炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)和克罗恩病(Crohn′s disease,CD),是一种病因尚不明确的慢性非特异性肠道炎症性疾病。近年来IBD的发病率显著增加,欧洲和美国现约600万人罹患IBD,而亚洲的发病率也越来越高[1-2],25%患者于儿童期和青春期发病[3]。由于疾病本身特点及糖皮质激素、免疫抑制剂的使用,IBD患者艰难梭菌感染(Clostridium difficile infection,CDI)风险升高[4]。国内外研究均报道IBD合并CDI呈不断上升趋势,CDI可诱导IBD发病或导致IBD病情加重[5-7]。虽然在普通人群中,成人CDI发生率要高于儿童,但IBD儿童CDI发生率与成人相当[8]。2009~2012年美国马里兰州住院患者中儿童IBD合并CDI的总患病率为46/1 000,而非IBD患儿CDI不到IBD患儿的1/10[9]。而艰难梭菌定植和感染在儿童IBD患者较非IBD患者更普遍,即使诊断早期艰难梭菌阴性的IBD患儿在随后的治疗期间仍可出现定植和感染[10]。迄今为止大多数关于CDI和IBD关系的研究都是在成人中进行的,儿童IBD合并CDI受到的关注较少,尤其是国内尚无这方面的研究。本研究通过对已确诊的儿童IBD患者进行粪便培养、艰难梭菌谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase,GDH)检测、艰难梭菌毒素基因检测及肠镜检查,判断其是否存在CDI,以了解儿童IBD患者中艰难梭菌定植及感染的发生率,并评估儿童IBD患者在疾病发生发展过程中导致CDI易感的相关因素。
1 资料与方法 1.1 研究对象选取2019年1月至2020年12月就诊于湖南省儿童医院的确诊IBD(包括CD及UC)患儿为IBD组,CD和UC的诊断基于临床症状和体征,内镜和组织病理学发现,以及影像学检查。选取同时期因迁延性或慢性腹泻就诊并经相关检查排除IBD的儿童作为非IBD组。其他已知原因(如轮状病毒、腺病毒、沙门菌、志贺菌感染及过敏性、糖原性等)且治疗效果好的儿童亦不纳入非IBD组。
1.2 艰难梭菌检测方法IBD组及非IBD组均完善粪便艰难梭菌厌氧培养、艰难梭菌GDH检测、艰难梭菌毒素A+B酶联免疫层析、艰难梭菌毒素A+B实时荧光聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)。CDI定义[11-12]为:存在消化道症状(腹泻、排便次数增加、便血、肠痉挛和/或里急后重),且合并以下两者之一:(1)艰难梭菌GDH阳性+艰难梭菌毒素A+B酶联免疫层析阳性;(2)艰难梭菌GDH阳性+艰难梭菌毒素A+B酶联免疫层析阴性+艰难梭菌实时荧光PCR检测阳性。若仅粪便培养阳性,艰难梭菌毒素检测均为阴性,则考虑艰难梭菌定植。所有患儿均完善肠镜+病理组织学检查。
1.3 临床资料根据是否合并CDI将IBD组分为IBD合并CDI组(12例)及IBD无CDI组(50例)。收集所有IBD患儿的临床资料:年龄、性别、症状、疾病类型、用药史(接受14 d以上抗生素治疗、免疫抑制剂、激素、生物制剂)、是否新发病例、手术情况、结肠累及情况、炎症指标、血红蛋白及白蛋白数据。CD患儿计算儿童克罗恩病活动指数(Pediatric Crohn's Disease Activity Index,PCDAI)评分,UC患儿计算儿童溃疡性结肠炎疾病活动指数(Pediatric Ulcerative Colitis Activity Index,PUCAI)评分。CD患儿PCDAI < 10分为缓解期,10~27.5分为轻度活动期,30~37.5分为中度活动期,40~100分为重度活动期[13]。UC患儿PUCAI < 10分为缓解期,10~34分为轻度活动期,35~64分为中度活动期,≥65分为重度活动期[14]。
1.4 统计学分析采用SPSS 23.0统计学软件进行分析。服从正态分布的计量资料采用均值±标准差(x±s)表示,组间比较采用两样本t检验;非正态分布的计量资料使用中位数(四分位数间距)[M(P25,P75)]表示,两组间比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料以例或百分率(%)表示,率的比较采用χ2检验或Fisher确切概率法;两独立样本的等级资料比较采用Mann-Whitney U检验。P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 两组患儿一般情况IBD组共纳入儿童IBD患者62例,平均入组年龄(8.2±1.6)岁,病程5.3(1.5,9.6)个月,其中CD 57例(92%),UC 5例(8%)。非IBD组共纳入42例迁延性或慢性腹泻患儿,平均入组年龄(7.2±1.1)岁,病程3.6(0.9,7.7)个月。两组患儿入组年龄、性别、病程、抗生素使用情况、症状及营养状态比较差异无统计学意义(P > 0.05),见表 1。
