リスク因子と腸内マイクロバイオーム集中治療室で経腸栄養を受けている患者におけるClostridioides difficile感染症

Risk factors and intestinal microbiota: Clostridioides difficile infection in patients receiving enteral nutrition at Intensive Care Units.

• Daosheng Wang
• Danfeng Dong
• Chen Wang
• Yingchao Cui
• Cen Jiang
• Qi Ni
• Tongxuan Su
• Guanzheng Wang
• Enqiang Mao
• Yibing Peng

抄録

背景:

Clostridioides difficile 感染症（CDI）は、院内下痢の主要な原因です。集中治療室（ICU）で経腸栄養（EN）を受けている患者は、CDIのリスクが高い可能性がある。本研究では、CDIの発生と発症をよりよく理解するために、患者のリスク因子と腸内細菌叢を評価した。

BACKGROUND: Clostridioides difficile infection (CDI) is a leading cause of nosocomial diarrhea. Patients receiving enteral nutrition (EN) in the intensive care unit (ICU) are potentially at high risk of CDI. In the present study, we assessed the risk factors and intestinal microbiome of patients to better understand the occurrence and development of CDI.

方法:

患者はENを開始してから1週間ごとにC. difficileのスクリーニングを受け、危険因子を特定するために臨床記録を収集した。腸内細菌叢を評価するために、16S rRNA 配列決定法を用いて糞便サンプルを分析しました。

METHODS: Patients were screened for C. difficile every week after starting EN, and their clinical records were collected for risk factor identification. Fecal samples were analyzed using 16S rRNA sequencing to evaluate the intestinal microbiota.

結果:

CDIの全発生率は10.7％（18/168例）であった。脳梗塞歴はCDI発症と有意に関連しており（OR，9.759；95％CI，2.140-44.498），メトロニダゾールによる治療は保護的であることが確認された（OR，0.287；95％CI，0.091-0.902）。EN患者では細菌の豊富さと多様性が低下し、Bacteroides、Prevotella_9、Ruminococcaceae、およびLachnospiraceaeの顕著な減少を伴っていた。これらの患者のうち、C. difficileを獲得したことで、微生物の多様性が一過性に増加し、いくつかの細菌種、特にRuminococcaceaeとLachnospiraceaeの割合が一貫して変化しました。ENを開始すると、C. difficileに陽性であった患者は、CDIが発症したときにC. difficileの豊富さと負の相関関係にあったバクテロイデスの負荷が高まりました。

RESULTS: Overall incidence of CDI was 10.7% (18/168 patients). History of cerebral infarction was significantly associated with CDI occurrence (OR, 9.759; 95% CI, 2.140-44.498), and treatment with metronidazole was identified to be protective (OR, 0.287; 95% CI, 0.091-0.902). Patients with EN had lower bacterial richness and diversity, accompanied by a remarkable decrease in the abundance of Bacteroides, Prevotella_9, Ruminococcaceae, and Lachnospiraceae. Of these patients, acquisition of C. difficile resulted in a transient increase in microbial diversity, along with consistent alterations in the proportion of some bacterial taxa, especially Ruminococcaceae and Lachnospiraceae. Upon initiation of EN, patients who were positive for C. difficile later showed an enhanced load of Bacteroides, which was negatively correlated with the abundance of C. difficile when CDI developed.

結論:

EN投与を受けているICU患者はCDIの有病率が高く、腸内細菌環境が脆弱である。脳梗塞の既往歴とメトロニダゾールによる治療歴は、それぞれ重要なリスク因子と保護因子と考えられている。その結果，CDIの発症は腸内細菌叢の保護的変化を引き起こす可能性があることが示唆された．さらに、CDIの発生と発症には、Bacteroidesの負荷が密接に関連しているように思われる。

CONCLUSION: ICU patients receiving EN have a high prevalence of CDI and a fragile intestinal microbial environment. History of cerebral infarction and prior treatment with metronidazole are considered as vital risk and protective factors, respectively. We propose that the emergence of CDI could cause a protective alteration of the intestinal microbiota. Additionally, Bacteroides loads seem to be closely related to the occurrence and development of CDI.