孟冬梅，鄒映雪（通信作者）

天津市兒童醫(yī)院馬場院區(qū)呼吸科 （天津 300134）

由嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2（severe acute respiratory syndrome coronavirus-2，SARSCoV-2）引起的2019年新型冠狀病毒肺炎（corona virus disease 2019，COVID-19）是一種新型病毒性呼吸道感染疾病，于2019年年底在湖北省武漢市首次被報道[1]，截至2021年10月04日，共有235 861 292例患者感染了SARS-CoV-2，總病死率為2.04%（n=4 822 788）。隨著COVID-19大流行的出現(xiàn)，高達40%的COVID-19住院患者的病情會發(fā)展為急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS），從而出現(xiàn)細菌和真菌的混合感染[2]。近期，國內外報道了許多COVID-19相關肺曲霉?。–OVID-19 associated invasive pulmonary aspergillosis，CAPA）的病例[3-4]。多項前瞻性隊列研究表明，CAPA可導致COVID-19患者病死率升高[5-6]。本研究綜述了CAPA的流行病學特點、發(fā)病機制、診斷及治療進展。

1 流行病學特點

國內的部分研究結果顯示，COVID-19患者的曲霉感染率較高[2，7]。在有關江蘇省的一項研究中，23.3%（60/257）COVID-19患者的咽拭子樣本中檢測出了曲霉屬，并證實合并曲霉菌感染[2]。在有關浙江省的另一項研究中，104例COVID-19患者中有8例（7.7%）患有侵襲性肺曲霉?。╥nvasive pulmonary aspergillosis，IPA）[7]。同樣，來自歐洲的幾項研究和病例系列報告發(fā)現(xiàn)，在患有ARDS 的COVID-19病例中，CAPA 的發(fā)病率為20%～35%[3，8]。法國的一項病例系列報告顯示，33.3%（9/27）重癥監(jiān)護室（intensive care unit，ICU）COVID-19患者被診斷為CAPA，病死率為33.3%；德國的一項病例系列報告顯示，26.3%（5/19）ICU COVID-19患者被診斷為CAPA，病死率為80%[3]。CAPA 病情進展十分迅速，COVID-19患者入住ICU 后3～28 d 即可發(fā)展為CAPA（中位時間為6 d）[8]。國外一項系統(tǒng)評價和薈萃分析顯示，ICU 中CAPA 的發(fā)病率和病死率分別為10.2% 和54.9%[9]。COVID-19患者中曲霉菌的感染與重癥流感患者入住ICU 后出現(xiàn)流感相關肺曲霉?。╥nfluenza-associated pulmonary aspergillosis，IAPA）的情況相似，一項比較IAPA和CAPA 的研究發(fā)現(xiàn)，流感和COVID-19患者的IPA 發(fā)病率相似，總體上無宿主危險因素，診斷時間相似，預后較差[10]。因此，早期診斷CAPA，并及時進行抗真菌治療，對降低病死率至關重要。

2 發(fā)病機制

CAPA 的發(fā)病機制尚不完全清楚，可能與SARS-CoV-2感染、曲霉菌本身的作用和宿主的免疫反應等多種因素有關。

2.1 SARS-CoV-2感染

與其他SARS 冠狀病毒類似，SARS-CoV-2通過其表面的刺突蛋白（S）與血管緊張素轉換酶2受體結合，靶向侵入上皮細胞和Ⅱ型肺泡細胞。2型跨膜蛋白酶TMPRSS2對S1/S2結構域的切割導致刺突蛋白的激活，從而促進病毒通過血管緊張素轉換酶2進入靶細胞[11]。SARS-CoV-2對氣道上皮造成直接損害，使曲霉能夠侵入組織。此外，SARS-CoV-2會阻礙纖毛清除并導致局部或全身免疫功能障礙或失調。在嚴重的COVID-19患者中，彌漫性肺泡損傷和失調的免疫反應會使其更易繼發(fā)真菌感染。目前尚不清楚SARS-CoV-2感染是否為CAPA 的主要危險因素。