IBD组粪便培养阳性8例,非IBD组仅1例阳性。IBD组中1例粪便培养阳性患儿的艰难梭菌GDH、艰难梭菌毒素A+B酶联免疫层析及艰难梭菌毒素A+B实时荧光PCR检测为阴性,考虑该患儿为艰难梭菌定植。余粪便培养阳性8例(IBD组7例,非IBD组1例)患儿进一步行艰难梭菌GDH、艰难梭菌毒素A+B酶联免疫层析、艰难梭菌毒素A+B实时荧光PCR检测均为阳性,考虑CDI。另有14例艰难梭菌GDH阳性患儿(IBD组10例,非IBD组4例)但艰难梭菌毒素A+B酶联免疫层析阴性,后行艰难梭菌毒素A+B实时荧光PCR检测阳性5例(IBD组5例)。IBD组中粪便艰难梭菌厌氧培养、艰难梭菌GDH检测、艰难梭菌毒素A+B酶联免疫层析及艰难梭菌毒素A+B实时荧光PCR检测为阳性者共7例,非IBD组仅1例全部阳性。依据CDI诊断标准可知:IBD组CDI共12例(19%),其中CD患儿CDI发生率为19%(11/57),UC患儿CDI发生率为20%(1/5);非IBD组仅1例CDI。所有患儿均行肠镜及病理组织学检查,仅IBD组2例肠镜下发现结肠存在伪膜(UC1例,CD1例),该2名患儿的粪便培养、艰难梭菌GDH阳性,艰难梭菌毒素A+B酶联免疫层析阴性,后行艰难梭菌毒素A+B实时荧光PCR检测阳性。IBD组患儿病理组织学可见非干酪样肉芽肿、隐窝脓肿、多核巨细胞、上皮样结节等改变。非IBD组患儿病理组织学提示黏膜慢性炎症改变,两组患儿病理组织学均未见CDI典型形态学改变(伪膜的“蘑菇云样”渗出性外观)。两组患儿粪便艰难梭菌培养、艰难梭菌毒素A+B酶联免疫层析、艰难梭菌毒素A+B实时荧光PCR检测阳性率及CDI差异有统计学意义(P < 0.05),而艰难梭菌GDH阳性及伪膜情况差异无统计学意义(P > 0.05)。见表 2。
IBD合并CDI组病程长于IBD无CDI组(P < 0.05),发热、腹泻、腹痛比例高于IBD无CDI组(P < 0.05)。IBD合并CDI组PCDAI评分、C反应蛋白、红细胞沉降率高于IBD无CDI组(P < 0.05)见表 3。
IBD合并CDI组疾病严重程度(中重度)、使用激素、诊断前接受广谱抗生素治疗14 d以上比例高于IBD无CDI组(P < 0.05),见表 4。
艰难梭菌是一种革兰阳性厌氧菌,又称难辨梭状芽孢杆菌,通过粪-口途径高度传播,是人肠道内定植菌之一。可产生毒素A(tcdA基因)和毒素B(tcdB基因)2种蛋白质外毒素,外毒素介导组织损伤和炎症并引起CDI相关症状。艰难梭菌在肠道可为无症状定植(不产生外毒素),或仅表现为轻度腹泻,亦可出现危及生命的伪膜性肠炎、中毒性巨结肠等。健康的肠道微生物有保护作用,可拮抗艰难梭菌,但IBD患者肠道微生态失调,菌群多样性下降,肠道抗艰难梭菌定植能力丧失,导致易患CDI及复发[6, 15]。不同研究报道儿童发病率相差较大可能是因CDI检测方法不同所致,艰难梭菌毒素A+B酶联免疫层析较艰难梭菌毒素A+B实时荧光PCR灵敏度低[16-19]。粪便艰难梭菌培养灵敏度较高,但其结果较慢,需要数天,且无法区分菌株是否产生毒素,在临床开展较少。目前我们采用的酶联免疫、PCR等技术定性检测粪便样本中的艰难梭菌毒素基因,在国外已广泛应用,具有高灵敏度和特异度,检测时间短,可帮助及早诊断,并可帮助区分艰难梭菌定植及感染。IBD患者常使用免疫抑制剂治疗如甲氨蝶呤和硫唑嘌呤,而艰难梭菌毒素检测在免疫功能低下患者中灵敏度非常低[20],这可能是研究报道CDI发生率出现差异的另外一个原因。本研究中IBD患儿CDI发生率高于非IBD儿童。IBD患儿CDI发生率为19%,定植率为2%,而非IBD人群CDI发生率为2%,两者差异有统计学意义,提示IBD患儿更易发生CDI。
本研究中CDI患儿仅2例(15%)肠镜下可见伪膜,CDI所致的经典伪膜在IBD中较少见,其原因尚不清楚,可能与免疫抑制药物的使用,以及IBD本身肠道炎症特点所致。艰难梭菌主要感染结肠,IBD成人患者中,UC较CD更易发生CDI[21]。在IBD儿童患者中,当疾病累及结肠时更易发生CDI,文献报道儿童UC和CD发生CDI概率无明显差异[22]。本结果与文献报道一致,所有合并CDI的IBD患儿内镜下改变均累及结肠,表现为溃疡、糜烂伴或不伴增生样改变,但病理均未发现典型CDI表现。本研究显示合并CDI的IBD患儿其临床症状重,主要表现为发热、腹泻及腹痛,病程延长;炎症指标升高。因此,对于IBD患儿在诊治过程中尤其是缓解期患儿出现反复发热、腹痛、腹泻及炎症指标升高时,除了考虑疾病活动所致外,还应警惕合并CDI。另外合并CDI的IBD患儿PCDAI评分明显升高,疾病严重程度越高,本研究中合并CDI的IBD患儿中重度活动者占83%,提示CDI可能加重病情。IBD患儿病情严重程度越高,其肠道微生态失调更加严重,对艰难梭菌的定植抗性则越弱,更易引起CDI[23]。
