初始样本转移技术在老年骨折患者血培养采血中的应用效果分析

刘允 邵长生 宋远征 刘志 杨锡明

滕州市中心人民医院创伤一科，滕州 277500

血液培养是用于检测血流感染以指导后续抗菌治疗的最可靠、最灵敏的工具之一。尽管血液培养技术取得了巨大进步，但血培养物的污染仍然是一个严重的问题，在一些实验室中至少有50%的阳性血培养物存在，血培养污染率通常在0.6%～6.0%之间［1］。由于老年患者经常访问医疗机构，更多地暴露于某些生物膜形成菌株，并可能携带具有抗菌素耐药基因的皮肤共生体，所以更容易发生血液污染。另外，在这些人群中，由于难以评估静脉、抽血困难，可能会导致血培养污染。因此，来自60～80 岁年龄组老年患者的血培养物更容易受到污染［2］。除了人为错误之外，血培养污染的一个重要原因是初始血样中可能含有来自针头的受污染的皮肤碎片［3］。虽然含乙醇的氯己定等可有效降低皮肤上生物膜生物的生存能力，但它并不能完全消除这些生物［4］。血培养污染会导致老年骨折患者使用不必要的抗生素或抗生素选择不当，引起抗生素应用时间过长，不仅容易增加老年人脏器功能损害的风险、延误患者的治疗、延长住院时间，而且容易导致多重耐药菌的感染，给基础疾病多、机体免疫力差的老年骨折患者的康复带来了负面影响，增加了治疗费用。为降低老年骨折患者血培养的污染率，本研究采用初始样本转移技术采血管理方案，取得了良好的临床效果。

资料与方法

1.研究对象

选择2019年1月至2023年3月在滕州市中心人民医院骨科住院的因疑似或确诊血流感染而需要采集血培养标本的老年骨折患者400 例进行随机对照试验。采用随机数字表法将患者分为对照组和观察组。对照组204 例，其中男86 例，女118 例，年龄61～99（81.74±7.96）岁；骨折部位：上肢骨折72 例，下肢骨折90 例，脊柱骨折30 例，骨盆髋臼骨折12 例。观察组196 例，其中男90 例，女106 例，年龄为60～94（80.36±8.23）岁；骨折部位：上肢骨折64 例，下肢骨折88例，脊柱骨折34例，骨盆髋臼骨折10例。

所有参与患者及其家属对本研究均知情同意并签署了知情同意书。本研究经滕州市中心人民医院医学伦理委员会审批通过（2019-伦理审查-01）。

2.方法

2.1.对照组 按照医院抽血的标准流程执行。静脉穿刺（仅外周静脉部位）由采血团队或训练有素的护士进行，在操作过程中戴无菌手套。静脉穿刺前，以穿刺点为中心，以向外的同心螺旋状施加2%葡萄糖酸氯己定醇（主要成分：2%葡萄糖酸氯己定+70%乙醇）30 s并使其干燥30 s，消毒范围直径大于5 cm。在静脉穿刺之前不重新触诊。除了系统的皮肤准备，还包括培养瓶顶部的消毒。

2.2.观察组 在对照组标准操作流程的基础上，采用初始样本转移技术（initial specimen diversion technique，ISDT）［5］。ISDT实施的步骤包括使用无菌手套、在静脉穿刺前使用2%葡萄糖酸氯己定醇对血培养瓶的顶部、采血部位进行消毒以及使用蝶形针进行采血。采血管的顶部消毒后收集通过蝶形针抽取的初始少量血液（1.5～2.0 ml），然后丢弃该管。之后，使用同一根针头采集血培养物。

2.3.血培养方法 从表现出败血症临床症状或体征的患者中获得两组系列血培养物。使用的血培养瓶是厌氧血培养瓶和需氧血培养瓶（珠海迪尔生物工程股份有限公司）。所需的最小血液量为3 ml，需氧和厌氧血培养的最佳体积均为8～10 ml。一旦血培养物被收集，使用密封的标本盒由运送中心人员在2 h内运送到实验室，并放置在血培养仪器（Bactec 9240）上孵育最多5 d。

2.4.血培养污染的定义 血培养污染是指血培养阳性瓶中的分离菌为在血培养采集时进入瓶子中的外来菌而非患者血液中的病原菌。如果满足以下两个条件之一，则血培养分离物被归类为污染物：⑴常见的皮肤菌群，包括凝固酶阴性葡萄球菌（coagulase negative staphylococcus，CoNS）、棒状杆菌属、微球菌属、芽孢杆菌属或丙酸杆菌属，从两个或多个血培养样本中的一个样本中分离出来，而没有从另一个可能感染的部位分离出相同的生物体；⑵在具有不相符的临床特征、没有归因风险并且在没有针对该生物体的特定治疗的情况下改善的患者中分离出常见的皮肤菌群。如果同一天连续两套血培养为CoNS，则在临床微生物学实验室做进一步种属鉴定。考虑到在同一血培养中同时分离出真正的病原体和污染物的可能性，并为简化分析，具有多种微生物血培养结果的患者被排除在该分析之外。如果这种生物体是从不同静脉穿刺获得的多种血培养物中分离出来的，那么培养物可以被重新归类为真正的感染［6］。

