十二指肠镜，消毒or灭菌？

ynosmile · 发表于 2019-1-15 08:12:21

十二指肠镜，消毒or灭菌？

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检索和翻译：邵晓丹

审核和编写：徐虹

编者按

近几年，美国多起感染暴发与内镜污染有关。因此，对现行的十二指肠镜的清洗与消毒程序提出质疑。也有专家提出通过增加灭菌程序来进行补充。那么，是否有必要在消毒后增加灭菌程序？

美国Beth Israel Deaconess 医学中心和哈佛医学院进行了一项研究，比较了3种高水平消毒或灭菌方法处理十二指肠镜后，十二指肠镜被MDRO和任何其他细菌污染的概率。虽然研究进行3个月后因无效而告终，没有观察到足够的（阳性）事件来评估主要结果，但是此研究的结果依然发表在Gastroenterology杂志上（影响因子18.392），其科研思路和研究方法值得我们好好学习。

使用三种高水平消毒剂和灭菌方法处理十二指肠镜的随机对照研究

▼ 前言

多起耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌（CRE）和其他多重耐药菌（MDRO）感染暴发已被证实是由十二指肠镜的污染引起。但是，内镜的使用者完全遵循了厂商的复用指南。由此可见，十二指肠镜经过适当的复用处理后，仍被污染，颇令人费解，可能与十二指肠镜内形成生物膜有关。

美国食品药品监督管理局（FDA）召集的顾问小组一致认为，十二指肠镜复用处理的现行标准并不能保证内镜实用的安全性和有效性。专家建议采用诸如双重再处理循环和环氧乙烷灭菌等额外措施来补充。但是这些额外措施耗资、耗时，而且并非所有医疗机构都具备这些条件。此外，这些额外措施的有效性还从未在医疗机构内进行过系统研究。因此，如果要确定十二指肠镜复用处理的最佳方法，就需要比较不同复用处理方法的效果。

▼ 方法

研究设计和场所

研究者进行了一项前瞻性随机试验，来研究十二指肠镜复用处理的3种方法：使用邻苯二甲醛消毒剂的标准高水平消毒方法（sHLD）、两次使用消毒剂的标准高水平消毒方法（dHLD）以及标准高水平消毒后使用环氧乙烷灭菌（HLD/ETO）。

在研究期间，所有供患者使用的十二指肠镜都要在诊疗操作前进行培养。使用十二指肠镜进行内镜检查的患者受邀参与研究。招募患者前将18条十二指肠镜分配到3个研究组。分配到HLD/ETO组的十二指肠镜的复用处理时间预计要明显长于其他组别。因此，研究者分配了8条十二指肠镜给HLD/ETO组，5条给sHLD组，5条给dHLD组。在研究期间各组别的十二指肠镜不做任何调换。随机生成一个区组随机化密钥，区组大小为3（每个研究组1个）。根据临床实践标准进行内镜诊疗操作。内镜检查的医生和患者并不知晓十二指肠镜研究分组情况。

从研究机构的感染控制数据库中获取患者的MDRO携带史。诊疗操作时采集直肠拭子和十二指肠抽吸物样本来确定是否携带MDRO。

研究步骤

十二指肠镜和复用处理过程 诊疗结束后，立刻使用蘸有含酶清洗剂的布巾手工擦拭十二指肠镜外表面，1小时内进行手工清洗（包括使用专用抬钳器刷和工作管道刷），使用邻苯二甲醛消毒剂在内镜自动清洗消毒机上完成内镜复用处理过程，随后用酒精冲洗并垂直悬挂于封闭式镜柜中。dHLD组的十二指肠镜再处理过程与sHLD组类似，除了使用邻苯二甲醛消毒液在内镜清洗消毒剂上进行两轮复用处理。对于HLD/ETO组的十二指肠镜，在完成高水平消毒后执行环氧乙烷灭菌。研究启动前，该医疗中心的内镜室使用了2012年购买的7条十二指肠镜。为协调本研究所需的额外复用处理时间，于2015年又从同一厂商处购置了同型号的11条十二指肠镜。这两次购得的所有十二指肠镜按比例分配至各研究组。

