分析冠状动脉旁路移植术(CABG)术后患者呼吸机相关性肺炎(VAP)发生的危险因素,并对其病原学进行分析。
回顾性分析2014年6月至2016年6月在泰达国际心血管病医院行CABG术后患者1 414例的相关临床资料,并根据术后是否发生VAP分为VAP组(n=42)和非VAP组(n=1 372)。采用多因素Logistic回归分析CABG术后患者发生VAP的危险因素,并对感染患者的病原菌分布和药敏试验进行分析。
1 414例CABG术后患者中,术后发生VAP 42例,发生率为2.97%。多因素Logistic回归分析发现有吸烟史(OR=2.216,95% CI 1.018~4.825,P<0.05)、呼吸机应用时间>48 h(OR=7.457,95% CI 3.443~16.161,P<0.01)、左室射血分数(LVEF)<40%(OR=3.524,95%CI 1.203~10.325,P<0.05)和术后发生急性肾损伤(OR=16.239,95%CI 7.551~34.924,P<0.01)是CABG术后患者发生VAP的独立危险因素。42例VAP患者共检出病原菌42株,其中革兰阴性菌37株,革兰阳性菌2株,真菌3株。革兰阴性菌主要为肺炎克雷伯菌肺炎亚种(23株,54.76%)和洋葱伯克霍尔德菌(6株14.27%)。革兰阳性菌为金黄色葡萄球菌(2株,4.76%)。真菌为白假丝酵母菌(3株,7.14%)。肺炎克雷伯菌肺炎亚种对多种药物敏感,对阿米卡星、氨曲南、美罗培南、左氧氟沙星耐药性均<10%,对头孢他啶、哌拉西林耐药性均<25%。洋葱伯克霍尔德菌对阿米卡星、氨苄西林、氨曲南、头孢唑啉、庆大霉素及磺胺甲噁唑天然耐药。
CABG术后患者VAP发生率较高,病原菌以革兰阴性菌为主。临床上应积极采取必要措施加以预防及治疗,以期改善预后。
版权归中华医学会所有。
未经授权,不得转载、摘编本刊文章,不得使用本刊的版式设计。
除非特别声明,本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。
据统计,全球每年超过一百万冠状动脉粥样硬化性心脏病(Coronary artery disease,CAD)患者接受冠状动脉旁路移植术(Coronary artery bypass grafting,CABG)。因CABG能够极大地改善患者的生活质量及预后[1,2,3],已成为治疗冠心病患者的有效手段之一。但是术中及术后早期需要应用呼吸机辅助呼吸,因患者病情复杂,手术操作繁杂,同时应用体外循环及生命支持设备辅助等措施,尽管采取了必要措施,仍不可避免CABG术后发生呼吸机相关性肺炎(Ventilator-associated pneumonia,VAP)[4,5,6],目前国内对于CABG术后VAP的临床研究较少。本研究回顾性分析CABG术后VAP的发生情况,分析其发生的相关危险因素及病原学,为CABG术后VAP的预防及治疗提供依据。
收集2014年6月至2016年6月在泰达国际心血管病医院行择期CABG手术患者1 414例,其中男性1 041例,女性373例,年龄39~83岁。根据术后是否发生VAP分为VAP组(n=42)和非VAP组(n=1 372)。排除标准:资料不全、急诊手术、二次心脏手术、术前危重状态,术前存在感染、术前慢性阻塞性肺病、术前应用主动脉内球囊反搏等辅助装置及术后出现切口感染或切口愈合不良患者。该研究经医院伦理委员会审批通过(伦理批号:临研审[2018]-0925-1),且所有患者均签署知情同意书。
气管插管或气管切开患者接受机械通气48 h后发生的肺炎,机械通气撤机、拔管后48 h内出现的肺炎也属于VAP范畴。同时胸部X线检查发现术前并不存在的新发生的或持续的浸润影,再加上下述临床体征中的2项:体温>37.5℃,白细胞计数>10×109/L或<4×109/L;痰液特征的改变呈脓性改变;气体交换异常;起病后从支气管中分离到新的病原菌。
