革兰氏染色可以作为优化细菌感染初始抗菌药物的指导工具吗？

摘要

简介

在过去几十年中，由于多重耐药生物体引起的严重感染的发病率有所增加，这些感染现在对全球公共卫生构成了严重威胁。^1,2然而，开发新的药物制剂还不足以解决这个毁灭性的问题。^三,4因此，多年来，优化抗菌剂使用的重要性有所增加。

急诊室（ER）和重症监护室（ICU）最有可能启动抗菌治疗，因为这些患者由于基础条件和接触多种侵入性设备而感染的风险增加。^5,6由于高度紧迫性和严重性，医生被迫在这些设施中迅速选择抗菌药物。在确定致病病原体和抗菌药物敏感性之前，他们通常采用广谱抗菌剂作为经验治疗。尽管早期广谱治疗有助于确保感染得到有效治疗，⁷过度使用广谱抗菌剂导致了耐药性。⁸这些因素使得急诊室和ICU的医生很难在使用广谱抗菌药物确保患者安全和限制广谱抗菌药使用以防止耐药菌进一步增加之间取得平衡。为了解决这些问题，护理点测试对于指导适当的初始抗菌治疗至关重要。

一个多世纪前首次描述的革兰氏染色现在是微生物学中最重要的染色技术之一。通过对从感染部位采集的样本进行染色，可以快速评估感染性致病菌的形态特征。由于革兰氏染色是一种全世界使用的廉价、简单的检查方法，因此它对指导全世界适当的初始抗菌治疗具有潜在的作用（图1). 本综述旨在追踪临床实践中革兰氏染色的历史，并根据最近的临床研究，探讨革兰氏着色是否可以作为一种护理点测试技术，用于优化细菌感染患者的初始抗菌药物。

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图1

革兰氏染色引导的抗菌治疗和一般抗菌治疗之间的差异。GNR，革兰氏阴性杆菌；GPB，革兰阳性杆菌；GPC，革兰氏阳性球菌。

临床实践中GRAM染色的历史

以1884年发明该方法的汉斯·克里斯蒂安·格拉姆（Hans Christian Gram）命名，格拉姆染色法允许人们根据结晶紫碘络合物和藏红复染的差异染色来区分革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌。革兰氏染色仍然是细菌最重要的染色方法之一，到20世纪80年代，有几项研究表明，革兰氏染色不仅用于微生物检测，还用于医生在感染性疾病（尤其是肺炎）患者中选择抗菌药物的护理点检测。^9,10,11然而，由于1988年《临床实验室改进修正案》（Clinical Laboratory Improvement Amendment）要求工作人员具有解释任何样本的革兰氏染色的资格，医生将其作为一种护理点检测方法进行的革兰姆染色迅速减少。¹²此外，新抗菌剂的开发使得有可能为广泛的社区获得性肺炎患者提供呼吸道喹诺酮类药物的初步经验性抗菌治疗，这可能对革兰氏染色的下降有微小影响。^12,13因此，虽然1986年美国50%的普通内科医生在常规临床实践中进行了革兰氏染色，但到2004年，这一比例下降到了5%。¹⁴简言之，由于不依赖于对革兰氏染色的充分科学验证，医生将其作为护理点检测的革兰氏着色法已经有所下降。

然而，在日本，由于特殊情况，医生基于革兰氏染色的初步经验性抗菌治疗的临床实践在少数医院得以继续。冲绳中部医院提供夏威夷大学附属的研究生医学教育。¹⁵该项目始于1966年，当时冲绳仍由美国控制。当时，美国医生也在进行革兰氏染色，并强调了革兰氏着色的重要性。1972年冲绳岛归还日本后，该项目继续进行，革兰氏染色一直是冲绳中部医院医生在传染病临床实践中的一个重要程序。事实上，这家医院的医生报告了许多关于革兰氏染色有用性的研究。^{16,17,18,19,20}此外，2004年在日本开始的研究生强制性临床住院培训已将这一概念传播到冲绳中部医院以外的医疗机构。因此，医生基于革兰氏染色的治疗在日本仍在继续，尽管只有少数医疗机构。²¹这些情况导致了日本、北美和欧洲之间的重大分歧：日本的一些医生将革兰氏染色视为医生的程序，而北美和欧洲的医生则认为革兰氏着色不再是医生的程序。

