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厌氧菌感染
基本信息

英文名称 :anaerobic infection

概述

厌氧菌(anaerobe)是正常菌群的主要组成部分,它可引起人体任何组织和器官的感染。由厌氧梭状芽孢杆菌所致的特殊病症如气性坏疽、破伤风、肉毒食物中毒等早为临床医师所熟知和重视,而由无芽孢厌氧菌所引起的感染则常被忽视和漏诊。厌氧菌在细菌感染性疾病病原中的重要地位已受到广泛重视。

病原

厌氧菌是一类只能在低氧分压的条件下生长,而不能在空气(或含18%氧气)和/或10%二氧化碳浓度下的固体培养基表面生长的细菌。按其对氧的耐受程度的不同,可分为专性厌氧菌、微需氧厌氧菌和兼性厌氧菌。常见的临床厌氧菌(脆弱拟杆菌,产黑素拟杆菌)属于专性厌氧菌。

厌氧菌的菌种分类:共31个属,245余种和亚种。按革兰氏染色可分为常见的四大类。

1.革兰氏阳性球菌

7个属,18个种。致病菌有消化球菌、消化链球菌、微需氧及厌氧链球菌(分布于皮肤、口腔、肠道、阴道)。

2.革兰氏阴性杆菌

13个属,70个种和亚种。致病菌有脆弱拟杆菌、产黑素拟杆菌、核梭形菌、坏死梭形菌等(前者分布于肠道,后三者位于皮肤、口腔和上呼吸道)。

3.革兰氏阴性球菌

3个属,3个种。主要有碱性和极小韦荣球菌(见于口腔、肠道、阴道)。

4.革兰氏阳性杆菌

分为有芽孢菌和无芽孢菌。前者1个属,78个种;致病菌有破伤风梭菌、产气荚膜杆菌(A、C、F)、肉毒杆菌,以后发现艰难梭菌(见于土壤、腐败食品、人和动物肠道)。无芽孢者包括7个属,76个种;主要有放线菌、蜘蛛网菌、丙酸杆菌、真杆菌、乳酸杆菌、双歧杆菌(分布于皮肤、口腔、肠道、阴道)。

厌氧菌常作为正常菌群广泛存在于人体皮肤和腔道的深部黏膜表面。在不同的部位其分布量及种菌相差甚大(表1)。

1.上呼吸道 

口腔、鼻腔、口咽、鼻咽隐藏着复杂的菌群,它们在不同的部位各不相同,通常称为微生态环境。唾液中的细菌含量约108/ml,其中一半为厌氧菌,主要为韦荣球菌。牙缝中的细菌含量高达1012/ml,99.9%为厌氧菌。在上呼吸道中较重要的致病厌氧菌为消化链球菌、梭杆菌和拟杆菌等。在健康人群中,鼻窦、咽鼓管和喉部以下的呼吸道通常认为几乎是无菌的。

2.胃肠道 

消化道不同部位细菌含量及类型差异很大,由于胃酸的存在其菌量较少是容易理解的,然小肠部位菌量较少显然与其肠蠕动有关,肠蠕动使绝大多数细菌被送入下段肠道。末端回肠及结肠由于其活动性相对较差及氧化还原电势较低,粪便细菌含量高达1012/g,且99.9%为厌氧菌;最重要和最常见的厌氧细菌是拟杆菌(Bacteroides),普雷沃菌(Prevotella),梭状芽孢杆菌(Clostridium)和消化链球菌(Peptostreptococcus)。

表1 正常菌群的分布

3.生殖道 

女性生殖道的菌群其稳定性远逊于消化道。在阴道和宫颈部细菌含量变化相当大,可在105~1011/ml波动,受月经周期的影响。其主要的厌氧菌为乳酸杆菌、消化球菌、拟杆菌等。