本研究单因素分析显示中重度IBD患儿更易发生CDI,但不同疾病类型发生CDI无明显差异。CDI是抗生素相关性腹泻之一,抗生素使用被认为是CDI相关的主要风险因素[24]。成人研究发现在CDI诊断前30 d内接受抗生素治疗的UC患者发生CDI的可能性是未使用抗生素患者的12倍[25]。尽管既往研究尚未报道抗生素使用会影响儿童IBD患者发生CDI,但有研究表明在儿童IBD发展过程中,抗生素的使用与艰难梭菌定植显著相关,艰难梭菌定植可导致CDI的发生,应避免或尽量减少IBD患者使用抗生素,以防止艰难梭菌定植和随后继发的感染[7]。本研究发现长时间使用广谱抗生素(14 d以上)的IBD患儿易发生CDI。所使用抗生素包括三代头孢类、碳青霉烯类等,提示长时间使用广谱抗生素可能增加CDI发生风险。因此当IBD合并感染使用抗生素时,如肛周瘘管、肛周脓肿,使用何种抗生素、使用时长值得临床医师关注与思考。一般建议短期使用甲硝唑抗感染治疗,以减少CDI风险。生物制剂、免疫抑制剂及糖皮质激素的使用可增加成人IBD患CDI风险[21],这些治疗药物是否能导致IBD患儿CDI风险增加尚未证实[20]。我们结果提示激素的使用可能导致IBD患儿易感CDI,但尚未发现IBD患儿使用免疫抑制剂和CDI之间存在关系。
儿童IBD艰难梭菌有症状感染发生率较非IBD人群高,患儿病情越严重、使用广谱抗生素(14 d以上)及激素可能导致IBD患儿发生CDI的风险增加。而合并CDI又可使IBD患儿病情加重。因此,临床医生在IBD的诊断治疗过程中要关注CDI发生的风险,合理用药。当IBD患儿病情反复或加重时,需警惕合并CDI,及时完善粪便艰难梭菌培养、艰难梭菌GDH及艰难梭菌毒素A+B酶联免疫层析检查,必要时完善艰难梭菌毒素A+B实时荧光PCR检测,以提高艰难梭菌检出率及区分艰难梭菌定植或感染,及早诊治。由于儿童IBD合并CDI患者的发生率相对较低,本研究样本量偏小,而协变量较多,因此未进行多因素logistic回归分析IBD发生CDI的危险因素,存在一定的局限性。此后,我们将扩大样本量深入研究以明确。
[1] |
Ng SC. Emerging leadership lecture: inflammatory bowel disease in Asia: emergence of a "Western" disease[J]. J Gastroenterol Hepatol, 2015, 30(3): 440-445. DOI:10.1111/jgh.12859 PMID: 25469874. (0) |
[2] |
Chou JW, Lai HC, Chang CH, et al. Epidemiology and clinical outcomes of inflammatory bowel disease: a hospital-based study in Central Taiwan[J]. Gastroenterol Res Pract, 2019, 2019: 4175923. DOI:10.1155/2019/4175923 PMID: 31312216. PMCID: PMC6595318. (0) |
[3] |
Su HJ, Chiu YT, Chiu CT, et al. Inflammatory bowel disease and its treatment in 2018:global and Taiwanese status updates[J]. J Formos Med Assoc, 2019, 118(7): 1083-1092. DOI:10.1016/j.jfma.2018.07.005 PMID: 30054112. (0) |
[4] |
D'Aoust J, Battat R, Bessissow T. Management of inflammatory bowel disease with Clostridium difficile infection[J]. World J Gastroenterol, 2017, 23(27): 4986-5003. DOI:10.3748/wjg.v23.i27.4986 PMID: 28785153. PMCID: PMC5526769. (0) |
[5] |
林赛争, 蔡建庭, 陈焰, 等. 难治性炎症性肠病患者艰难梭状芽胞杆菌感染流行病学及临床特征[J]. 中华医院感染学杂志, 2017, 27(10): 2173-2176. DOI:10.11816/cn.ni.2017-170024 (0) |
[6] |
Gómez S, Chaves F, Orellana MA. Clinical, epidemiological and microbiological characteristics of relapse and re-infection in Clostridium difficile infection[J]. Anaerobe, 2017, 48: 147-151. DOI:10.1016/j.anaerobe.2017.08.012 PMID: 28830842. (0) |
[7] |
Kim DH, Cho JM, Yang HR. Clostridium difficile infection at diagnosis and during the disease course of pediatric inflammatory bowel disease[J]. Pediatr Gastroenterol Hepatol Nutr, 2018, 21(1): 43-50. DOI:10.5223/pghn.2018.21.1.43 PMID: 29383304. PMCID: PMC5788950. (0) |
