病例报告
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法诊断缺陷乏养菌感染所致人工瓣膜心内膜炎二例
中华传染病杂志, 2020,38(12) : 824-826. DOI: 10.3760/cma.j.cn311365-20200326-00401
摘要

缺陷乏养菌是感染性心内膜炎少见但重要的病原菌之一,因培养和鉴定困难,常被误诊和漏诊。现报道2例男性晚发型人工瓣膜心内膜炎患者,其中1例为血培养和瓣膜培养缺陷乏养菌均阳性,1例仅为血培养缺陷乏养菌阳性,均通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS)鉴定为缺陷乏养菌,经治疗后好转。提示MALDI-TOF MS可帮助临床医师快速、精准地识别缺陷乏养菌感染。

引用本文: 朱丽莹, 王文静, 宋爽, 等.  基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法诊断缺陷乏养菌感染所致人工瓣膜心内膜炎二例 [J] . 中华传染病杂志, 2020, 38(12) : 824-826. DOI: 10.3760/cma.j.cn311365-20200326-00401.
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例1 患者男,55岁,因"反复发热伴咳嗽、胸闷20 d"于2019年5月13日收入南京医科大学附属南京医院心胸外科。既往有高血压病史,10年前曾行二尖瓣置换术+三尖瓣成形术(29号CarBo双叶机械瓣,Kay成形术)。患者入院前20 d受凉后出现畏寒、发热,体温最高达38.3 ℃,伴阵发性咳嗽,咯白色泡沫痰,活动后胸闷、气喘,休息后可好转,在外院经输液抗感染治疗后患者仍有发热,并逐渐出现双下肢水肿,伴夜间阵发性呼吸困难,不能平卧。为进一步诊治,至南京医科大学附属南京医院心胸外科门诊,行经胸超声心动图检查示:二尖瓣换瓣术后,二尖瓣机械瓣功能正常,主动脉瓣左冠瓣脱垂伴重度反流,主动脉瓣有稍高回声团(赘生物可能),考虑"感染性心内膜炎"收入院。入院体格检查:体温为36.5 ℃,呼吸为18次/min,心率为107次/min,血压为139/52 mmHg (1 mmHg=0.133 kPa);神志清楚,精神萎靡;心律齐,主动脉瓣听诊区可闻及中度舒张期杂音,无心包摩擦音,余无阳性发现。入院后留取血培养,给予静脉滴注哌拉西林舒巴坦(6 g/次,每12 h 1次)进行抗感染治疗,体温波动于36.5~37.9 ℃。入院后第4天行主动脉瓣置换术(23 mm SJM Regent机械心脏瓣膜)+人工二尖瓣瓣周漏修补术,术中见主动脉瓣中的左冠瓣和无冠瓣两叶均有脱垂,左冠瓣有大量赘生物附着,无冠瓣穿孔,清除赘生物并送微生物室进行培养。入院第7天微生物室血培养和入院第10天赘生物培养结果经基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS)鉴定均为缺陷乏养菌(Abiotrophia defectiva)。术后予静脉滴注万古霉素(1 g/次,每8 h 1次)联合哌拉西林舒巴坦(6 g/次,每12 h 1次)抗感染治疗10 d,患者体温恢复正常,停用哌拉西林舒巴坦,继续给予万古霉素单药治疗,其间监测万古霉素谷浓度为23.42 mg/L(偏高),调整万古霉素剂量为1 g/次(每12 h 1次),而后复测万古霉素谷浓度波动于10.21~13.74 mg/L,患者体温持续正常,未再反复,多次复查心脏超声和血培养结果均为阴性。入院第35天,患者好转出院,至当地医院继续治疗,治疗6周满疗程后停药。出院后患者体温正常,第1、2、3个月复查心脏超声均未见异常,血培养结果均为阴性。