回顾性分析所有患者的临床资料,包括:年龄、性别、体质指数(BMI)、合并基础疾病(高血压、糖尿病及高血脂等)、术前心功能分级(NYHA)、术前左室射血分数(LVEF)、左室舒张末期内径、冠状动脉病变情况;术中临床资料如非体外循环(Of-pump)/体外循环(On-pump)、体外循环时间、主动脉阻断时间、桥血管数目、术中输血(红细胞、血浆、冷沉淀)及手术时间;术后并发症包括肺部感染、二次气管插管、二次开胸止血)、术后心力衰竭或血流动力学不稳定(需主动脉内球囊反搏)、术后急性肾衰竭(需血液滤过治疗)等。
采用静吸复合麻醉。手术方法:胸部正中切口,锯开胸骨,使用牵开器及心肌表面固定器固定靶血管,切开冠脉狭窄远端,滑线吻合血管,采用乳内动脉、大隐静脉、桡动脉等作为桥血管移植物。
对怀疑VAP患者采用一次性吸痰培养吸痰器或支气管镜,经消毒后气管插管末端进入,采集深部痰液标本,立即送检,做细菌涂片革兰染色及细菌培养。常规方法从呼吸道分泌物中分离细菌,质控菌株为铜绿假单胞菌ATCC27853、金黄色葡萄球菌ATCC25923、肺炎克雷伯菌ATCC700603。痰培养取液、送检、培养、耐药分析等流程严格遵循《全国临床检验操作规程》(第四版)[9]。采用VITEK-2 Compact全自动微生物分析系统进行菌种鉴定。对深部痰标本培养、分离病原菌进行鉴定及药敏试验,药敏试验采用美国临床实验室标准化协会(CLSI)2016年版[10]推荐的纸片扩散法(K-B)进行。
采用SPSS 22.0统计软件对数据进行分析。计量资料采用Shapiro-Wilk检验进行正态性检验,正态分布的连续性变量采用±s表示,两组间的比较采用两独立样本均数的t检验;非正态分布的连续性变量采用M(Q25,Q75)表示,采用秩和检验。计数资料采用例(百分数)表示,采用Pearson卡方检验或Fisher’s确切概率法进行两组间的比较。采用多因素Logistic回归分析CABG患者术后发生VAP的危险因素。以P<0.05为差异具有统计学意义。
1 414例接受CABG患者中,术后发生VAP 42例,发生率为2.97%;术后VAP组全因死亡11例,病死率26.19%,非VAP组死亡31例,病死率2.26%。单因素分析发现,年龄较大、有吸烟史、脑梗塞病史、陈旧心肌梗死、LVEF<40%、左室舒张末直径较大,术中体外循环应用、悬浮红细胞输注量较大、体外循环时间和主动脉阻断时间较长,术后发生急性肾损伤(AKI)、二次气管插管、二次开胸探查、呼吸机应用时间和ICU住院时间长均是CABG术后患者发生VAP的危险因素(P<0.05或<0.01),见表1。
相关因素 | VAP组(n=42) | 非VAP组(n=1 372) | χ2/t值 | P值 | |
---|---|---|---|---|---|
性别 | |||||
男性 | 33(78.57) | 1 005(73.25) | 0.60 | >0.05 | |
女性 | 9(21.43) | 367(26.75) | |||
年龄(年,±s) | 65.64±7.56 | 61.86±7.96 | -3.04 | <0.01 | |
BMI(kg/m2,±s) | 25.30±3.46 | 26.15±8.38 | 0.65 | >0.05 | |
合并基础疾病 | |||||
高血压 | 31(73.81) | 939(68.44) | 0.54 | >0.05 | |
糖尿病 | 15(35.71) | 485(35.35) | 0.02 | >0.05 | |
高血脂 | 17(40.48) | 529(38.56) | 0.28 | >0.05 | |
术前 | |||||
吸烟史 | 30(71.43) | 753(54.88) | 4.51 | <0.05 | |
陈旧心肌梗死 | 22(52.38) | 364(26.53) | 13.72 | <0.01 | |
脑梗塞史 | 14(33.33) | 119( 8.67) | 29.09 | <0.01 | |
LVEF<40% | 7(16.67) | 53( 3.86) | 16.44 | <0.01 | |
左室舒张末直径(mm,±s) | 51.62±6.25 | 49.12±5.09 | -3.10 | <0.01 | |
