加热—冷却器装置(HCD)竟然也能传播嵌合分枝杆菌

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翻译：云  林

审核：周玲米

编者按   

HCD是负责心肺旁路机器中热交换的独立设备（图1）。嵌合分枝杆菌（M. chimaera）可以通过HCD由空气传播到手术部位而引起感染，感染的临床特征是诊断延迟，抗微生物治疗反应差，预后不良，50％的M. chimaera感染患者由于感染的并发症而死亡。某些指南提供了筛查加热-冷却装置的水中和排出气体中的嵌合分枝杆菌的建议。然而没有描述可靠的消毒程序，也还不知道是否可以从污染的加热-冷却装置中根除嵌合分枝杆菌。本文主要对暴发的认识进行了总结，包括流行病学、传播途径、临床表现和可能的预防方法。

与加热—冷却装置有关的嵌合分枝杆菌暴发的问题汇总

 

暴发

嵌合分枝杆菌是一种生长缓慢的非结核分枝杆菌（non-tuberculous mycobacterium，NTM），属于鸟分枝杆菌复合体（MAC）。这些机会性致病菌仅在免疫功能严重低下的肺部疾病患者中引起肺部感染和播散性感染。2011年，在苏黎世大学医院发现两名患者进行人工瓣膜手术后感染嵌合分枝杆菌。他们对医院水系统进行了研究，在HCDs水循环中鉴定出嵌合分枝杆菌。HCDs是一款独立的设备，负责心肺分流器的热交换（图1）。NTM可以在各种环境条件下形成气溶胶，Sax等利用主动空气取样法在被污染的HCD废气中和污染的HCD水中分离出RAPD-PCR同型的嵌合分枝杆菌，进一步的实验表明，只有当HCD水被污染并且HCD被打开时，才能检测到空气中的嵌合分枝杆菌。超洁净的空气通风系统不能保护关键区域免受污染空气的影响，特别是如果HCD废气被引导到手术区域。然而，M. chimaera首次是什么时候和如何污染HCD设备水箱仍然未知，气溶胶在HCD内部形成的确切位置也是未知的。

 

暴发的来源

LivaNova HCD的市场份额为70％，荷兰的调查人员在所有9家依赖LivaNova设备的医疗机构中发现了HCD受到M. chimaera污染。最近公布的来自美国3个中心的WGS数据也显示从患者分离的M.chimaera与HCD中的水和空气息息相关。在德国LivaNova制造基地进行的暴发调查证实了M. chimaera存在泵装配区和全新的HCD中。最近FDA医疗器械报告显示了LivaNova HCDs与患者M. chimaera感染相关。这些证据说明M. chimaera暴发的主要来自医院以外的共同污染源。除当前全球暴发的M. chimaera污染源之外，NTM还有可能通过医院用水直接污染HCDs，而且其他品牌HCD的传染风险不容忽视。

 

临床表现和流行病学

瑞士，欧盟和美国的公共卫生部门报告的开胸心脏手术后侵袭性M. chimaera感染的数量正在增加，截至2016年10月全世界至少70例。感染通常为人工瓣膜心内膜炎，播散性感染或血管移植物感染。常见的症状是发热，气短和体重减轻。最近有2例患者的眼部受累作为潜在的临床指标。实验室常见的异常是贫血，淋巴细胞减少和血小板减少，以及C-反应蛋白，乳酸脱氢酶，转氨酶，和肌酸酐升高。尽管至少有3种抗生素可用于联合治疗，但在心脏手术后诊断延迟了3个月至5年（中位数为21个月），50％的M. chimaera感染患者由于感染的并发症而死亡。即使较长时间抗生素治疗后M. chimaera仍然在一些患者的组织样本中生长。由于诊断结果存在延迟，在暴露于HCD后诊断为结节病或培养阴性心内膜炎的患者，亚急性表现和组织病理学显示的肉芽肿性炎症、都应考虑M. chimaera感染。假体材料并不总是感染的先决条件，最近报道的一个病例发生在冠状动脉旁路手术后，胸骨丝作为唯一的外来物质。M. chimaera感染的进一步表现可以是手术伤口或器官间隙手术部位感染如纵隔炎。除了Kohler等人提出的M. chimaera病例检测的建议，我们认为心脏辅助装置或有心脏移植病史的患者感染风险会增加（根据DD和ME提供的病例）。美国疾病预防和控制中心最近也发布了关于鉴别HCD相关NTM感染可能病例的指南。

