糖尿病足溃疡(diabetic foot ulcer, DFU)感染发病率高,是糖尿病相关住院、截肢的常见原因[1,2]。目前对DFU感染的研究多为横断面的菌谱、药敏分析,多重耐药菌感染的预后分析,DFU严重程度、感染程度的分析,以及DFU随访观察[1,3,4,5,6,7],较少同时研究不同病原菌感染的病情特点及与特定预后的相关性。最近有研究提示常见细菌如金黄色葡萄球菌、粪肠球菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌等与足病病情严重性、更高的截肢率、再入院率及更高的死亡风险等无显著相关性[8],与其他研究有一些差别[1,3,4],且该研究入选的患者数量少,未针对不同菌种感染的患者病情进行分组分析,对影响足溃疡愈合的因素未明确阐述。本研究基于本院糖尿病足病中心的DFU数据库,筛选细菌培养阳性的患者资料,进一步探讨常见感染的细菌与病情和预后的关系。
连续收集2013年1月至2015年12月在本院住院的共1 025例DFU患者资料,其中DFU伴有感染的894例,选取细菌培养阳性的720例。这些患者均符合1999年世界卫生组织(WHO)的糖尿病诊断标准并伴有足部明确溃疡及感染[2],排除非糖尿病相关性足部溃疡,如肿瘤、非糖尿病患者的外伤、烧伤感染,存在免疫抑制状态患者的感染。
(1)病史资料主要包括糖尿病病程、足溃疡病程、足部破溃感染情况等;(2)实验室检查包括血常规、HbA1C、血脂、肝肾功能、24 h尿蛋白定量等;(3)DFU的局部侵犯范围程度,采用Wagner方法进行分级[9],DFU感染的严重程度,按国际糖尿病足病工作组与美国感染病协会共同制订的感染临床分类指南进行分级[2];(4)糖尿病周围神经病变:存在温度觉异常,10 g尼龙丝触觉检查足部感觉减退或消失,震动觉异常,踝反射减弱或消失,上述有2项或以上异常,结合临床痛觉、麻木、发冷等症状,排除腰骶神经病变,脑卒中、格林巴利综合征等;(5)糖尿病下肢动脉病变[10,11]:踝臂指数<0.9,下肢多普勒超声检查显示动脉粥样硬化斑块形成伴有不同程度狭窄或闭塞,或下肢血管CT、磁共振、血管造影显示有下肢动脉狭窄或闭塞,有下肢动脉成形术病史,结合临床间歇性跛行、静息痛及足背动脉搏动减弱或消失;踝臂指数<0.6,或影像学检查显示主干动脉狭窄程度大于50%定义为严重下肢动脉病变。
对DFU感染的患者在入院后首次清创换药时,生理盐水清洁伤口后,用灭菌盐水棉拭子沾取其溃疡深部的分泌物,置于灭菌试管内送微生物检验室。标本接种于血琼脂平板,置35℃培养48 h,细菌鉴定采用法国生物梅里埃公司API鉴定系统,药敏试验采用K-B法,药敏纸片选用英国OXS公司产品。根据培养结果,选取最多见、具有代表性的5个菌种,并以菌种进行分组观察、病情分析。
根据糖尿病与糖尿病足病相关指南[2,11],住院期间给予抗感染、改善循环、营养支持、清创换药等综合治疗,随访3个月观察结果,主要是愈合、未愈、截肢、死亡等情况。患者随访主要在门诊进行,部分患者再次入院或电话随访。
愈合,指溃疡创面皮肤完全覆盖,或已形成痂皮:未愈,溃疡创面有或无缩小、伴或不伴分泌物、无进一步坏死组织、无新鲜肉芽组织生长,局部无显著变化或恶化者;小截肢指经跗跖关节或跗跖关节以下的截肢,大截肢指跗跖关节以上的截肢[6],本研究将大小截肢合并分析。
计量资料用±s表示,不符合正态分布的采用中位数及四分位数(P25-P75)表示,多组间比较用方差分析;计数资料用比例或百分比表示,比较用卡方或Fisher确切检验;未愈、截肢、死亡的相关危险因素分析用logistic回归分析。统计分析用SPSS软件包(21.0),P<0.05为差异有统计学意义。
DFU有分泌物、进行足部细菌分离培养894例,有阳性结果的720例,培养出784株菌株。其中单一细菌菌株感染595例,余为多重耐药菌、非耐药真菌及混合感染。单一菌株感染中,常见的菌种依次为金黄色葡萄球菌129株,铜绿假单胞菌114株,变形杆菌69株(包括普通变形杆菌18株,奇异变形杆菌51株),粪肠球菌55株,大肠埃希菌38株。以菌种分组,对感染上述细菌的405例患者进行病情分析、随访观察。
各细菌感染组年龄、糖尿病病程、糖尿病足病程、住院天数、HbA1C、血白蛋白、白细胞计数、血红蛋白、C反应蛋白、尿素氮、肌酐、血脂、24h尿蛋白、体重指数等组间比较均无统计学差异。各组先前足溃疡史、糖尿病下肢动脉病变及周围神经病变比例,组间无明显差异(表1、图1)。