例2 患者男,72岁,因"乏力、纳差2个月"于2019年4月17日收入南京医科大学附属南京医院血液科。既往有高血压、腔隙性脑梗死病史,8年前曾行主动脉瓣置换(23号ST,Jude生物瓣)+升主动脉替换+Caboral分流术。患者入院前2个月无明显诱因出现乏力、纳差,未诊治,1个月前症状加重,外院查血常规示血红蛋白为86 g/L,考虑诊断"贫血",予营养支持、口服益血生胶囊等治疗,患者乏力、纳差进行性加重,为进一步诊治,至南京医科大学附属南京医院血液科门诊,完善骨髓穿刺检查,骨髓常规检查提示骨髓增生活跃,以粒系增生为主,红系内铁减少,考虑"中度贫血"收入院。入院体格检查:体温为36.6 ℃,呼吸为16次/min,心率为80次/min,血压为110/70 mmHg;神志清楚,精神尚可,贫血貌;心律齐,心前区可闻及收缩期杂音,无心包摩擦音,余无阳性发现。入院第2天晚间患者出现畏寒、发热,体温达38.8 ℃,完善血培养,并予静脉滴注头孢噻肟(2 g/次,每12 h 1次)进行抗感染治疗。患者入院第3至6天均为不规则中高热,入院第6天微生物室血培养经MALDI-TOF MS鉴定为缺陷乏养菌,完善心脏超声检查提示:主动脉瓣置换术后,人工主动脉瓣流速增快并有异常回声附着(赘生物可能),二尖瓣关闭不全(轻至中度),三尖瓣关闭不全(轻度)。当日下午患者出现急性左上腹痛,急查腹部CT示:脾脏有低密度灶,梗死可能。入院第7天转入心胸外科再次行开胸主动脉瓣置换术(19号双叶机械瓣),术中见人工主动脉瓣赘生物,主动脉瓣狭窄并关闭不全,清除赘生物并送微生物室培养,5 d后培养结果为阴性。术后予静脉滴注万古霉素(1 g/次,每12 h 1次)联合阿莫西林克拉维酸钾(1.2 g/次,每8 h 1次)进行抗感染治疗。入院第10天,患者体温恢复正常,未再反复,其间监测万古霉素谷浓度波动于10.26~14.13 mg/L。入院第21天停用万古霉素,继续给予阿莫西林克拉维酸钾单药治疗,治疗6周满疗程后停药。患者入院第8天出现左侧肢体乏力,双侧瞳孔不等大,左侧直径为2.5 mm,右侧直径为2.0 mm,左侧肌力下降,急查头颅CT提示右侧脑出血,暂停抗凝治疗并予营养神经对症治疗,而后患者肌力逐渐恢复,第38天重新予抗凝治疗。术后多次复查心脏超声和血培养,结果均为阴性。入院第50天,患者好转出院。出院后患者体温正常,第1、2、3个月复查心脏超声均未见异常,血培养结果均为阴性,复查头颅CT未见新发出血灶,复查腹部CT未见新发梗死灶。

讨论

感染性心内膜炎是一种常见的心血管系统感染性疾病,可引起心力衰竭、脑栓塞等致死性并发症,半年病死率高达30%[1]。感染性心内膜炎根据瓣膜类型分成自体瓣膜心内膜炎和人工瓣膜心内膜炎,其中人工瓣膜心内膜炎根据末次手术至发病的时间又分成早发型和晚发型,早发型为末次手术12个月内发病,晚发型为末次手术12个月后发病。常见引起早发型人工瓣膜心内膜炎的病原体为葡萄球菌、真菌、革兰阴性杆菌等,而晚发型则更接近自体瓣膜心内膜炎的病原菌谱,主要以链球菌、葡萄球菌为主[2]

1961年,Frenkel和Hirsch[3]首次在感染性心内膜炎患者的血培养标本中分离出一种在其他细菌菌落周围呈"卫星现象"生长的链球菌,因其对营养要求苛刻,故将其命名为营养变异链球菌。2000年,Collins和Lawson[4]通过16S rRNA基因测序正式将营养变异链球菌分成颗粒链菌属和乏养菌属,其中乏养菌属仅有缺陷乏养菌一个菌种。缺陷乏养菌是兼性厌氧的革兰阳性球菌,属于人体口腔、肠道内的正常菌群,为机会致病菌,可引起感染性心内膜炎、菌血症、脑脓肿、眼内炎、化脓性关节炎等。相较于其他链球菌,缺陷乏养菌引起的感染性心内膜炎的病程更长、并发症更多、手术率更高,有学者认为这与其诊断延迟密切相关[5,6]。本研究2例患者均接受手术治疗,其中1例出现脾梗死、脑出血的并发症。国外研究报道,缺陷乏养菌约占所有链球菌感染性心内膜炎病例的4%~6%[7,8];国内有3例缺陷乏养菌自体瓣膜心内膜炎的病例报道,2016年卫颖珏等[9]报道了1例有血管炎病史、长期应用糖皮质激素的39岁男性患者,2018年许凌等[10]报道了1例有"结缔组织病"病史、长期应用糖皮质激素及免疫抑制剂的56岁女性患者,2018年刘昱等[11]报道了1例出现左侧颈内动脉闭塞并发症的57岁男性患者。本研究2例患者均为晚发型缺陷乏养菌感染所致人工瓣膜心内膜炎。

