烧伤后病原菌侵入途径是多渠道的,概括起来主要通过创面、呼吸道、静脉、尿路和肠道等。
烧伤创面是病原菌侵入机体的主要途径。可根据创面病原菌密度和侵入深度区分为非侵袭性感染和侵袭性感染。
烧伤创面坏死组织的存在,成为病原菌生长繁殖的良好培养基,适宜的温度和湿度有利于病原菌在创面上生长繁殖。如果烧伤创面较小,深度较浅,细菌毒力较低,伤员全身情况较好,即使创面脓性分泌物较多、菌量较高,如果能及时引流清除,临床上也很少发生侵袭性感染。所谓非侵袭性感染,基本可以将其定义为:烧伤创面仅有少量细菌定植;或虽创面上有大量细菌生长,但仅限于创面表面;或细菌穿透部分焦痂乃至焦痂全层,此时痂下定植的细菌不一定侵入邻近的活组织,其菌量少于10 5 cfu/g组织。临床表现除有轻度或中度发热,白细胞略增高外,无其他明显的全身感染症状。
侵袭性感染系指病原菌侵袭至痂下活组织。Pruitt根据活组织中病原菌侵入的程度将其分为:①局灶性侵袭,系指痂下周围活组织中有微小细菌病灶;②普遍侵袭,即细菌广泛侵袭至皮下组织;③微血管侵袭,是细菌累及微血管和淋巴管。临床上可见创面水肿、分泌物增多,或创面干燥、局部有凹陷;创面出现坏死灶,随病情发展正常皮肤亦可见局灶性或大片坏死斑,同时伴有全身感染中毒症状,患者常在短期内死亡。上述特点多见于革兰阴性杆菌(如大肠埃希菌,特别是铜绿假单胞菌)或真菌(如曲霉菌、毛霉菌)所致的侵袭性感染。念珠菌、金黄色葡萄球菌的创面侵袭性感染,痂下活组织中常见脓性或干酪性病灶,组织中的菌量常超过10 5 cfu/g组织。
这是侵袭性感染的弥散和发展(详见第3节)。
解放军总医院第一附属医院曾分析一组940例烧伤患者合并吸入性损伤与肺部感染的关系,发现烧伤合并中度以上吸入性损伤者,肺部感染的发生率为53%,而无吸入性损伤者肺部感染的发生率仅为0.57%,前者是后者的90倍,提示吸入性损伤造成肺部感染的概率显著增加。烧伤合并吸入性损伤不仅增加了肺部感染的概率,而且使肺部感染来得早。中度吸入性损伤患者中,肺部感染的发生时间为伤后第1周,而合并重度吸入性损伤者,肺部感染发生于伤后第2天,无合并吸入性损伤者,肺部感染的发生时间平均在第2周。吸入性损伤后不仅气道黏膜分泌增加,而且大量黏膜坏死脱落。若脱落的黏膜与分泌物未能及时清除,可堵塞支气管而引起肺不张,造成肺部感染。气道内大量分泌物和坏死组织,也有利于细菌生长繁殖,这就为细菌的入血提供了机会。在体表烧伤合并吸入性损伤的动物实验中,伤后24h内取肺组织进行细菌定量,同时做血培养时发现,细菌培养的阳性率及肺组织菌量随着伤后时间的推移而增加。而且,血培养阳性的菌种与肺组织检出的菌种相一致。说明烧伤合并吸入性损伤可造成肺部感染,肺可成为细菌入血的途径。有报道烧伤未做气管切开者10例,深部痰液和面颈部菌种一致者仅4.8%,而气管切开后气道内细菌与面颈部菌种一致者明显增加。17例气管切开者,切开后第1天,一致率仅为11.8%,第2天为41.2%,第3天为82.4%,第4天高达100%。血培养阳性者7例,有6例的菌种与气道内的菌种一致,说明严重烧伤后呼吸道可成为全身性感染的重要途径,尤其是合并吸入性损伤、气管切开的患者。另外,应用于吸入性损伤或气管切开后的治疗装置,如超声雾化器、输氧装置中的湿化瓶,经常检查出细菌,如不加注意,亦是病原菌入侵机体的途径之一。
