肺炎克雷伯菌尿路感染167例碳青霉烯耐藥風險列線圖預測模型的構建

胡愛玲，杜雅麗，衡媛，王東，王娜

作者單位：秦皇島市第一醫院，a藥學部，b檢驗科，河北 秦皇島 066000

肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae，KP）是臨床常見的條件致病病原體，是引起醫院內感染和社區感染的重要病原菌，?？梢鸷粑?、泌尿道等的感染，嚴重者可危及生命［1］。碳青霉烯類抗菌藥物的抗菌譜廣泛且抗菌活性強，是目前控制革蘭陰性菌感染最有效的抗菌藥物，尤其對耐藥的腸桿菌感染的治療效果較好，在治療耐藥的腸桿菌感染中起到重要作用［2］。但是近年來耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌（CRKP）的檢出呈逐年上升的趨勢［3-4］。CRKP 感染者的出現給臨床醫療和感染控制造成較大困難［5］。列線圖又稱為Nomogram 圖，與傳統的模型相比，列線圖模型可以整合更多的影響因素，將復雜的回歸方程轉變為了可視化的圖形，使預測模型的結果更具有可讀性，方便對病人進行早期評估［6］。目前暫無針對CRKP 尿路感染風險的列線圖預測模型的建立。本研究通過監測CRKP 尿路感染病人的基本情況、科室分布以及感染來源幾個方面進行分析，探究發生CRKP 感染的臨床危險因素，并建立列線圖預測模型，以幫助臨床醫護人員準確預測CRKP 尿路感染風險，給予針對性預防措施，為臨床經驗性用藥提供指導。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性分析2018 年1 月至2020 年12 月秦皇島市第一醫院確診為KP 尿路感染的成人住院病人，將同一病人檢出的相同結果剔除。本研究符合《世界醫學協會赫爾辛基宣言》相關要求，病人或其近親屬已知情同意。納入標準：①確診KP尿路感染病人；②培養結果陽性且進行藥敏試驗者。尿路感染的診斷標準：（1）清潔中段尿培養桿菌定量≥105/mL、球菌≥104/mL 或真菌陽性；（2）有尿路刺激征、發熱、菌血癥等；（3）有膿尿（尿沉渣鏡檢白細胞＞5 個/高倍鏡視野）。具備一項即可診斷［7］。排除標準：①年齡＜18 歲；②住院時間≤24 h。剔除臨床記錄不完整或資料缺失的病例，通過查詢電子病歷系統，共計統計出3 年間KP 尿路感染病例167例，將尿液標本中檢出CRKP 的62 例病人設為CRKP組，非CRKP的105例病人設為非CRKP組。

1.2 判定標準CRKP 判定標準：KP 中對美羅培南或者亞胺培南中任意一種藥物產生耐藥即可判定［8］。

1.3 臨床資料收集收集以下臨床指標：性別、科室、確診前兩周內是否手術、是否入住重癥監護室、基礎疾?。òㄊ欠窕加蟹尾考膊?、心血管疾病、腦血管疾病、腎臟疾病、惡性腫瘤、糖尿病和合并以上兩種）、侵襲性操作（包括留置引流管、機械通氣、插尿管、中心靜脈長期導管置管術）、感染部位（包括來自肺部、血液、尿路和大于等于兩部位）、確診前兩周藥物使用史（包括糖皮質激素、免疫抑制劑、喹諾酮類、三四代頭孢、酶抑制劑、碳青霉烯類）。

1.4 細菌培養鑒定及藥敏試驗細菌培養及鑒定按照《全國臨床檢驗操作規程》（第3 版）進行操作。使用法國BioMerieux 公司的BACT/ALBRT 3D 全自動血培養儀進行細菌培養，法國梅里埃公司的Vitek 2 Compact 型全自動微生物鑒定儀鑒定菌種并進行藥敏試驗，藥敏試驗通過測定能抑制細菌生長的最低藥物濃度，來判斷細菌的耐藥性，根據美國臨床實驗室標準協會（CLSI）頒布的標準（2019 年版）判讀藥敏結果。

1.5 統計學方法采用SPSS 25.0 軟件對數據進行分析。計數資料用頻數、構成比描述，兩組計數資料的比較采用χ2檢驗。單因素分析P＜0.05 的變量納入多因素logistic 回歸分析，采用逐步后退法確定CRKP 感染的獨立危險因素。列線圖采用R3.6.2 軟件，采用rms 程序包建立列線圖預測模型。采用Bootstrap法重復抽樣1 000次，對列線圖模型進行內部驗證并計算一致性指數（C-index）；采用受試者操作特征曲線（ROC 曲線）評估列線圖模型的準確度和區分度。預測曲線與實際觀察曲線吻合度越高說明模型預測準確度越好；ROC 曲線下面積（AUC）代表模型判別效度，AUC 越接近1.0 說明模型的判別效度越好，一般要求模型判別效度AUC≥0.70。檢測水準α=0.05。

