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感染性心内膜炎

2019-09-24

哈里森感染-精选(第17期)丨感染性心内膜炎

原创: 蔡思诗·译 SIFIC感染官微 9月5日

感染性心内膜炎的典型病理表现是赘生物,即一种由血小板、纤维蛋白、微生物菌落及少量炎症细胞组成的团块。

                                    第24章

                                 感染性心内膜炎

《哈里森感染病学(中文第1版)》节选

 

感染性心内膜炎的典型病理表现是赘生物(图24-1),即一种由血小板、纤维蛋白、微生物菌落及少量炎症细胞组成的团块。感染通常累及心脏瓣膜,但也可发生于室间隔缺损处、被异常血流或异物损伤的心内膜或心脏内植入物上。感染性心内膜炎的分类,可根据疾病急慢性进程、感染累及部位、病原体、易感危险因素(例如静脉注射毒品)进行划分。

▲来源于《哈里森感染病学(中文第1版)》第24章

 

在发达国家,心内膜炎每年的发病率在4~7/10万人年,在最近的数十年中没有明显变化。在发达国家,自然瓣膜心内膜炎中25%~35%与医疗卫生机构相关,而所有心内膜炎中,有16%~30%涉及心脏假体瓣膜。心脏假体瓣膜发生感染的风险在瓣膜置换术后6~12个月最高,此后风险逐步下降。生物瓣膜和机械瓣膜发生感染的概率是相同的。植入式心脏电生理设备的感染,尤其是永久起搏器和植入式心脏电除颤仪的感染,发病率为每1000个设备中0.5~1.14例;植入式心脏电除颤仪发生感染的风险高于永久起搏器。

 

■病原学

虽然导致心内膜炎的细菌和真菌有很多种,但仍有一小部分细菌可引起大多数心内膜炎(表24-1)。医疗保健相关的自然瓣膜心内膜炎,主要由金黄色葡萄球菌、凝固酶阴性葡萄球菌、肠球菌引起;其中大约55%在医院发病,45%在社区发病,社区发病者往往是发生在既往90日内与医疗保健机构有密切接触的患者。导管相关的金黄色葡萄球菌血症中有6%~25%会并发心内膜炎,而经食道超声心动图(TEE)这一检查对心内膜炎的检出率较高(见下文“超声心动图”)。

 

▲来源于《哈里森感染病学(中文第1版)》第24章

 

心脏瓣膜手术后2月内发生的人工瓣膜心内膜炎大多是医院获得性的,往往是手术中假体瓣膜被污染导致,或者是菌血症的术后并发症。这类心内膜炎属于医院获得性感染的本质体现在其病原体:主要为金黄色葡萄球菌、凝固酶阴性葡萄球菌、苛养革兰阴性杆菌、类白喉杆菌、真菌。对于心脏瓣膜手术后12月以后发生的心内膜炎,病原体的种类 及其入侵人体、引起感染的致病途径类似于社区发病的自然瓣膜心内膜炎。心脏瓣膜手术后2~12个月内发生的凝固酶阴性葡萄球菌心内膜炎大多是医院获得的,且其临床发病相对延迟。无论瓣膜手术进行的时间为何,引起人工瓣膜心内膜炎的凝固酶阴性葡萄球菌至少有68%~85%对甲氧西林耐药。

 

与永久起搏器或植入式心脏电除颤仪相关的心内膜炎往往累及设备以及与设备接触的心内膜或血管内皮,偶尔也会同时发生主动脉瓣和二尖瓣感染。主要的病原体是金黄色葡萄球菌和凝固酶阴性葡萄球菌,大多都对甲氧西林耐药。静脉使用毒品相关的心内膜炎大多累及三尖瓣,主要由金黄色葡萄球菌引起,其中很大一部分都对甲氧西林耐药。合并HIV感染的静脉吸毒者心内膜炎病原体和非HIV感染者无明显差异。

 

■发病机制

未受损的内皮对大多数细菌感染和血栓形成具有抵抗力。内皮损伤(如在高速血流冲击的部位或心脏内结构性损伤的低压侧)可导致致病微生物直接感染或血小板纤维蛋白血栓的形成,后一种情况称为非细菌性血栓性心内膜炎(NBTE)。在一过性菌血症中,这种血栓为细菌提供附着位点。

 