2.2 曲霉菌本身的作用

曲霉在環(huán)境中以空氣傳播的分生孢子的形式存在，很容易到達肺泡。宿主對曲霉的防御涉及多種免疫系統(tǒng)成分。第一個關鍵的層是氣道上皮，氣道上皮細胞釋放的各種抗微生物蛋白、細胞因子和趨化因子對曲霉菌的最初防御是必不可少的，SARSCoV-2會引起氣道上皮損傷，其特征通常是上皮連接中斷、纖毛清除受損和細胞功能喪失，例如抗菌蛋白的釋放，COVID-19患者中氣道內固有免疫屏障的破壞，導致曲霉菌易侵入肺實質[12-13]。第二個關鍵的層是肺抗曲霉菌防御層，涉及肺泡巨噬細胞和中性粒細胞，這些細胞通過吞噬作用和釋放活性氧以及產生細胞因子和趨化因子來消除曲霉分生孢子[14]。SARS-CoV-2感染對肺部造成的結構性損傷和免疫系統(tǒng)受損可能為分生孢子萌發(fā)和產生菌絲提供足夠的條件，便于菌絲侵入組織和血管。目前，地塞米松的使用已成為COVID-19患者的一種重要輔助治療方法。使用類固醇會抑制肺泡巨噬細胞的活性，從而促進分生孢子的萌發(fā)。皮質類固醇通過抑制核因子-kB 依賴性的促炎細胞因子的產生來發(fā)揮抗炎作用，這在曲霉菌感染的小鼠模型中得到了證實，采用皮質類固醇治療的小鼠表現(xiàn)出缺乏腫瘤壞死因子-α 反應[15]。

2.3 宿主的免疫反應

目前關于免疫系統(tǒng)對抗SARS-CoV-2的機制尚不清楚。根據(jù)對其他冠狀病毒感染的研究，可以預期兩種可能的機制來解釋ARDS 和CAPA 的發(fā)生。

第一種機制為損傷相關的分子模式的釋放，即死亡或受損的細胞釋放的信號分子作為內源性損傷信號，促進和加劇導致肺損傷的免疫和炎癥反應。值得注意的是，損傷相關的分子模式也被證實可以調節(jié)真菌感染后的炎癥反應，用于晚期糖基化終產物軸的損傷相關的分子模式/受體與Toll 樣受體整合，在實驗性曲霉病中產生和放大炎癥反應[16]。此外，同種異體干細胞移植的受者攜帶的基因變異潛在的損傷信號，對感染做出反應而導致?lián)p傷信號過度激活，顯示出IPA 的風險增加[17]。這一新興概念有助于解釋COVID-19患者炎癥過度時的真菌發(fā)病機制，并強調了在CAPA 中以損傷相關分子模式為靶點的潛在免疫調節(jié)策略。

第二種機制為激活抗病毒免疫所需的識別途徑的附帶效應，這可能會導致有利于繼發(fā)感染的炎癥環(huán)境。血管緊張素轉換酶2在免疫細胞上表達不明顯，SARS-CoV-2被TLR4和TLR3識別，分別導致MyD88或TRIF 介導的信號傳導的激活。值得注意的是，曲霉菌通過裂解纖維蛋白原來激活TLR4/MyD88/TRIF[18]。SARS-CoV-2可能在很大程度上導致了炎癥細胞因子產生的信號通路重疊。在重癥COVID-19患者中，促炎細胞因子和趨化因子，如腫瘤壞死因子-α、白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、白細胞介素-10（interleukin-10，IL-10）、白細胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）和單核細胞趨化蛋白-1水平顯著升高，細胞因子水平升高也可能導致COVID-19致命并發(fā)癥的發(fā)生。

在細胞因子過度釋放綜合征中，IL-6是關鍵的細胞因子之一。IL-6是一種多功能細胞因子，在對抗曲霉的保護性免疫中發(fā)揮重要作用，煙曲霉感染后IL-6水平顯著升高[19]。IPA 患者可能表現(xiàn)出T 細胞對IL-6的反應性降低。然而，在COVID-19合并細胞因子過度釋放綜合征患者中，過度的IL-6信號會導致一些生物學效應，如血管通透性增加、ARDS、心律失常和心肌收縮力降低。免疫調節(jié)劑可能是抗病毒治療的有益補充。針對宿主免疫系統(tǒng)的IL-6阻斷可能對COVID-19有效。托珠單抗是一種重組人源化單克隆抗IL-6受體抗體。及時干預血清IL-6水平升高的患者，可預防COVID-19的進展和并發(fā)癥的出現(xiàn)。然而，IL-6可能是一把雙刃劍，托珠單抗可以作為抗IL-6藥物應用于COVID-19的治療，但也可能通過降低IL-6水平導致曲霉感染[20]。

另外，IL-10在調節(jié)細胞免疫反應中亦發(fā)揮著關鍵作用，并參與多種炎癥性疾病的發(fā)生。曲霉病大鼠模型與IL-10的產生顯著相關，IL-10介導吞噬細胞的流入，并可能限制曲霉感染導致局部組織破壞的程度。然而，更大的Th2反應（包括IL-10增加）或更小的Th1反應，可能與下調巨噬細胞反應有關，并增加宿主對致命曲霉菌感染的敏感性[21]?？偟膩碚f，呼吸道病毒Th-2免疫應答后IL-10增加，隨后出現(xiàn)暫時性的Th1免疫抑制，易導致侵襲性曲霉菌病。