2 結果

2.1 尿路感染的臨床特征167 例KP 尿路感染病人，男性78 例（46.7%），女性89 例（53.3%）。來自全院21 個臨床科室，有63 例（37.7%）病人入住重癥監護室，104 例（62.3%）病人來自普通病房。167 例病人中，有基礎疾病的病人有155 例（92.8%），其中有127 例（76.0%）病人合并有兩種或兩種以上基礎疾病，最常見的基礎疾病依次為心血管疾病114 例（68.3%）、糖尿病88 例（52.7%）、腦血管疾病73 例（43.7%）、腎臟疾病49 例（29.3%）、肺部疾病35 例（21.0%）和惡性腫瘤25 例（15.0%）。120 例（71.9%）病人在確診前行侵襲性操作，包括插尿管108 例（64.7%）、留置引流管87 例（52.1%）、機械通氣52 例（31.1%）和中心靜脈導管置管術42例（25.1%）。

2.2 KP 對常用抗菌藥物的耐藥性結果表明，CRKP 組對酶抑制劑、頭孢菌素類、單環β-內酰胺類、碳青霉烯類、喹諾酮類、呋喃類的耐藥率均超過90.0%，對氨基糖苷類的耐藥率也超過50.0%，呈現多重耐藥。而非CRKP 株對大多數藥物較為敏感，除了頭孢呋辛、頭孢曲松、環丙沙星、呋喃妥因和復方磺胺甲噁唑外，耐藥率均低于30.0%，見表1。

表1 兩組KP對臨床常用抗菌藥物的耐藥性比較/例（%）

2.3 CRKP尿路感染的影響因素的分析與篩選

2.3.1 CRKP 組與非CRKP 組臨床特征比較兩組病人有腦血管疾病、確診前進行侵襲性操作（包括留置引流管、機械通氣、插尿管、中心靜脈導管置管術）、入住重癥監護室、確診前兩周使用糖皮質激素、碳青霉烯和酶抑制劑均差異有統計學意義（P＜0.05）。除此之外，兩周內手術、腎臟疾病及尿源性雖然有統計學意義，但是均為非CRKP 組的比值大于CRKP組，因此不計入下一項分析。見表2。

表2 耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌（CRKP）組與非CRKP組危險因素比較/例（%）

2.3.2 CRKP 尿路感染的危險因素logistic 分析對上述單因素分析有統計學意義的因素進行數據資料分類處理，以是否發生CRKP尿路感染（賦值：是=1，否=0）為因變量，因陽性病例僅62例，納入的自變量不宜超過6 個。結合尿路感染臨床特點將CRKP組和非CRKP 組差異有統計學意義的因素：患有腦血管疾病、插尿管、入住重癥監護室、確診前兩周使用糖皮質激素、碳青霉烯和酶抑制劑作為自變量，進行多因素logistic 回歸分析。自變量為計數資料的進行賦值處理，腦血管疾?。ㄓ?1，無=0）、插尿管（有=1，無=0）、入住重癥監護室（有=1，無=0）、確診前兩周使用糖皮質激素（有=1，無=0）、碳青霉烯（有=1，無=0）、酶抑制劑（有=1，無=0）。結果顯示入住重癥監護室、確診前兩周使用碳青霉烯以及使用酶抑制劑是CRKP尿路感染的獨立危險因素。見表3。

表3 肺炎克雷伯菌尿路感染167例發生碳青霉烯耐藥危險因素的logistic回歸分析

2.4 CRKP尿路感染風險預測模型的建立與驗證

2.4.1 CRKP 尿路感染風險列線圖預測模型的建立根據多因素logistic 回歸分析結果，利用R 軟件，將167 例病人按照分層隨機抽樣方法以7∶3 的比例分為訓練集（118 例）和驗證集（49 例），然后使用訓練集根據入住重癥監護室、碳青霉烯類、酶抑制劑這3 項獨立危險因素繪制CRKP 尿路感染風險預測模型（圖1）。依據列線圖模型中各自變量對結局變量的影響程度，對每個自變量取值水平進行賦分：入住重癥監護室=100 分；使用碳青霉烯=78 分；使用酶抑制劑=83 分。每例病人各項評分相加得到總分，根據總分計算每例病人發生CRKP 尿路感染風險風險概率，實現預測模型可視化。當總分為100、150、200 及250 分時對應的預測概率分別為43.0%、69.0%、86.0%、95.0%?？偡衷礁?，預測概率越大。

圖1 訓練集肺炎克雷伯菌尿路感染118例發生碳青霉烯耐藥風險列線圖

2.4.2 CRKP 尿路感染風險列線圖預測模型的內部驗證采用計算機模擬重復采樣法（Bootstrap 法），用訓練集（118例）及驗證集（49例）對列線圖模型進行內部驗證，通過校準曲線評估列線圖模型的準確度。訓練集C 指數0.88，驗證集C 指數0.90。校準曲線顯示，預測曲線和實際觀察曲線基本吻合，說明模型具有良好的預測準確度（圖2，3）。通過ROC曲線評估列線圖模型的區分度，AUC 為0.88，95%CI：（0.83，0.94）提示模型具有較好的區分度。