3.主要观察指标

比较两组患者性别、年龄、骨折部位等一般资料。比较两组患者血培养结果的真阳性例数（率）、血培养污染例数（率）。真阳性率=产生真正病原体的标本数/同期血培养总标本数×100%，血培养污染率=污染的血培养标本数/同期血培养总标本数×100%。对两组患者血培养物的微生物学特征进行分析，观察各菌株的占比情况。分析患者血培养污染的相关成本（静脉注射万古霉素的比率、3 d 内额外抽取一组血培养、平均住院时间）。

4.统计学指标

数据使用IBM SPSS Statistics 20.0 软件进行统计分析，符合正态分布的计量资料以均数±标准差（±s）表示，两组间比较采用独立样本t检验，计数资料采用χ2检验或Fisher确切概率法，以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.两组患者一般资料比较

两组性别、年龄、骨折部位比较，差异均无统计学意义（均P>0.05），见表1。

表1 两组因疑似或确诊血流感染而需要采集血培养标本的老年骨折患者采血前一般资料比较

2.两组血培养的真阳性率和污染率比较

观察组和对照组血培养的真阳性例数（率）差异无统计学意义（χ2=0.249，P>0.05），提示采用初始样本转移技术前后，真正菌血症的生物体数量没有发现统计学上的显著变化。观察组污染例数（率）明显少于对照组，差异有统计学意义（χ2=7.209，P<0.05）。见表2。

表2 两组因疑似或确诊血流感染而需要采集血培养标本的老年骨折患者的血培养的真阳性率和污染率比较[例（%）]

3.两组患者血培养物阳性的微生物学特征及各菌株的占比情况

两组老年骨折患者污染血培养物中所分离的菌株中大部分为CoNS（8/11，72.73%）：表皮葡萄球菌4 例、人葡萄球菌2 例、溶血葡萄球菌1 例、头葡萄球菌1 例；其次为需氧革兰阳性杆菌2 例（2/11，18.18%）和链球菌属1 例（1/11，9.09%）。两组老年骨折患者真正菌血症最常见的原因是肠杆菌科种属（30/44，68.18%），其次是金黄色葡萄球菌（7/44，15.91%）。

4.血培养阴性、血培养污染、真性菌血症患者血培养污染相关成本

血培养污染患者比血培养阴性患者静脉注射万古霉素的比率高，差异有统计学意义（P<0.05）。接到第1次血培养结果后3 d 内两组老年骨折患者额外抽取血培养物的总体比率为28.75%（115/400）。血培养物污染患者比血培养阴性患者额外抽取血培养物比率高39.87%，差异统计学意义（P<0.05）。血培养受污染患者的平均住院时间比血培养阴性患者长2.97 d（95%CI1.5～3.0 d）。见表3。

表3 血培养阴性、血培养污染、真性菌血症患者血培养污染相关成本比较

讨 论

血培养污染一直是令临床医生和微生物学家感到沮丧的根源。模棱两可的培养结果会导致临床诊断的不确定性，并且会因不必要的治疗和检测而增加医疗成本。本研究发现，血培养受污染患者的平均住院时间比血培养阴性患者长2.97 d；接到第1 次血培养结果后的3 d 内，血培养物污染患者比血培养阴性患者额外抽取血培养物比率高39.87%；血培养物污染患者静脉注射万古霉素的比率高于血培养阴性患者。根据在世界各地不同机构进行的独立的第三方同行评审成本分析，受污染血培养的成本为每位患者3 000～4 000 美元，甚至更高［7］。Gander 等［8］观察到，每次污染事件的额外费用甚至达到8 720 美元。增加的费用主要由于延长的住院时间、使用不必要的抗生素以及额外的血培养检查等所致。Alahmadi 等［9］在一项随机对照试验中发现，血培养污染与5.4 个额外住院日相关，费用约为7 500 美元。Geisler BP 等［10］研究发现，与其匹配的真阴性患者相比，血培养假阳性患者平均住院时间延长2.35 d，最常见的医院相关不良事件是谵妄（占所有不良事件的82%）。假阳性血培养会立即损害患者的生活质量，住院时间每延长1 d，感染相关疾病的概率就会增加1.4%［11］。在30%～40%的患者中，血培养污染与不必要的抗生素治疗有关，抗生素费用增加近40%，患者最多有一半的时间接受抗生素治疗，并且受到与抗生素使用相关的危害，例如毒性、不良反应、相互作用和耐药性的出现［12］；万古霉素、哌拉西林-他唑巴坦致急性肾损伤的发生率高达20%［13-14］。艰难梭菌感染通常与抗生素给药有关（由于抗生素改变了肠道菌群），并且可能是致命的。接触不必要的抗生素也与患者出院后90 d 内患败血症的风险增加有关［15］。因此，受污染的血培养造成的成本和患者伤害是巨大的，无论是对医院还是对整个社会都是如此。为解决上述血培养污染成本问题，美国临床微生物学会和临床与实验室标准研究所此前采用了3%的血培养污染目标，最近降至<1%［16］。