烧伤临床治疗中往往需行静脉切开或行深静脉内置管,若处理不当是病原菌入侵机体的主要途径之一。静脉内置管不仅引发静脉炎、化脓性血栓性静脉炎,而且是菌血症乃至脓毒症的根源。有时在某些烧伤死亡病例中,患者生前有全身炎症反应(如心率和呼吸加快、高热或低温等)或脓毒症表现,但生前未发现烧伤静脉感染的局部症状和体征,相当一部分病例尸检时才证实化脓性血栓性静脉炎病灶的存在。因此,由静脉内导管感染造成的死亡,实际上比烧伤临床观察到的为多。解放军总医院第一附属医院曾分析278例次静脉内置管的严重烧伤患者,归纳引发静脉导管脓毒症有4个主要因素:①静脉内置管时间与导管脓毒症的关系密切,置管存留时间长于72h发生导管脓毒症的危险是等于或少于72h的5.76倍;②静脉内输入高价营养液是导管脓毒症的另一个危险因素,高价营养液易导致血管内皮细胞损伤,促使血栓形成,营养液中的高糖、氨基酸、脂肪乳剂等成分也分别适合某些细菌的生长,因此易引发脓毒症等并发症;③经创面静脉留置导管,脓毒症的发生概率多于经正常皮肤者,且与创面培养的菌种相符合,说明静脉导管脓毒症的发生可能与插管时的导管污染和(或)创面的逆行感染等因素有关;④经中心静脉置管发生导管脓毒症的危险比经外周静脉插管的危险性高。因此,为了减少或避免烧伤后病原菌由静脉的侵入,治疗中能穿刺的尽量避免切开;能利用浅静脉者不用中心静脉,置管周围部位每日严格消毒和护理;严格限制置管时间于72h内,特别注意经创面置管者;如有输液不畅,立即拔除导管,其尖端做培养和药物敏感试验;若浅表静脉发生化脓性血栓性静脉炎,除立即拔除导管、取分泌物作涂片检查并选择相应的抗菌药物外,应同时切除有病变的静脉,并将其做细菌培养与病理检查。在切除静脉前应先在静脉近端结扎,以免手术挤压时导致病原菌扩散。静脉切除后的伤口,全部敞开,用抗生素纱布湿敷引流,每日交换4~5次。待伤口新鲜时,行植皮或Ⅱ期缝合。20世纪90年代中期,我们曾遇1例严重烧伤患者,创面已接近愈合,而出现脓毒症。拔除左上肢头静脉插管时,见有脓性分泌物从穿刺孔流出,确诊为化脓性血栓性静脉炎。经上述处理后,该患者脓毒症状逐渐消失,痊愈出院。
尿道可成为病原菌入侵的途径,主要见于严重烧伤患者长期留置尿管者,其次可见于会阴部烧伤之后,细菌逆行感染所致。致病菌种以大肠埃希菌、铜绿假单胞菌多见,有时亦可见肠球菌。因此强调除治疗必须观察每小时尿量外,若无排尿困难,应尽早拔除导尿管,让患者自行排尿;并应及时封闭会阴部创面,以减少或避免病原菌由尿路感染的可能性。
既往,从事烧伤的临床工作者,注意到大面积烧伤患者入院后不久,在休克期内尚未见创面感染,却出现明显的脓毒症表现;大面积烧伤患者,有时创面感染的菌种并不与血培养阳性的菌种相一致;烧伤早期创面未出现明显感染时血培养已阳性,而且入血的菌种为肠道常见菌。这些现象提示烧伤感染病原菌的侵入途径,不仅主要来自外源性的创面,而内源性肠道可能是微生物入血的首发器官。20世纪80年代以来,从事烧伤的工作者对上述现象进行了较广泛深入的实验研究,证明严重烧伤后肠源性感染的存在,并发现烧伤后早期即有微生物侵入肠黏膜,并可播散到肠黏膜淋巴结、肝、脾、肺、肾和血液。更令人信服的证据是捕捉到微生物穿透肠黏膜的具体方式。现就严重烧伤后肠源性感染的诱发因素及其防治措施,分别简述如下。
(1)肠黏膜屏障损伤
肠道不仅是体内最大的细菌库,而且是内毒素库,其含量足以将宿主致死数百万次。因此,肠黏膜必须是一道有效的防御屏障。任何原因造成的肠黏膜屏障损伤,都将导致肠道细菌及其毒素乘机侵入。