十二指肠镜和患者样本采集以及微生物方法 十二指肠镜培养过程共涉及2个样本，均使用严格的无菌技术获取：（1）抬钳器的无菌干绒拭子样本；（2）使用“冲-刷-冲”技术获取的内镜管道无菌生理盐水样本。将抬钳器绒拭子样本放到运送培养基中。内镜管道样本通过以下方式获得：使用无菌水冲管道，之后使用专用无菌刷刷洗整个工作管道，取出后（将刷头）在收集到的无菌水中手动搅拌，将另一等份无菌水冲洗内镜管道，和最初的冲洗样本一并采集。将标准体积的样本添加到磷酸缓冲盐中进行运送。十二指肠镜采样在专门地点进行。对培养后1天内未使用的十二指肠镜进行复用处理，不供患者使用。对十二指肠镜样本进行培养以获得2个结局指标：一是菌落总数（需氧菌，CFU），二是验证MDRO是否存在。MDRO定义为耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）、耐万古霉素肠球菌（VRE）或多药耐药的革兰氏阴性菌（MDRGN）。

知情同意愿意参与研究的患者，在内镜检查时获取其直肠拭子（CultureSwab Plus Amies Gelwithout Charcoal，BD公司）和十二指肠抽吸物。患者可以选择退出直肠拭子的样本采集。对患者样本进行处理以验证MDRO是否存在。

数据收集和安全性监测

研究者使用专用调查表来收集患者和检查的相关信息。由不知晓试验分组的独立观察员在每个工作日审查十二指肠镜培养结果，确定哪些十二指肠镜符合预设的标准，然后立即提交安全监测委员会审核。对通过盲法收集的与十二指肠镜潜在缺陷以及缺乏干预组平衡相关的数据进行审核。

数据分析

纳入最终分析包括：所有随机分配给患者的十二指肠镜复用处理程序、抬钳器和内镜管道培养结果。本研究的主要结局指标是：3个消毒组各自十二指肠镜的抬钳器或内镜管道被≥1种MDRO污染的比例。次要结局指标是：3个消毒组内十二指肠镜的抬钳器或内镜管道被≥10 CFU或>0 CFU需氧菌污染的比例，以及患者暴露于被MDRO污染的十二指肠镜之后获得MDRO的比例。使用Fisher’s精确卡方检验计算各个实验组各种事件比例的差异。采用具有Haybittle停止规则的成组序贯设计，以允许每月进行中期分析，同时保留主要结局指标研究范围5%的显著性水平。盲法结果提交安全监测委员会，由其对是否继续研究提供建议。

为了研究哪些因素导致十二指肠镜的抬钳器或内镜管道被≥1种MDRO污染、细菌生长（>0 CFU）或显著污染（≥10 CFU），研究者使用泊松回归模型来比较标准消毒程序和两种强化消毒程序的相对危险度（RR值）。用具有自回归相关结构的广义估计方程来拟合模型，以解释同一十二指肠镜在多次观察间的相关性。为了处理可能与十二指肠镜污染相关的实验组外的混杂因素，包含在校正模型中的协变量包括：前置程序的持续时间（以小时为单位）、前置程序期间括约肌切开术和支架移除术的使用，以及前置程序和重复培养之间的时间间隔（以天为单位）。

研究者计算了样本量，假设sHLD组存在5%的污染、HLD/ETO组存在0.5%的污染。将显著性水平设为5%，检验效能设为70%。在调整了3个组别设计（使用最不利分布假设）以及成组序贯设计后，各试验组样本量为206份。

▼ 结果

经过两个月研究对象招募，安全审查委员会建议停止收集患者微生物数据，因为观察到患者感染MDRO的比例非常低，并且在招募开展第三个月后建议结束研究，因为无法观察到足够多的事件来评估主要结局指标。

十在541份研究观察中，在执行检查前对十二指肠镜进行了培养有531份（98.2%），随机化后进行使用的十二指肠镜有517份（95.6%），在检查前对十二指肠镜进行了培养和随机化有516份（95.4%）。将这516份样本纳入初步分析，包括sHLD组174例（33.7%），dHLD组169例（32.8%），HLD/ETO组173例（33.5%）。

