血流感染是什么原因引起的?

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来源:数字边牧
2025-07-21 15:59:03
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核心提示:血流感染(BSI)是危及人类生命健康的全身性感染疾病,可导致菌血症、败血症和脓毒症,严重者可引起休克、弥散性血管内凝血(DIC)、多脏器功能衰竭乃至死亡。

背景

血流感染(BSI)是危及人类生命健康的全身性感染疾病,可导致菌血症、败血症和脓毒症,严重者可引起休克、弥散性血管内凝血(DIC)、多脏器功能衰竭乃至死亡。

血流感染是世界范围内发病率和死亡率最高的疾病之一。随着侵袭性操作的不断增加及广谱抗菌药物、皮质激素等药物的不合理应用,BSI的发病率及病死率逐年上升;据统计,全球每年大约有3150万例脓毒症和1940万例严重脓毒症患者,其中中国脓毒症每年发病人数高达611万人;在这些血流感染患者中,全球每年约有800万人死于血流感染,平均每4秒左右就有一例因血流感染致死的病例。全球范围内,脓毒症患者病死率为28.6%,而严重脓毒症和脓毒症休克患者病死率分别为25%-30%和40%-70%。

病因

血流感染(Blood stream infections,BSI),是指细菌、真菌等病原体入侵血流所致的一种全身感染性疾病,可分为菌血症(bacteraemia)和败血症(septicaemia)两类。若细菌由局部入血,没有明显的全身中毒症状,称为菌血症;若细菌入血后在血中大量繁殖,并产生毒素,出现严重的全身中毒症状,则称为败血症。菌血症时,侵入血液的病原微生物常常能被机体防御系统迅速清除掉,因此多呈一过性的存在,患者一般无明显毒血症状或症状轻微。败血症是指病原微生物侵入血液并迅速大量地生长繁殖,病原微生物及其毒素引起的高热、寒颤、心动过速、呼吸急促、皮疹、肝脾肿大和精神、神志改变等一系列严重临床症状,严重者可引起休克,弥散性血管内凝血(DIC)和多脏器功能衰竭等毒血症状。

1.细菌感染

全国耐药监测网(CARSS)整理发布的最新监测数据显示:2014-2019年血标本分离细菌1599273株,革兰阴性菌828846株(51.8%),革兰阳性菌770427株(48.2%)。病原菌分离率居首位的为大肠埃希菌(402818株,25.2%),其次分别为表皮葡萄球菌(193968株,12.1%)、肺炎克雷伯菌(162613株,10.2%)、人葡萄球菌(136396株,8.5%)和金黄色葡萄球菌(106915株,6.7%)。非发酵菌中铜绿假单胞菌(43565株,2.7%)和鲍曼不动杆菌(37244株,2.3%)所占比例最高,但呈逐年下降趋势。革兰阳性球菌以表皮葡萄球菌和人葡萄球菌为主;

肠球菌:是血流感染(Bloodstream infections,BSIs)主要病原微生物之一,常并发于心内膜炎(Endocarditis,IE)。肠球菌菌血症(Enterococcal bacteraemia,EB)多发生在年老体弱以及免疫抑制病人,死亡率可达20%。一般而言,肠球菌的毒力不高,当肠球菌的正常生存条件被改变时,肠球菌可能引起感染性疾病,尤其是在免疫功能低下、长期服用免疫抑制剂、合并严重基础疾病等患者,肠球菌可引起局部或者全身条件感染性疾病。肠球菌多引起免疫力低下宿主的机会感染,是医院感染的重要病原菌,可引起泌尿道、血液、伤口、心内膜炎、腹腔和胆道等多部位感染。由于肠球菌的细胞壁较厚,对许多抗生素表现为固有耐药;

单增李斯特菌:单核细胞增生性李斯特菌(Listeria monocytogenes)为细胞内寄生的革兰阳 性无芽孢杆菌,广泛分布于自然界,可通过消化道传播,也可经破损的皮肤、呼吸道和母婴传播,易感人群为孕妇、新生儿、老年人及免疫力低下人群,能引起急性胃肠炎、中枢神经系统感染以及菌血症,死亡率达70%,也可引起败血症、皮肤损伤、尿道炎等;