在肠黏膜损伤造成细菌移位(translocation)的诸多因素中,缺血-再灌注氧自由基的损伤作用在其中扮演了重要的角色。早在20世纪80年代初即发现,肠道对缺血性损伤非常敏感。20世纪90年代Deitch等对一组休克-复苏动物在24h后分别进行了肠系膜淋巴结、肝和脾的细菌学检查,细菌总检出率达61%,而正常对照组仅为7%,但用别嘌醇等氧自由基清除剂对休克-复苏动物预处理,则可使细菌检出率降至14%。彭毅志等在动物实验中比较了烧伤和烧伤氧自由基清除剂超氧化物歧化酶(SOD)处理对回肠黏膜中脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量、病理变化和细菌移位的影响,结果也显示肠黏膜中MDA含量增加,肠黏膜损伤程度重,血液和肝标记的铜绿假单胞菌检出率明显高于SOD处理组。这些实验有力地说明氧自由基释放、肠黏膜屏障损伤与细菌移位的关系密切。
肠道营养不良是促进肠黏膜损伤、导致肠源性感染的另一重要致病因素。第三军医大学对烧伤动物分别行经肠道早期喂养或延迟喂养,以观察肠道营养对防治肠源性感染的作用。结果证实,早期喂养的动物门静脉、肠黏膜下血流量改善,肠淋巴流量亦改善,肠黏膜损伤程度轻,DNA、RNA和蛋白质含量均上升。而血液中的内毒素、TNF和MDA值均减低,说明早期肠道喂养之益处。若烧伤后较长时间不进食,特别是在内毒素的作用下,肠黏膜可发生进行性萎缩,小肠绒毛高度、肠壁厚度以及绒毛数量都显著减少,其减少程度与进食的早晚直接相关。这提示烧伤后早期肠道喂养对减轻肠黏膜损伤,防治肠源性感染有重要意义。除此之外,研究中也发现蛋白质营养不良7d的小鼠,肠源性感染的阳性率为26%,若蛋白质营养不良至21d时,其阳性率高达77%。该研究结果提示,营养不良特别是蛋白质营养不良与肠源性感染有一定关系,肠源性感染发生率的增高与蛋白质营养不良持续时间呈正相关。
(2)肠道菌群失调
报道称人或动物出生时肠道无菌,2~4h后即有细菌进入定居并繁殖,称为定植(colonization)。最初为大肠埃希菌、肠球菌等需氧菌,继为厌氧菌,此过程在1~2周内完成。在生理条件下,定植后菌群的数量和种类相对稳定。肠道菌群有400~500种之多,数量也大,每克干粪中有10 11 ~10 12 个细菌,其中90%~99%为厌氧菌。肠腔内菌群不但数量大,而且有其自然的分布规律:深层寄居着厌氧性双歧杆菌和乳酸杆菌;中层为类杆菌、消化链球菌、韦荣球菌和优杆菌等;表层是大肠埃希菌和肠球菌等。深层的紧贴在肠黏膜表面称为膜菌群;表层的主要在肠腔中为腔菌群。它们之间相互拮抗又相互协同,构成了一个复杂的生态平衡系统,发挥着正常的生理功能。严重烧伤不仅导致腔菌群改变和细菌移位,而且可造成膜菌群的生态失衡。大鼠30%体表Ⅲ度烫伤24h后,需氧的大肠埃希菌增加显著,并上移,而肠球菌和厌氧双歧杆菌、类杆菌于48h后下降。提示肠道菌群失调则易导致肠道内细菌移位,引发内源性感染的发生。该实验发现烫伤后48h血培养阳性率为50%;肠系膜淋巴结、肝、脾、肺等脏器细菌移位率达41%。另有实验发现近系繁殖的Balb-C小鼠,于饮用水中加入青霉素、链霉素,连用7d或14d,肠道兼革兰阴性杆菌的菌量由10 5 cfu/g组织增至10 8 ~10 9 cfu/g组织,同时内脏检出菌与菌量均增加。以上说明单纯烫伤或单纯抗生素的持续应用,除了足以导致肠道菌群失调外,还可促进肠源性感染的发生。
(3)免疫功能下降
严重烧伤后细胞及体液免疫功能均受抑制,公认免疫功能受抑与感染的发生和发展密切相关。目前的研究表明,烧伤导致机体免疫防御功能降低并突出表现在T淋巴细胞和单核吞噬细胞功能异常。关于T淋巴细胞功能异常与肠源性感染发生之间的相关性已得到证实。先天性无胸腺的小鼠和后天摘除胸腺的小鼠,肠源性感染的发生率为50%。对上述动物进行胸腺移植,T淋巴细胞功能恢复后,肠源性感染的发生率下降为8%。如果对无胸腺小鼠再造成30%体表烧伤,肠道细菌将广泛侵入肝、脾、腹腔乃至血液循环中,可发生致死性的肠源性感染。
