中华医学会儿科学分会,中华预防医学会
中华儿科杂志,,48(2):-
肺炎链球茵性疾病(pneumococaldiseases,PDs)已成为全球一个重要的公共卫生问题。肺炎链球菌(Streptococcuspneumoniae)始终足导致婴幼儿脑膜炎、菌血症、肺炎等严重疾病的首位病原菌,也是引起鼻窦炎和急性中耳炎(AOM)的最常见病因。根据WHO年的估计,全球每年有万人死于PDs,5岁以下儿童有70万~万人,其中多数生活在发展中国家。全球5岁以下儿童,通过疫苗可预防死亡的病因中肺炎链球菌占到28%,排名首位。
与工业化发达国家相比,我国在PDs的监测,疾病负担研究,实验室诊断,以及基于诊断指导临床治疗等方面尚有较大差距,疫苗预防PDs也刚刚起步。
肺炎链球茵性疾病的病原学、流行病学和实验室诊断
肺炎链球菌为链球菌属细菌,革兰染色阳性,菌体呈矛头状,常以宽端相对、尖端向外成双排列,细胞外壁有荚膜。该菌对温度抵抗力较弱,52~56℃加热15~20min即被灭活。对化学消毒剂均很敏感,含氯消毒剂如氯胺、二氯异氰尿酸钠水剂5min内可灭活。对干燥的抵抗力较强,在干燥的痰液中可生存数月。
荚膜的多糖抗原是肺炎链球菌毒力的必须条件,也是分群和分型的基础。感染肺炎链球菌或接种疫苗后,机体可产生针对荚膜多糖的抗体,从而起到预防的作用。根据多糖成分的不间,可将肺炎链球菌分为90多个血清型。肺炎链球菌血清型分布因调查的时间、区域和研究人群的不同而异。全球各年龄组80%以上的侵袭性肺炎链球菌疾(invasivepneumococcaldiseases,IPDs)与20~30个血清型有关。
肺炎链球菌广泛分布于自然界,人类是其惟一宿主。肺炎链球菌可定植于正常人的鼻咽部,在儿童鼻咽部定植的比率尤其高,我国5岁以下健康或上呼吸道感染儿童中,鼻咽拭子肺炎链球菌分离率可达20%-40%。导致感染的肺炎链球菌,其主要血清型与鼻咽部定植菌的血清型往往一致。肺炎链球菌通过呼吸道飞沫传播或由定植菌导致自体感染。细菌可局部播教到鼻窦或中耳导致感染,吸入下呼吸道导致肺炎,当细菌侵入血液循环,伴或不伴其他部位的播散繁殖,则可引起侵袭性感染。
肺炎链球菌可引起非侵袭性疾病,主要包括扁桃体咽炎、中耳炎、鼻窦炎和非菌血症性肺炎等,也可以引起严重的侵袭性疾病。所谓侵袭性疾病是指肺炎链球菌侵入与外环境无直接相通的、原本无菌的部位和组织引致感染,包括脑膜炎、菌血症、脓毒症、菌血症性肺炎以及脓胸、心包炎、心内膜炎、腹膜炎和化脓性骨关节炎等。
WHO年估计,全球每年约有70万~万5岁以下儿童死于PDs,这些儿童大多数生活在发展中国家,2岁以下儿童的死亡率尤其高。PDs是导致全球5岁以下儿童死亡的首位病因,占疫苗可预防疾病致死数的28%,远远超过b型流感嗜血杆菌疾病(15%)。肺炎链球菌性脑膜炎的幸存者中常可见到造成终身残疾的后遗症,发生概率高于流感嗜血杆菌和脑膜炎双球菌。除IPDs外,肺炎链球菌还是儿童社区获得性肺炎的首位病原菌,重症肺炎中肺炎链球菌的比例约为50%,而在致死性肺炎中比例可能更高。
目前为止,我国有关儿童PDs的流行病学数据较少。WHO认为发展中国家5岁以下儿童IPDs的发病率远高于工业化国家。国内现有资料报告的发病率低于发达国家的发病率,取样的困难程度、抗生素的广泛使用和实验室的检测能力等均影响了肺炎链球菌的检出率。-年全国5岁以下儿童死亡监测结果分析,肺炎是我国5岁以下儿童死亡的首位原因(/10万),占全部死亡的19%。
肺炎链球菌的血清型分布也是流行病学数据的重要组成部分。近期对住院肺炎患儿的调查显示,常见的血清型为19F(60.6%)、19A(9.7%)、23F(9.3%)和6B(5.4%),7价疫苗覆盖率平均为81.O%。流行病学研究表明耐药菌株集中于常见血清型,青霉素不敏感肺炎链球菌(PNSP)以19F、19A、23F和6B型多见。
PDs的发病率,死亡率,血清型分布和连续监测是免疫决策的基本信息。目前,大多数国家包括中国尚未建立对PDs的系统监测网络,临床和实验室诊断也未采用统一标准,抗生素广泛使用又影响了肺炎链球菌的检出率。因此,对PDs开展系统的流行病学研究极其重要,研究成果将为政府免疫规划决策部门提供参考依据。
