一、重症感染的病原学特点

重症感染病原微生物种类繁多，ICU患者感染的致病菌中，最常见的病原菌为革兰阴性菌，其次为革兰阳性菌和真菌。其中常见的革兰阴性菌：肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌；革兰阳性菌：金黄色葡萄球菌、凝固酶阴性葡萄球菌；真菌：白色念珠菌和非白色念珠菌。

（一）肺炎克雷伯菌

肺炎克雷伯菌是肠杆菌科克雷伯菌属的一类细菌，存在于人体上呼吸道和肠道；当机体免疫力下降或正常屏障功能破坏时，会导致致病，肺炎克雷伯菌所致疾病占克雷伯菌属感染的95%以上。随着时代变迁、抗生素的广泛使用，肺炎克雷伯菌的耐药已成为世界难题。

肺炎克雷伯菌对三代头孢的耐药率高，2022年Chinet最新数据表明，肺炎克雷伯菌对头孢噻肟（头孢曲松）耐药率在42.9%，较2021年（41.5%）略有上升。但近十年来，肺炎克雷伯菌对三代头孢的耐药率在40.6-47.2%。2022年Chinet公布的数据显示，肺炎克雷伯菌对亚胺培南耐药率为27.5%，对美罗培南耐药率为26%，较2021年均有明显上升。

自20世纪90年代以来，碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌(carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae，CRKP)感染的数量不断增加，给全球公共卫生带来了巨大挑战，其发病率和死亡率都很高。在美国和欧洲国家，肺炎克雷伯菌序列258型(Sequence type 258，ST258)是主要传播的CRKP。但在我国，CRKP以Sequence type 11 (ST11)型为主。ST11是ST258的单位点变异，两者关系密切。ST11和ST258属于克隆复合体258 (clonal complex 258，CC258)，包括ST11、ST258和其他5个STs (ST270、ST340、ST379、ST407和ST418)。CRKP的主要耐药机制为产碳青酶烯酶，主要是A类KPC型；少数产B类酶，亦称金属酶，主要是NDM型。

1986年首次报道一株高毒力（hypervirulent）肺炎克雷伯（hvKP），这株hvKP形成的菌落具有高粘液性（hypermucoviscous),高粘液性使得肺炎克雷伯杆菌的侵入性更强。此后在世界多地包括中国均发现hvKP。与普通的肺炎克雷伯菌比较，hvKP对中性粒细胞的细胞内和细胞外杀伤的抵抗作用明显提高。糖尿病患者为易感人群，在社区中，肝脓肿常为hvKP侵入感染的首发表现，还可入侵肺部形成肺脓肿，入侵脑部形成脑脓肿等，hvKP还可能在免疫功能正常的患者体内播散。多数情况下，hvKP只对氨苄西林耐药。

近年来报道高毒力耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌(carbapenem-resistant hypervirulent Klebsiella pneumoniae，CR-hvKP)携带pLVPK样毒力质粒，可导致相对健康的个体发生严重感染。中国常见的ST11 CRKP碳青霉烯酶编码基因有blaKPC、blaNDM、blaOXA、blaIMP和blaVIM。质粒可通过接合将ST11型CRKP菌株转化为CR-hvKP菌株。质粒通过接合，介导不同耐药基因的水平转移，导致耐药基因传播。

肺炎克雷伯菌致病力强，病死率在15%-49%。碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌所致死亡的风险是碳青霉烯敏感肺炎克雷伯菌所致死亡的两倍。

（二）大肠埃希菌

大肠埃希菌(Escherichia coli，E. coli)又称大肠杆菌，是一种革兰氏阴性杆菌，属于人类肠道正常寄生菌。当大肠埃希菌获得致病基因或菌群大量繁殖或人体免疫屏障破坏时，会成为致病菌。根据致病性的不同，致泻性大肠埃希菌被分为产肠毒素性大肠埃希菌、肠道侵袭性大肠埃希菌、肠道致病性大肠埃希菌、肠集聚性黏附性大肠埃希菌和肠出血性大肠埃希菌5种。

E. coli可引起腹腔内感染、尿路感染和血流感染。E. coli是血流感染、腹腔感染最常见的病原菌，也是粒细胞缺乏患者最常见的致病菌之一。在中国的一项研究表明，大肠杆菌感染占新生儿血流感染的近30%，死亡率超过10%。在成人患者，E. coli感染患者的死亡率高达16.08%。

大肠埃希菌对三代头孢的耐药率高，2022年Chinet最新数据表明，大肠埃希菌对头孢噻肟（头孢曲松）耐药率在50.3%，较2021年（52.4%）略有下降。近十年来，大肠埃希菌对三代头孢的耐药率逐年下降。目前大肠埃希菌对碳青霉烯类抗生素仍保持较高敏感性，2022年Chinet公布的数据显示，大肠埃希菌对美罗培南耐药率仅1.6%，主要耐药机制为产碳青酶烯酶，主要为B类酶中NDM型。