血培养污染被认为是由于皮肤上携带的细菌引起的。皮肤消毒不能完全防止皮肤菌群对血液培养物的污染；通过无菌手术技术采集的皮肤样本发现多达20%的皮肤相关细菌在消毒后存活下来，这些皮肤细菌可能位于皮肤深层或消毒剂无法穿透的其他结构中［17］。皮肤微生物群落CoNS（例如表皮葡萄球菌和头皮葡萄球菌）的生物膜形成能力可能有助于抵抗消毒剂的杀菌特性［18］。很多文献报道了各种降低血培养污染率的策略，这些干预措施包括优化皮肤消毒、教育干预、培养瓶准备、单针与双针使用、使用专门的采血团队、静脉切开术和使用无菌商业血培养采集套件等［19-20］。核酸扩增试验理论上可以促进污染物识别并减轻血培养污染的负面影响［21］。但是，这些测试无法确定血培养中检测到CoNS 是否代表真正的感染或污染。与其使用技术来评估血培养分离株的重要性，不如采用更合理的方法来预防血培养污染的发生。到目前为止，没有一种干预措施被证明优于其他干预措施。ISDT是将含有未完全消毒皮肤碎片的前1.5～2.0 ml 血液去除，通过使用这种简单的转移方法，能够降低血培养污染率，同时不会增加程序成本，是迄今为止降低与假阳性血培养相关的成本最有效的单一干预措施。尽管ISDT 并未广泛用于预防血培养物污染，但它是血库中的标准技术，使全血捐赠中的细菌污染减少了47%，并已在世界范围内成功采用，以最大限度地降低血液成分微生物污染的风险［22］。与标准方法相比，使用ISDT 不仅可以降低血培养污染事件发生概率，还可以减少万古霉素的总体使用量［23］。Rupp 等［24］在急诊室通过一组抽血师收集的血培养物证实，未使用ISDT 的血培养污染率为1.78%，使用ISDT后降至0.22%，降低了87.60%。Lalezari等［25］发现，与传统的程序相比，ISDT 不会影响对真正血流感染的检测，并且无需额外费用，可使患者住院天数减少1.1%。Wiener-Well 等［26］认为，ISDT 是一种易于实施的干预措施，并且有着成本低、培训需求少等优点。本研究采用ISDT 采血方法预防血培养污染，使老年骨折患者的血培养污染率由4.90%减少到0.51%，而血培养的灵敏度没有受到影响。采用ISDT 前后，真阳性培养率没有显著差异，这一结果与既往的研究相似。笔者没有观察到任何因使用ISDT而导致的不良后果，也没有发现与血培养相关的针刺伤或潜在的血源性病原体暴露。

某些皮肤常驻微生物，如CoNS、微球菌、α-溶血性草绿色链球菌、痤疮丙酸杆菌、棒状杆菌属和芽孢杆菌属在早期研究中已被报道为可能的血培养污染物［27］。本研究通过分析老年骨折患者血培养物中菌株比例发现，CoNS 是最常见的血培养污染物，而真正菌血症最常见的原因是肠杆菌科种属。过去，从血培养物中分离出CoNS 通常被认为代表污染，占所有受污染血培养物的70%～80%［28］，这与本研究结果相似。因为血流感染通常只包括一种生物体，所以医生可能会错误地认为含有多种生物体的血培养已被污染。这些微生物如果由于误认为污染物而未经治疗，也会延误患者的治疗。有研究发现，当从血培养物中分离出CoNS 时，真正菌血症的发生率在10.0%～26.4%之间［29］，多种微生物菌血症占所有真正菌血症的6.0%～21.0%［30］。因此，血培养瓶中简单存在几种生物体并不一定意味着血培养污染。由于这些原因，建议进行多组血培养来检查可能的血流感染。

总之，在不影响血培养真阳性的情况下，使用ISDT 可以显著减少血培养污染，而且没有相关成本。这种新颖的方法作为一种简单、有效的措施，实用、安全，并且不会损害血培养的灵敏度，无需使用昂贵的设备。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献声明刘允：撰写论文、研究设计；邵长生、刘志、杨锡明：研究设计；宋远征：研究设计、数据收集和分析