探讨mCIM和sCIM表型方法在筛查烧伤伤口中产IMP、VIM和NDM金属β-内酰胺酶的铜绿假单胞菌的有效性

背景介绍

铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是一种广泛存在于环境中的革兰氏阴性细菌，尤其在医院环境中常见。它是烧伤伤口感染的第二大常见病原体，常导致严重的感染并表现出高度的抗生素耐药性，尤其是对碳青霉烯类抗生素的耐药性。这种耐药性主要源于细菌产生的金属β-内酰胺酶（MBLs），如IMP、VIM和NDM酶。这些酶能够水解碳青霉烯类抗生素，使得治疗变得极为困难。因此，快速准确地检测这些酶的产生对于指导临床治疗至关重要。

目前，PCR（聚合酶链反应）是检测碳青霉烯酶基因的金标准，但其高昂的成本和对专业设备的依赖限制了其在临床诊断中的广泛应用。因此，开发一种高效、经济的表型检测方法成为研究的重点。本研究旨在评估改良碳青霉烯灭活法（MCIM）和简化碳青霉烯灭活法（SCIM）在筛查铜绿假单胞菌中产IMP、VIM和NDM金属β-内酰胺酶的有效性。

论文来源

本研究由Hossein Hatami、Shiva Motamedi、Ghazaleh Talebi和Mojdeh Hakemi-Vala共同完成，分别来自伊朗Shahid Beheshti University of Medical Sciences的公共卫生学院和微生物学院，以及Islamic Azad University的生物学系。论文于2025年发表在《The Journal of Antibiotics》期刊上，DOI为10.1038/s41429-025-00806-x。

研究流程

1. 细菌鉴定

研究从伊朗德黑兰的Shahid Motahari烧伤医院收集了40例烧伤患者的铜绿假单胞菌临床分离株。所有菌株通过常规生化方法进行鉴定，包括革兰氏染色、氧化酶试验、IMViC试验等。菌株在-70°C的甘油-TSB培养基中保存，以备后续分子分析。

2. 抗生素敏感性测试（AST）

采用CLSI 2021指南的纸片扩散法进行抗生素敏感性测试。测试的抗生素包括亚胺培南（Imipenem）、头孢他啶（Ceftazidime）、哌拉西林/他唑巴坦（Piperacillin/Tazobactam）、环丙沙星（Ciprofloxacin）和阿米卡星（Amikacin）。结果显示，90%的菌株对亚胺培南耐药，95%的菌株被归类为多重耐药（MDR）。

3. 改良碳青霉烯灭活法（MCIM）

MCIM测试根据CLSI 2023指南进行。将细菌悬液与美罗培南纸片共同孵育4小时，随后将纸片转移到接种了大肠杆菌ATCC 25922的MHA平板上，孵育18-24小时后观察抑菌圈。结果显示，50%的菌株为碳青霉烯酶阳性，2.5%的菌株结果不确定。

4. 简化碳青霉烯灭活法（SCIM）

SCIM测试是对MCIM的简化版本，直接将细菌涂抹在亚胺培南纸片上，随后将纸片放置在接种了大肠杆菌ATCC 25922的MHA平板上。然而，SCIM测试在本研究中未能检测到任何碳青霉烯酶阳性菌株，表明其标准化程度不足。

5. PCR检测

通过煮沸法提取细菌DNA，使用PCR检测blaIMP、blaVIM和blaNDM基因。结果显示，25%的菌株携带blaNDM基因，12.5%携带blaVIM基因，2.5%携带blaIMP基因。

6. 统计分析

使用SPSS 27.0和MedCalc进行统计分析，计算MCIM测试的敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值。MCIM测试对blaVIM和blaIMP基因的敏感性为100%，对blaNDM基因的敏感性为80%，总体敏感性为87.50%。

主要结果

1. 抗生素耐药性：90%的铜绿假单胞菌分离株对亚胺培南耐药，95%为多重耐药菌株。
2. MCIM测试：MCIM测试对金属β-内酰胺酶的总体敏感性为87.50%，特异性为70.83%，阴性预测值为89.47%。
3. SCIM测试：SCIM测试在本研究中未能检测到任何碳青霉烯酶阳性菌株，表明其标准化程度不足。
4. PCR检测：25%的菌株携带blaNDM基因，12.5%携带blaVIM基因，2.5%携带blaIMP基因。

结论与意义

本研究揭示了烧伤患者中铜绿假单胞菌对常用抗生素的高耐药性，尤其是对碳青霉烯类抗生素的耐药性。MCIM测试在检测金属β-内酰胺酶方面表现出较高的敏感性和阴性预测值，而SCIM测试则因标准化问题未能提供可靠结果。尽管PCR是检测碳青霉烯酶基因的金标准，但MCIM作为一种经济、易操作的表型检测方法，具有重要的临床应用价值。未来的研究应进一步优化SCIM测试，以提高其在临床诊断中的可靠性。

研究亮点

1. 高耐药性：90%的铜绿假单胞菌分离株对亚胺培南耐药，95%为多重耐药菌株，凸显了烧伤患者中抗生素耐药性的严重性。
2. MCIM的有效性：MCIM测试在检测金属β-内酰胺酶方面表现出较高的敏感性和阴性预测值，为临床提供了一种快速筛查工具。
3. SCIM的局限性：SCIM测试在本研究中未能检测到任何碳青霉烯酶阳性菌株，表明其标准化程度不足，需进一步优化。
4. 基因检测：PCR检测显示，25%的菌株携带blaNDM基因，12.5%携带blaVIM基因，2.5%携带blaIMP基因，为临床治疗提供了重要的分子依据。

其他有价值的信息

本研究还强调了在烧伤中心实施针对性抗菌策略的重要性，以减少多重耐药菌株的传播和感染。未来的研究可以进一步探讨EDTA改良碳青霉烯灭活法（ECIM）在铜绿假单胞菌中的应用，以提高金属β-内酰胺酶检测的特异性。