第一章 临床实验室的公共卫生职能

This entry is part 1 of 2 in the series 流行性痢疾和霍乱的实验室诊断方法

Chapter 1 The Public Health Role of Clinical Laboratories

 

A 流行性腹泻

发展中国家两类最常见的流行性腹泻分别为:O1 群霍乱弧菌引发的水样泻,以及 1 型志贺痢疾杆菌(Sd1)引发的血性腹泻。本章概述上述致病菌及其他可致流行性痢疾、霍乱的病原体。掌握这类病原体的流行病学特征与临床表现,有助于理解后续章节介绍的检测操作流程。

1 流行性霍乱

霍乱是由产肠毒素型霍乱弧菌所致分泌性腹泻病。目前已发现 150 余种霍乱弧菌血清群,但数十年来,仅产毒 O1 群霍乱弧菌被证实是霍乱流行的致病菌。1992—1993 年亚洲大规模霍乱暴发后,医学界明确:产毒 O139 群霍乱弧菌同样可引发与 O1 群临床表现高度相似的疫情。根据世界卫生组织(WHO)指南,O1 群、O139 群霍乱弧菌均被认定为霍乱致病菌,两类菌株需采用统一上报流程。

非 O1、非 O139 群霍乱弧菌虽可致病,但不具备 O1/O139 群的公共卫生传播风险。

霍乱的流行病学、发展史、临床表现与治疗详见第五章。

2 流行性痢疾

痢疾定义为粪便带肉眼可见鲜血的腹泻,致病菌种类繁多,包括志贺菌、肠出血性大肠埃希菌 O157:H7、空肠弯曲菌、肠侵袭性大肠埃希菌、沙门菌;溶组织内阿米巴偶可致病。上述病原体中,仅 1 型志贺痢疾杆菌(Sd1)可引发大规模疫情,大肠埃希菌 O157:H7 暴发则相对罕见。1 型志贺痢疾杆菌感染的流行病学、发展史、临床表现与治疗详见第三章。
溶组织内阿米巴虽不常见,但需单独说明。该原虫偶致痢疾,青年成人高发,但不会引发大范围流行。发展中国家无症状溶组织内阿米巴感染十分普遍,健康人群感染率最高可达 10%。粪便标本需由专业镜检人员检测,必须将其与非致病阿米巴、白细胞区分 —— 白细胞常被误判为阿米巴滋养体。

部分 1 型志贺痢疾杆菌痢疾暴发中,标本可检出溶组织内阿米巴,曾被误判为疫情元凶。错误诊断会导致患者仅接受抗阿米巴药物治疗,造成志贺痢疾杆菌持续传播,引发大量本可避免的死亡。痢疾暴发时,血性粪便检出溶组织内阿米巴,不代表该原虫是本次疫情病因,甚至不一定是该患者痢疾的致病原。

大肠埃希菌 O157:H7 已在南非引发至少一次大规模痢疾暴发,疑似还存在多起未通过微生物培养确诊的聚集性疫情。本手册纳入该菌相关内容,目的是让实验室人员熟悉菌株特征,具备鉴定能力;该菌未来仍可能再次引发流行,实验室需做好检测储备。

大肠埃希菌 O157:H7 的流行病学、发展史、临床表现与治疗详见第七章。

B 实验室的公共卫生职能

疫情暴发期间,临床实验室承担极为关键的公共卫生职责。部分国家仅依靠一家实验室,即可快速提供制定对症治疗方案所需核心数据。在资源匮乏国家,实验室工作核心是有限资源最大化,为防疫政策制定提供可靠依据,而非仅针对单个患者开展诊断。霍乱、痢疾流行期间,实验室有四项核心工作:
  • 初步鉴定本次疫情的致病病原体
  • 初步测定病原体抗菌药物耐药谱
  • 持续监测耐药谱的动态变化
  • 划定疫情持续时长与地理波及范围
世界卫生组织建议,存在腹泻流行风险的国家设立疫情防控委员会。实验室在病原体鉴定与疫情管控中作用突出,微生物专业人员必须成为防控委员会成员。

1 疫情致病病原体的初步鉴定

检测储备与实验室网络建设

存在痢疾、霍乱流行风险的国家,实验室首要任务是做好疫情应对储备:配齐(或可快速调配)O1/O139 群霍乱弧菌、志贺菌分离鉴定所需耗材。本手册附录 A、B 列明菌株分离、鉴定、药敏试验全套实验物资。

全国需搭建公共卫生实验室网络(详见附录 C);所有国家至少设立 1 家国家级 / 中心参比实验室,具备以下能力:

  1. 鉴定 O1/O139 群霍乱弧菌、志贺菌;
  2. 开展菌株抗菌药敏检测;
  3. 可将分离菌株送至国际参比实验室复核(详见附录 D)。
为稳定、精准、可重复地完成致病菌药敏检测,实验室必须完善硬件配套:保障常规检测耗材稳定供应;配备熟练技术人员,拥有充足时间、试剂维持操作能力;人员、耗材、试剂全流程开展质量控制。

药敏检测耗材投入成本高,WHO 建议一国仅 1—2 家中心实验室开展该项检测。基层实验室可完成弧菌、志贺菌初步分离,再将菌株送至国家级参比实验室完成最终鉴定与药敏检测;基层实验室也可针对聚集性疫情开展专项病原筛查。一级基层实验室需配备标本转运培养基,建立标本向上级 / 中心实验室送检通道。

