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背景
多数大肠埃希菌(Escherichiacoli,E.coli)无害地生活在肠道中,很少导致健康人患病。尽管如此,一些致病性菌株(pathogenicstrains)可以使健康和免疫功能低下的个体发生腹泻或其他疾病。根据所获得的毒力决定因子(virulencedeterminants)及特定的组合,目前致泻性大肠埃希菌(diarrheagenicE.coli,DEC)已知的致病型主要包括五种:肠致病性大肠埃希菌(enteropathogenicE.coli,EPEC),产志贺毒素/肠出血性大肠埃希菌(Shigatoxin-producing/enterohemorrhagicE.coli,STEC/EHEC),肠聚集性大肠埃希菌(enteroaggregativeE.coli,EAEC),肠产毒素性大肠埃希菌(enterotoxigenicE.coli,ETEC)和肠侵袭性大肠埃希菌(enteroinvasiveE.coli,EIEC)。
腹泻病(diarrhealillness)是一个严重的公共卫生问题,也是婴幼儿和儿童发病和死亡的主要原因之一。在发展中国家,无论儿童还是成人,DEC都是引起腹泻的重要病原体之一。近30年来,全球范围内出现多起DEC引起的暴发,特别是1999年中国的安徽、江苏省发生的E.coliO157:H7暴发和2011德国发生的E.coliO104:H4暴发,分别造成177例和50例死亡。DEC作为腹泻的重要病原体,需要进行长期的监测与研究。本研究通过收集急性腹泻患者的粪便样本和临床病例信息,筛查粪便样本中的病原体,调查研究DEC的流行概况以及高毒力和混合毒力致病菌株的检出情况,为本地区急性腹泻的防治和公共卫生政策的制定提供科学依据及参考。
方法
2011年1月1日至2017年12月31日,本研究选择浙江大学医学院附属第一医院作为哨点进行持续性的腹泻症候群监测,监测对象为医院门诊的急性腹泻患者,根据统一标准收集其粪便样本及临床病例信息。每日排便≥3次、且大便性状有改变(稀便、水样便、粘液便或血便等),持续时间≤14天的病例作为急性腹泻纳入标准。本研究排除了就诊前10天内使用过抗菌药物、腹泻发作前1周内有过外出旅行史(离开本地区)的病例。粪便样本通过分离培养、形态鉴定、基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱(MALDI-TOFMS)复核后,选择确定为E.coli的菌株进行DNA提取,采用多重PCR和毛细管电泳鉴定DEC不同致病型的主要毒力基因,并采用常见的43种O血清群和22种H血清型的抗血清进行血清学分型,采用18种常见抗生素进行药敏试验,分析菌毒株的病原和流行病学特征。本研究主要采用描述性统计方法,率的组间差异比较采用卡方(χ2)检验或Fisher’s精确检验,P<0.05被认为具有统计学意义。
结果
1、本研究共纳入了3168例急性腹泻患者,DEC599例,检出率为18.9%,处于细菌性病原的首位,其次为副溶血弧菌(191/3119,6.1%)和气单胞菌(149/3100,4.8%);诺如病毒检出率为6.9%(171/2485),处于病毒性病原体的首位,其次为轮状病毒A(52/2431,2.1%)。127例检出两种肠道病原体,19例检出三种肠道病原体,5例检出四种肠道病原体,其中DEC和类志贺邻单胞菌(16例)、DEC和气单胞菌(16例)的混合检出最多,其次是DEC和诺如病毒(14例)、DEC和副溶血弧菌(10例)的混合。
2、599例DEC中,ETEC246例(41.1%),EAEC124株(20.7%),EPEC77例(12.9%,其中aEPEC63例,tEPEC9例),STEC12例(2.0%),EIEC3例(0.5%),混合毒力致病菌株67例(11.2%),含两种及以上致病型9例(1.5%)。
3、2013年(28.2%)和2016年(28.0%)DEC的检出率最高,2017年的检出率最低(11.2%);夏季检出率最高(372/1438,25.9%),冬季最低(6/67,9.0%);≥65岁年龄组的DEC检出率(87/445,19.6%)最高。其中ETEC的流行具有上升趋势(P=0.016)和季节性(夏季流行)。
4、DEC携带毒力基因最常见的模式为:astA+estIb(142/599,23.7%),escV(48/599,8.0%),其次为elt(29/599,4.8%)、astA+pic(25/599,4.2%)等。
5、159例DEC(159/599,26.5%)发生O血清凝集,分属于31种O血清群,常见的有O159(42例)、O6(34例)和O25(16例);155例(155/599,25.9%)发生H血清凝集,分属于19种H血清型,常见的有H34(37例)、H16(35例)和H18(15例)。检出最多的血清型为O6:H16(27/599,4.5%)和O159:H34(25/599,4.2%)。
6、ETEC的主要血清型O159:H34和O6:H16与毒力基因astA+estIb相对应。
7、DEC对氨苄西林的耐药率最高(54.4%),其次为四环素(46.0%)和复方新诺明(38.2%);EAEC对头孢呋辛钠(32.0%)和头孢唑啉(45.3%)表现出一定程度的耐药。158株(28.6%)DEC表现为多重耐药,包括55株EAEC、52株ETEC和33株EPEC。
结论
2011-2017年致泻性大肠埃希菌的总体检出率达18.9%,处于常见肠道病原体的首位,需进一步加强其与腹泻的疾病关联性研究和风险因素分析。本地区流行的致泻性大肠埃希菌以ETEC和EAEC最常见,其中ETEC的流行具有上升趋势。本研究还发现67例致泻性大肠埃希菌混合毒力致病菌株,表明病原体处于不断的动态变化中,需加强关注特定的毒力基因组合,警惕和预防新的暴发出现。