SARS-CoV 對炎癥小體的激活和隨后產生的IL-1β 可進一步促進炎癥反應。COVID-19患者的轉錄組分析結果顯示，早期免疫反應以白細胞介素-1（interleukin-1，IL-1）通路顯著上調為特征。IL-1受體拮抗劑anakinra 治療COVID-19繼發(fā)性噬血細胞性淋巴組織細胞增多癥患者的良好反應表明，IL-1及其相關促炎通路可能作為治療靶點[22]。在COVID-19的急性白血病患者中也發(fā)現(xiàn)了類似的結果[23]。同樣地，IL-1與anakinra 的阻斷也被發(fā)現(xiàn)可以改善慢性肉芽腫性疾病[24]和囊性纖維化[25]的炎癥，并且在這兩種情況下，均可以抑制曲霉菌感染或定植的易感性。因此，SARS-CoV-2感染誘導的IL-1通路的早期活化可能是建立一個有利于真菌發(fā)病的炎癥環(huán)境的主要因素。

此外，在COVID-19患者中觀察到的一個獨特的免疫細胞事件是T 細胞數(shù)量的減少，特別是在嚴重疾病患者中[26]。淋巴細胞計數(shù)下降可伴隨功能缺陷。嚴重的淋巴細胞減少已被確定為血液系統(tǒng)惡性腫瘤患者侵襲性霉菌病風險的一個預測因素。綜上所述，CAPA 復雜的發(fā)病機制仍不清楚，尚需不斷探索。

3 診斷進展

CAPA 與危重型COVID-19的臨床表現(xiàn)類似，進展迅速，當出現(xiàn)以下情況之一，需警惕CAPA 的發(fā)生：在沒有任何其他明顯原因的情況下，持續(xù)3 d 以上的難治性發(fā)熱或在適當?shù)目股刂委熎陂g退熱超過48 h 后出現(xiàn)新的發(fā)熱；呼吸狀況惡化（如呼吸急促或需氧量增加）；咯血；胸膜摩擦音或胸痛；盡管接受了COVID-19危重患者推薦的所有支持治療，呼吸衰竭仍持續(xù)惡化[27]。

盡管宿主因素、影像學和病原學常用于侵襲性真菌病患者的診斷和分類，但CAPA 患者可能沒有宿主因素和典型的影像學特征[3]。許多COVID-19患者的胸部CT 表現(xiàn)與IPA 患者相似，因此，僅靠影像學表現(xiàn)不足以診斷CAPA。病原學方面可通過呼吸道樣本培養(yǎng)和/或血清或支氣管肺泡灌洗液中的半乳甘露聚糖檢測試驗（GM 試驗）來確定是否存在曲霉菌感染。組織培養(yǎng)和顯微鏡顯示無菌標本的有隔真菌菌絲的侵入性生長是證明曲霉感染的金標準。支氣管肺泡灌洗液和肺活檢樣本是首選標本。然而，由于氣溶膠的產生和病毒傳播的高風險，不建議對COVID-19患者進行診斷性支氣管鏡檢查[28]。肺活檢在該患者人群中亦屬于高風險手術，臨床中很少使用。氣管抽吸物和痰是相對更安全的替代選擇。然而，血清GM 試驗在CAPA 中的診斷率很低，有報告顯示，只有20%患者的結果呈陽性[17]。另一種生物標志物，即血清（1-3）-β-D-葡聚糖，其屬于一種泛真菌標志物，當有≥2個陽性結果時，可能有助于支持CAPA 的診斷，并可提高診斷性能[29]。使用實時PCR 檢測曲霉屬DNA 是另一種有助于支持CAPA 診斷的方式。血液和支氣管肺泡灌洗液的曲霉側流分析（lateral flow assay，LFA）或側流裝置（lateral-flow device，LFD）可用于IPA的診斷，且LFA的靈敏度高于LFD[30]。然而，LFA 和LFD 的臨床數(shù)據(jù)甚少。