凝固酶阴性葡萄球菌 (coagulase negative staphylococci,CNS)是存在于健康人皮肤、口腔及肠道的正常菌,一直被认为无致病作用。但是随着介入性诊断技术、免疫抑制剂、广谱抗生素等的广泛应用,该菌种引起的感染日益增多,CNS是医院感染的重要病原菌。CNS的致病机制可能与其产生的细胞外黏质(extracellular slime substance,ESS)有关。黏质由中性糖类化合物、糖醛酸和氨基酸组成,可使细菌黏附在宿主细胞表面,菌体间也借此相互粘连,形成生物膜,能阻止中性粒细胞的吞噬和抗生素的渗透。CNS常引起的感染有以下几种:泌尿道感染、败血症等;

金黄色葡萄球菌,简称“金葡菌”,隶属于葡萄球菌属,为革兰氏阳性菌的代表,在哥伦比亚血琼脂平板上菌落呈金黄或黄色,菌落周围有明显的透明溶血环,耐高盐,可在盐浓度接近10%的环境中生长,常寄生于人和动物的皮肤、鼻腔、咽喉、肠胃、痈、化脓疮口等部位。金黄色葡萄球菌是人类化脓感染中最常见的病原菌,为条件致病菌,可引起如甲沟炎、麦粒肿、蜂窝织炎、伤口化脓等局部化脓感染;也可引起包括败血症、脓毒症等在内的全身化脓性感染;此外还会引起肺炎、心包炎、脑膜炎、心内膜炎等感染;

链球菌,链球菌属是临床常见病原菌之,易感人群泛,尤其是儿童和妇产科患者居多。近年来在免疫功能低下人群中感染率也呈上升趋势,特别是在老年患者或者有严重基础疾病患者。链球菌分布于人体皮肤和管腔器官,如消化道呼吸道或阴道的表面,侵入机体导致丹毒、肺炎、泌尿道感染、血流感染等常见疾病,部分高毒力菌株如化脓链球菌和猪链球菌可导致中毒休克综合征(STSS)和多器官功能衰竭(MODS)。

无乳链球菌(Group B Streptococcus,GBS),是革兰阳性链球菌,是临床微生物实验室常见分离的细菌之一。GBS可定植在妇女的阴道、直肠等部位,在一定条件下引起孕产妇感染,新生儿早产、死胎及严重感染。GBS通过粘附相关毒力因子粘附于细胞表面,分泌合成荚膜多糖逃避免疫清除,分泌大量的透明质酸酶穿过宿主细胞屏障进而引起感染。通过妊娠期GBS的有效筛查及预防用药,可显著降低新生儿的病死率。GBS引起的孕产妇侵袭性疾病:血流感染、脑膜炎、骨髓炎和心内膜炎;可引起的孕产妇非侵袭性疾病表现为菌尿、羊膜炎、筋膜炎、蜂窝组织炎子宫内膜炎以及与会阴切开术或剖腹产相关的伤口感染;同时GBS也是引起新生儿疾病:早产、死胎、菌血症、脑膜炎和肺炎的重要原因之一;

肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae,Sp)是一种广泛存在于自然界中,亦常定植于人体上呼吸道的革兰阳性球菌,通常不致病,但免疫力较低的婴幼儿及老年人普遍易感,引起局部呼吸道感染甚至肺炎。由于Sp存在自溶现象,导致Sp分离率降低,从血液中分离出该菌更是十分少见。肺炎链球菌是一种条件致病菌,当机体免疫力下降时可以致病,肺炎链球菌是社区获得性肺炎、脑膜炎、中耳炎及败血症等的主要病原体;