[8] |
Lessa FC, Mu Y, Bamberg WM, et al. Burden of Clostridium difficile infection in the United States[J]. N Engl J Med, 2015, 372(9): 825-834. DOI:10.1056/NEJMoa1408913 PMID: 25714160. (0) |
[9] |
Hourigan SK, Oliva-Hemker M, Hutfless S. The prevalence of Clostridium difficile infection in pediatric and adult patients with inflammatory bowel disease[J]. Dig Dis Sci, 2014, 59(9): 2222-2227. DOI:10.1007/s10620-014-3169-4 PMID: 24788321. (0) |
[10] |
Schutze GE, Willoughby RE, Committee on Infectious Diseases, et al. Clostridium difficile infection in infants and children[J]. Pediatrics, 2013, 131(1): 196-200. DOI:10.1542/peds.2012-2992 PMID: 23277317. (0) |
[11] |
Navaneethan U, Venkatesh PG, Shen B. Clostridium difficile infection and inflammatory bowel disease: understanding the evolving relationship[J]. World J Gastroenterol, 2010, 16(39): 4892-4904. DOI:10.3748/wjg.v16.i39.4892 PMID: 20954275. PMCID: PMC2957597. (0) |
[12] |
顾克菊, 胡必杰. 美国医院流行病学会和感染性疾病协会成人艰难梭菌感染临床指南(2010)摘译[J]. 中国感染控制杂志, 2011, 10(4): 316-318. DOI:10.3969/j.issn.1671-9638.2011.04.026 (0) |
[13] |
Turner D, Griffiths AM, Walters TD, et al. Appraisal of the Pediatric Crohn's Disease Activity Index on four prospectively collected datasets: recommended cutoff values and clinimetric properties[J]. Am J Gastroenterol, 2010, 105(9): 2085-2092. DOI:10.1038/ajg.2010.143 PMID: 20372111. (0) |
[14] |
Turner D, Otley AR, Mack D, et al. Development, validation, and evaluation of a Pediatric Ulcerative Colitis Activity Index: a prospective multicenter study[J]. Gastroenterology, 2007, 133(2): 423-432. DOI:10.1053/j.gastro.2007.05.029 PMID: 17681163. (0) |
[15] |
Sokol H, Jegou S, McQuitty C, et al. Specificities of the intestinal microbiota in patients with inflammatory bowel disease and Clostridium difficile infection[J]. Gut Microbes, 2018, 9(1): 55-60. DOI:10.1080/19490976.2017.1361092 PMID: 28786749. PMCID: PMC5914915. (0) |
[16] |
Wultańska D, Banaszkiewicz A, Radzikowski A, et al. Clostridium difficile infection in Polish pediatric outpatients with inflammatory bowel disease[J]. Eur J Clin Microbiol Infect Dis, 2010, 29(10): 1265-1270. DOI:10.1007/s10096-010-0997-9 PMID: 20577773. PMCID: PMC2937146. (0) |
[17] |
