艰难梭菌感染：一种世界性疾病

Kristin E. Burke and J. Thomas Lamont.Clostridium difficile Infection: A Worldwide Disease. Gut and Liver, Vol.8, No.1,January 2014, pp.1-6

艰难梭菌（C. difficile）是一种厌氧产毒素细菌，会造成世界性重大发病率和死亡率的严重的传染性结肠炎。它通过增强细菌毒素和减弱宿主免疫反应两方面的作用促成症状性疾病。数十年来北美和欧洲已经确认艰难梭菌是一种病原体，但在亚洲却是新出现的。本文回顾艰难梭菌的流行病学、微生物学、病理生理学及其临床管理。提示认识艰难梭菌对恰当的感染控制实践是必要的。

引言

艰难梭菌是一种挑剔的、革兰氏阳性、产芽胞厌氧菌，能引起严重的发病率和死亡率的感染性腹泻和伪膜性结肠。艰难梭菌感染的高危患者包括大于65岁的最近抗生素暴露的住院患者。这些患者中艰难梭菌感染的危险因素包括因抗生素损耗保护性肠道菌群和由于年龄大以及并存其他疾病而减低免疫反应。大部分疫情发生在医院背景下和长期护理设施下，但门诊病例也有报道。随着北美和欧洲高剧毒株的出现，艰难梭菌的影响已经扩展到发展中国家社区人群和年轻人群，甚至以前没有暴露于抗生素。虽然以前亚洲罕有此类事件，这种病原体能迅速传播，很可能会在目前认为低流行地区频繁地增加。本文介绍艰难梭菌感染的病理生理和临床表现，回顾它在亚洲的出现事件。

微生物学

艰难梭菌移居于人类、家养和野生动物的大肠，存在产毒素株和不产毒素株两种，但仅产毒素株造成人类发病，致病性依赖两种密切相关腹泻产毒素或其一种，命名为毒素A(TcdA)和毒素B(TcdB)，迄今所有产毒素株含有TcdB，又或者无TcdA存在。TcdA 和 Tcd B有共同的分子作用机制：Rho GTPases的灭活通过保留苏氨酸残基的酶糖基化。该途径导致肌动蛋白解聚和细胞坏死，刺激炎症级联反应，加剧组织损伤、腹泻和伪膜性结肠炎（图1）。三分之一致病性毒素、二元毒素是由某些艰难梭菌株产生的，这种毒素已经显示通过不可逆的肌动蛋白二磷酸腺苷核糖基化提高了艰难梭菌的毒力，引起长宿主细胞微管突出的形成，帮助细菌附着。

艰难梭菌毒素A和B单葡萄糖基化Rho 家族鸟苷三磷酸酶(Rho GTPases )。在这个环中，毒素A和B葡萄糖基化的催化区域把苏氨酸残基（Thr）作为Rho GTPase目标，导致肌动蛋白细胞骨架分离化，最后细胞凋亡。

病理生理学

艰难梭菌导致肠炎的能力取决于宿主的两个特点：对艰难梭菌的定居抵抗和免疫反应。大肠靠着统称为粪便微生物组的4000多种细菌组成的土著菌群的保护而不受侵入性病原体的之害。这些细菌共同通过竞争必需营养素和肠壁附着点提供抵抗致病菌定植的抵抗力。抗生素破坏了屏障微生态菌落和减弱了定植抵抗力，因此，给肠道致病菌提供了一个定植壁龛。抗生素滥用所致拟杆菌属和硬壁菌门菌丛的减少在艰难梭菌病理生理学中尤其重要。

新生儿和婴儿的粪便菌丛缺乏定植抵抗力，因此，60%~70%的健康婴儿在出生后的12个月内是无临床症状的艰难梭菌携带者。在这个婴儿携带期间，首先出现血清免疫球蛋白G（IgG）和IgA，以抵御其后的艰难梭菌病。这些抗体在肠腔内可以持续与艰难梭菌毒素结合，防止发生腹泻和肠炎。Kyne等报告伴随无临床症状艰难梭菌定植的住院患者血清抗毒素A和IgG比发生急性感染者要高。