化脓链球菌,化脓链球菌不等于化脓性连接球菌。化脓链球菌可正常定植于人的咽及皮肤等部位,具有复杂的定植机制,可免受宿主的防御性攻击。监测数据显示,在某些人群中,多达20%的人可有无症状的携带,上呼吸道与皮肤破溃处,是该菌感染的主要部位,也是主要传染源。化脓链球菌致病力强,因其产生多种细胞表面物质和细胞外成分,在感染发病机制和人体免疫反应中起到了重要作用。产生大量的细胞外产物,对局部或全身毒性作用,形成感染侵袭,在组织中播散有重要作用。这些细胞外产物包括链球菌溶血素S、链球菌溶血素O,可以攻击细胞膜引起溶血;链激酶、DNA酶等可分解灭活趋化因子IL-8,进而抑制中性粒细胞向感染部位趋化、聚集;还可产生多种致热外毒素,致热外毒素称为产红毒素,可引起猩红热皮疹。根据毒素介导或免疫介导机制不同,化脓链球菌可引起浅表感染和深部感染。该菌可引起咽炎与脓疱病、产褥热与产后脓毒症;可引起侵袭性感染,如菌血症、脓毒症、化脓性关节炎、毒素休克样综合征(toxic shock-like syndrome,TSLS);皮肤软组织感染如丹毒、蜂窝织炎、坏死性筋膜炎。严重情况包括急性呼吸窘迫综合征、肾衰竭、TSLS、脓毒症、蜂窝织炎和坏死性筋膜炎。

鲍曼不动杆菌,该菌种有多种传播途径,包括空气、水和表面接触。鲍曼不动杆菌是一种院内感染常见病原体,其环境污染与干燥或潮湿地区有关。另外,其存活时间也与特定菌株相关,一些菌株的存活时间为4个月,受污染的表面和医疗设备和/或患者和医务人员的手卫生可能会成为常见定植部位和有效的传播方式,其中医务人员可充当载体,将细菌从受污染的表面带到患者或患者之间;鲍曼不动杆菌感染主要表现为医院获得性肺炎,特别是在气管插管的患者中更易发生,不动杆菌可以在导管上形成生物膜,直接进入肺泡,在组织中建立感染。其次是血流感染。血流感染通常发生在存在中心静脉导管的情况下,或者继发于广泛的肺炎。另外,鲍曼不动杆菌也会引起皮肤和软组织以及手术部位的感染(如骨髓炎、心内膜炎、脑膜炎等),以及与导管相关的尿路感染。

流感嗜血杆菌,属嗜血杆菌属,是一种没有运动力的短小的革兰阴性小杆菌,一般只有(0.3-0.4μm)*1.5μm,有时呈双球形或短丝状或多形性,无芽孢无动力,在巧克力平板上生长较佳,培养18-24h生长圆形、光滑、湿润、边缘整齐,呈露滴状的小菌落。流感嗜血杆菌在金黄色葡萄球菌周围生长的菌落较大,距离较远的菌落较小,这种现象称为“卫星现象”。流感嗜血杆菌多数有荚膜,而这个荚膜就是它主要产生毒力因子的重要结构,其中b型流感嗜血杆菌(Hib)多糖荚膜的菌株毒性最强,最容易引起严重疾病。流感嗜血杆菌通常寄生于人正常的呼吸道,在绝大多数情况下都是机会性感染细菌,当免疫力下降时就会导致机体因为流感嗜血杆菌感染而发生异常的病理性改变。主要通过咳嗽或打喷嚏时喷出的飞沫传播,也可以通过儿童放入过口中的玩具或其它物品在儿童间传播。

流感嗜血杆菌感染大多继发于流感或其它上呼吸道感染性疾病,细菌首先感染鼻咽部呼吸道,然后侵入血液,引起全身其他部位侵袭性感染,甚至会侵犯机体引起细菌性肺炎、脑膜炎、会厌炎以及菌血症性肺炎等多种严重疾病的出现,严重损害到机体的健康,甚至会威胁到个人的生命安全。

