奇美拉丨宗志勇：体外循环冷热交换器所致的一起感染暴发

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讲者：宗志勇

整理：李志萍
审稿：张静 江云兰



引起全球关注的医院感染暴发——体外循环冷热交换器所致的非典型分枝杆菌感染暴发


对于医院感染暴发，院感人员最难抉择的是需不需要启动调查？一旦启动调查就要付出很多的心血和时间，承担很多压力，也有可能调查不清楚，因为大多是回顾性调查，如同破案一样。


四川华西医院宗志勇教授在SIFIC2017全国感控年会上，给大家分享的这起曾在很多国家出现过，引起全球关注的医院感染暴发案例。此案例涉及很多病人，影响深远，且不同于我国医院感染暴发的定义，最终调查结果如何？快跟着小编看个究竟。


暴发调查的启动


瑞士苏黎世医院是一所有870张床位的三级医疗中心，其心脏中心每年开展1400例心脏手术，其中600例需要体外循环，手术在三间相邻的专门手术间内进行，术后患者被转入临近的心血管ICU，稳定后转入外科病房。手术室、ICU和外科病房都在一座建于1953年的大楼内。

• 感染医师注意到开胸手术后有2例患者发生了少见的非典型分枝杆菌Mycobacterium chimaera（奇美拉分枝杆菌）败血症和心内膜炎。于是开始分子流行病学调查，对这两株细菌进行了菌株分型，发现这两株菌为同一克隆型。
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• 组建调查团队：组建了由临床医师、微生物人员、工程师和医院管理者的多学科多部门团队启动调查。
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小知识Mycobacterium chimaera（奇美拉分枝杆菌）属于鸟胞内分枝杆菌复合体，存在于水中，该菌的种名的源于希腊神话的Chimera，因为其分离株具有明显的混合性遗传学特征而命名。该菌是Tortoli等2004年提议的新菌种，是一种慢生长的、不产生色素的、无动力、不产生芽孢、抗酸阳性、球杆状细菌，能在麦康凯平板生长、能耐受NaCl、羧酸甲酰肼噻吩、tiacetazone和isoniazid，25℃和37℃生长，45℃不生长；菌落为光滑型(注：已经有粗糙型报道)。


病例定义（Case definition）
在该院2006年8月后接受了开胸心脏手术且发生M. chimaera侵入性感染的患者。


寻找病例（Case detectlon）
回顾性调查：该院微生物室2006年及以后所有分离到奇美拉分枝杆菌的患者。
前瞻性调查：每日到微生物室查阅，每天到ICU查房，与心脏中心合作参与对每一例心脏手术后感染患者的处理 。
搜寻病例结果：调查团队共计发现6例49岁--64岁的患者因感染奇美拉分枝杆菌导致人工瓣膜心内膜炎或人工血管感染，在术后1.5--3.6年后出现临床症状。从患者的心脏组织标本、血培养和其他活检标本中分离到奇美拉分枝杆菌。


查找感染源

• 感染调查团队实时跟踪并反复观察心脏手术间、麻醉准备间、心血管ICU和外科病房内的医疗行为；
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• 调阅换瓣手术全程录像；
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• 组织多学科团队人员开展头脑风暴；
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• 查阅相关文献；
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• 根据奇美拉分枝杆菌多存在于水体的特性，调查团队对患者所处环境（手术室、ICU、外科病房）所有水源进行采样，发现手术室变温水箱开启状态下温水回路、周围空气、通风排气口空气以及关闭状态下的温水回路均分离出奇美拉分枝杆菌。ICU饮水机内也分离出奇美拉分枝杆菌，其余阴性。
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初步证实，变温水箱的奇美拉分枝杆菌是患者感染的罪魁祸首。


注：阳性（红色加号）和阴性（绿色减号）示意环境调查奇美拉分枝杆菌的结果。在心血管手术室，情景1-3显示了变温水箱开启或关闭状态下，水箱水和附近空气、通风排气处空气细菌培养出奇美拉分枝杆菌阳性或阴性结果。


传播途径：空气传播
患者手术间是层流手术间，滤净空气垂直定向从天花板到无菌操作区，变温水箱在开胸手术时开启状态下，由于水箱密闭不严，加热的水蒸气携带奇美拉分枝杆菌形成的气溶胶可以轻易穿过水箱扩散到手术间空气中，又加上变温器的散热风扇作用，可以将空气中的携菌气溶胶穿透手术台上方下来的垂直气流，落到开胸病人的胸腔内定植，平均1.5年后才致病。