机体非特异性免疫防御功能与肠源性感染有一定关系。在生理条件下,覆盖体表内、外表面的黏膜需要分泌型IgA加以保护。IgA在肠黏膜表面的重要功能是防止肠道中腔菌群在肠黏膜表面的定植,并中和肠腔中的毒素和酶等。一旦肠腔中IgA含量降低,势必造成肠源性感染的发生。于勇等对大鼠造成体表40%Ⅲ度烫伤,24h后肠内容物IgA含量明显降低,同时肝、脾、肺和肠系膜淋巴结细菌阳性率均明显升高。提示烧伤后肠道内IgA水平的降低是导致肠道细菌移位的原因之一。
如上所述,烧伤肠源性感染的发病机制极其复杂,可由多种因素相互作用而诱发。国内外学者已形成共识,即严重烧伤后细菌、内毒素通过肠黏膜移位至肠黏膜淋巴结、门静脉,且可激活腹腔内巨噬细胞、肝库普弗细胞。过去人们将这些细胞视为单纯清除异物,抵御感染的“清道夫”,而实际上它们是一类多功能的分泌细胞,被激活后可以释放一系列具有直接细胞毒性或有很强生物活性的物质,如TNF、IL-1、IL-6、IL-10等细胞素。它们或是直接攻击靶细胞,或是进一步调节免疫物质释放影响各种生理活动,如体温、代谢等。其总的结果是造成机体剧烈的炎症反应,并可表现为高热、高动力型循环、高代谢等“脓毒症的临床综合征”。鉴于烧伤诱发肠源性感染的重要性,许多研究者认为,肠道可能是MODS的始动器官,已有大量的实验研究支持这种假说,而相应的临床证据尚有待进一步收集。
根据上述肠源性感染的发病机制,提出以下防治原则。
(1)防治休克
1)有效复苏。严重烧伤后肠源性感染与休克关系密切。复苏过程中不能仅满足于血压、尿量等一般的检测指标进行判断休克和指导复苏,更重要的是需纠正潜在的隐性代偿性休克(covert compensated shock)。虽然,此时血压正常,脉率小于100次/分,尿量大于30mL/h,无高乳酸血症和血流动力学紊乱等,但实际上胃肠道仍处于缺血低氧状态。根据解放军总医院第一附属医院的实验研究和烧伤患者的血流动力学观察,按正规的复苏方法,即使血流动力学各项指标于伤后12~24h已恢复正常,但胃肠道仍显示缺血状态,直至72h始能接近正常,反映了胃肠道缺血时间较长,存在着隐匿性休克。缺血所致的肠黏膜损伤,通透性增强,胃肠内微生态失衡,都会导致肠内细菌和内毒素入血。因此,在有效复苏的同时加用山莨菪碱改善胃肠道微循环,缩短胃肠缺血时间,有助于防治肠源性感染。
2)快速复苏,避免持续的低灌注和再灌注损伤。研究证明缺血-再灌注可导致肠黏膜损伤和细菌移位。为避免或减轻氧自由基损害,主张在严密心肺监护下,加快补液速度,加大补液量,使尿量达到80mL/h。对延迟复苏的烧伤患者,应在入院后2~3h输入24h总入量的1/3,并强调在复苏中使用维生素C、维生素E和甘露醇等氧自由基清除剂。
(2)早期肠道喂养。这一措施不但能增加肠黏膜的血液灌注,维护其屏障与免疫功能,而且能增加其他脏器的血液灌注,能有效地防治肠源性感染。通常主张休克期通过十二指肠喂养管进行肠道喂养。这不仅能减轻胃的负担,是增加营养的重要手段,而且是防治肠源性感染与减轻全身性炎症反应和其他内脏并发症的辅助措施,值得临床推广使用。
(3)合理使用抗生素。研究证明,严重烧伤后肠源性感染经常发生于伤后早期,休克复苏阶段即有发生脓毒症的报道。因此,在这一阶段针对常见的肠道菌使用较广谱的抗生素,对防治严重烧伤后肠源性感染是非常必要的。多数学者主张应用两种抗生素以兼顾革兰阳性菌和革兰阴性菌,这既有预防作用又有治疗意义。
(柴家科)