脑膜炎奈瑟菌,又称脑膜炎双球菌,是一种革兰氏阴性菌,单个菌体呈肾形,因呈凹面相对成双或四联排列,所以也称“脑膜炎双球菌”。人是脑膜炎奈瑟菌唯一的天然宿主,病原体由传染源通过咳嗽、喷嚏、谈话排出的分泌物和飞沫,使易感者吸入受染。同时,在密切接触时,如:同睡、怀抱、喂奶等也会进行传播;流脑的隐性感染率较高,被感染者大多数表现为无症状的鼻咽部带菌状态,只有少数成为流脑患者。感染后是否发病主要取决于人体免疫功能:当机体免疫功能正常,细菌被抗体全部杀死,则不发病;当机体免疫功能较弱,细菌未被抗体全部杀死,则表现为无症状的带菌者,或仅有短暂、轻微的呼吸道症状;当免疫功能下降,缺少杀灭细菌的抗体,或细菌毒性较强时,细菌便会进入机体发展成为菌血症或败血症,继而侵犯脑脊髓膜,形成化脓性脑脊髓膜炎。感染脑膜炎奈瑟菌后,通常的症状表现为:发热、剧烈头痛、恶心、呕吐、颈强直、畏光、皮肤瘀斑等。婴幼儿患者的病情比较凶险,比如:睡眠不安、突然尖叫、两眼凝视不动,甚至抽搐等,少数患者有明显全身症状,如败血症。如果是爆发型病例起病急剧,可出现紫癜和休克等;若不及时治疗可于发病6~24小时内危及生命。

铜绿假单胞菌,又称绿脓杆菌,属假单胞菌属,是一种常见的条件致病菌,其广泛分布于自然界,土壤、水、空气以及动物和人的皮肤、肠道和呼吸道等,是临床上最常见的引起严重院内获得性感染的机会致病菌,多在免疫功能低下状态下(如创伤、烧伤、抗生素或免疫抑制剂的大量使用)引起各种急性和慢性感染。根据2022年CHINET数据,铜绿假单胞菌引起的败血症占革兰阴性杆菌败血症的第三位,病死率则居首位。其临床过程与其他革兰阴性杆菌败血症相似,除早产儿及幼儿可不发热外,病人可有弛张热或稽留热、伴明显畏寒,常伴休克、成人呼吸窘迫综合征 (ARDS)或弥散性血管内凝血 (DIC)等。

产酸克雷伯菌,是克雷伯菌属的一种,通常存在于正常人的肠道和呼吸道。产酸克雷伯菌是一种条件致病菌,当机体免疫低下时、接受手术或各种医疗操作时容易出现感染症状。本菌是社区获得性肺炎和医院获得性肺炎的常见病原体。当人体的抵抗力下降时,正常带菌者可以发生局部或全身感染。另外,还有各种外源性感染,主要发生在医院里,细菌可以通过患者之间、工作人员和患者间的接触以及各种医疗器械用具传播。

阴沟肠杆菌 (Enterobacter cloacae),广泛存在于自然界中,在人和动物的粪便、水、泥土、植物中均可检出,是肠道正常菌种之一,但一定条件下可为条件致病菌。阴沟肠杆菌可以通过人体皮肤上口直接侵入感染人体,或通过侵入性操作(留置 导尿管、 静脉穿刺、 机械通气等)所产生的通道入侵机体导致感染。此外,机体免疫力低下或长期应用抗生素导致机体菌群失调也容易导致阴沟肠杆菌感染发病。阴沟肠杆菌引起的细菌感染性疾病,常累及多个器官系统,包括皮肤软组织感染、泌尿道感染、呼吸道感染以及败血症等。

大肠杆菌,即为大肠埃希氏菌是革兰氏阴性短杆菌,(0.5 至1.5)μmx(2.0 至 6.0)μm;其为人类和动物肠道中的正常菌群,婴儿出生后即随哺乳进入肠道,与人终身相伴,几乎占类便干重的1/3。当机体抵抗力下降或其侵入肠外组织或器官时,可作为条件致病菌而引起肠道外感染。致病因子包括菌毛、肠毒素、Vero毒素、溶血素、内毒素LPS和抗吞噬作用的k抗原等,其中肠毒素包括不耐热肠毒素(heatlabile enterotoxin,LT)和耐热肠毒素(heat stableenterotoxin, ST)。E.coli为需氧或兼性厌氧,最适生长温度为37℃,在42℃至44℃条件下仍能生长,生长温度范围为15℃至46℃。在普通营养琼脂培养基上生长良好。E.coli能发酵葡萄糖、麦芽糖等多种糖类并产酸产气,大部分菌株可发酵乳糖。Ecoli对热的抵抗力较其他肠道菌要强,经55℃加热60分钟或60℃或加热15分钟仍可有部分菌存活。多数 E.coli 在肠道内不致病,但如移位至肠道外的组织或器官则引起肠外感染,病变以化脓性炎症最为常见。以泌尿系统感染为主,例如尿道炎、膀胱炎、肾孟肾炎。亦可引起腹膜炎、尾炎、手术创口感染等。在婴儿、老年人或免疫功能低下者,可引起败血症。在新生儿,大肠埃希菌还可引起脑膜炎;