十二指肠镜抬钳器或内镜管道均未培养出≥1种MDRO。因此，3个实验组在主要研究结局指标方面没有差异（表1）。20（3.9%）份十二指肠镜的培养（来自抬钳器或内镜管道）显示≥10CFU的细菌生长，其中11（2.0%）份只存在于抬钳器，8（1.5%）份只存在于管道，1（0.2%）份同时存在于抬钳器和工作管道。

▼ 表1.主要结局指标（≥1 MDRO）和次要结局指标

（即在任何十二指肠镜培养 >0 CFU或≥10 CFU细菌生长的比例）

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注：a P=0.21；b P=0.36，Fisher’s精确检验

3个研究组中，>0 CFU或≥10 CFU需氧菌生长的情况没有差别（表1）。图1显示了各研究组中无细菌生长（0CFU）、低细菌生长（1-9 CFU）和显著细菌生长（≥10CFU）的比例。图2显示了整个研究过程中各十二指肠镜阳性培养物呈现的规律。没有十二指肠镜符合预设的持续受污染标准。

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图1. 各个试验组无细菌生长（0 CFU）、低数量生长（1-9 CFU）和显著生长（≥10 CFU）的发生频率

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▲ 图2.研究期间每天取样的各根十二指肠镜的培养结果

注：x轴表示研究期间涉及一根或多根十二指肠镜培养的所有日期；y轴代表18根（去除了身份识别信息）十二指肠镜。空白格子表示当天没有对该十二指肠镜进行采样培养。每个格子里的数字代表抬钳器或内镜管道中有氧细菌生长的最高CFU，包括在既定日期十二指肠镜被采样培养超过一次的情况。

十二回归模型显示，当>0 CFU细菌生长作为结局变量时，研究组与十二指肠镜污染率之间不相关（表2）。即使在校正前置程序持续时间、括约肌切开术、支架移除术，以及前置程序和重复培养间的所耗时长之后，也没有发现强化组别和污染程度之间存在显著关联。以≥10 CFU细菌生长作为结局指标、不含协变量的回归模型显示，相比sHLD组，dHLD和HLD/ETO组的十二指肠镜被污染的可能性要高出约两倍（表2）。

▼ 表2.广义估计方程回归模型中试验组和十二指肠镜污染的关系

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注：校正后的模型加入了前置程序的持续时间（小时）、使用括约肌切开术、使用支架移除术，以及前置程序和重复培养之间的时间间隔（天）作为协变量，均不显著（完整回归模型见补充材料）。RR指“相对危险度”。

携带MDRO患者的十二指肠镜使用情况

在541次研究观察中有43次（7.9%）十二指肠镜并没有与患者接触，因为培养时间和十二指肠镜使用需求之间超过了1个日历日（n=16），或因为十二指肠镜被拿去使用但是后来没有接触到患者（n=27）。其余的498个检查程序在389位患者身上执行，包括3位（0.8%）患者每人接受了4项检查，15位（3.9%）患者每人接受了3项检查，70位（18.0%）患者每人接受了2项检查。在研究期间至少接受1项检查的389位患者中，26位患者在参与研究前已知有≥1种MDRO携带史，其中MRSA 15例（3.9%），VRE 12例（3.1%），MDRGN 9例（2.3%）。3位患者同时有MRSA和VRE携带史，1位患者同时有VRE和MDRGN携带史，3位患者同时有MRSA、VRE和MDRGN携带史。

在498项检查程序中有343项（68.9%）的患者被邀请参与本研究以采集其微生物标本。在这343项检查中260（75.8%）位患者要么完全同意（236人），要么选择不接受直肠样本采集（24人）。24（7.0%）位患者拒绝参与，另外59位（17.2%）患者因检查较紧急未能征求其知情同意。498位患者中剩下的155位（31.1%）在获取患者微生物成分这部分研究终止后接受了检查。表3列出了所有研究对象患者及各研究组接受十二指肠镜检查患者的人口学特征。