引起心内膜炎的微生物从黏膜表面、皮肤或局部感染灶进入血流。除了部分毒力强的病原体(如金黄色葡萄球菌)能直接黏附在完整的血管内皮或已暴露的内皮下组织,血流中的微生物一般先附着于非细菌性血栓上。金黄色葡萄球菌侵袭完整的内皮时,需要纤连蛋白结合蛋白的协助;因此这些表面蛋白可以易化既往正常的瓣膜的感染。致病菌可诱导血小板沉积,刺激血管内皮细胞释放组织因子、引起局部促凝状态,而金黄色葡萄球菌可同时诱导血管内皮细胞和巨噬细胞释放组织因子、进而促凝。纤维蛋白沉积、血小板聚集、致病菌增殖,最终形成感染性赘生物。在赘生物深部的病原微生物大多代谢活性低(非增殖性),故相对能耐受抗微生物药物的杀灭作用。赘生物表面处于增殖状态的微生物持续不断地被冲入血流。

 

■临床表现

心内膜炎的临床表现具有很大的异质性,急性期至亚急性期是逐步过渡的。自然瓣膜心内膜炎、人工瓣膜心内膜炎、静脉吸毒者心内膜炎的临床表现及实验室检查特征见表24-2。

 

▲来源于《哈里森感染病学(中文第1版)》第24章

 

引起心内膜炎的病原体种类是影响其病程的最主要因素。β-溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌大多急性起病,不过金黄色葡萄球菌偶尔也可呈亚急性病程。路邓葡萄球菌(一种凝固酶阴性葡萄球菌)及肠球菌心内膜炎起病急。而草绿色链球菌、部分肠球菌、凝固酶阴性葡萄球菌和HACEK菌群往往引起亚急性心内膜炎。巴尔通体、惠普尔养障体、伯氏柯克斯体引起的心内膜炎病程尤其缓慢。

 

亚急性起病的患者很少发生超过39.4℃的高热,而急性心内膜炎时患者体温可上升至39.4~40℃。老年、极度虚弱以及肾功能衰竭的患者,发热可不明显。

 

心脏的临床表现

虽然感染性心内膜炎易感患者本身的心脏结构病变就可以产生杂音,但心内膜炎的瓣膜损伤和腱索断裂可引起新发反流性杂音。自然瓣膜心内膜炎发病急性期,心脏杂音最初 可能不明显,但85%的患者最终都会产生心脏杂音。感染灶从瓣叶间向其周围的瓣环及心肌蔓延,可导致瓣周脓肿,继而引起心脏内瘘形成,产生新发杂音。脓肿可以从主动脉瓣环下蔓延至心包,导致心包炎;也可蔓延至室间隔上段,损伤传导束,导致心脏传导阻滞。

 

非心脏临床表现

亚急性心内膜炎典型的非化脓性外周表现(Janeway损害,图24-2A)大多和慢性感染相关,在早期诊断和治疗逐渐普及化后,这些表现越来越少见。相反的,感染性栓塞引起的表现(甲床下出血,Osler结节)在金黄色葡萄球菌心内膜炎中较常见(图24-2B)。金黄色葡萄球菌引起的心内膜炎、(经超声心动图测量)直径>10mm的赘生物、累及二尖瓣的心内膜炎(尤其累及二尖瓣前叶者)是发生栓塞事件的独立高危因素。在抗感染治疗过程中或治疗后发生的栓塞事件并不意味着抗感染治疗的失败。其他神经系统并发症包括无菌性或化脓性脑膜炎,出血性脑梗死或感染性动脉瘤破裂(感染性动脉瘤是指动脉的局部扩张,一般发生在动脉壁滋养血管被感染累及的部位或菌栓栓塞处)继发的颅内出血,以及癫痫。脑内和脑膜的微脓肿灶在金黄色葡萄球菌心内膜炎很常见,但需外科引流的颅内脓肿较少见。循环免疫复合物在肾小球基底膜的沉积引起弥漫性低补体性肾小球肾炎及肾功能不全,而这在有效抗感染治疗后大多可好转。菌栓性肾梗死可引起肋腰部疼痛和血尿,但很少引起肾功能不全。

 