国内临床微生物实验室对缺陷乏养菌的低检出率与其营养要求苛刻、在不利营养环境下的光学显微镜下形态多变、现有生物化学鉴定能力欠佳等密切相关。第一,缺陷乏养菌培养对营养要求非常苛刻,可出现血培养阳性、涂片可见细菌但普通培养基上不生长的现象,此时应接种在添加L-半胱氨酸或盐酸吡多醛的培养基上进行培养,必要时可加做卫星试验帮助鉴别——在普通培养基中放置浸有吡多醛的纸片或可产生吡哆醛的助养菌(如金黄色葡萄球菌),观察该菌是否围绕纸片或助养菌呈"卫星现象"生长。第二,由于人血中含有微量吡哆醛,延长培养时间后缺陷乏养菌可在普通培养基上形成针尖大小的微小菌落,但是受所需营养成分含量不足的影响,革兰染色时菌体形态多种多样,很少出现链球菌典型的链状排列,如染色时脱色过度,光学显微镜下还可同时出现革兰阳性菌和阴性菌,为菌种鉴定带来巨大困难。第三,目前国内临床微生物实验室多采用VITEK 2 Compact系统鉴定细菌,尽管其数据库中含有缺陷乏养菌信息,但是其生物化学反应谱不典型,根据生物化学表型鉴定时常出现鉴定失败或种属鉴定错误。Miraclin等[12]的研究中,VITEK 2 Compact系统将1例感染性心内膜病原体鉴定为血链球菌(99%的可能性),但最终通过16S rRNA基因测序证实为缺陷乏养菌。

MALDI-TOF MS是最近发展起来的一种基于蛋白质组学的细菌快速鉴定技术,与标准方法16S rRNA基因测序比较,具有简便、快捷、鉴定结果准确性高的优势,是目前常用的快速鉴定缺陷乏养菌的方法之一[13]。随着MALDI-TOF MS的逐步推广,缺陷乏养菌的检出率大大提高[14]。既往报道的3例缺陷乏养菌感染所致心内膜炎的病例报道中仅1例提及检测方法,其使用的鉴定仪器为MALDI-TOF MS(Bruker MALDI Biotyper系统,德国布鲁克公司)[9]。本研究2例患者均为血培养阳性,标本接种于普通培养基需氧培养48 h后形成针尖大小的微小菌落,然后通过MALDI-TOF MS(MALDI-TOF Vitek MS系统,法国生物梅里埃公司)鉴定为缺陷乏养菌。

目前,对缺陷乏养菌的药物敏感试验还无统一标准,在临床和实验室标准化协会(Clinical and Laboratory Standards Institute,CLSI)相关文献中无法查到该菌属的最低抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC),美国心脏病学会指出颗粒链菌属和乏养菌属的药物敏感试验"在技术上经常是困难的,且结果可能不准确"[15]。本研究2例患者均未行药物敏感试验。2015年,欧洲心脏病学会的感染性心内膜炎最新指南建议使用青霉素G、头孢曲松或万古霉素抗感染治疗6周,开始治疗时应联用氨基糖苷类药物至少2周[2]。目前,国内对于治疗缺陷乏养菌感染的经验较少,例1患者初始选用哌拉西林舒巴坦,治疗效果不佳,术后改为万古霉素联合哌拉西林舒巴坦治疗2周,体温正常、病原菌明确后继予万古霉素单药治疗4周;例2患者初始选用头孢噻肟,治疗效果不佳,在病原菌明确后感染科会诊建议使用阿莫西林克拉维酸钾,但心胸外科考虑到患者2次换瓣手术的时间长且术后需入住ICU,存在继发耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin resistant Staphylococcus aureus,MRSA)感染的风险,要求予万古霉素联合阿莫西林克拉维酸钾强力抗感染治疗,感染科医师讨论后同意该治疗方案,遂治疗2周,患者体温正常后继续予阿莫西林克拉维酸钾单药治疗4周。使用万古霉素期间,均定期监测其谷浓度,根据美国心脏病学会指南推荐,将其控制在10~15 μg/mL[15]

综上所述,缺陷乏养菌是感染性心内膜炎少见但重要的病原菌之一,不仅可引起自体瓣膜心内膜炎,而且也可导致晚发型人工瓣膜心内膜炎。缺陷乏养菌的培养和鉴定困难,常出现误诊、漏诊,故其在国内的发病率可能被大大低估。缺陷乏养菌所致感染性心内膜炎早期病原菌的准确鉴定对治疗至关重要,新型检测技术MALDI-TOF MS有望更快、更精准地鉴定出此类病原体。

利益冲突
利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献
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