GRAM染色作为护理点测试需要什么？

几项研究详细审查了革兰氏染色在细菌感染中的功效，以确定病原菌的准确性。^22,23,24,25一些研究表明，革兰氏染色在鉴别病原菌方面的可靠性适中，从而得出结论，其作为细菌感染中抗菌药物选择的预测因子的作用有限。^24,25然而，将革兰氏染色作为一种护理点测试的当务之急不是识别致病病原体的能力，而是识别合适抗菌剂谱的能力。因此，当评估革兰氏染色作为护理点测试的相关性时，必须考虑基于革兰氏着色的抗菌剂选择在多大程度上能够正确确定合适的抗菌剂（图2). 衡量选定的窄谱抗菌治疗对患者预后的潜在影响也至关重要。在这篇综述中，我们检验了革兰氏染色在适当抗菌药物选择和患者预后方面作为护理点测试的实用性。

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图2

革兰氏染色的优势、劣势、机会和威胁（SWOT）分析。POCT，护理点测试。

GRAM染色作为优化ER中初始抗菌剂的指导工具

医生在急诊室进行的革兰氏染色作为护理点检测的效果已被评估为急诊室常见感染，如肺炎、，^16,17尿路感染，^17,18,19皮肤和软组织感染，¹⁷还有脑膜炎，²⁰严重感染（表1).

Taniguchi等人。¹⁷比较了医生根据革兰氏染色法选择抗菌药物和根据日本关于ER诊断细菌感染的指南建议选择抗菌药物。他们的结果表明，基于革兰氏染色的选择导致广谱抗菌药物选择的减少（如抗假单胞菌β-内酰胺类或抗甲氧西林类金黄色葡萄球菌[耐甲氧西林金黄色葡萄球菌]药物），而不是指南建议的选择（10/208 vs.93/208）。然而，发现两组之间覆盖致病菌的适当抗菌药物的选择率是可比较的：89.4%（186/208）对91.8%（191/208）。另一项研究评估了医生对脑膜炎患者脑脊液进行革兰氏染色的疗效。²⁰作者注意到，在脑膜炎病例中，医生基于革兰氏染色的抗菌药物选择导致碳青霉烯的选择减少，而不会增加不适当的抗菌药物的选择。

基于革兰氏染色的抗菌治疗对ER的疗效不仅需要选择合适的抗菌药物，还需要对患者结果进行综合评估。考虑到急诊室的迫切需求，将革兰氏染色纳入方案可能会阻碍及时的抗菌治疗，从而避免了尽管明智地选择抗菌药物，但仍有可能消除潜在不利的患者结局。Fukuyama等人进行了一项与基于革兰氏染色的抗菌治疗相关的患者预后研究。¹⁶他们发现，与经验性广谱抗菌治疗相比，接受基于革兰氏染色的窄谱抗菌治疗的患者初始治疗失败次数更少，抗菌治疗和住院时间更短。

上述所有研究都表明，医生进行的革兰氏染色作为护理点测试可以减少广谱抗菌药物的过度使用，而不会增加ER细菌感染患者的初始治疗失败率。鉴于这些研究的来源单一，不能假设所有医疗机构都能普遍使用等效程序。然而，由训练有素的医生进行的革兰氏染色可以作为优化ER抗菌治疗的一种有价值的方法。

GRAM染色作为ICUS初始抗菌药物优化的指导工具

ICU是医院抗生素的最大消费者之一。几项研究表明，50%-70%的患者被认为受到感染，并在ICU期间接受了抗生素治疗。^6,29,30特别是，肺炎约占ICU所有感染的一半，因此是ICU中需要优化抗菌治疗的最重要疾病。⁶美国传染病学会（IDSA）和美国胸科学会（ATS）发布的2016年呼吸机相关性肺炎（VAP）临床实践指南建议采用涵盖MRSA和铜绿假单胞菌作为一种经验性治疗，并声明革兰氏染色在指导经验性疗法中的作用尚不明确。³¹在此，我们总结了革兰氏染色作为优化VAP患者抗菌药物的指导工具的有效性，该指南随后发表。

