菌科(ESBL),铜绿假单胞菌及其他非发酵生物(鲍曼不动杆菌，Stenotrophomonas maltophilia)对以下三种或三种以上抗生素类别具有耐药性:抗假单菌类头孢菌素或青霉素类、碳青霉烯类、氟喹诺酮类和氨基糖苷类(MDR NF)。在诊断VAP后24小时和48小时内进行抗菌药物治疗被认为是合适的，如果它包括至少一种抗菌药物在体外对已确定的病原的活性。ARDS的定义是根据美欧共识会议的标准[32]，休克被定义为需要血管加压治疗(去甲肾上腺素或肾上腺素)以恢复足够的动脉压力和器官灌注，尽管进行了适当的静脉输液替代。

统计数据

连续变量被描述为平均值(±标准差)，中位数(第25至75百分位)和分类变量被描述为n(%)。对于连续变量的比较检验，根据变量分布情况，适当使用Mann-Whitney U检验和学生t检验。对于分类变量，适当地使用皮尔逊卡方检验或费雪精确检验。死亡率分析中使用的响应变量是VAP诊断后30天的生命状态(存活或死亡)。在多次VAP发作的患者中，仅保留第一次微生物证实的VAP进行进一步分析。采用Logistic回归分析评估VAP中多种患者特征与MDR涉及概率之间的多变量关系，并与非MDR病原体进行比较。为了调整MDR和非MDR微生物病因对VAP诊断后30天死亡率的潜在混杂因素的相关性，并检查MDR是否是一个独立的预测因子，我们使用Fine和Gray模型进行了竞争性风险分析[21]，以诊断为VAP后30天的死亡率为终点，以诊断为VAP后30天内活着出院为竞争风险。

最近，一些作者讨论了这些最近开发的模型在特定的ICU环境中的应用，在ICU中，由于活着出院而进行的审查违反了非信息审查的假设[33，34］．因此，依赖于非信息审查的标准生存方法在这里似乎不合适[35，36］．由于主要目的是确定在存在其他协变量的情况下MDR是否构成死亡率的独立危险因素，因此主要使用enter法，辅以逐步正向和反向分析来检验模型的稳定性。总的来说，在单变量分析中显示与住院死亡率p < 0.1相关的预测因子以及那些在临床上似乎重要的变量被纳入回归分析。为回归分析中包含的所有预测因子构建相关矩阵，以避免包含显著相关的预测因子集，并限制共线性的风险。

在适当的情况下，报告比值比(OR)和95%置信区间(CI)，并提供Hosmer-Lemeshow拟合优度检验和得到的受试者操作曲线的曲线下面积。来自竞争风险分析的结果被报告为亚风险比，这是与累积发病率函数相关的风险的比率。对各种模型进行了临床显著相互作用的测试。采用SPSS 11.0 (SPSS Inc.)进行统计分析。芝加哥，伊利诺伊州)和R 2.6.2软件包[37］．竞争风险分析使用退休研究中心例程可在cmprsk由Gray [38］．所有检验均为双侧检验，p < 0.05为有统计学意义。

在研究期间，192名患者被诊断为经微生物学证实的VAP。192例VAP首次发病中52例(27%)分离出MDR病原体，34例VAP后续发病中11例(32%)分离出MDR病原体。ICU入院后48小时内进行系统的口腔、鼻腔、尿液和直肠监测培养，发现7例患者(4%)存在耐多药病原体。在纳入研究的192例患者中，47例患者(24.5%)在VAP诊断后30天内死亡。估计死亡的累积发生率函数在第10天为16.6%，在第30天为24.5%。对于竞争风险(活着出院)，估计的累积发病率函数分别为32%和54%(图1）.

MDR病原体参与VAP的危险因素

表中列出了由MDR和非MDR病原体引起的VAP患者的特征1以及已鉴定的主要病原体。在先前暴露于越来越多抗菌素类别的患者中分离MDR病原体的单变量优势比如图所示2．与其他病原体相比，MDR患者在诊断VAP后24小时和48小时内获得适当抗生素治疗的比例较低，MDR引起VAP的患者30天、ICU和住院死亡率明显高于非MDR VAP患者。