（三）铜绿假单胞菌

铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa，P.A)原称绿脓杆菌，在自然界中分布广泛，各种水、空气、正常人的皮肤、呼吸道和肠道等都有存在。本菌存在的重要条件是潮湿的环境。P.A是一种常见的条件致病菌，属于非发酵革兰氏阴性杆菌。近年来，抗微生物药物治疗铜绿假单胞菌感染的有效性逐渐下降。基因组学研究发现，尽管P.A基因组很保守，并显示出适度的遗传变异性。

碳青霉烯类耐药铜绿假单胞菌(Carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa，CR-PA)是全球范围内主要的卫生保健相关病原体。在美国，10%~30%的铜绿假单胞菌分离株对碳青霉烯类药物耐药。2022年Chinet公布的数据显示，铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药率为23.8%，对美罗培南耐药率为19.2%，较2021年略有明显上升。

碳青霉烯酶介导的铜绿假单胞菌碳青霉烯耐药是一个值得关注的问题，因为它极大地限制了抗感染策略的选择。铜绿假单胞菌中存在的碳青霉烯酶在不同地区差异很大，包括A类β内酰胺酶、KPC和GES；金属β-内酰胺酶IMP、NDM、SPM和VIM；以及D类OXA-48酶。快速确认和区分各类碳青霉烯酶是启动早期有效治疗的关键。CR-PA感染的死亡率在17-53%。

但是P.A对碳青霉烯类耐药的部分菌株仍然对β-内酰胺类抗菌药物保留良好的敏感性。这是因为P.A的碳青霉烯耐药很少是由于碳青霉烯酶的产生，而往往是通过一系列机制介导的，包括外膜通透性降低、外排泵或AmpC β-内酰胺酶的过表达和青霉素结合蛋白的改变。有研究发现，在住院患者中，CR-PA中34%为β-内酰胺敏感的CR-PA（S-CRPA），但是与β-内酰胺耐药的CRPA患者相比，S-CRPA患者的30天死亡率更高。

（四）鲍曼不动杆菌

鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii，AB)广泛存在于自然界，是一种条件致病菌，属于非发酵革兰阴性杆菌。对常用抗生素的耐药率有逐年增加的趋势，并引起临床医生和微生物学者的严重关注。2022年Chinet公布的数据显示，鲍曼不动杆菌对亚胺培南耐药率为75.6%，对美罗培南耐药率为76.6%，较2021年均有明显上升。

多重耐药AB（multidrug-resistant Acinetobacter baumannii，MDRAB）感染患者的住院死亡率显著高于非MDRAB感染患者；同样，CRAB感染患者住院死亡率显著高于非CRAB感染患者。CRAB导致的血流感染病30天死率可高达57.5%。

（五）金黄色葡萄球菌

金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus，SA）是全球发病率和死亡率最高的病原体之一。它可引起多种疾病，从中度皮肤感染到致死性肺炎和脓毒症。与甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌(methicillin-sensitive Staphylococcus aureus，MSSA)相比，甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌（Methicillin-resistant Staphylococcus aureus，MRSA)感染的死亡率、发病率和住院时间均增加。金黄色葡萄球菌的高致病率和死亡率与其产生的多种毒力因子密切相关，这些毒力因子不但与金黄色葡萄球菌的致病力相关，还会导致金黄色葡萄球菌耐药。近年来将MRSA分为社区获得性（CA-MRSA)和院内获得性（HA-MRSA)，与HA-MRSA比较，CA-MRSA有更强的毒力和侵袭力，易导致感染性休克和多器官功能障碍。

但是Chinet监测结果显示，我国MRSA检出率逐年下降。2022年Chinet公布的数据显示，MRSA检出率已下降至29.9%。MRSA对万古霉素、利奈唑胺、替考拉宁、替加环素、利福平保有高度敏感性。

（六）白色念珠菌

白色念珠菌通常是健康人体内的共栖微生物。在不同宿主生态位中，白色念珠菌不断暴露在高度动态的环境因素下，成功地进化到适应共生和致病的生活方式。白念珠菌能够经历从酵母到丝状形态的可逆形态转变，这是一种公认的毒力特征。

白色念珠菌仍然是最常见的致病真菌，其次是光滑念珠菌、近平滑念珠菌和热带念珠菌。除了少数几种念珠菌(如克柔念珠菌、光滑念珠菌和罕见念珠菌)外，对氟康唑和其他三唑类药物的耐药性相当少见。白色念珠菌感染患者中，念珠菌血症的死亡率高达43.6%，白色念珠菌估计可归因死亡率为47%。