4.皮肤 

皮肤菌群的厌氧菌主要为痤疮丙酸杆菌,但会阴部皮肤和下肢的一些部位的皮肤有结肠菌群中的部分细菌,如拟杆菌和梭形杆菌等。

发病机制

厌氧菌感染常为内源性,即自身菌群造成的感染,当然梭状芽孢杆菌所致组织毒性综合征,如肉毒食物中毒、产气荚膜梭菌的食物中毒,以及一些外源性细菌感染所致的气性坏疽等应属例外。皮肤黏膜屏障功能的减退及正常菌群定植位置的变化是造成绝大多数厌氧菌感染简单而又重要的发病机制。氧化还原电势(Eh)的降低有利于组织内厌氧菌的繁殖,造成Eh降低的原因主要为供血不足、组织坏死,或同时存在需氧菌或兼性厌氧菌。因此凡属影响血供的血管性疾病(包括动脉硬化)、药物注射(如肾上腺素或奎宁注射)后产生局部组织坏死、恶性肿瘤(如淋巴组织增生性或邻近黏膜面的肿瘤等易引起局部血管阻塞、缺血缺氧、组织坏死及黏膜破损而有利于厌氧菌的繁殖)、冷冻、休克、水肿、外伤(特别是腹部、盆腔和牙齿的外伤)、外科操作(如拔牙等)、异物等均有利于厌氧菌感染的发生。患有糖尿病、严重肝病、肝硬化、尿毒症、压疮溃疡、肢体坏疽等疾病,以及长期接受免疫抑制剂、氨基糖苷类抗生素、肾上腺皮质激素、抗代谢药物、放射治疗和器官移植等患者,发生厌氧菌感染的机会增多。

厌氧菌可借助其侵袭力和毒素致病,某些厌氧菌可借其产生的毒素、黏因子、酶或代谢产物使其毒力增高,如梭状芽孢杆菌产生的α毒素为一强力的卵磷脂酶,具溶血和引致坏死的作用。某些菌株尚产生溶血素、弹力纤维酶、明胶酶、脱氧核糖核酸酶等。革兰氏阴性厌氧杆菌和需氧菌一样亦产生内毒素,但其化学构成不同于大肠埃希菌。某些厌氧菌还能产生神经氨酸酶、纤维蛋白溶解酶、丁二酸、透明质酸酶、胶原酶、纤溶酶等。多数产黑素拟杆菌和其他一些厌氧菌具高度蛋白质分解活性,对多种蛋白质,包括酪蛋白、纤维蛋白、免疫球蛋白、胶原等均有作用。拟杆菌、消化链球菌和梭形杆菌属可产生肝素酶而加速凝血,因而易引起化脓性血栓性静脉炎,导致迁徙性脓肿。脆弱拟杆菌尚因含多糖荚膜,可促进脓肿的形成,具有较强的致病力,并可产生β-内酰胺酶,对某些抗生素耐药。韦荣球菌、双歧杆菌、真杆菌、丙酸杆菌、乳酸杆菌等菌属为致病力较弱的条件致病菌。

混合感染时需氧菌因消耗氧产生的低氧还原电位则有利于厌氧菌的生长、繁殖。

临床表现
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实验室检查

(一)标本的采集与运送

由于无芽孢厌氧菌为人体正常菌群,且在一定范围内为优势菌远多于需氧菌,因此一切可能污染正常菌群的标本都不宜作厌氧菌检测,无菌的体液、血液和无菌位置的吸出物或活检材料是较好的标本。

样品运输的最佳方法是使用厌氧运输管迅速送检,当样品需要保存一段时间时专门的运输设备可提供一种无氧环境,并使用指示剂(例如刃天青),以记录厌氧条件。

(二)培养和鉴定

厌氧菌接种后应放入厌氧培养装置和仪器中以维持厌氧环境。目前临床常用的厌氧培养装置有厌氧罐或厌氧缸、厌氧袋和厌氧箱或厌氧室3种系统,三者对厌氧菌检出率基本相同,但以厌氧罐最简便实用。培养一般需1周以上才能作出结论。