Markowitz JE, Brown KA, Mamula P, et al. Failure of single-toxin assays to detect Clostridium difficile infection in pediatric inflammatory bowel disease[J]. Am J Gastroenterol, 2001, 96(9): 2688-2690. DOI:10.1111/j.1572-0241.2001.04125.x PMID: 11569696. (0) |
[18] |
Pascarella F, Martinelli M, Miele E, et al. Impact of Clostridium difficile infection on pediatric inflammatory bowel disease[J]. J Pediatr, 2009, 154(6): 854-858. DOI:10.1016/j.jpeds.2008.12.039 PMID: 19230908. (0) |
[19] |
Sokol H, Lalande V, Landman C, et al. Clostridium difficile infection in acute flares of inflammatory bowel disease: a prospective study[J]. Dig Liver Dis, 2017, 49(6): 643-646. DOI:10.1016/j.dld.2017.01.162 PMID: 28215602. (0) |
[20] |
Erb S, Frei R, Strandén AM, et al. Low sensitivity of fecal toxin A/B enzyme immunoassay for diagnosis of Clostridium difficile infection in immunocompromised patients[J]. Clin Microbiol Infect, 2015, 21(11): 998. e9-998. e15. DOI:10.1016/j.cmi.2015.07.016 PMID: 26232535. (0) |
[21] |
Balram B, Battat R, Al-Khoury A, et al. Risk factors associated with Clostridium difficile infection in inflammatory bowel disease: a systematic review and meta-analysis[J]. J Crohns Colitis, 2019, 13(1): 27-38. DOI:10.1093/ecco-jcc/jjy143 PMID: 30247650. (0) |
[22] |
Hourigan SK, Chirumamilla SR, Ross T, et al. Clostridium difficile carriage and serum antitoxin responses in children with inflammatory bowel disease[J]. Inflamm Bowel Dis, 2013, 19(13): 2744-2752. DOI:10.1097/01.MIB.0000435434.53871.36 PMID: 24145927. (0) |
[23] |
Gevers D, Kugathasan S, Denson LA, et al. The treatment-naive microbiome in new-onset Crohn's disease[J]. Cell Host Microbe, 2014, 15(3): 382-392. DOI:10.1016/j.chom.2014.02.005 PMID: 24629344. PMCID: PMC4059512. (0) |
[24] |
Hung YP, Lee JC, Tsai BY, et al. Risk factors of Clostridium difficile-associated diarrhea in hospitalized adults: vary by hospitalized duration[J]. J Microbiol Immunol Infect, 2021, 54(2): 276-283. DOI:10.1016/j.jmii.2019.07.004 PMID: 31522990. (0) |
[25] |
Kariv R, Navaneethan U, Venkatesh PG, et al. Impact of Clostridium difficile infection in patients with ulcerative colitis[J]. J Crohns Colitis, 2011, 5(1): 34-40. DOI:10.1016/j.crohns.2010.09.007 PMID: 21272802. (0) |