（七）光滑念珠菌

光滑念珠菌(Candida glabrata)是一种机会性致病真菌病原体，可在免疫系统受损的患者中引起浅表黏膜和危及生命的血流感染。光滑念珠菌引起的血流感染占血液念珠菌感染总数的29%。

光滑念珠菌的耐药性是影响临床抗感染疗效的主要原因，包括三唑类、两性霉素B。光滑念珠菌通过细胞内药物外排增强、药物作用靶点结构改变、线粒体功能缺失等机制导致耐药。世界各地报道的光滑念珠菌对三唑类耐药率存在很大差异，我国光滑念珠菌对三唑类抗菌药物耐药率在6.8%；我国光滑念珠菌对棘白菌素类、多烯类药物保持高度敏感。

二、重症感染临床分离菌株感染与定植的鉴别

临床科室送检合格标本，经检验科鉴定后得到的病原微生物检测结果报告，这一报告需要临床医师鉴别所得到的病原微生物是定植菌，还是感染菌。病原菌的定植与感染有何不同？

（一）定植菌：各种微生物经常从不同环境落到人体，并能在一定部位定居和不断生长、繁殖后代，这种现象通常称为“定植”。定植的微生物必须依靠人体不断供给营养物质才能生长和繁殖，才能进而对人体产生影响（如导致感染）。

病原菌定植必须符合以下条件：1、必须具有黏附力；2、必须有适宜的环境；3、必须有相当的数量。定植菌可分为正常菌群和条件致病菌。正常菌群：在人体各部位正常寄居而对人无害的细菌。条件致病菌：在一定条件下，原来在正常时不致病的正常菌群中的细菌成为致病菌。

（二）病原菌感染：病原菌侵入宿主机体后，生长繁殖、释放毒性物质引起机体不同程度病理反应的过程，成为病原菌的感染或传染。感染来源可分为：1、外源性感染（exogenous infection）：病原生物来自宿主体外的感染。例如：患者病原生物携带者、患病或携带致病菌的动物。2、内源性感染（endogenous infection）/自身感染：病原生物来自宿主体内的感染。

（三）如何判断培养出的分离菌是定植菌还是感染菌？

临床工作中，当患者存在感染或可能存在感染时，临床医师会送检相关标本培养，有助于后期目标性抗感染治疗。临床采集的标本培养结果需要鉴别是定植菌还是感染菌。

1.痰：痰培养得到的分离菌是否为感染菌？最简单和最直接的证据就是痰涂片，首先感染菌会导致局部白细胞大量增加，其次由于感染早期（细菌/真菌）启动的非特异性免疫因子中中性粒细胞是最主要的免疫细胞，吞噬和包裹现象是反映分离菌与机体免疫系统的相关性的最重要的信号，观察这一现象有助于区别是感染还是定植。同时需结合患者的症状、体征及相关感染指标（CRP、PCT等）来区分感染与定植。

2.尿：可结合尿常规结果，如尿常规未见白细胞升高，同时患者无尿路刺激症状，即使尿培养见病原微生物，仍不考虑感染。若尿常规提示尿路感染，同时患者存在尿路刺激症状，通过多次送检尿培养，如每次或超过2次培养出同样的细菌应考虑是致病菌。

3.创伤部位感染：创伤部位可以发生细菌污染，但不一定发生感染。目前临床上区分创伤感染或污染主要看细菌向活组织深部侵入程度及每克组织含细菌量是否达到一定域值。一般认为每克组织内细菌数量在105-106个以上时即可造成伤口感染。

4.导管相关血流感染：中心静脉导管血菌落计数是经外周血培养菌落计数的5倍或以上；导管血培养阳性较外周血培养提早2小时或更早出现；导管尖端定量培养>15CFU或导管尖端培养与2处外周血培养为同一细菌以上可判断为导管相关血流感染而非定植菌。

各部位微生物标本培养检出结果的判读有赖于送检标本合格、微生物室涂片结果、临床医师对患者病情的掌握程度。感染与定植最大的区别在于，微生物是否引起机体炎症反应。但在有些情况下难以鉴别定植菌与致病菌，特别是感染部位培养出多种病原菌，可通过诊断性治疗，回顾病原菌类型。