MDR预测因子与非MDR VAP微生物病原学比较的多变量分析结果见表2．我们将暴露于一种、两种和两种以上抗生素类别(既往无抗生素作为参考类别)，以及VAP前机械通气持续时间(天)作为预测因素，因为这些是已知的MDR危险因素[20.]，以及在单变量分析中显示显著相关(p < 0.1)的预测因子。在进入和向后逐步回归分析中，VAP诊断前住院期间接触两种以上抗生素与MDR病因显著相关。

VAP后30天死亡的危险因素

非存活者和存活者的特征在单变量分析中见表3.．Fine和Gray回归模型的结果如表所示4．MDR细菌病因与死亡率没有独立相关性。VAP诊断前肾替代治疗(标准化危险比(SHR) = 2.69, 95% CI = 1.47 ~ 4.94, p = 0.001)、共病Charlson指数(SHR = 1.21, 95% CI = 1.03 ~ 1.41, p = 0.02)和ICU入院时休克(SHR = 1.86, 95% CI = 1.03 ~ 3.35, p = 0.04)是VAP诊断后30天死亡率的显著预测因素。

只有3%的患者在ICU入院时被多药耐药病原体定植(通过常规监测培养检测到)[23- - - - - -25])，但四分之一到三分之一的VAP病例与MDR病原体有关。这强调了ICU作为促进MDR病原体出现和获得的特定医院环境的关键作用。MDR病原体引起VAP风险的一个主要决定因素是先前的抗生素选择压力:在诊断VAP前对暴露时间和器官衰竭程度进行调整后，入院以来接触两种以上不同类别的抗生素仍然与MDR受累密切相关。在一些研究中，以往的抗生素暴露已被确定为MDR VAP微生物病因学的危险因素[7，20.，39，40]:我们的研究补充说，当存在这种选择压力的高“负担”时，这种风险尤其高(图2）.

ICU入院时昏迷对VAP中发现MDR病原体的风险有保护作用。在我们的队列中，昏迷作为协变量确定了一个主要由年轻神经创伤患者组成的子集，这一事实可能解释了这一影响。由于神经创伤患者是早发性VAP的高风险患者，我们的研究设计只纳入了第一例经微生物学证实的VAP发作，支持这种关联。

与非MDR细菌病因相比，为了验证MDR微生物病因的VAP是否与VAP诊断后30天死亡率增加独立相关的假设，我们进行了精细和灰色回归分析，将活着出院作为死亡率的竞争事件。生存分析方法，如Cox回归分析，最近因其评估icu死亡率的适当性而受到挑战:主要的批评适用于这样一个事实，即为了得出正确的结果，审查必须独立于相关结果(即死亡率)[33- - - - - -36］．如果审查结果来自ICU或出院，那么这一假设是不正确的，因为活着出院的患者的死亡风险比留在ICU的患者低得多。多元逻辑回归分析绕过了这个问题，但由于没有考虑到死亡时间，关键信息可能会丢失。Fine和Gray分析虽然与逻辑回归密切相关，但通过纳入ICU的不同暴露时间扩展了该模型。使用Fine和Gray模型，在适当调整共病和一些更严重的危重疾病(如ICU入院时的休克、潜在的ARDS和需要肾脏替代治疗的严重急性肾损伤)后，MDR与非MDR VAP诊断后增加的(累积)30天死亡率之间的相关性不再显著。因此，在我们的研究中，MDR与其他病原体的分离可以作为一类患者的标记先天的ICU存活的几率

Combes和他的同事在由抗生素引起的VAP患者中也观察到抗菌素耐药性与死亡率之间缺乏关联铜绿假单胞菌而且金黄色葡萄球菌［16，17]，以及由Blot和同事在革兰氏阴性菌血症患者中的研究[41］．相反，在一项关于细菌性VAP、MRSA和MDR的回顾性研究中铜绿假单胞菌与死亡率增加独立相关[24］．由于这项回顾性研究包括更严重的患者，死亡率更高，MDR的影响可能因不同类别的患者而异。另外，残留混杂在本研究中可能是值得关注的，因为VAP诊断时的潜在危重疾病没有被考虑在内。MDR参与医院感染是否是死亡的独立危险因素的部分争议可能源于回归模型中包含不同的协变量集或匹配队列研究中不同的匹配标准。在评估MDR对结果的影响时，更接近VAP诊断时间的疾病严重程度的测量，而不是ICU入院，可能允许在多变量回归中更好地调整或在匹配队列分析中更好地平衡患者队列[18，42］．然而，必须注意在VAP发病前充分评估疾病的严重程度，因为早期VAP本身可能会增加疾病严重程度的测量。