在260位提供知情同意的患者中，从189（72.7%）位患者身上采集了直肠样本，从202位（77.7%）身上采集了十二指肠抽吸物样本，以检查是否存在MDRO。直肠拭子中，1（0.5%）份MRSA阳性、3（1.6%）份VRE阳性、3份（1.6%）MDRGN阳性；合计6份样本（3.2%）有≥1 MDRO，包括1位患者同时携带VRE和MDRGN。十二指肠抽吸物中，2（1.0%）份MRSA阳性、2（1.0%）份VRE阳性、1（0.5%）份MDRGN阳性，这5份样本（2.5%）中都有1种MDRO。

▼ 表3.参与研究患者的人口学特征

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注：接受多项诊疗程序的患者计入研究期间执行的每项诊疗程序的统计之中。请阅读正文，了解重复诊疗程序的频率。a 498名患者中有3名没有完整的人口学和诊疗检查数据。b 胆道梗阻、狭窄或渗漏。c 肝脏（14），肾脏（3）；一名患者接受了肝脏和肾脏移植手术

▼ 讨论

研究者报道了首轮前瞻性随机试验的结果，对比sHLD、dHLD和HLD/ETO对十二指肠镜复用处理的效果。在非感染暴发机构，研究者发现用三种方法处理后，十二指肠镜被MDRO污染或呈现 ≥10 CFU或>0CFU需氧菌生长的比例没有显著差异。在研究中，没有在十二指肠镜培养中发现MDRO，导致难以探查不同研究组在主要研究终点上的差异。

进行本试验是因为报道出现了众多因十二指肠镜受污染引起患者MRDO感染暴发的案例。研究者意识到最近公布的报道都是和MDRO相关的十二指肠镜获得性感染。因此，研究者将MDRO作为临床的主要研究终点。2015年最初进行研究设计时，尚无公开数据显示受MRDO污染的十二指肠镜的比例。参照高致病性微生物的相关研究，研究者使用了一种保守的研究方法，将本研究统计功效设置为sHLD组5%的十二指肠镜被MDROs污染。在对一家三级医疗转诊中心进行研究时发现，只要在对MDRO（污染内镜）进行复用处理时保持谨慎，516例十二指肠镜培养无一例污染发生。Brandabur等人也报道了类似的结果，发现4032例十二指肠镜培养中没有一例MRDO阳性。在此研究中，3.2％的直肠拭子和2.5％的十二指肠抽吸物显示存在MRDO定植。这些研究结果表明，在非感染暴发机构，即便使用内镜对部分MDRO定植患者进行检查，sHLD也能够妥善消毒十二指肠镜。

无论微生物的致病性如何，无论污染何时发生，十二指肠镜受污染这一事实都反映了其重复处理、操作和储存的过程可能存在一些问题，或者设备本身可能使患者面临感染MDRO的风险。为了解释十二指肠镜从一个患者体内取出到插入下一个患者的过程中可能存在的污染，研究者认为和简单的致病菌是否存在相比，使用前显著的细菌污染对整个再处理过程更有代表性。因此，研究者使用美国疾病控制和预防中心（CDC）推荐的≥10 CFU的细菌生长来表示潜在的显著污染。研究者还分析了十二指肠镜样本显示的>0 CFU的细菌生长作为结局指标。十二指肠镜取样是在专用空间由受过训练的研究人员根据CDC的取样指导原则进行的。以常规方式使用标准化接种对培养和实验技术进行验证。此外，既往已证实，研究者采用的标本储存和运输方法不太可能影响研究结果。在sHLD组，研究中显示> 0 CFU细菌生长的十二指肠镜的比例与其他研究报道的结果相似，证明此研究的培养方法是有效的。仅考虑sHLD组的十二指肠镜培养结果，显示细菌生长>0 CFU的占16.1％（95％CI，11.2％～22.1％）。Ross等人报道称sHLD后从十二指肠镜采样的样品培养细菌阳性率为13.1％。Brandabur等报道显示，在sHLD后的曲线型超声内镜和十二指肠镜培养物中发现高达14.3％的奥林巴斯内窥镜有微生物生长。在这些研究中，内镜微生物平均阳性率为8.4％，阳性率随研究地点不同差异较大，在0％和35％之间。