肺炎链球菌的病原学诊断相对困难,有以下几个原因:(1)抗生素的广泛使用可以使其分离率大大降低;(2)非侵袭性疾病不伴有菌血症,血液培养难有阳性结果;(3)因为肺炎链球菌常在上呼吸道定植,呼吸道标本的细菌培养结果会受到干扰。深部呼吸道标本的细菌培养可以确诊,却需要侵入性操作,如肺穿刺等,通常令患儿的家长难以接受。我们需要对肺炎链球菌的病原学诊断统一标准,对肺炎链球菌进行系统和连续监测。
一、肺炎链球菌的传统分离、培养和鉴定方法
1.标本的取材:采集患者感染部位标本进行包括细菌涂片和培养的病原学诊断。标本采集最好在使用抗菌药物前进行,根据感染部位的不同采集血液、脑脊液、关节液、脓液、痰液等。
脑脊液的细菌培养在脑膜炎的诊断中起到十分重要的作用。使用抗菌药物之前采集1—2ml脑脊液进行微生物学检测(包括涂片和培养)。脑脊液标本在常温下应在15min内送达实验室,不可放置冰箱保存。建议作脑脊液培养同时作血培养。血培养阳性对患者的诊断和预后有重要的意义。理想的采血时间是发热高峰前1h内或开始时;使用抗菌药物之前采集血液。为提高细菌的检出的阳性率应该同时做需氧和厌氧培养。血液采集后应该立即运送到微生物实验室,若无法立即运送到实验室,可以短期内将标本在室温保存,保存时间不可大于12h,血培养瓶不能冷藏。
痰液标本是最常获取的呼吸道标本,同时也是最容易污染的标本。痰液应该于清晨采集,成人、年长儿采集前嘱其漱口,清除口腔和鼻腔内的分泌物,深呼吸将痰液用力咳出,咳出的痰液用无菌小瓶盛放,并尽快送检。痰标本应进行涂片以评估标本的质量,合格的痰标本应含白细胞、脓细胞或支气管柱状上皮细胞较多,而受污染的痰标本则以扁平鳞状上皮细胞为主。以白细胞25个,鳞状上皮细胞10个低倍视野为合格标本。
2.涂片镜检:将脑脊液等无菌体液标本离心后取沉淀进行涂片和革兰染色,阳性报警的血培养瓶可取出少量内容物直接涂片和染色。显微镜下肺炎链球菌是直径小于2μm的革兰阳性球菌,成对排列,宽端相对,尖端向外,无芽孢,无鞭毛,部分菌株直接涂片可看到荚膜。
3.肺炎链球菌的培养和鉴定:兼性厌氧,5%-10%的CO2有利于其生长。肺炎链球菌对营养要求高,在血平板(如5%脱纤维羊血的哥伦比亚琼脂)上生长良好,最适宜的生长温度为(35±2)℃,生长18-24h后在血平板上形成灰白色,透明或半透明,表面光滑的小菌落。
鉴定系统综合判断:
胆汁溶菌试验:肺炎链球菌可以产生自溶酶,培养时间长的肺炎链球菌中央会出现凹陷,就是自溶酶的自溶作用的结果。用含有2%的脱氧胆酸钠溶液活化肺炎链球菌的自溶酶,促进细菌细胞被破坏从而使菌体裂解自溶,这一特性可用于肺炎链球菌的鉴定。
乳胶凝集试验:原理是利用肺炎链球菌荚膜的抗原性,用覆盖了所有肺炎链球菌血清型的抗体来致敏乳胶颗粒。有肺炎链球菌存在时,其荚膜上的抗原和乳胶颗粒上的抗体可发生抗原抗体反应,产生肉眼可见的乳胶颗粒凝集现象。此法可以快速鉴定肺炎链球菌。
实验室其他鉴定方法还包括APl20Strep试剂条、全自动数码鉴定系统,这些方法可以用于高度怀疑肺炎链球菌感染、奥普托辛和胆汁溶菌试验不典型的菌株的鉴定。此外还可利用分子生物学技术如16SrRNA等进行鉴定。
4.体外药敏试验:临床常用的药敏试验包括纸片扩散法、微量稀释法(自动化仪器)、琼脂稀释法和Etest法。
二、肺炎链球菌的血清分型方法
肺炎链球菌血清分型的经典方法为荚膜肿胀试验,即用型特异性抗血清与相应细菌的荚膜抗原特异性结合,可使细菌荚膜显著增大出现肿胀,这种变化可在显微镜下观察。最近开发的肺炎链球菌的血清乳胶凝集试验,操作简单,结果便于观察。但此方法仅覆盖23价疫苗包括的血清群;对于某些特异血清型的鉴定,还需要采用荚膜肿胀试验进一步分型。随着分子生物学技术的发展,采用多重聚合酶链反应(PCR)及反向线点杂交(RLB)等方法进行血清分型技术,均显示良好应用前景。
三、其他非培养的诊断技术包括免疫层析法(ICT)、酶联免疫吸附法(ELISA)、乳胶凝集法、PCR等分子诊断技术。
编辑首都医科医院秦强
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