狭窄血管数目[M(Q25,Q75)] | 3.00(2.75,3.00) | 3.00(3.00,3.00) | -0.54 | >0.05 | |
术中 | |||||
体外循环辅助 | 40(95.24) | 1 045(76.17) | 8.30 | <0.05 | |
体外循环时间(min,±s) | 149.79±86.03 | 88.42±70.97 | -5.48 | <0.01 | |
主动脉阻断时间(min,±s) | 102.88±67.96 | 85.20±44.62 | -2.46 | <0.05 | |
桥血管术[支,M(Q25,Q75)] | 4(3,4) | 4(3,4) | -0.39 | >0.05 | |
RBC输注量[U,M(Q25,Q75)] | 3.75(2.00,6.00) | 0(0,3.00) | -6.29 | <0.01 | |
术后 | |||||
术后发生AKI | 29(69.05) | 86(6.27) | 213.05 | <0.01 | |
术后呼吸机应用时间[h,M(Q25,Q75)] | 69.00(20.75,212.50) | 13.00(7.00,18.00) | -8.45 | <0.01 | |
二次气管插管 | 6(14.29) | 15(1.09) | 48.48 | <0.01 | |
二次开胸探查 | 8(19.05) | 40(2.92) | 32.34 | <0.01 | |
ICU住院时间[h,M(Q25,Q75)] | 19.00(7.75,59.00) | 43.50(40.00,46.88) | -4.37 | <0.01 |
注:BMI.体质指数;LVEF.左室射血分数;RBC.悬浮红细胞;AKI.急性肾损伤;ICU.重症监护室
多因素Logistic回归分析结果显示,有吸烟史(OR=2.216,95% CI 1.018~4.825,P<0.05)、呼吸机应用时间>48 h(OR=7.457,95% CI 3.443~16.161,P<0.01)、LVEF<40%(OR=3.524,95%CI 1.203~10.325,P<0.05)和术后发生AKI (OR=16.239,95%CI 7.551~34.924,P<0.01)是CABG术后患者发生VAP的独立危险因素(表2)。
危险因素 | 回归系数 | Wald(χ2值) | P值 | OR值 | 95%可信区间 |
---|---|---|---|---|---|
吸烟史 | 0.796 | 4.017 | <0.05 | 2.216 | 1.018~ 4.825 |
呼吸机应用时间>48 h | 2.009 | 25.914 | <0.01 | 7.457 | 3.443~16.161 |
LVEF<40% | 1.260 | 5.275 | <0.05 | 3.524 | 1.203~10.325 |
术后发生AKI | 2.787 | 50.899 | <0.01 | 16.239 | 7.551~34.924 |
注:AKI:急性肾功能损伤;LVEF.术前左室射血分数
42例VAP患者中,共检出病原菌42株,其中革兰阴性菌37株,革兰阳性菌2株,真菌3株。革兰阴性菌主要为肺炎克雷伯菌肺炎亚种(23株,54.76%)、洋葱伯克霍尔德菌(6株14.27%)。革兰阳性菌为金黄色葡萄球菌(2株,4.76%)。真菌为白假丝酵母菌(3株,7.14%)(表3)。药敏结果显示,肺炎克雷伯菌肺炎亚种对阿米卡星、氨曲南、亚胺培南、美罗培南、左氧氟沙星及莫西沙星的耐药率均<10%,对头孢他啶、庆大霉素及哌拉西林耐药性均<25%,而对氨苄西林的耐药率为100.00% 。洋葱伯克霍尔德菌对阿米卡星、氨苄西林、氨曲南、头孢唑啉、庆大霉素及磺胺甲噁唑天然耐药,对头孢他啶及莫西沙星的耐药率为0(表4)。多重耐药菌7株,肺炎克雷伯菌肺炎亚种4株,洋葱伯克霍尔德菌2株,铜绿假单胞菌1株。
病原菌 | 株数 | 构成比 | |
---|---|---|---|
革兰阳性菌 | 37 | 88.10 | |
肺炎克雷伯菌肺炎亚种 | 23 | 54.76 | |