特定易感因素情况下的临床表现

50%静脉吸毒相关心内膜炎病灶局限于三尖瓣,表现为发热、心脏杂音轻微或缺如,可缺乏外周血管栓塞表现。除非和永久性心脏内植入设备相关或受合并症影响,医疗机构相关心内膜炎大多具有典型的临床表现。心脏植入式电子设备相关心内膜炎一般都会有明显或隐匿的囊袋感染,引起发热、轻度心脏杂音以及菌栓继发的肺部表现。晚发的假体瓣膜心内膜炎具有典型的临床特征。瓣膜术后60日内(早发)的心内膜炎由于受近期手术影响,临床表现可能不典型。无论是早发还是晚发的假体瓣膜心内膜炎,瓣周感染都很常见,可引起部分瓣膜破裂、反流性杂音、充血性心力衰竭、传导系统受损。

 

■诊断

为避免延误诊断,对有心内膜炎易感因素、临床特征或有符合心内膜炎微生物学检查结果的发热患者(例如发生脑梗死、脾梗死,多次血培养提示心内膜炎相关病原体),均应充分进行临床、微生物学、超声心动图检查。

 

Duke标准

只有通过组织病理学或微生物学方法明确有赘生物时,感染性心内膜炎的诊断才能确立。而犇狌犽犲标准基于临床、实验室检查、超声心动图表现,临床应用广泛,对感染性心内膜炎的诊断有较好的灵敏度和特异度(表24-3)。临床上,这个标准主要是作为诊断工具而非治疗指导。如需进一步完善、准确评估患者的疾病情况,更多、更详尽的临床资料需要被收集。符合2个主要标准,或1个主要标准和3个次要标准,或5个次要标准者可被明确临床诊断为感染性心内膜炎。

 

当以下任一情况发生时,则明确不能被诊断为感染性心内膜炎:①已明确为其他诊断;②抗生素应用4日内临床症状缓解,未再发热;③手术或活检病理未发现感染性心内膜炎的组织病理学证据。符合1个主要标准和1个次要标准,或3个次要标准者,则可被疑似诊断为感染性心内膜炎。疑似诊断中的临床特征内容增加了这一诊断标准的敏感度,且未降低其特异度。除非特殊情况,明确或疑似诊断为感染性心内膜炎患者的治疗措施是相似的。

 

Duke标准强调,菌血症和超声心动图的特异性表现是感染性心内膜炎的特征。多次血培养阳性的诊断要求和感染性心内膜炎持续性、低量菌血症的病理生理特点是一致的。对于血培养阳性的感染性心内膜炎患者,在抗感染治疗前进行的血培养可有95%呈阳性。Duke主要标准之一就是,易引起感染性心内膜炎和菌血症(不合并感染性心内膜炎时)的病原体(如金黄色葡萄球菌、肠球菌)至少2次血培养阳性,且没有原发感染灶。不易引起感染性心内膜炎、反而易污染血培养标本的病原体(如类白喉杆菌、凝固酶阴性葡萄球菌)则应反复多次血培养阳性,才可作为感染性心内膜炎临床诊断的主要标准。

 

血培养

血培养分离得到致病微生物是心内膜炎诊断和治疗决策的关键。对于疑似为自然瓣膜心内膜炎、人工瓣膜心内膜炎、心脏植入式电子设备心内膜炎的患者,如近2周内未接受过抗生素治疗,应抽3套血培养,每2套血培养的时间间隔至少为2小时,每套血培养应分别在2处不同部位获取。如48~72小时后血培养仍为阴性,应再抽2~3套血培养,且实验室应在培养技术方面寻求帮助和建议。在血培养未出结果时,对疑似亚急性感染性心内膜炎且血流动力学稳定的患者,应先暂缓经验性抗感染治疗,尤其是近2周内使用过抗生素的;如有需要,可再抽血培养,不会受到经验性抗感染用药的影响。对急性感染性心内膜炎或血流动力学不稳定、需急诊手术的患者,在最初的3套血培养取得之后,应尽早开始经验性抗感染治疗。

 

血培养以外的技术

一些难以培养的病原体,如布鲁菌、巴尔通体、军团菌、衣原体、柯克次体,可使用血清学方法检测。赘生物可行微生物培养,也可行组织病理学检查、特殊染色(如惠普尔养障体PAS染色阳性),还可做免疫荧光染色或PCR,以明确病原体。

 