厌氧菌的常规鉴定包括菌落形态、溶血性、色素产生、荧光检测、生化反应、动力、毒力试验等;一般实验室可以鉴别大多数厌氧菌。质谱分析技术速度快,准确性高,在很多实验室中已经作为常规的厌氧菌鉴定方法。

此外抗原、毒素和PCR技术也已运用于临床,敏感性与特异性均令人满意。

由于大多数厌氧菌具有可预测的敏感性和高昂的测试成本,虽然厌氧菌药敏试验已标准化,但临床实验室运用并不广泛。

诊断
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治疗

厌氧菌感染的治疗应根据其临床表现、感染的部位、细菌种类决定其治疗方案,然其共同的原则为建立不利于厌氧菌生长繁殖的环境(包括外科治疗)和选择有针对性的抗菌药物。对少数产外毒素的厌氧菌感染如破伤风、肉毒杆菌食物中毒,宜同时应用抗毒素。对严重感染患者应加强支持疗法、酌情输血浆或全血,积极治疗原发疾病。

(一)破坏厌氧环境

包括局部病灶的切开引流、坏死组织的清除、明显肿胀伴气体形成病变组织的减压,以及并存的恶性肿瘤、异物、梗阻、血栓的去除等。为控制感染扩散和减轻毒血症,必要时施行截肢、子宫切除等手术。浅表厌氧菌感染局部可用过氧化氢溶液冲洗。高压氧治疗适用于骨及软组织厌氧菌感染患者。

(二)抗菌治疗

抗菌药物的选用应根据细菌培养及药敏试验的结果而定,但由于厌氧菌培养需要一定的时间和条件,在临床上常在获得实验室结果以前医师已作出厌氧菌治疗的重要决定,故国际临床实验室厌氧菌药敏试验标准化工作组委员会认为厌氧菌的药敏试验不应列为常规,只有在以下几种情况下例外:①确定新抗菌药物的抗菌活性;②监测不同地区厌氧菌对常用抗菌药物敏感性的差异;③在某些特殊感染中如厌氧菌脑脓肿、心内膜炎、骨关节感染、难治性复发性菌血症等作为治疗药物选择的指导。厌氧菌感染抗菌药物的选择可根据感染部位的不同作出初步的推断,一般横膈上下的致病菌有较大差别,膈以上(包括中枢神经系统、头颈部和胸膜肺)的致病菌对青霉素大多敏感;膈以下的感染如腹腔内和女性生殖道感染,脆弱拟杆菌为常见致病菌。有人将厌氧菌体外抗菌活性(表2)作为治疗时药物选择的参考。

表2 抗厌氧菌药物疗效评价

续表

现将常用的抗厌氧菌药物分别介绍如下:

1.甲硝唑

本品属硝基咪唑类化学合成药,为杀菌剂,对大多数厌氧菌均有杀菌作用。厌氧菌的低氧化还原电势能还原甲硝唑的硝基,产生细胞毒物质,抑制细菌DNA的合成,促使细菌死亡。甲硝唑被还原的中间产物对氧十分敏感,在有氧环境下易失活,故只对厌氧菌发挥作用,对微需氧菌的作用不稳定,对兼性菌和需氧菌则无效。在临床上,甲硝唑对厌氧菌引起的腹腔内感染、女性盆腔感染、脑脓肿和骨髓炎等常有良好疗效。某些胸膜肺部感染疗效差,可能与微需氧菌混合感染有关。厌氧球菌对甲硝唑亦较敏感。

甲硝唑浓度≤8mg/L时,能抑制95%的脆弱拟杆菌和几乎全部产黑色素普雷沃菌;浓度为≤2mg/L时,对梭状芽孢杆菌有抑制作用;浓度为≤1mg/L时可抑制梭杆菌。放线菌属、乳酸杆菌属、丙酸杆菌属对甲硝唑大多耐药。

甲硝唑的组织分布好,能透过血脑屏障。其给药途径与剂量:静脉滴注剂量7.5mg/kg,每6~8小时1次,1日量不能超过4g。疗程一般可为7~10日,也可视病情而定。口服生物利用度高,剂量0.4~0.6g,每日3次,疗程同前。