洋葱伯克霍尔德菌 | 6 | 14.27 | |
铜绿假单胞菌 | 3 | 7.14 | |
鲍曼不动杆菌 | 2 | 4.76 | |
大肠埃希菌 | 2 | 4.76 | |
革兰阳性菌 | 2 | 4.76 | |
金黄色葡萄球菌 | 2 | 4.76 | |
真菌 | 3 | 7.14 | |
白假丝酵母菌 | 3 | 7.14 | |
合计 | 42 | 100.00 |
抗菌药物 | 肺炎克雷伯菌肺炎亚种(n=23) | 洋葱伯克霍尔德(n=6) |
---|---|---|
阿米卡星 | 1( 4.35) | 6(100.00) |
氨苄西林 | 23(100.00) | 6(100.00) |
氨曲南 | 2( 8.70) | 6(100.00) |
头孢唑啉钠 | 9( 39.13) | 6(100.00) |
头孢他啶 | 5( 21.74) | 0 |
氯霉素 | 8( 34.78) | 3( 50.00) |
头孢吡肟 | 6( 26.09) | 5( 83.33) |
庆大霉素 | 5( 21.74) | 6(100.00) |
亚胺培南 | 2( 8.70) | 5( 83.33) |
美罗培南 | 1( 4.35) | 1( 16.67) |
左氧氟沙星 | 2( 8.70) | 2( 33.33) |
莫西沙星 | 1( 4.35) | 0 |
哌拉西林 | 5( 21.74) | 2( 33.33) |
磺胺甲噁唑 | 6( 26.09) | 6(100.00) |
CABG患者往往高龄,同时并发高血压、糖尿病和脑血管疾病等,机体较差,手术操作对患者机体损伤较大,术后免疫力低下,容易诱发各种感染,以VAP最为突出。 Shih等[11]对20 896例CABG术后患者研究发现,其中644例发生VAP,发生率为3.1%。国内林丽珠等[12]观察阜外医院796例CABG术后患者,56例术后发生VAP,发生率为5.78%。本研究结果显示,1 414例CABG患者中,围手术期42例确诊为VAP,VAP发生率为2.97%,接近Shih等[11]研究结果,但低于林丽珠等[12]VAP发生率。本组VAP组患者住院期间全因病死率为26.19%(11/42),而非VAP组住院期间全因病死率为2.26%(31/1 372),VAP的发生降低了CABG手术成功率,严重降低了患者的生存质量。
心脏专科医院疾病特点及患病人群有自身特殊性,因此探讨专科医院CABG术后VAP发生危险因素及预防措施实施更有针对性。本研究通过多因素Logistic回归分析CABG术后患者VAP发生的危险因素,结果显示,吸烟、LVEF<40%、呼吸机应用≥48 h及术后发生AKI是CABG术后患者发生VAP的独立危险因素。吸烟(符合美国精神障碍诊断统计手册第4版的诊断标准,每天吸烟>10支,烟龄5年以上,并且住院前未戒烟)可使支气管黏膜的纤毛受损、变短,影响纤毛对黏液和灰尘的顺行清除功能,肺泡表面活性物质生成减少,小气道和肺泡逐渐塌陷。黏膜下腺体增生、肥大,黏液分泌增多,成分改变,容易阻塞细支气管[13]。在此基础上取桥血管游离左乳内动脉(LIMA)时需要进入左侧胸膜内,易导致左下肺叶不张,同时下腔静脉插管过程易导致右肺压缩,仰卧位与功能残气量减少有关,卧位时腹腔内容物向头侧压迫膈肌,并促进小气道关闭。吸烟患者呼吸道分泌物增加,排出能力下降,细菌进入气道后,极易引起肺部发生感染。体外循环对机体损伤包括:全身炎性反应、缺血-再灌注损伤,尤其是对肺脏的缺血再灌注损伤等。本研究单因素分析发现体外循环CABG患者VAP发生率高于非体外循环患者,但多因素分析差异无统计学意义,考虑因2016年之前我院病例多采用体外循环辅助,非体外手术所占比例较少有关。因为体外循环手术特殊性是客观存在的,所以我院自2015年开始所有择期手术患者康复科术前介入干预,指导戒烟、腹式呼吸培训及咳痰训练,同时对于高龄、术前肾功能异常、LVEF<40%患者给予非体外循环手术,术中给予间断膨肺、对于呼吸道分泌物及时清除等措施,尽量减少人为因素所致肺内感染发生。