注：烟雾扩散实验可视化的空气通道，细菌气溶胶可以访问手术领域；即使是把冷热交互器放到手术室外，手术台上方的空气中仍能发现M. chimaera。


此次调查的环境水箱样本和患者菌株只是同种并不同源，分析原因：患者暴露的时间和现行采样时间间隔1.5年到2.5年，菌株进化；水箱里的奇美拉分枝杆菌也有多个克隆。

小知识


变温水箱工作原理


变温水箱是一个独立的装置，是可以过滤自来水的水箱，作为传递流体来控制病人血液和心脏停搏液的温度。水箱有2个主隔间，1个用于暖水，1个用于冷却水。这2个水箱的水不断地通过2个回路管道，这些管道由连接在心肺机上的管子和温度交换元件组成。温水回路控制病人的血液温度，冷水回路冷却停搏液。因此，在操作过程中，水箱内的水温可能介于2°C和41°C之间，水回到室温备用。水箱不是完全密闭的，操作时可能需要打开水箱加水等。水箱下面的空间容纳一个散热器来驱散水冷却产生的多余热量。这种散热器的功效是由风扇通过加热器的两侧冷却器的通风孔打开而增加的。


全球性调查结果

• 此次事件调查结果公布后，引起全世界关注，因为这家生产商生产的体外循环变温水箱占领了全世界80%的体外循环市场。例如美国每年25万心脏手术需要体外循环而要用到冷热交互器。
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• 美国、英国、德国、荷兰、丹麦、新西兰等多个发达国家进行了调查，召回所有开胸手术患者检查，发现变温水箱和病人体内都分离出奇美拉分枝杆菌。英国通过基因组学证实水箱菌株与患者感染的菌株确实同种同源；德国的调查团队在冷热交互器生产厂的环境中采到了和3个欧洲国家患者上所分离的菌株几乎相同的菌株。英国通过全基因组测序证实患者和来自冷热交互器中菌株为同源。
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• 研究团队也证明奇美拉分枝杆菌不是通过水箱回路破损进入患者体内感染。
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结论：水箱内的奇美拉分枝杆菌来自生产厂家。确定冷热交互器为感染源头。
     
解决方案
一、应对方案
生产商的应对

• 生产商已经更新了维护方案，医院应跟进，采用新方案进行维护。
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• 书面详细写出维护方案，并严格地执行。
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• 水箱充水或者清洗时采用无菌水或者通过≤0.22um滤膜过滤。
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• 将冷热交互器放置到尽可能远离患者的地方。如果可能将其放入单独房间，且门窗紧闭。如果必须放置到手术室内，则将风扇和通风口不对着患者
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• 对冷热交互器编号，可将患者追踪溯源。
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英国和美国的应对

• 没有惩罚人，没有措辞严厉的公告和新闻，没有责怪“少数人违反诊疗操作”
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• 美国：CDC推荐各医疗机构通知使用冷热交互器的手术患者，各医疗机构自行决定。
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• 英国：通知使用过冷热交互器的手术患者。
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• 更新冷热交互器的维护方案。
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我国

• 也使用同样型号的冷热交互器，但由于医生送样意识、患者随访和实验室检测条件等原因，未见这样病例报道。
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二、应对难点

• 冷热交互器在临床中应用需继续，尚无替代。
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• 冷热交互器需要冷水和温水箱、风扇和通风口
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• 冷热交互器的清洁、消毒尚未被充分验证。其内含有死腔，难以彻底清洁。
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• 是否需要培养水箱，以及培养的频率，采样方法尚未标准化
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• 水箱中还常培养到军团菌、假单胞菌等，这些菌的临床意义尚不清楚。
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• 如果水样没有培养出NTM，对水质的要求尚未确定
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• 尚无证据显示NTM污染的冷热交互器能被彻底清洁消毒，需要返回生产商。
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感    悟
这起暴发事件源自2例心脏手术后奇美拉分枝杆菌感染患者，国外的感染医师能够敏锐的发现感染隐患，通过层层分析调查拨开迷雾，追根求源，查找出感染的真相，这种认真敬业的态度十分值得国内院感人员学习。我们国家对暴发的定义是短时间内出现3例或以上同种同源感染病例，方启动调查，这种定义存在局限性，通过此案例提示大家，在日常工作中需要关注少见病原体或特殊病原体的感染病例，即便只有1例或2例，也需提高警惕或启动调查，以及时遏制医院感染暴发的趋势。
图文编辑：小小牧童