替硝唑与奥硝唑的抗厌氧菌谱与甲硝唑基本相同。但口服相同剂量后的血药浓度略高,半衰期稍长,不良反应较少。

2.克林霉素和林可霉素

克林霉素是林可霉素的半合成衍生物,其抗菌作用与临床疗效均优于林可霉素。克林霉素对大多数厌氧菌包括消化球菌、消化链球菌、拟杆菌、梭杆菌、真杆菌、丙酸杆菌和大多数放线菌属均有良好的抗菌活性。已报告20%~30%脆弱拟杆菌对本品耐药,某些梭杆菌特别是产气荚膜梭菌亦耐药。克林霉素对大肠埃希菌和兼性革兰氏阴性菌很少有活性,故在治疗混合性感染时应加用其他抗菌药物如氨基糖苷类抗生素。厌氧菌腹腔感染、女性盆腔感染、皮肤和软组织感染、骨和关节感染均可采用克林霉素治疗,对厌氧菌引起的胸膜肺部感染,克林霉素的疗效优于青霉素类。本组药物难以透过血脑屏障;长期应用易引起腹泻和艰难梭菌所致的假膜性肠炎。常用剂量为1.2~1.8g/d,分2~3次静脉滴注,疗程可视病情而定。

3.氯霉素

体外试验表明氯霉素对需氧菌与厌氧菌的抗菌谱广,除少数产气荚膜梭菌外,对拟杆菌和大多数其他厌氧菌均有良好的抗菌活性,且易透入各种体液、组织中,包括脑脊液。对大肠埃希菌等肠杆菌科细菌、链球菌也有一定活性。故临床上本品常用于原因尚未明的严重厌氧菌感染,其疗效肯定。尤其是中枢神经系统感染,本品由于其血液系统副作用临床使用减少,但仍不失为良好的选用药物,本品也可用于治疗呼吸道和腹腔内的厌氧菌感染和混合感染。常用剂量为每日2g,分次静脉滴注,疗程视病情而定。

4.β-内酰胺类抗生素

消化球菌、产气荚膜梭菌、梭杆菌、放线菌等对青霉素和头孢菌素较敏感,而脆弱拟杆菌对青霉素、羧苄西林、替卡西林、头孢唑林及二代、三代、四代头孢菌素如头孢噻肟、头孢哌酮等均耐药,故这些药物的疗效均令人失望,此与多数脆弱拟杆菌存在β-内酰胺酶有关,使用β-内酰胺酶抑制剂(如克拉维酸和舒巴坦)联合制剂可使阿莫西林、替卡西林、氨苄西林、头孢哌酮等抗生素的抗菌谱增广,抗菌作用显著增强,从而对多种产β-内酰胺酶的细菌产生明显协同作用,现有制剂有阿莫西林/克拉维酸、替卡西林/克拉维酸、氨苄西林/舒巴坦、头孢哌酮/舒巴坦等,可用于脆弱拟杆菌等感染。根据美国8个医学中心1981—1986年对脆弱拟杆菌的体外药敏检测,发现在β-内酰胺类抗生素中活性最强的为亚胺培南、替卡西林/克拉维酸联合制剂、头孢西丁等,上述药物能耐厌氧菌产生的β-内酰胺酶,故对拟杆菌有较好的活性。

5.红霉素

本品的抗菌作用逊于克林霉素,两者有交叉耐药性。主要作用于厌氧球菌,仅用于口咽部感染。

6.万古霉素和去甲万古霉素

对各种革兰氏阳性菌包括球菌与杆菌均有强大抗菌作用,最低抑菌浓度(MIC)大多为0.06~5mg/L,为快效杀菌剂。口服对艰难梭菌所致的假膜性肠炎具极好的疗效。成人剂量每日0.5~2.0g,分次口服,疗程7~10日。