此外，最初艰难梭菌感染事件期间产生适当抗体反应的患者重复感染的危险性降低。相反，Solomon等证明血清抗毒素A IgG低的患者在感染的前30天内更容易死亡。高龄、营养不良、女性和合并其他疾病的成人趋于减弱宿主对艰难梭菌的保护反应，可能与更严重的感染有相关性。

流行病学

流行性艰难梭菌株的地理分布见表1。2003年，北美Pulse Field1型(NAP1)/核糖核酸型（ribotype） 027株作为加拿大和美国艰难梭菌流行的根源而出现。该株包含一个艰难梭菌毒素抑制基因tcdC突变体，导致毒素A和B产量增加，也产生双重毒素。由于这些毒力因素，027株与较高的发病复发率和社区存在流行等有相关性。1998~2009年美国主要以艰难梭菌感染诊断住院的人数从25200增加到110600人次，2008-2009 达到稳定状态。与北美的核糖核酸型027相类似，核糖核酸型0782005年以来在欧洲增长，该菌株也与社区获得性发病增多、发病者较年轻、以前无滥用抗生素史等有关联。

在亚洲，有报告艰难梭菌是低流行性医院致病菌，它的真正患病率尚不清楚。2008年韩国17医院发现该致病菌的流行从2004年成人住院病历的1.7 例/1,000增加到2008年的2.7 例/1,000，这比同时期美国成人住院患者的8.75 例/1,000发病率要低得多。2007-2008年上海单一医院研究发现中国住院患者感染流行率为1.7 例/1,000。虽然核糖核酸型027在亚洲十分罕见，变异的tdcA-/tcdB+ ribotype 017显示成为东亚的主要菌株，占到韩国、中国、日本和台湾产毒素株的23%-48%。核糖核酸型018对东京和韩国艰难梭菌爆发负有责任。香港的艰难梭菌物种形成显示东亚是独特的毒素型。例如，Cheng等报告345株艰难梭菌分离株中，核糖核酸型002更普遍，代表10.1%菌株，核糖核酸型017仅代表0.6%菌株。另外，70%的菌株不属于北美和欧洲流行的23核糖核酸型的任何一型，11.6%是非典型性的。

在印度2012例急性腹泻患者前瞻性研究中证实住院患者的8%和门诊患者的1.3%感染艰难梭菌。巴基斯坦认为29%的艰难梭菌感染患者与腹泻应用抗生素相关。新加坡住院患者的调查报告每10000住院日有3.0-6.6次活动性艰难梭菌感染流行。在马拉西亚和泰国，最近的报告提示艰难梭菌感染比以前的检测流行率更高，抗生素相关腹泻住院患者的毒素A和B的阳性率分别14%和44%-46%。最近菲律宾的报告证明44%的肠炎病例是艰难梭菌阳性，表示这个国家更多的病例以前归因于变形虫或者寄生虫感染。

临床表现

艰难梭菌感染的临床表现范围宽泛到从无症状携带者到中毒性巨结肠。急性艰难梭菌感染的典型体征和症状包括水样腹泻(≥3 不成形的大便/24 hr)、食欲不振、恶心和嗜中性粒细胞占优势的白细胞增多，疾病的严重度用作抗生素治疗指南。该病以是否有严重的低白蛋白血症(＜3 g/dL)和白细胞增多超过15000/mm³或者腹部压痛为特征。临床实践中，患者免疫功能低下状态下出现与艰难梭菌感染相关的炎症性肠病和急性肾损伤也预示着预后不良，应视为疾病趋重。出现相应的白细胞增多＞35,000 cells/mm³、发热、低血压、精神状态改变、血清乳酸水平增高＞2.2 mmol/L、终末器官衰竭或进入ICU，定义为重症复杂病症，预计有20%-30%死亡率。很少见的病例可以导致肠梗阻与腹部膨胀而少到无腹泻，这种表现趋于预示着更严重的过程，也可视为严重的复杂疾病。