超声心动图

超声心动图可发现赘生物并测量其大小,查见心脏内并发症,评估心脏功能(图24-3)。经胸超声心动图无创且特异性高,但无法检测到直径在2mm以下的赘生物;20%的患者由于肺气肿、体位等影响因素,经胸超声心动图有一定的技术局限性。经胸超声心动图可检测到65%~80%感染性心内膜炎患者的赘生物,但在评估假体瓣膜情况并查看心脏内并发症时,经胸超声心动图并不是最理想的。经食道超声心动图安全且能检测到90%感染性心内膜炎患者的赘生物,但仍有6%~18%的假阴性率,所以经食道超声心动图的阴性结果并不能排除感染性心内膜炎的诊断,应在7~10日后重复该检查。

 

▲来源于《哈里森感染病学(中文第1版)》第24章

 

由于金黄色葡萄球菌血症很容易引起感染性心内膜炎,推荐对金黄色葡萄球菌血症患者例行超声心动图检查(经食道超声心动图优于经胸超声心动图)。以下1种及以上情况 发生时,医院获得性金黄色葡萄球菌血症患者发生感染性心内膜炎风险增高:血培养阳性持续2~4日、持续血液透析、有永久性心脏内植入设备、合并脊柱感染、非脊柱性骨髓炎、有心内膜炎易感的原发性瓣膜异常。上述患者建议行经食道超声心动图检查,如无上述情况,可行经胸超声心动图检查。

 

专家们偏爱使用超声心动图去评估感染性心内膜炎患者的情况,但超声心动图不应被用于感染性心内膜炎低危患者的筛查(如不明原因发热的患者)。美国心脏病学会对疑似感染性心内膜炎患者的超声心动图评估方法见图24-4。

 

▲来源于《哈里森感染病学(中文第1版)》第24章

 

其他研究

很多非诊断性的检查,如血常规、肌酐、肝功能、胸片、心电图等,对感染性心内膜炎患者的整体评估都是有意义的。感染性心内膜炎患者的红细胞沉降率、C反应蛋白、循环免疫复合物滴度通常是升高的(表24-2)。对需外科手术的感染性心内膜炎老年患者,心导管检查用于评估冠状动脉狭窄病变最有效。

▲来源于《哈里森感染病学(中文第1版)》第24章


■预后预后差的主要因素包括:年龄大、有严重合并症、糖尿病、延迟诊断、人工瓣膜或主动脉瓣受累、强毒力的致病菌(如金黄色葡萄球菌)或耐药菌(例如铜绿假单胞菌、真菌)、有心脏内或神经系统并发症、发病与医疗保健机构相关。导致死亡或较差预后的主要因素并不是抗感染失败,而是其他合并症或发生了心内膜炎相关的靶器官损害。在发达国家,感染性心内膜炎总体生存率为82%~85%,然而,在不同心内膜炎亚群患者之间生存率差异较大。
■预防为了预防心内膜炎,过去一些专家共识建议在易引起菌血症的操作之前全身性使用抗生素。但是近些年美国心脏病学会(AHA)和欧洲心脏病学会(ESC)的一些研究回顾分析并重新评价了心内膜炎预防性使用抗生素的证据等级,在其更新的指南中均进一步限制了抗生素的预防性使用。即便在适应证最强的条件下,预防性使用抗生素的获益也是有限的。
虽然牙科操作被认为易引起心内膜炎,但研究显示,牙科操作后患者的心内膜炎发病率相比于无牙科操作者并无明显增加。此外,牙科操作引起的菌血症的发生频率及程度(菌量)和日常生活中的一些活动(如刷牙、使用牙线)相比是相似的,由于牙科操作并不经常发生,所以口腔定植菌引起菌血症,进而使心脏内结构暴露于菌血症的风险在日常生活中更高,而非在牙科操作中。
在权衡了可能的获益、潜在的不良反应以及成本预算后,美国心脏病学会(AHA)和欧洲心脏病学会(ESC)现推荐预防性抗生素使用仅适用于心内膜炎发病极高危或发病后病死率极高的患者(表24-7和表24-8)。维持良好的口腔卫生是至关重要的。只有极高危患者进行了牙龈、牙根尖周有创操作或口腔黏膜穿孔操作(包括呼吸道外科手术)后,才建议预防性使用抗生素。