2015年，FDA召开了医疗器械咨询委员会会议，在胃肠病学和泌尿科器械小组会议上，专家们大力敦促FDA出台规定，要求在2018年前对所有十二指肠镜（最好是所有胃肠内窥镜）进行灭菌操作。FDA尚未强制要求使用环氧乙烷对十二指肠镜进行灭菌，但专家们强烈建议这样做。本试验结果不支持在非感染暴发机构使用环氧乙烷灭菌。本研究中没有发现任何十二指肠镜培养中存在MDRO，这导致研究统计效能有所下降，难以检测HLD/ETO组和其他研究组在主要研究终点上的差异。然而，HLD/ETO组在次要研究终点方面的表现似乎次于sHLD组（显示≥10 CFU细菌生长的十二指肠镜的比例）。即使研究者继续招募研究对象，这一趋势也非常不可能会逆转至另一方向而偏向HLD/ETO组。在本研究的HLD/ETO组，发现22.5％的十二指肠镜显示微生物生长>0 CFU，其中4.2％显示≥10 CFU；而sHLD组仅有16.1％的十二指肠镜显示微生物生长> 0 CFU，其中2.3％显示≥10 CFU。在回归模型中，HLD/ETO组的十二指肠镜培养≥10 CFU微生物生长的比例是sHLD组的两倍，且差异具有统计学意义（表2）。此外在HLD/ETO组中，>0 CFU微生物生长的比例亦有所增加（差异无统计学意义）。同样的，dHLD组十二指肠镜显示>10 CFU微生物生长的比例比sHLD组高（4.1％比2.3％）。除本研究外，只发现另外一项研究涉及环氧乙烷灭菌后十二指肠镜培养。在机构暴发大肠杆菌感染后，Naryzhny等人制定了一项针对所有十二指肠镜的HLD/ETO政策，发现仍有1.2％的十二指肠镜受到高风险微生物的污染，此污染率与sHLD组后十二指肠镜污染率相近，再次表明HLD/ETO在十二指肠镜消毒方面可能并不优于sHLD。

有专家认为，使用环氧乙烷灭菌可能会增加十二指肠镜受损的可能，而且研究者推测HLD/ETO组十二指肠镜受污染情况增多可能与此有关。研究者并没有发现十二指肠镜受污染的风险和前置程序的持续时间或支架移除术的表现有何关联，也就无法证明使用活检管道是导致十二指肠镜受损继而被污染的一个原因。Ross等人发现，对于受到耐药性大肠杆菌污染的十二指肠镜，4个中就有3个受损并需要进行重大修复。有意思的是，这些十二指肠镜没有显示出任何功能性问题，直到退还厂商才发现这些缺陷。至于dHLD或HLD/ETO灭菌能否可靠地对结构本身存在缺陷的十二指肠镜进行消毒，目前尚不得而知。在HLD/ETO组中观察到的受污染情况增多，也可能与该组十二指肠镜的处理次数增多有关。不过HLD/ETO组和dHLD组显示>10 CFU细菌生长的十二指肠镜的比例几乎相同（4.2％比4.1％）。在dHLD组中不会额外对十二指肠镜进行处理，因为dHLD组与sHLD组相似，只是十二指肠镜多经历了一次自动化再处理循环。不同研究组十二指肠镜储存时间的差异也不太能够解释这些结果。最近发现，十二指肠镜储存时间和细菌污染风险之间没有关系。使用环氧乙烷灭菌还有其他的一些缺点，如造成成本大幅增加等。使用自动内镜清洗消毒机进行的HLD能够在1个小时内完成。使用环氧乙烷灭菌的话，十二指肠镜的处理时间要增加到16-24小时，因此需要额外购置十二指肠镜。据Naryzhny等人估计，在18个月的时间里，由于使用环氧乙烷灭菌，机构支出增加了93,563美元。这一估计不包括额外的人员费用和增加的十二指肠镜维修费用。在成本效益分析中，Almario等人估计，使用环氧乙烷灭菌会使每次经内镜逆行性胰胆管造影术（ERCP）的成本增加1,043美元。美国每年要进行60多万例ERCP，也就是说，这将导致医疗支出增加5亿多美元。基于这些因素和本研究结果，研究者不支持使用环氧乙烷灭菌作为十二指肠镜再处理的常规手段。