表1 Tab 1 |
组别Group | 例数(男/女)n(Male/Female) | 年龄(岁)Age(year) | DM病程(年)Duration of DM(year) | DF病程Duration of DF(d) | 住院天数Hospital stay(d) | HbA1C(%) | WBC(×109) | Hb(g/L) | ALB(g/L) | CRP(mg/L) |
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1 | 129(78/51) | 64.4±13.1 | 12.0±7.9 | 20(7,120) | 25.1±20.2 | 8.44±2.53 | 7.27±3.10 | 111.2±21.1 | 35.0±5.4 | 34.0±62.5 |
2 | 114(75/39) | 65.0±14.4 | 11.7±8.2 | 21(10,105) | 24.3±14.0 | 8.27±1.87 | 7.95±3.74 | 116.4±23.3 | 35.2±5.2 | 25.8±73.0 |
3 | 69(45/24) | 66.2±13.7 | 14.5±8.2 | 20(7.5,150) | 27.8±24.9 | 8.74±2.19 | 8.56±4.22 | 114.6±21.3 | 35.0±5.0 | 56.3±86.3 |
4 | 55(36/19) | 67.9±13.5 | 13.5±8.9 | 60(14,195) | 25.5±16.5 | 9.08±2.78 | 8.14±5.49 | 115.1±17.8 | 34.1±5.1 | 30.3±48.8 |
5 | 38(25/13) | 70.4±10.3 | 14.5±9.9 | 120(30,341) | 29.1±39.2 | 8.52±2.14 | 7.99±2.88 | 112.9±17.3 | 35.4±3.7 | 23.6±49.4 |
合计Total | 405(259/146) | 65.9±13.5 | 12.8±8.4 | 30(10,100) | 25.7±21.7 | 8.54±2.32 | 7.86±3.86 | 113.9±21.1 | 35.0±5.1 | 34.3±68.0 |
组别Group | 例数(男/女)n(Male/Female) | BUN(mmol/L) | 肌酐Creatinine(μmol/L) | TC(mmol/L) | TG(mmol/L) | HDL-C(mmol/L) | LDL-C(mmol/L) | 24 h尿蛋白24 h urinary protein(g/L) | BMI(kg/m2) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 129(78/51) | 6.05(4.53,7.33) | 86.1±62.8 | 3.95±1.12 | 1.58±1.86 | 1.01±0.38 | 2.40±0.97 | 0.26(0.14,0.53) | 23.5±4.2 |
2 | 114(75/39) | 6.27(4.85,7.97) | 91.2±87.5 | 4.02±1.29 | 1.57±1.28 | 0.98±0.34 | 2.38±1.03 | 0.37(0.12,0.60) | 23.1±3.7 |
3 | 69(45/24) | 5.26(4.11,10.25) | 89.0±84.4 | 3.96±1.01 | 1.31±0.67 | 0.95±0.36 | 2.46±0.90 | 0.26(0.12,1.17) | 24.1±4.5 |
4 | 55(36/19) | 5.65(4.74,9.39) | 93.7±112.9 | 3.83±1.35 | 1.35±1.00 | 1.01±0.38 | 2.26±1.12 | 0.24(0.16,0.60) | 23.9±5.9 |
5 | 38(25/13) | 5.46(3.81,7.99) | 85.7±55.3 | 3.90±0.87 | 1.57±2.06 | 1.04±0.31 | 2.36±0.77 | 0.31(0.16,0.57) | 22.5±3.4 |