产气肠杆菌主要生存于人类和动物的肠道,为人体内的正常菌群,只有在人体虚弱的特殊情况下才偶尔引起疾病;亦生存于水、土壤及腐败物中,但也可独自生存。产气肠杆菌是肠道正常菌群的成员之一,但又是重要的条件致病菌,可引起泌尿道感染、呼吸道感染、伤口感染以及败血症等疾病;

肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae,KP)是肠杆菌科克雷伯杆菌属的一种细菌,易引起机会性感染,包括尿路感染、呼吸道感染、血液感染及化脓性肝脓肿等,是重要的机会性和医源性感染病原体。KP的主要的感染类型包括肺炎(社区获得性肺炎、医院获得性肺炎、呼吸机相关性肺炎)、肝脓肿、泌尿系统感染、伤口感染、血流感染及导管相关感染等;

粘质沙雷氏菌,其广泛分布于自然界,是水和土壤中的常居菌群,常黏附在病房环境、医疗设备、植入导管及医务人员手上,也可从痰液、尿液、脓液、伤口分泌物、胸腹水、胆汁、引流液、咽拭子和血液等各种临床样本中检测到。粘质沙雷菌是临床上常见的条件致病菌,易引起院内流行性感染,该菌可导致败血症、菌血症、血流感染、脑膜炎、心内膜炎、心肌炎、肺炎、蜂窝组织炎、伤口感染、腹膜炎、角膜炎、眼内炎、尿路感染、脓胸、胆囊炎、关节炎、骨髓炎、坏死性筋膜炎、感染性休克、化脓性甲状腺炎、积脓症、硬脊膜外脓肿、绒毛膜羊膜炎、脓肿等疾病;

奇异变形杆菌(Proteus mirabilis, PM)为无荚膜、无芽孢、有鞭毛和有菌毛,具有细胞迁徙现象的兼性厌氧革兰阴性杆菌,其营养需要不高,广泛分布于自然界、动物粪便、临床标本以及人和动物的肠道内,是导致人和动物感染的重要条件致病菌。 PM广泛分布于自然界(如土壤、水、腐败的有机物中),人和动物的肠道也有存在,是一种条件致病菌,是尿路感染中重要的病原体,也可引起肠道、血流、呼吸道等部位感染。

2.真菌感染

真菌血症(Fungemia)为深部真菌感染性疾病之一,是患有严重基础疾病者伴发的一种危及生命的全身性真菌感染。真菌侵入血液后在血液或组织内生长繁殖、产生毒素,引起患者寒战、高热等症状。真菌血症多与广谱抗菌药物和免疫抑制剂的使用、肠外营养治疗、入住重症监护病房或静脉置管等危险因素相关,因其早期诊断较为困难,临床疗效差,死亡率高,已成为医院感染中亟待解决的问题。真菌血症的病死率约为0.4/10万,以念珠菌血症多见,丝状真菌血流感染较少。念珠菌血症的致病菌主要为白念珠菌、光滑念珠菌、热带念珠菌、近平滑念珠菌和克柔念珠菌。在全球范围内,念珠菌血症的病原谱存在着地域差异,北欧地区和美国多为光滑念珠菌,西班牙和巴西近平滑念珠菌多于光滑念珠菌。此外,白念珠菌所占比例也在逐渐下降,光滑念珠菌和克柔念珠菌所占比例相对稳定,而近平滑念珠菌和热带念珠菌所占比例在不断增加。

白色念珠菌,又称白色假丝酵母菌,菌体细胞呈球形或卵圆形,与酵母菌相似,菌体比葡萄球菌大5~6倍,约2~4µm,革兰染色阳性。该菌在25-37℃生长良好,42-45℃仍可生长,培养物具有酵母气味。白色念珠菌广泛分布于自然界,是正常人体表、上呼吸道、胃肠道及阴道的定植菌之一。当机体免疫力下降时,白色念珠菌侵犯人体各个部位,常引起以下疾病:

  皮肤念珠菌病:好发于皮肤皱褶处(如腋窝、腹股沟、乳房下、肛门周围、甲沟及指间等),皮肤潮红、潮湿、发亮,病变周围有小水疱。

  黏膜念珠菌病:以鹅口疮、口角炎、阴道炎最多见,在黏膜表面盖有凝乳大小不等的白色薄膜,剥脱后,留下潮红基底,并产生裂隙及浅表溃疡。

  内脏及中枢神经念珠菌病:可由黏膜、皮肤等处病菌播散引起,有肺炎、肠胃炎、心内膜炎、脑膜炎、脑炎等,偶尔也可发生败血症等。

光滑念珠菌,在人群的定植率和感染率与人群的年龄有关。在婴儿和儿童中光滑念珠菌定植和感染均极为少见,随着年龄的增长,光滑念珠菌的定植率和感染率均明显升高。光滑念珠菌的流行状况与地理位置、年龄、人群以及氟康唑的使用状况等因素有关。目前认为光滑念珠菌感染的危险因素包括:HIV感染、糖尿病、长时间住院、手术、导尿、静脉留置导管以及先前使用过抗生素或氟康唑等。与其他非白念珠菌相比,光滑念珠菌引起的感染的病死率最高,光滑念珠菌感染的病死率为40%~70%,肿瘤患者和骨髓移植患者发生的光滑念珠菌血症的病死率分别高达50%和100%,光滑念珠菌是引起念珠菌血症的第2位常见病原菌;

克柔念珠菌,可以从自然界各种不同的物质中分离出来,例如空气、水果、污水、青储饲料、土壤、食物(包括乳类和肉产品,泡菜,糖果和糖浆类)以及果酒和啤酒。因此,它是广泛地存在于自然界的一种兼性腐生菌。偶尔从不同的患者或正常人的黏膜表面分离出来,是人体短暂的共生菌。能引起多种感染如真菌血症,眼内炎和心内膜炎,且多发生于住院的免疫力低下的患者而受到广泛重视。

近平滑念珠菌,是人类皮肤表面的一种正常共生菌。但在宿主存在免疫缺陷或抑制状态、侵入性操作、胃肠外营养和既往抗真菌治疗等因素时,该菌也可作为机会致病菌引起多系统广泛的感染。近20年,近平滑念珠菌的感染率不断上升,其主要致病特点如下:(1)、容易在导管中定植,引起导管相关的血流感染;(2)容易在胃肠外营养液中生长;(3)、在新生儿,尤其在最低体重儿多引起严重感染;(4)、多定植在皮肤表面,可通过接触进行水平传播,很容易通过医护人员的手在院内传播,甚至引起爆发流行。

热带念珠菌,是一种腐物寄生菌,广泛存在于自然界,可从水果、蔬菜、乳制品、土壤中分离出。也可存在于健康人体的皮肤、阴道、口腔和消化道等部位。约10%的健康妇女和30%的孕妇可无任何临床症状而阴道内带有念珠菌。当机体抵抗力降低或阴道局部环境发生改变时,热带念珠菌就大量繁殖,产生病变,所以,热带念珠菌是一种条件致病菌。热带念珠菌在念珠菌属引起的血流感染(BSI)中排名第3-4位,与其他念珠菌属相比,它拥有增加内在致病力的多种明显特性。

传统检测方法

传统病原微生物的检测包括形态学检查、分离培养以及免疫学方法三类。其中形态学检查以及免疫学方法不需要进行病原体的分离培养。传统检测方法通过观察病原体本身的形态特征、测定代谢物、测定生化反应及检测病原体的抗原或抗体等手段,对菌种进行鉴定,测试其药敏特征。在一般诊疗过程中,形态学检查仅可用于初步判断病原体大类,免疫学方法的检测通量较低,而培养法是目前病原体检测中的金标准,但具有耗时较长,过程相对复杂,对操作人员的技术要求较高等缺点。

1.血培养检测技术:

血培养其主要是针对细菌感染的检查项目,可以查出细菌,也可以查出真菌。可以针对一些病菌的一过性或者持续性出现,从而诊断某些疾病,比如脑膜炎、肺炎、肺脓肿、化脓性关节炎、脊髓炎、胆囊炎、肠系膜炎、结肠炎,有时候由于手术发生了感染或者因为外伤而造成的感染,从而出现了一过性的菌血症。有些疾病发生的持续性的菌血症,如感染性内膜炎、血栓性静脉炎和其他血管内膜感染等,通过血培养明确诊断,为治疗提供主要的依据。

血培养是当前血流感染病原微生物检测的金标准,但由于血液中病原微生物含量极低(低至1CFU/ml),加上抗菌药物使用等原因造成血培养的阳性率远低于预期;同时,病原微生物鉴定平均需要2-3天,再结合药敏鉴定、报告时间更长。然而血流感染疾病进展较快,若未得到快速、有效诊治,易进展为脓毒症。临床迫切需要一种快速检测致病菌及其耐药性的方法来缩短报告时间,提高阳性检出率;同时配合精准、及时、有效的治疗方案有助于降低脓毒症的死亡率。

2.免疫学检查

免疫学检测是一种基于抗原抗体特异性结合反应原理的检测方法, 将免疫反应与现代测试技术有机结合起来, 利用超微量的检测形式, 实现病原的鉴定。既可以检测病原菌的抗原,也可以检测免疫细胞的抗体。抗原检测可以确认病原菌,而抗体检测则是预防检测,健康评估的方法,两者相辅相成。临床上CRP检测即属于免疫检测的一种。免疫检测的灵敏度和特异性高,比传统的检测方法耗时减少。但病原体种类繁多,已研发的抗原、抗体数量远远不能满足市场需求,且检测结果很大程度上依赖于抗体的好坏,抗体制备、检测操作过程较繁琐,且抗体易受环境中各种物质和微生物的干扰,影响了它的广泛应用,测定成本较高。

3.质谱检测技术

MALDI-TOF MS为微生物识别提供了新的技术。其主要原理是在完整的微生物中添加酸性基质辅助细胞裂解,激光激发细胞裂解物形成肽质量指纹谱,与已构建的属、种水平的共性参考谱库进行比对分析,从而实现微生物的鉴定。MALDI-TOF MS在微生物鉴定方面具有操作简单、鉴定迅速、成本低及自动更新的数据库等优势,迅速得到了应用。在微需氧、厌氧菌、真菌及分枝杆菌等难培养微生物鉴定方面表现尤为突出,鉴定时间由数天推进到以分钟和秒计算。在无菌体液的直接鉴定、耐药表型识别、病原体遗传溯源等方面也取得进展。基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDL-TOF-MS)可通过分析蛋白质指纹检测细菌和真菌。蛋白质谱可用于医学上重要细菌毒力因子的检测,如检测抗菌药物耐药基因产物。但该检测方法目前尚无标准化的临床前处理方法,检测结果差异较大。而且该技术不适于诊断多重病原体感染。

4、荧光原位杂交技术(FISH)

该技术通过携带荧光标记物的核酸探针与待测病原体目的基因杂交,可以在3小时内完成DNA序列在染色体上的定位、定性、相对定量分析。该技术能够直接检测血培养阳性样本中的病原菌,并且无需扩增,从而大大缩短检测时间且不易受到血液基质的抑制和污染,但需要事先根据革兰染色结果选择合适的荧光探针。目前革兰阳性球菌、革兰阴性杆菌和念珠菌的探针均有商品化试剂盒供选择,但可用的特异性探针数量有限,一些病原菌只能在属的水平上鉴定,并且缺乏抗菌药物敏感性信息。

5、微阵列技术

该技术可以标记大量DNA片段,并能在单一反应中同时识别多种病原体,补充了FISH技术探针数量不足的问题。PCR方法结合微阵列的技术可以同时扩增同一样本中的多个DNA靶点,速度快、效率高且特异性强。但是探针制备成本高,非特异性杂交可能导致假阳性结果增多,目前的商业化方法仍存在敏感性不高和缺乏足够广泛的耐药基因检测的问题,制约了该技术的临床应用。