本研究对这一领域的后续研究具有重要意义。本研究表明，只要认真进行sHLD，十二指肠镜受MRDO污染的可能性非常小。因此，在非感染暴发机构进行的后续研究不应再将MRDO作为主要研究终点，而应该使用其他的十二指肠镜污染指标作为替代。这类替代研究终点包括：被致病菌污染的十二指肠镜的比例，呈现需氧菌显著生长（≥10 CFU）的十二指肠镜的比例，呈现需氧菌生长（>0 CFU）的十二指肠镜的比例。最佳的替代研究终点应很好地反映十二指肠镜的复用处理、操作和储存情形，以及可能对十二指肠镜本身造成的结构性损伤。研究强化消毒法时，这一点尤为重要，因为这些方法需要对内镜进行额外处理，这就可能导致十二指肠镜受结构性损伤的风险增加。本研究的局限性在于，没有将阳性培养结果归类为致病性或非致病性细菌。由于前述原因，研究者认为需氧菌显著生长（≥10 CFU）的十二指肠镜的比例能够更好地反映整个消毒过程，因此，比呈现致病菌生长的十二指肠镜的比例这一指标敏感性更高，能更好的反映十二指肠镜污染情况。无论如何，这两个研究终点不太可能会显示不一致的结果。因此，十二指肠镜的致病菌污染情况的缺失也不太可能会颠覆本研究结果。人们越来越认识到，十二指肠镜污染可能是由保护活菌的生物膜造成的。在对十二指肠镜进行适当再处理之后，发现内窥镜管道内有生物膜。此外，有研究者曾使用三磷酸腺苷检测有机物，结果表明，生物膜可能导致培养物对活菌检测不敏感，尤其是涉及抬钳器的时候。因此，未来研究可能需要扩大结果衡量范围，不仅包括培养结果，还要衡量生物膜。

当然，本研究还存在其他方面的局限性值得进一步讨论。首先，根据CDC的建议，理想情况是2人进行十二指肠镜培养。本研究中，仅有1名研究人员进行十二指肠镜培养，这可能会增加培养物受环境污染的可能性。其次，对于dHLD时应该重复sHLD过程中的哪些步骤没有达成共识。FDA在一份声明表示，dHLD过程可以“手动或使用自动内镜清洗消毒机”进行。研究者将dHLD过程定义为一次手工擦拭、一次手工再处理、然后用自动内镜清洗消毒机进行两次再处理。dHLD的替代方法有：重复手工擦拭和两次手工再处理循环。至于增加第二轮手工再处理会不会提高dHLD的有效性，尚无法确定。最后，研究者没有将阳性培养物归类为致病性或非致病性细菌，因此无法报道3个研究组在这方面的差异。

总之，本研究发现在非感染暴发机构，MRDO污染十二指肠镜的情况是极其罕见的，这导致本研究在主要终点方面的统计效能有所不足。然而，在>10 CFU微生物生长的十二指肠镜比例方面（次要终点），dHLD和HLD/ETO组的表现要比sHLD组差一些。因此，本研究结果不支持使用dHLD或环氧乙烷灭菌作为十二指肠镜再处理的常规手段。

文章来源：Snyder GM, Wright SB, Smithey A, et al. RandomizedComparison of 3 High-Level Disinfection and Sterilization Procedures forDuodenoscopes. Gastroenterology, 2017,153(4): 1018-1025.

补充材料：如需阅读本文的补充材料，请登录www.gastrojournal.org 和http://dx.doi.org/10.1053/ j.gastro.2017.06.052 在线了解。