进行回顾性分析，评估革兰氏染色对VAP患者初始抗菌药物选择的影响。²⁶该研究比较了两种治疗算法，一种基于革兰氏染色结果，另一种基于IDSA/ATS VAP指南。结果表明，革兰氏染色引导的抗菌药物选择可以显著减少广谱抗菌药物的过度使用，而不会增加初始抗菌药物选择不当的风险。然而，这项研究的局限性在于，它只是回顾性地模拟了抗菌药物选择的适当性，而没有评估基于革兰氏染色治疗时的实际患者结果。因此，随后进行了一项前瞻性干预研究，以确定基于革兰氏染色的抗菌药物治疗肺炎的疗效。²⁷这项研究的结果与之前的大型临床试验结果一致，证实了基于革兰氏染色的抗菌治疗是一种有效的肺炎治疗方法。之前的研究没有评估患者预后（如肺炎临床治愈率或28天死亡率）是否比指南推荐的治疗更差。此外，有必要确认革兰氏染色（一种易受评估人员技能影响的干预措施）在其他机构是否同样有用。因此，一项名为GRACE‐VAP试验的多中心、开放标签、随机、非劣效性试验旨在研究革兰氏染色引导的限制性初始抗菌治疗在VAP临床治疗方面是否不劣于基于指南的广谱经验治疗。³²GRACE‐VAP试验的结果表明，使用革兰氏染色引导的抗菌治疗实现的临床治愈率并不低于基于指南的抗菌治疗（风险差异为0.049；95%置信区间为-0.07至0.17；第页 < 非劣效性0.001）。²⁸两组在28天死亡率、28天无ICU天数或抗菌治疗持续时间方面也没有显著差异。此外，与基于指南的抗菌治疗相比，革兰氏染色引导的抗菌治疗减少了30.1%的抗假单胞菌药物和38.8%的抗MRSA药物的使用。

这些系列研究表明，对VAP危重患者进行基于革兰氏染色的抗菌治疗可以减少广谱抗菌药物的使用，而不会恶化患者的预后（表1).

ERS和ICUS中GRAM染色作为护理点测试的操作

迄今为止进行的研究结果表明，即使在急诊室和重症监护室等重症监护环境中，基于革兰氏染色的抗菌治疗也可以限制广谱抗菌剂的使用，而不会影响患者的预后。在临床实践中实施该系统时，应考虑某些因素。首先，值得注意的是，革兰氏染色的疗效研究是在有受过培训的医生的设施中进行的。因此，建议医生与微生物实验室合作，在开始革兰氏染色之前获得足够的培训。大阪总医疗中心是报告革兰染色在重症监护室中有用性的中央机构，于2012年在重症监护室内安装了革兰染色系统。根据以往研究的数据，²⁶2013年医生进行的革兰氏染色可以安全地限制广谱抗菌剂的选择。因此，我们认为，如果在急诊室和重症监护室安装革兰氏染色系统，在一年内安全限制广谱抗菌药物的使用是可行的。其次，根据革兰氏染色结果选择特定抗菌剂取决于区域抗菌谱。例如，当存在革兰氏阳性球菌簇时，使用抗MRSA药物的决定取决于MRSA金黄色葡萄球菌区域中的比率。牢记这些要点，可以实施一种使用革兰氏染色安全限制广谱抗菌剂的做法。

未来展望

在日本一个小型但持续的临床实践中进行的研究结果表明，由医生实施的革兰氏染色技术在全球范围内的使用已经减少，现在已经恢复了其实用性。自20世纪90年代美国医生停止进行革兰氏染色以来，耐药微生物的情况发生了重大变化。因此，对护理点测试的要求前所未有，以选择合适的抗菌剂。鉴于耐药细菌数量不断增加这一令人畏惧的问题，希望日本这一领域的研究人员再次向世界证明经典的革兰氏染色技术在解决这一关键问题方面的功效。

利益冲突声明

作者声明本文没有利益冲突。

道德声明

研究方案批准：无。

知情同意：无。

研究/试验的注册号和注册号：无。

动物研究：无。

致谢

笔记

Yoshimura J、Ogura H、Oda J。革兰氏染色可以作为优化细菌感染初始抗菌药物的指导工具吗？ 急性内科手术. 2023;10：e862.10.1002/ams2.862[PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者]

参考文献