疫情诊断流程

出现疑似疫情时,实验室需明确致病原及其耐药特征。疫情预警常来自临床监测:如临床监测系统发现腹泻病例数异常升高。实验室需第一时间介入明确致病菌,这要求检验人员、流行病医师、临床医护保持高效沟通。
部分情况下,实验室是最早发现疫情信号的单位:送检粪便标本总量骤增、血性粪便占比大幅上升、检出罕见致病菌,均提示可能出现聚集性发病。实验室人员一旦怀疑暴发,需立即通知临床医师与公共卫生主管部门。
一旦确认本次疫情致病菌,无需对所有患者粪便开展检测,可根据临床症候群统一施治。
痢疾疫情诊断
疑似痢疾暴发时,全球绝大多数地区首要考虑 1 型志贺痢疾杆菌(Sd1)。疫情期间,Sd1 分离率远高于其他致痢病原体。遵循 WHO 规范:一旦证实 Sd1 为疫情致病菌,所有痢疾初诊患者均按 Sd1 感染方案先行治疗,实验室无需检测全部患者粪便。暴发期间仅采集少量标本检测,或定期开展病原监测即可(下文详述)。
若疑似暴发中未检出 Sd1,实验室需加测大肠埃希菌 O157:H7;两类菌株均阴性时,需将标本送参比实验室复核。
除 Sd1 与大肠埃希菌 O157:H7 外,多种病原体均会造成痢疾负担,不同地域、季节优势致病菌存在差异,存在季节性发病高峰,对应病原构成随之改变。实验室需定期开展痢疾病原流行病学调查,监测耐药变化,协助临床与公卫部门制定合理经验性用药方案。病原调查操作规范见附录 E。
霍乱疫情诊断
疑似霍乱流行时,首要筛查 O1 群霍乱弧菌;未检出 O1 群则加测 O139 群;两类菌株均阴性时,将粪便标本送至参比实验室确认。
O139 群霍乱弧菌感染处置、上报标准与 O1 群完全一致,所致腹泻统一命名为霍乱,需按霍乱病例上报至公共卫生主管部门。

2 测定流行菌株抗菌药物耐药谱

疫情初期,实验室需对前 30—50 株分离菌株开展药敏检测,样本量足以支撑全国抗菌治疗政策制定。疫情中后期定期抽样监测,捕捉耐药谱变化(详见附录 E)。
无需常规检测本国无供应、或 WHO 不推荐用于霍乱、痢疾治疗的抗菌药物(详见第 3、5 章)。若首轮检测即发现全部菌株对某一药物耐药(如 Sd1 对氨苄西林、复方新诺明普遍耐药),后续监测可不再检测该类药物。
菌株分离、药敏结果出具后,需第一时间报送国家级流行病负责人及其他公卫官员,为抗菌治疗方案制定提供依据。

建议将首批分离菌株中 10—20 株送至国际参比实验室,复核菌株鉴定结果与耐药表型(详见附录 D)。

3 监测抗菌药物耐药谱变化

疫情持续期间,每 2—6 个月抽取 30—50 株流行菌株开展药敏普查(周期根据当地资源、疫情形势调整),及时捕捉耐药表型改变。所有耐药变化数据上报国家级流行病负责人,同步调整抗菌治疗规范;若出现重大耐药变异,送菌株至国际参比实验室复核(附录 D)。

4 判定疫情持续周期

实验室可辅助界定霍乱疫情终点,作用尤为突出。病例数下降存在多重诱因:季节波动、疾病转为地方性流行、致病菌在当地消失。霍乱常在气温降低后近乎绝迹,夏季再度复发。实验室定期检测急性水样泻患者粪便,可判断疫情是否真正结束。

WHO 认定某地解除霍乱疫区标准:连续两个潜伏期(总计 10 天)未检出 O1/O139 群霍乱弧菌。但受季节复发影响,疫区至少需维持 12 个月监测。

痢疾流行同样存在季节波动,实验室定期检测痢疾患者粪便,追踪当地 Sd1 流行情况。

5 疫情期间实验室其他工作

除上述核心任务外,实验室还可配套开展多项防疫相关工作。

流行病学研究

实验室常需为流行病学调查提供检测支撑。结合流行病学数据与微生物检测结果,可精准分析疾病传播途径、高危暴露因素,为疫情管控提供更精准依据。

评估疫情规模、完善监测数据

采集符合本次疫情临床诊断标准患者的粪便进行培养,可验证该诊断标准的诊断效能,确认监测病例定义的准确性,更客观评估疫情波及规模。
此外实验室还需承接环境样本霍乱弧菌(O1/O139 群)监测等任务,此类工作会大幅消耗实验室资源。微生物负责人需参与决策,评估实验室承载能力,判断资源投入是否具备防疫价值。

参考文献

  1. 全球霍乱防控工作组。霍乱防控指南。日内瓦:世界卫生组织;1992. 文件编号:WHO/CDD/SER/80.4 Rev 4.
  2. 世界卫生组织. 1 型志贺痢疾杆菌所致疫情防控指南。日内瓦:世界卫生组织;1995. 文件编号:WHO/CDR/95.4.
  3. 世界卫生组织。肠出血性大肠埃希菌(EHEC)感染预防与控制 ——WHO 专家咨询报告。瑞士日内瓦,1997 年 4 月 28 日 —5 月 1 日。文件编号:WHO/FSF/FOS/97.6.
  4. 世界卫生组织。流行性腹泻应急准备与处置:培训实操手册。日内瓦:世界卫生组织;1997. 文件编号:WHO/EMC/DIS/97.3.

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