呼吸机是CABG术中术后必要的治疗措施,呼吸机长时间应用(>48 h)可导致肺部感染机会增加,因气管插管直接跨过咽喉部屏障,破坏了气道的自然防御屏障;治疗过程中不可避免存在细菌沾染的可能性,包括呼吸机、管道、氧气、湿化器及吸痰管等;手术中及术后早期患者镇静状态,自主咳嗽反射被抑制,不能自行咳痰,易引起下呼吸道感染。研究表明,机械通气时间每增加1 d,VAP的发生率增加1%~3% [14]。预防VAP发生是降低病死率和医疗费用的关键。对ICU医护人员加强VAP病理生理学和预防措施的高质量培训,可有效降低VAP发生[15]。经过多年学习及临床实践,我院根据国际医疗卫生机构认证联合委员会(JCI)精神除采用集束化管理CABG术后使用呼吸机患者外,对于短期无法脱机患者,早期(1周左右)评价胸部切口愈合情况下,积极气管切开,可减少气道死腔,口腔护理可更充分;减少镇静药物应用,让患者清醒下主动配合功能锻炼,对患者整体康复有较大意义;增加交感张力,适度降低多巴胺、肾上腺素等血管活性药物剂量;早期经口进食,利用消化道,减少肠道菌群移位;创造条件抓住机会脱离呼吸机,减少带机时间,恢复自主生理状态是减少CABG术后VAP的中心原则。AKI是CABG术后常见并发症之一,发生率根据诊断标准不同,低至5%,高达45%,通常接近30%[16]。本研究采用的AKI定义依据2012年改善全球肾脏病预后组织(KDIGO)AKI指南定义的诊断标准[17]。本组1 414例CABG患者发生AKI 115例,发生率为8.13%(本组AKI发生率较低,考虑与入组条件较高,排除了术前肾功能不全患者及术后切口感染病例有关),多因素回归分析,AKI与患者肺内感染直接相关,与预后不良密切相关。考虑为体外循环、手术创伤等综合因素导致机体产生大量炎性介质,引起肾功能损害导致AKI,肾脏清除水分及代谢产物能力下降,呼吸道分泌物增加,同时患者免疫系统功能受抑制,成为呼吸道感染的易感人群,感染时机体应用抗感染治疗等医源性因素,会进一步加剧肾功能恶化,进而使感染更不容易控制,彼此交联导致疾病的恶性循环。因此,对待CABG术后肾功能不全患者,即便是未发生肺内感染,也须密切观察尿量,若排除容量不足和心功能因素外,尿量<0.5 mL/h,持续2~3 h,积极采取主动干预措施,早期给予利尿剂冲击治疗,效果不明显时立即床旁血液净化治疗,采用CVVHDF模式,模拟肾脏功能,清除体内水分及代谢产物,避免容量过负荷,对心、肾的进一步损害加重。
Shih等[11]研究发现导致VAP的病原菌多为耐药菌,考虑多为抗菌药物对敏感细菌筛选,呼吸机应用期间反复多次气道吸痰,肠道菌群移位及长时间机械通气等使细菌耐药性增强。本研究结果发现,VAP的病原菌中,革兰阴性菌占88.10%,其中主要为肺炎克雷伯菌肺炎亚种和洋葱伯克霍尔德菌。革兰阳性菌为金黄色葡萄球菌,占4.76%。真菌为白假丝酵母菌,占7.14%。同时发现该组病例肺炎克雷伯菌肺炎亚种对多种药物敏感,对阿米卡星、氨曲南、美罗培南、左氧氟沙星耐药性均<10%,对头孢他啶、哌拉西林耐药性均<25%;洋葱伯克霍尔德菌对阿米卡星、氨苄西林、氨曲南、头孢唑啉、庆大霉素及磺胺甲噁唑天然耐药。当怀疑VAP感染时,尽早应用头孢他啶、莫西沙星、美罗培南及哌拉西林等。本组耐药菌仅检出7株,均为革兰阴性菌,可能与以下原因有关:(1)近年来全社会加大对抗菌药物管控,加大对临床抗菌药物应用规范管理;(2)我院是心脏专科医院,ICU仅收治心脏外科手术患者,病种单一,术前对呼吸道管理重视,在康复科协助下积极进行术前呼吸功能训练;(3)医院加大对新风系统改造,医疗环境明显改善,手卫生工作严格执行等综合因素共同作用,CABG术后出现肺内感染患者减少,同时病原菌相对较单一,耐药菌较少,仍以敏感菌为主,未出现大量鲍曼不动杆菌等耐药菌株,所以VAP发生率较低,病死率也较国外报道相对低[18]。
本研究不足之处:(1)本研究为单中心的回顾性横断面研究;(2)排除了术前存在肾功能不全、肝功能不全及慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者,排除了术后切口感染及愈合不良患者;(3)未进行长期随访。
利益冲突 无