6、基因测序技术

目前应用最广泛的是通量高、成本低的第二代测序技术(next generation sequencing,NGS)。NGS通过将每个目标DNA片段绑定到一个芯片上,加入不同荧光标记的4种dNTP,在DNA聚合酶的作用下延长,高分辨率的摄像头捕捉荧光信号,经过特定的计算机软件处理获得待测DNA的序列信息,是诊断血流感染的先进方法。

此外,质谱技术和PCR结合核磁共振技术在血流感染的鉴定中也有尝试,但目前还没有广泛的应用。

7.数字PCR方法

数字PCR技术作为新兴的临床检测技术,与以往的技术比较,定量核酸的方法不同,不依赖标准曲线、高灵敏度、高特异度等诸多优点,与实时荧光定量PCR比较,各方面均有不同。荧光定量技术是针对整个反应扩增过程实时采集并分析荧光信号,生成扩增曲线,然后利用CT值与标准曲线进行核酸水平的定量分析。在临床检测中,实时荧光定量PCR存在一定的局限性:对标本类型与核酸模版水平要求相对较高,目前主要应用于血液、尿液与肺泡灌洗液等背景简单的标本中,在检测如粪便、痰液等背景复杂的标本时,由于标本与标准品间背景不同为检测引入误差;部分标本中存在反应抑制剂,如血液抗凝剂、福尔马林等,降低了扩增效率,影响CT值;标本目标核酸水平低于检测限等因素均会影响实时荧光定量PCR技术的精确度与 灵敏度,且各标准品水平存在差异,不仅为实验引入新误差,还导致各实验室间数据可交换性差。

在病原微生物的检测方面,数字PCR利用其灵敏度高的特点已应用于临床样品中多种病毒,细菌,衣原体原虫的检测,其中包括乙型肝炎病毒,丙型肝炎病毒,戊型肝炎病毒,巨细胞病毒,流感病毒,人类乳头瘤病毒,艾滋病病毒,结核杆菌,幽门螺杆菌,沙眼衣原体,巴贝西虫。相对好的敏感性和精确性使得数字PCR可以准确定量10个拷贝以下的病原微生物,这是普通PCR和qPCR无法实现的,特别适合于早期诊断和用药后低拷贝病毒的监控。HIV DNA整合到宿主细胞基因组中是一个稀有事件,外周血中每1000-100000个CD4+ T 细胞仅有一个。这种低水平的HIV DNA可维持低水平的病毒复制,特别是在淋巴组织中。用数字PCR对HIV感染宿主体内低拷贝HIV DNA的精准人和HIV感染导致的定量可以实现 HIV 治疗过程中病毒残留的监控。数字PCR也被用于检测肺结核病人和HPV感染导致的宫颈癌病人血液中的病原体的检测,可以避免对患者进行重要脏器创伤性采样。

病原微生物的载量对于阐释疾病病程,后续治疗及疗效评估至关重要。数字PCR可高精确、稳定地对病原体载量进行分析。特别是针对缺乏标准品的病原微生物检测,数字PCR可直接计算出病原体核酸拷贝数,具有较高的可重复性,检测结果可以在实验室间进行参考。同时,数字PCR已经被用于评价国际间标准物质拷贝数的异质性。在一个对世界卫生组织不同区域所使用的BK病毒标准品数字PCR定量实验发现,不同区域BK病毒标准品拷贝数最大竟然相差了8倍,这个结果已被二代测序所证实。

在病原体耐药性突变鉴定方面,相对于敏感性差、分辨率低的实时荧光PCR技术,数字 PCR 能早期(痕量)检测罕见突变或药物抗性基因,利用数字PCR检测到甲型流感病毒丰度小于 0.1%的奥司他韦耐药基因。利用数字PCR及时、准确地动态监测各种耐药表型和基因型,有助于及时减少患者服用无效药物的数量,及早采用其他备用药物。

在病原体检测中,病原微生物通常是以病毒和细菌为常见病原体进行检测的,如病毒或细菌与宿主关系。数字PCR 可对病原体进行快速、准确和更精准的检测,其检测下限高于目前商业检测常用的qPCR 方法。

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