7.四环素类

抗厌氧菌作用较氯霉素、克林霉素和甲硝唑差,但对放线菌属和痤疮丙酸杆菌则有较强的抗菌活性,因此除放线菌病外临床上一般不用于厌氧菌感染的治疗。本类药物中以多西环素和米诺环素疗效相对较好。

8.氟喹诺酮类

大多数氟喹诺酮类药物对厌氧菌的作用较差或不稳定,唯有莫西沙星对厌氧菌具有良好的抗菌活性,但是由于此类药物的滥用,近年的耐药性有上升趋势。

9.氨基糖苷类

对厌氧菌是无效的,而且某些厌氧菌的发生和本类抗生素有关,由于氨基糖苷类抑制了一些有益菌,助长了厌氧菌的发生。

厌氧菌感染部位的不同,其致病菌种类也不相同,故治疗药物选择上有一定的特殊性,下面将不同部位感染的药物选择分别列于后:

1.口腔厌氧菌感染 致病菌为口腔寄殖菌群,主要为消化球菌、消化链球菌、梭杆菌属、韦荣球菌属、口腔拟杆菌及真杆菌属等。首选青霉素,次选红霉素等大环内酯类或克林霉素。

2.呼吸系统厌氧菌感染 主要致病菌为消化链球菌、产黑色素普雷沃菌、梭杆菌属、梭菌属和脆弱拟杆菌,多数为混合感染。首选克林霉素,次选氯霉素或甲硝唑,均宜与氨基糖苷类抗生素联合。

3.腹腔内厌氧菌感染 常见致病菌为脆弱拟杆菌、产气荚膜梭菌和厌氧球菌,常与兼性菌混合。首选甲硝唑或克林霉素,次选氯霉素,均宜与庆大霉素等氨基糖苷类联合。

4.妇产科厌氧菌感染 主要致病菌为厌氧链球菌、拟杆菌、梭杆菌和梭菌,可有兼性菌混合感染。首选青霉素类,次选克林霉素或甲硝唑,可与氨基糖苷类联合。也可选用头霉素类、β-内酰胺类/β-内酰胺酶抑制剂复合制剂等。

5.中枢神经系统感染 常见致病菌为消化链球菌、梭杆菌、脆弱拟杆菌,部分呈混合感染。首选氯霉素加青霉素类,或甲硝唑加青霉素类。剂量均宜大。

6.骨与关节厌氧菌感染 较少见,致病菌以拟杆菌为主,首选克林霉素,次选氯霉素或甲硝唑。

7.皮肤软组织厌氧菌感染 常由产气荚膜梭菌、厌氧球菌引起。首选青霉素,次选克林霉素。

8.艰难梭菌所致假膜性肠炎 首选万古霉素(口服)或甲硝唑。停用相关广谱抗菌药物和采用粪移植等方法恢复肠道正常微生态同样重要。

(三)其他支持与对症治疗

包括维持水、电解质平衡,输血,纠正休克,患肢的固定等亦属重要。并发血栓性静脉炎或弥散性血管内凝血时有应用肝素等抗凝剂的指征。局部可用3%过氧化氢溶液冲洗和全身给氧,重症患者可考虑高压氧舱治疗。

预防

应防止体内正常厌氧菌群或体外厌氧菌带入伤口、闭合空腔或其他可能招引感染的部位。对外伤伤口,最有效的预防感染措施是尽快彻底清创、去除异物与死腔、重建良好的血供。如患者需要转送,不能立即进行清创,则可予以预防性应用抗生素;腹部贯穿性外伤,尤其是累及结肠时,有应用抗生素预防的指征。慢性病灶如慢性中耳炎、鼻窦炎、乳突炎的积极治疗可预防颅内厌氧菌感染。体弱、神志不清或有吞咽困难者进食时应注意防止吸入。有瓣膜病变的心脏病者行牙齿外科手术或瓣膜修复术时应给予预防性抗菌治疗。为预防产后败血症应注意胎膜早破、产程延长和产后出血的处理。

作者
翁心华;陈澍
来源
实用内科学,第16版,978-7-117-32482-3,2022.06
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