多数大肠埃希菌(Escherichiacoli,E.coli)无害地生活在肠道中,很少导致健康人患病。尽管如此,一些致病性菌株(pathogenicstrains)可以使健康和免疫功能低下的个体发生腹泻或其他疾病。根据所获得的毒力决定因子(virulencedeterminants)及特定的组合,目前致泻性大肠埃希菌(diarrheagenicE.coli,DEC)已知的致病型主要包括五种:肠致病性大肠埃希菌(enteropathogenicE.coli,EPEC),产志贺毒素/肠出血性大肠埃希菌(Shigatoxin-producing/enterohemorrhagicE.coli,STEC/EHEC),肠聚集性大肠埃希菌(enteroaggregativeE.coli,EAEC),肠产毒素性大肠埃希菌(enterotoxigenicE.coli,ETEC)和肠侵袭性大肠埃希菌(enteroinvasiveE.coli,EIEC)。
腹泻病(diarrhealillness)是一个严重的公共卫生问题,也是婴幼儿和儿童发病和死亡的主要原因之一。在发展中国家,无论儿童还是成人,DEC都是引起腹泻的重要病原体之一。近30年来,全球范围内出现多起DEC引起的暴发,特别是1999年中国的安徽、江苏省发生的E.coliO157:H7暴发和2011德国发生的E.coliO104:H4暴发,分别造成177例和50例死亡。DEC作为腹泻的重要病原体,需要进行长期的监测与研究。本研究通过收集急性腹泻患者的粪便样本和临床病例信息,筛查粪便样本中的病原体,调查研究DEC的流行概况以及高毒力和混合毒力致病菌株的检出情况,为本地区急性腹泻的防治和公共卫生政策的制定提供科学依据及参考。
方法
2011年1月1日至2017年12月31日,本研究选择浙江大学医学院附属第一医院作为哨点进行持续性的腹泻症候群监测,监测对象为医院门诊的急性腹泻患者,根据统一标准收集其粪便样本及临床病例信息。每日排便≥3次、且大便性状有改变(稀便、水样便、粘液便或血便等),持续时间≤14天的病例作为急性腹泻纳入标准。本研究排除了就诊前10天内使用过抗菌药物、腹泻发作前1周内有过外出旅行史(离开本地区)的病例。粪便样本通过分离培养、形态鉴定、基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱(MALDI-TOFMS)复核后,选择确定为E.coli的菌株进行DNA提取,采用多重PCR和毛细管电泳鉴定DEC不同致病型的主要毒力基因,并采用常见的43种O血清群和22种H血清型的抗血清进行血清学分型,采用18种常见抗生素进行药敏试验,分析菌毒株的病原和流行病学特征。本研究主要采用描述性统计方法,率的组间差异比较采用卡方(χ2)检验或Fisher’s精确检验,P<0.05被认为具有统计学意义。
结果
1、本研究共纳入了3168例急性腹泻患者,DEC599例,检出率为18.9%,处于细菌性病原的首位,其次为副溶血弧菌(191/3119,6.1%)和气单胞菌(149/3100,4.8%);诺如病毒检出率为6.9%(171/2485),处于病毒性病原体的首位,其次为轮状病毒A(52/2431,2.1%)。127例检出两种肠道病原体,19例检出三种肠道病原体,5例检出四种肠道病原体,其中DEC和类志贺邻单胞菌(16例)、DEC和气单胞菌(16例)的混合检出最多,其次是DEC和诺如病毒(14例)、DEC和副溶血弧菌(10例)的混合。
2、599例DEC中,ETEC246例(41.1%),EAEC124株(20.7%),EPEC77例(12.9%,其中aEPEC63例,tEPEC9例),STEC12例(2.0%),EIEC3例(0.5%),混合毒力致病菌株67例(11.2%),含两种及以上致病型9例(1.5%)。
3、2013年(28.2%)和2016年(28.0%)DEC的检出率最高,2017年的检出率最低(11.2%);夏季检出率最高(372/1438,25.9%),冬季最低(6/67,9.0%);≥65岁年龄组的DEC检出率(87/445,19.6%)最高。其中ETEC的流行具有上升趋势(P=0.016)和季节性(夏季流行)。
4、DEC携带毒力基因最常见的模式为:astA+estIb(142/599,23.7%),escV(48/599,8.0%),其次为elt(29/599,4.8%)、astA+pic(25/599,4.2%)等。
5、159例DEC(159/599,26.5%)发生O血清凝集,分属于31种O血清群,常见的有O159(42例)、O6(34例)和O25(16例);155例(155/599,25.9%)发生H血清凝集,分属于19种H血清型,常见的有H34(37例)、H16(35例)和H18(15例)。检出最多的血清型为O6:H16(27/599,4.5%)和O159:H34(25/599,4.2%)。
6、ETEC的主要血清型O159:H34和O6:H16与毒力基因astA+estIb相对应。
7、DEC对氨苄西林的耐药率最高(54.4%),其次为四环素(46.0%)和复方新诺明(38.2%);EAEC对头孢呋辛钠(32.0%)和头孢唑啉(45.3%)表现出一定程度的耐药。158株(28.6%)DEC表现为多重耐药,包括55株EAEC、52株ETEC和33株EPEC。
结论
2011-2017年致泻性大肠埃希菌的总体检出率达18.9%,处于常见肠道病原体的首位,需进一步加强其与腹泻的疾病关联性研究和风险因素分析。本地区流行的致泻性大肠埃希菌以ETEC和EAEC最常见,其中ETEC的流行具有上升趋势。本研究还发现67例致泻性大肠埃希菌混合毒力致病菌株,表明病原体处于不断的动态变化中,需加强关注特定的毒力基因组合,警惕和预防新的暴发出现。