圖2 訓練集肺炎克雷伯菌尿路感染118例列線圖模型預測耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌（CRKP）感染發生風險的校準曲線

圖3 驗證集肺炎克雷伯菌尿路感染49例列線圖模型預測耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌（CRKP）感染發生風險的校準曲線

2.4.3 CRKP 尿路感染風險列線圖預測模型的外部驗證回顧性收集2022 年1—11 月秦皇島市第一醫院就診的符合納入標準的病人60 例。KP 尿路感染碳青霉烯耐藥風險預測中CRKP 分值的臨界值為100 分，以100 分為界，將評分分值＞100 分判定為CRKP 感染，≤100 分判定為非CRKP 感染。驗證組60 例病人中實際CRKP 感染13 例，預測正確為12例。非CRKP 感染47 例，預測正確為33 例。該CRKP 尿路感染風險預測模型下預測總體準確率為75.0%。見表4。

表4 CRKP尿路感染風險列線圖預測模型的外部驗證預測結果

3 討論

近年來，革蘭陰性菌特別是CRKP 引起的各個部位的感染已成為臨床上最為棘手的問題。因有效的治療藥物非常有限，CRKP 感染的治療難度極大。本研究結果顯示，入住重癥監護室是CRKP 感染的獨立危險因素。既往CRKP 感染的臨床危險因素分析［9-10］也發現，入住重癥監護室是CRKP 感染的獨立危險因素。其原因可能是重癥監護室中病人以老年病人為主，多數病人合并多種基礎疾病、固有免疫力退化，隨著住院時間延長，營養狀況差導致免疫力進一步下降，侵入性操作引起機體保護屏障破壞及長期多種廣譜抗生素暴露等［11-12］。因此，入住重癥監護室的尿路感染病人應特別注意CRKP的定植、傳播及感染，加強CRKP的防控。

本研究同時發現確診前兩周內使用碳青霉烯類抗菌藥物及酶抑制劑也是CRKP 尿路感染的獨立危險因素。這一結論與既往陳美芳等［13］、王娜等［14］研究結果一致。CRKP 感染與廣譜抗生素的廣泛使用存在正相關性［15］。近年來，碳青霉烯類抗生素使用率不斷增加，在抗菌藥物選擇壓力下細菌通過產生滅活酶、改變細菌外膜通透性和抗菌藥物作用靶位、產生生物被膜及主動泵出系統等途徑產生耐藥，致使耐藥菌株逐年增多［16］。有研究發現，碳青霉烯類抗菌藥物暴露是導致多重耐藥菌醫院感染的重要因素之一，而且碳青霉烯類抗菌藥物暴露時間越長，多重耐藥菌感染率越高［17］。與此同時，本研究藥敏試驗結果顯示，CRKP 組KP 對酶抑制劑、頭孢菌素類、單環β-內酰胺類、碳青霉烯類、喹諾酮類、呋喃類的耐藥率均超過90.0%，對氨基糖苷類的耐藥率也超過50.0%，其耐藥性明顯高于非CRKP組，僅對復方磺胺甲噁唑保持較高的敏感性。這一結論與馬婧涵等［18］結果一致。非CRKP 組對頭孢他啶、哌拉西林/他唑巴坦、碳青霉烯類、阿米卡星、左氧氟沙星等藥物耐藥率均低于40%，可以經驗性選擇用藥的品種相對較多；而CRKP 組具有多重耐藥性，對常用β-內酰胺類抗菌藥物的耐藥率均超過95%，對氨基糖苷類和喹諾酮類也具有較高的耐藥率。故針對確診或是高度可疑的CRKP 尿路感染，臨床可選用多黏菌素E、復方磺胺甲噁唑、磷霉素、頭孢他啶/阿維巴坦等作為經驗性用藥的治療方案。

多中心研究表明，尿路感染使重癥監護室病人額外死亡率增加18.5%，住院時間延長［19］，且暴露時間越長，院內獲得性多重耐藥菌尿路感染率及死亡率越高［15］。本研究構建的KP 尿路感染碳青霉烯耐藥風險列線圖預測模型，經內部校準曲線和ROC 曲線分析表明，模型具有良好的預測準確度和區分度。列線圖可視化模型可以快速清晰地預測尿路感染病人發生CRKP 的風險，并可以直觀地展示給病人家屬，便于臨床醫生與病人、家屬溝通，以達到“早發現、早治療、提高依從性”的目的；有利于醫護人員通過篩查，對高風險人群進行早期識別并制定針對性防控措施以達到“早發現、早隔離、避免交叉感染”的目的；也有利于加強臨床藥師對這類高危人群制定有效的藥學監護及合理的藥物治療方案。