参考文献：
1. 陈云波,嵇金如,应超群,等. 2020年全国血流感染细菌耐药监测(BRICS)报告[J]. 中华临床感染病杂志,2021,14(6):413-426.
2. 闫晨华,徐婷,郑晓云,等. 中国血液病患者中性粒细胞缺乏伴发热的多中心、前瞻性流行病学研究[J]. 中华血液学杂志,2016,37(3):177-182.
3. Appaneal HJ, Lopes VV, LaPlante KL, Caffrey AR. Treatment, Clinical Outcomes, and Predictors of Mortality among a National Cohort of Admitted Patients with Acinetobacter baumannii Infection. Antimicrob Agents Chemother. 2022;66(3):e0197521.
4. Chen H, Zhou X, Ren B, Cheng L. The regulation of hyphae growth in Candida albicans. Virulence. 2020;11(1):337-348.
5. Chow EWL, Pang LM, Wang Y. From Jekyll to Hyde: The Yeast-Hyphal Transition of Candida albicans. Pathogens. 2021;10(7):859.
6. Cheung GYC, Bae JS, Otto M. Pathogenicity and virulence of Staphylococcus aureus. Virulence. 2021;12(1):547-569.
7. de Sousa T, Hébraud M, Dapkevicius MLNE, et al. Genomic and Metabolic Characteristics of the Pathogenicity in Pseudomonas aeruginosa. Int J Mol Sci. 2021;22(23):12892.
8. Frías-De-León MG, Hernández-Castro R, Conde-Cuevas E, et al. Candida glabrata Antifungal Resistance and Virulence Factors, a Perfect Pathogenic Combination. Pharmaceutics. 2021;13(10):1529.
9. Gonçalves Barbosa LC, Silva E Sousa JA, Bordoni GP, Barbosa GO, Carneiro LC. Elevated Mortality Risk from CRKp Associated with Comorbidities: Systematic Review and Meta-Analysis. Antibiotics (Basel). 2022;11(7):874.
10. Howard-Anderson J, Bower CW, Smith G, Satola SW, Jacob JT. Mortality in patients with carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa with and without susceptibility to traditional antipseudomonal β-lactams. JAC Antimicrob Resist. 2021;3(4):dlab187.
11. Hassan Y, Chew SY, Than LTL. Candida glabrata: Pathogenicity and Resistance Mechanisms for Adaptation and Survival. J Fungi (Basel). 2021;7(8):667.
12. Kumar K, Askari F, Sahu MS, Kaur R. Candida glabrata: A Lot More Than Meets the Eye. Microorganisms. 2019;7(2):39.
13. Lee CM, Kim CJ, Kim SE, et al. Risk factors for early mortality in patients with carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii bacteraemia [published online ahead of print, 2022 Aug 16]. J Glob Antimicrob Resist. 2022;31:45-51.
14. Liao W, Liu Y, Zhang W. Virulence evolution, molecular mechanisms of resistance and prevalence of ST11 carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae in China: A review over the last 10 years. J Glob Antimicrob Resist. 2020;23:174-180.
15. Qi Y, Wei Z, Ji S, Du X, Shen P, Yu Y. ST11, the dominant clone of KPC-producing Klebsiella pneumoniae in China. J Antimicrob Chemother. 2011;66(2):307-312.
16. Song K, Guo C, Zeng Z, Li C, Ding N. Factors associated with in-hospital mortality in adult sepsis with Escherichia coli infection. BMC Infect Dis. 2022;22(1):197.
17. Tortorano AM, Prigitano A, Morroni G, Brescini L, Barchiesi F. Candidemia: Evolution of Drug Resistance and Novel Therapeutic Approaches. Infect Drug Resist. 2021;14:5543-5553.
18. Tenover FC, Nicolau DP, Gill CM. Carbapenemase-producing Pseudomonas aeruginosa -an emerging challenge. Emerg Microbes Infect. 2022;11(1):811-814.
19. Vincent JL, Sakr Y, Singer M, et al. Prevalence and Outcomes of Infection Among Patients in Intensive Care Units in 2017. JAMA. 2020;323(15):1478-1487.
20. Wang Q, Wang X, Wang J, et al. Phenotypic and Genotypic Characterization of Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae: Data From a Longitudinal Large-scale CRE Study in China (2012-2016). Clin Infect Dis. 2018;67(suppl_2):S196-S205.
21. Zhu M, Jin Y, Duan Y, He M, Lin Z, Lin J. Multi-Drug Resistant Escherichia coli causing early-onset neonatal sepsis - a single center experience from China. Infect Drug Resist. 2019;12:3695–3702.
22. Zhang H, Johnson A, Zhang G, et al. Susceptibilities of Gram-negative bacilli from hospital- and community-acquired intra-abdominal and urinary tract infections: a 2016-2017 update of the Chinese SMART study. Infect Drug Resist. 2019;12:905-914.

陈德昌教授
上海交通大学医学院附属瑞金医院重症医学科主任，主任医师、教授，博士生导师，教育部长江学者
中华医学会理事
中华医学会重症医学分会候任主任委员
中华医学会细菌感染与耐药防治分会常委
中国医师协会体外生命支持专业委员会副会长
中国微生物学会微生物毒素专业委员会副主任委员
上海市医学会理事
上海市医学会危重病医学分会主任委员
Journal of Intensive Medicine 总编

来源：人民卫生出版社《临床知识》约稿
作者：陈德昌教授，上海交通大学医学院附属瑞金医院重症医学科主任；黄焰霞
编辑：环球医学资讯常路