合计Total | 405(259/146) | 6.01(4.76,8.15) | 89.0±80.9 | 3.95±1.16 | 1.50±1.47 | 0.99±0.36 | 2.38±0.98 | 0.21(0.11,0.56) | 23.5±4.3 |
注:1:金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus; 2:铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa; 3:变形杆菌Proteus; 4:粪肠球菌Enterococcus faecalis; 5:大肠埃希菌Escherichia coli;DM:糖尿病Diabetes mellitus;DF:糖尿病足Diabetic foot;WBC:白细胞White blood cell;Hb:血红蛋白Hemoglobin;ALB:白蛋白Albumin;CRP:C反应蛋白C reactive protein;BUN:血尿素氮Blood urea nitrogen;TC:总胆固醇Total cholesterol;TG:三酰甘油Triglycerides;HDL-C:高密度脂蛋白胆固醇High density lipoprotein-cholesterol;LDL-C:低密度脂蛋白胆固醇Low density lipoprotein-cholesterol;BMI:体重指数Body mass index
铜绿假单胞菌组愈合比例最高(58.8%),截肢、死亡比例较低。金黄色葡萄球菌组愈合比例为47.3%,截肢比例为28.7%。变形杆菌、粪肠球菌、大肠埃希菌组愈合比例低于40%,截肢比例均在40%以上,组间比较有统计学差异(图4)。
以病情结局作为因变量,下述自变量重新定义为分类变量:年龄(≤79岁、>79岁)、糖尿病病程(≤20年、>20年)、糖尿病足病程(≤30 d、>30 d)、HbA1C(≤9%、>9%)、血白蛋白(≤30 g/L、>30 g/L)、白细胞计数(≤10×109、>10×109)、血红蛋白(≤90 g/L、>90 g/L)、肌酐(≤100 μmol/L、>100 μmol/L)、体重指数(≤20 kg/m2、>20 kg/m2)、Wagner分级(<3级、≥3级)、感染分级(轻中度、重度)、心功能NYHA分级(<3级、≥3级),及严重下肢动脉病变、周围神经病变、先前足溃疡史、性别等作为自变量,进行logistic回归分析。结果显示心功能3级以上(P=0.016)、HbA1C >9%(P=0.004)、严重下肢动脉病变(P=0.000)、粪肠球菌感染(P=0.039)、变形杆菌感染(P=0.026)及糖尿病足病程>30 d(P=0.003)是与足溃疡未愈密切相关的危险因素;心功能3级以上(P=0.005)、HbA1C >9%(P=0.014)、Wagner分级3级以上(P=0.000)、严重下肢动脉病变(P=0.000)、粪肠球菌感染(P=0.024)、糖尿病足病程>30 d(P=0.021)是与截肢密切相关的危险因素;上述自变量纳入分析,未发现与死亡密切相关的危险因素。
国内研究报道DFU合并感染比例高达67.9%~95.8%[1,12]。感染的细菌种类众多[3,4,13,14,15],常见有革兰阳性球菌,如金黄色葡萄球菌、链球菌、肠球菌等,革兰阴性杆菌,如大肠埃希菌、变形杆菌、克雷伯菌及铜绿假单胞菌。本院收治的DFU患者多来源于上海周边地区,这些患者金黄色葡萄球菌分离株数最多,铜绿假单胞菌次之,变形杆菌、粪肠球菌、大肠埃希菌也较多。研究显示[4,13,14,15,16],革兰阴性菌,尤其是铜绿假单胞菌在亚洲、非洲等温暖气候地区的糖尿病足感染中更为常见,目前还不清楚这是否与环境因素、鞋类、个人卫生、先前抗菌药物应用等有关。