发生VAP前需要进行肾替代治疗的急性肾损伤是死亡率的独立预测因素。最近的一项大型多中心匹配队列分析证实了ICU患者肾替代治疗需求相关的过高死亡率[43］．另一方面，早期适当的抗生素治疗与死亡率无关。这种缺乏关联可能是由于动力不足，因为很少有患者接受了不适当的治疗:在85%和93%的发作中，分别在24小时和48小时内施用了适当的抗生素，在感染性休克患者亚组中，早期适当的抗生素治疗可能具有最大的影响[13]，这些数字分别为90%及100%。

我们的研究有几个局限性。首先，采用病例对照设计确定了MDR的决定因素，以非MDR病原体引起的VAP患者作为对照，而不是有发生VAP风险的患者(源患者)。由于抗生素暴露可能会抑制敏感细菌的生长，这些对照患者可能比总体来源患者接受的抗生素更少，导致高估抗生素暴露与MDR之间的关联[44］．我们的多变量分析降低了由不同的危险时间和共病引起的其他偏倚，调整了先前住院时间和共病的Charlson指数，但偏倚可能没有完全消除。然而，更有可能的是，混淆消除不足会导致检测到虚假关联，而不是模糊真实关联。其次，由于我们将MDR定义为一组病原体，而不是单一微生物物种中的抗生素耐药性，因此我们的研究可能不足以检测由单一微生物物种引起的VAP中MDR可能的有害影响，例如金黄色葡萄球菌的铜绿假单胞菌．同样，阐明引起VAP的病原体中遇到的抗微生物药物耐药性模式与以前的抗微生物药物处方之间的关系，需要更大的、最好是多中心的研究。尽管我们目前的方法可能会导致在特定病原体的抗生素耐药性与结果之间缺失显著关联，但至少在我们来自具有耐药微生物菌群的大型三级ICU的三年数据集中无法检测到这一点。因此，我们认为，即使存在这样一种关联，这种关联的强度可能也很小。

其次，小样本量允许在我们的多变量分析中只包含有限数量的协变量。然而，由于我们研究的目的主要是检验MDR是否与死亡率独立相关，因此找到至少一个MDR不是显著预测因子的回归模型足以证伪零假设。

在我们的VAP患者队列中，入院后暴露于两种以上抗生素类别被确定为VAP MDR微生物病因的最重要危险因素。与非MDR相比，在早期适当抗生素治疗率较高的情况下，VAP的细菌原因不是icu死亡的独立危险因素。

• 暴露于两种以上抗生素后，VAP中MDR的风险尤其高。

• 潜在的器官衰竭而不是MDR可预测VAP的结局。

APACHE:

急性生理和慢性健康评价

ARDS:

急性呼吸窘迫综合征

菌落:

菌落形成单位

置信区间:

置信区间

cpi (:

临床肺部感染评分

ESBL:

广谱β-内酰胺酶产生肠杆菌科

加护病房:

重症监护室

耐多药:

耐多药抗生素

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌:

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌

或者:

优势比

月:

标准化的风险比

沙发:

顺序器官衰竭评估

特许经销商:

ventilator-associated肺炎

白细胞:

白细胞计数。

PD由弗兰德斯科学研究临床博士资助基金(1.7.201.07.N.00)支持。MB由佛兰德斯科学技术促进创新研究所(IWT-Vlaanderen)的博士资助。

从属关系

1. 比利时根特大学医院重症监护室，德平特兰185，根特，B-9000

   Pieter O Depuydt, Dominique M Vandijck, Johan M Decruyenaere和Dominique D Benoit

2. 根特大学应用数学与计算机科学系，Krijgslaan 281 S9，根特，B-9000，比利时

   Maarten A Bekaert

3. 根特大学医院内科和传染病科，根特185,B-9000，比利时根特

   斯汀·布洛特和德克·P·沃格尔

相应的作者

对应到Pieter O Depuydt．

相互竞争的利益

作者宣称他们之间没有利益冲突。

作者的贡献

PD设计了研究并起草了手稿。PD、MB、DB进行统计分析。PD、DV、DB采集数据。所有作者都参与了数据的分析和解释。DV, JD和SB对手稿进行了批判性的修改，并为知识内容做出了贡献。所有作者都阅读并批准了手稿的最终版本。

转载及权限