 

预防措施

随着对M. chimaera暴发过程的深入了解，相关机构也采取了一些预防措施。在这里，我们对当前的方法总结如下：监测文化，应用去污程序，优化气流管理。

（1）在水和空气中检测M. chimaera。

通过环境监测来确定立即采取预防措施的必要性，并评估其效果，但在暴发调查之外他们的用途是不明确的，因为只用过滤或无菌水填充HCD。

（2）改进的加热—冷却器的维护和净化。

从HCD水系统中消除M. chimaera非常困难，结合机械生物膜去除和替换HCD的几个部分，然后用过氧乙酸进行2个去污循环，成功去除了LivaNova 3THCD上定殖的M. chimaera。之后是每日使用过滤水和添加100mL 3％过氧化氢的维护方案，并且每周使用过滤的自来水与450mL的3％-5％过乙酸进行消毒循环，连续3个月以上的水培养结果为阴性。然而，分枝杆菌的可检测的再生长可能会出现明显的延迟。HCD上的管和连接器等辅助装置，可能导致其他新购买的设备交叉污染或再污染嵌合分枝杆菌。

（3）气流管理。

超洁净的通风系统并不能阻止空气传播。考虑到空气传播途径和HCDs也可能含有除M. chimaera以外的微生物，必须避免患者接触HCD产生的潜在污染气流。一种解决方案是定制安置3THCD的房屋主动将OR排出的空气抽出OR，将HCD放置在手术室外的独立通风空间是另一种安全的解决方案，手术室密闭性是成败的关键。

 

讨论和总结

实用的临时建议和挑战

根据已发表的数据和CDC关于鉴别HCD相关NTM感染可能病例的指导原则，我们为临床医生，医院，公共卫生机构和设备制造商提供了一些实用的建议（表1）。鉴于许多医务人员没有注意到侵袭性嵌合分枝杆菌感染，病变的潜伏期长达5年，且诊断困难以及缺乏标准化的病例识别策略，很可能还有很多未识别病例。目前尚无可靠的用于HCD系统的消毒方案，而快速修改HCD设计似乎遥不可及，无水系统或其他先进技术目前也尚不可用。除HCDs外，任何用在重点科室（如手术室）的含有水循环系统或利用风机的设备，在批准和销售之前应进行感染控制的审查；然而，审查的细节和范围仍然需要确定。在进一步了解替代预防措施和安全HCD技术之前，严格将HCD排出的废气和手术室及其他重要医疗保健区域的空气分隔开是保证患者安全的唯一手段。

 

图1.加热-冷却器装置（HCD），体外循环的功能部分。作为连接到体外循环机的独立装置，它具有一个水泵，供应3条回路管路，分别为用于冷却和加热病人血液的病人回路，用于冷却心脏麻痹液体的心脏停搏回路，以及用于额外的外部冷却和加热的病人回路。在前2个循环中，患者端无菌管路上的HCD水通过生物膜的物理分离将温度分别转移到病人血液和无菌停搏液。水是理想的传热流体，特别是用于冷却，但是污染仍然是一个问题。HCD水的冷却需要带风扇的散热器来消散多余的热量。这个散热风扇可以维持很大的气流。 HCD水系统通常不是密封的，并且具有复杂的内管系统。这个原理图在出现传染病时可重复使用。

注释：NTM，非结核分枝杆菌; HCD，加热器 - 冷却器装置; PCR，聚合酶链式反应。

a此临时建议特别适用于LivaNova / Sorin HCDs，其他品牌的HCDs并不一定与心脏手术患者的感染有关，也不排除潜在的联系。 最

近的一篇文章报道LivaNova 3T设备在2014年9月之前在生产现场受到了污染。为了评估严格隔绝HCD和关键医疗区域空气的解

决方案，医院必须谨慎评估此技术在后续涉及到HCD的医疗活动中的相关风险与利益。应该遵循新的科学证据和卫生部门的指导。 

对HCD中M. chimaera和NTM监测可能有助于报告风险管理决策。

b先前有HCD暴露和可能的M. chimaera感染的患者应接受临床评估。

参考文献：Rami Sommerstein,Peter W.Schreiber,Daniel J. Diekema, et al. Mycobacterium chimaera Outbreak Associated With Heater-Cooler Devices: Piecing the Puzzle Together. Infect Control Hosp Epidemiol. 2017 Jan;38(1):103-108.

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图文编辑：王小虾