本研究对本院常见的单一细菌感染患者进行病情分析,结果显示入院时各组间年龄、糖尿病病程、糖尿病足病程、HbA1C、肝肾功能指标、体重指数及先前足溃疡史、糖尿病下肢动脉病变、周围神经病变比例等组间均无明显差异,提示这些菌种感染的DFU人群广泛,无明显年龄、糖尿病病程及常见临床生化指标等倾向性。而在不同的Wagner足病及不同感染程度患者中,细菌的分布有差异。变形杆菌、粪肠球菌、大肠埃希菌更多见于Wagner 3级以上及重度感染中,尤其是变形杆菌、大肠埃希菌在Wagner 4~5级中比例分别占36.2%、36.9%,明显高于其他菌种,这与本课题组以前的研究和其他课题组的研究基本一致[4,5,17]。金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌多分布于Wagner 1~2级、轻中度感染患者,尤其是本研究发现铜绿假单胞菌在这类患者中具有较高感染率,这对临床工作具有重要启示。细菌的分布特征很大程度上解释了各组患者的病情结局差异,即金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌组愈合比例高,截肢、死亡比例相对较低,而变形杆菌、粪肠球菌、大肠埃希菌组愈合比例低,截肢比例相对较高。
不同细菌致病力及感染的宿主抵抗力存在差异可能导致个体间病情结局差异[4]。临床观察发现,经过合理清创、应用敏感抗菌药物联合基础降糖、抗凝、调脂、营养支持等治疗,多数DFU患者感染得到有效控制、达到创面愈合或截肢后愈合。影响DFU病情结局的因素众多,严重的足病、较低的踝臂指数、较高的HbA1C及心脏病史等是导致创面不愈、截肢、死亡等不良结局的主要危险因素[1,6,8,18]。本研究亦显示心功能3级以上、HbA1C>9%、严重下肢动脉病变是创面不愈、截肢的危险因素。Wagner 3级以上的患者因病变累及骨质、或部分足坏疽,多数需要截肢(趾),说其为截肢的预测因素较危险因素更为合适。另外粪肠球菌、变形杆菌感染、糖尿病足病程超过30d亦与不良结局密切相关,而这类患者多为慢性溃疡,足病病情及感染相对较重,提示临床工作中对这类细菌感染需提高警惕,积极抗感染、改善全身状态及足部病情,促进愈合。
本研究中死亡的患者多是由于严重的心脑血管疾患,部分患者存在多次脑卒中、心肌梗死病史,少部分患者死于合并足感染在内的多脏器感染及功能衰竭。可能由于例数的限制(3个组死亡共10例,对应Wagner分级组别分别为1、1、1、3、4例)及患者来源差异,研究未发现与死亡密切相关的危险因素。研究报道[3,6,8],多重耐药菌感染、严重心脏疾病、免疫功能低下的患者(如恶性肿瘤、肾功能明显低下)死亡风险高。另外,临床观察发现,长期慢性足溃疡反复培养出多种细菌、分离出真菌感染的患者,重度感染、尤其是迅速发展为感染性休克的患者具有较高死亡风险。不同的菌种感染是否与死亡有关联尚需更大样本量的研究。
即使多学科合作、给予合理的治疗,DFU的预后仍很差,尤其合并感染时,住院率、截肢死亡率明显升高[2,7]。血糖控制差、足病病情严重、感染严重,存在严重下肢动脉病变、严重心脏疾病的患者预后不良。不同细菌感染的DFU患者预后有比较明显的差别,同时依据不同的DFU足部病情,我们可以推测大致可能感染的细菌,有助于我们尽早进行有效的抗感染治疗,从而改善预后。
分析常见细菌感染的糖尿病足溃疡(DFU)患者病情特点,探讨不同病原菌对足溃疡病情及短期预后的影响。
从1 025例DFU患者中筛选细菌培养阳性的病例,选取感染最多见的5个菌种,以菌种分组,进行病情分析和观察3个月随访结果,根据愈合、未愈、截肢、死亡等病情结局,分析各组间差别与不同结局的相关危险因素。
常见感染菌种为金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、变形杆菌、粪肠球菌和大肠埃希菌,占720例培养阳性的405例;入院时各组别相应临床指标基本无差别,但金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌感染患者Wagner 1~2级病变比例分别为55.0%、71.1%,轻中度感染比例分别为77.5%、84.2%,变形杆菌、粪肠球菌、大肠埃希菌感染患者Wagner 3~5级比例分别为49.2%、52.8%、63.2%;粪肠球菌、大肠埃希菌组重度感染比例分别为38.2%、42.1%;金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌组3个月愈合比例超过47%;变形杆菌、粪肠球菌、大肠埃希菌组愈合比例低于40%,截肢比例均在40%以上(均P<0.05);心功能3级以上、严重下肢动脉病变、HbA1C>9%是影响足溃疡愈合、导致截肢的主要危险因素(均P<0.05)。
不同细菌感染的DFU病情有一定的差别,变形杆菌、粪肠球菌、大肠埃希菌感染的DFU患者足部病情相对较重,短期预后相对较差。