诊断

艰难梭菌感染除了在粪便中识别艰难梭菌生物体/毒素或者结肠镜检查发现伪膜性结肠炎(图 2)外，根据典型的体征和症状可以做出诊断。对诊断艰难梭菌有用的几项实验室指标（表2），核酸扩增试验在美国应用很普遍，有很高的敏感性和特异性，且提供快速结果。用筛查谷氨酸脱氢酶法分步方法，随后连续对毒素A和B用证实性免疫试验也可以用于诊断，但比PCR敏感性低得多。毒素试验应当包括毒素A和B，在亚洲主要的核糖核酸型是毒素A阴性。

图2. 伪膜性结肠炎。结肠镜检查时伪膜性结肠炎的表现证实艰难梭菌感染的诊断，尽管对诊断是不需要的。

预防

艰难梭菌是通过摄入耐酸孢子经粪口途径传播的，因此，健康服务工作者用肥皂水洗手做到适当的手卫生有助于去掉孢子，隔离急性腹泻患者能限制该细菌院内传播。许多方法集中于治疗有症状的患者防止疾病传播。一般来说益生菌能良好耐受，最近的询证医学回顾了包括23项减少艰难梭菌感染相关性腹泻随机对照试验。以灭活毒素A和B为基础的新的艰难梭菌疫苗目前也在研发之中，初期临床试验已显示其通过扩大抗毒素A和B反应减少艰难梭菌感染的效果。

治疗

类似的艰难梭菌治疗概括见表3.如果能够允许肠道正常菌群再生，应立即停止刺激性抗生素的应用，启用针对艰难梭菌作用的抗生素。初始治疗根据疾病的严重程度，包括轻中度病情选用甲硝唑，严重的疾病选用万古霉素，或者严重且复杂的疾病两种药物联合应用。所有药物应口服给药，除甲硝唑外，因为经静脉途径给药其药物活性均经过肠肝循环灭活。2011年发现非达霉素（fidaxomicin）对于首次或者二次艰难梭菌感染的治疗效果不次于万古霉素，美国批准用于轻中度艰难梭菌感染。非达霉素的主要优点是它的治疗复发率（15.4%）比万古霉素（25.3%）要低。然而，这种抗生素的广泛使用受到费用昂贵和试验资料有限两者的约束。复发性艰难梭菌感染的第一次病程治疗与初始治疗相同。其后的复发性病程应用抗生素治疗时包括长期脉冲剂量万古霉素逐渐递减，在万古霉素递减过程中，附加14天的利福昔明（rifaximin）或者非达霉素（表3）。用健康捐献者粪便灌输给患者的胃肠道腔内的粪便菌群移植，在复发性艰难梭菌感染患者的治愈率大约90%。最近van Nood等的复发艰难梭菌感染大便移植第一项随机对照研究证明。对于复发性艰难梭菌的治疗用健康捐献者粪便给予十二指肠灌注更可能使患者治愈（81%），比万古霉素与肠腔灌注（31%）或单用万古霉素（23%）治愈率都高。粪便移植对多次复发性艰难梭菌感染患者是恰当的首选治疗措施。

摘要

艰难梭菌是一种能导致严重的感染性结肠炎的致病菌，能引起世界性重大发病率和死亡率，在亚洲已确认为发病地点。最近在北美和欧洲艰难梭菌致病株越来越多的流行趋势很可能预示着在亚洲也会出现类似的模式。尽管在亚洲的有些地区普遍检测艰难梭菌，但缺乏文献资料支持，需要进一步的临床和实验室认识到这种疾病。这种致病菌的快速识别会帮助建立感染控制实践，以阻止艰难梭菌在亚洲的传播。

王清图译于2014.2.7