鑒于對CAPA 患者的診斷和管理的挑戰(zhàn)，歐洲醫(yī)學真菌學聯(lián)合會/國際人類和動物真菌學學會于2020年發(fā)布了CAPA 共識標準[27]。CAPA 被定義為與先前的SARS-CoV-2感染在時間上接近的IPA。尤其是，臨床癥狀與COVID-19相符、經RT-PCR檢測呈陽性的患者，以及出現(xiàn)需要重癥監(jiān)護的呼吸功能不全的患者，應被視為CAPA 的高危患者。通過針對COVID-19的抗IL-6受體等免疫治療或針對潛在疾病的糖皮質激素治療可能會進一步增加感染的風險。根據(jù)證據(jù)的級別對CAPA 作出了確診、擬診和疑診的三個診斷[27]。確診的CAPA 定義為肺或氣管支氣管感染，需至少滿足以下一種情況：通過組織病理學或直接顯微鏡檢發(fā)現(xiàn)曲霉菌絲，顯示曲霉侵襲性生長并伴有相關組織損傷；肺部無菌穿刺或活檢樣本中有曲霉生長，顯微鏡檢陽性，組織學陽性或PCR 檢測到曲霉特異性片段。擬診的CAPA氣管支氣管炎需經支氣管鏡檢查發(fā)現(xiàn)氣管支氣管潰瘍、結節(jié)、假膜、斑塊或焦痂，至少結合以下一種真菌學依據(jù)：支氣管肺泡灌洗液顯微鏡檢發(fā)現(xiàn)曲霉菌或曲霉培養(yǎng)陽性或PCR 檢測到曲霉特異性片段；血清GM 試驗＞0.5或血清LFA 指數(shù)＞0.5；支氣管肺泡灌洗液中GM 試驗≥1.0或支氣管肺泡灌洗液中LFA 指數(shù)≥1.0。擬診的肺CAPA 的診斷需要胸部CT 證實的浸潤或結節(jié)，或空洞浸潤（非其他原因），并至少結合以下一種真菌學依據(jù)：支氣管肺泡灌洗液顯微鏡檢發(fā)現(xiàn)曲霉菌或曲霉培養(yǎng)陽性；血清GM 試驗＞0.5或血清LFA 指數(shù)＞0.5；支氣管肺泡灌洗液中GM 試驗≥1.0或支氣管肺泡灌洗液中LFA 指數(shù)≥1.0；2次或2次以上血漿、血清或全血中PCR 檢測到曲霉特異性片段；單次支氣管肺泡灌洗液中PCR 檢測到曲霉特異性片段（＜36個周期）；單次血漿、血清或全血中PCR 檢測到曲霉特異性片段+單次支氣管肺泡灌洗液中PCR 檢測到曲霉特異性片段（允許任意閾值循環(huán)）。疑診的CAPA 需胸部CT 證實的浸潤或結節(jié)，或空洞浸潤（非其他原因），并至少結合以下一種真菌學依據(jù)：非支氣管鏡灌洗液中顯微鏡發(fā)現(xiàn)曲霉菌；非支氣管鏡灌洗液培養(yǎng)陽性；單次非支氣管鏡灌洗液GM 試驗＞4.5；2次或2次以上非支氣管鏡灌洗液GM 試驗＞1.2；非支氣管鏡灌洗液GM 試驗＞1.2+非支氣管鏡灌洗液PCR 或LFA 陽性。

4 抗真菌治療

CPAP 進展迅速，病死率高，缺乏早期診斷的敏感指標，建議盡早啟動抗真菌治療，推薦伏立康唑或艾沙康唑作為CAPA 的一線治療[31]。自2002年以來，伏立康唑一直是治療IPA 的基礎藥物。一般來說，在血液系統(tǒng)惡性腫瘤的情況下，伏立康唑是IPA 的推薦一線治療[31]，但在嚴重的COVID-19患者中使用伏立康唑有幾個問題，除了其狹窄的治療窗口和需要對治療藥物進行監(jiān)測以確保療效和預防神經和肝毒性之外，藥物-藥物相互作用尤其限制了伏立康唑在ICU 環(huán)境中的使用。伏立康唑通過CYP2C19、CYP2C9和CYP3A4代謝，是ICU 中最常與治療藥物相互作用的藥物之一，并且可能顯示出與COVID-19治療藥物的相互作用，例如瑞德西韋，其亦屬于CYP3A4的底物，盡管其代謝主要由水解酶活性介導，但相關的總體機制尚未完全了解[32]。對于接受伏立康唑治療CAPA 的患者，另一個問題是QTc 間期延長的風險會增加，尤其是在基線QTc ≥450 ms 的情況下[33]。艾沙康唑和脂質體兩性霉素B 是ICU 治療IPA 的主要替代選擇。與伏立康唑相比，艾沙康唑顯示出更有利的藥代動力學特征，并且毒性更小，無QTc 延長的副作用。然而，它也通過CYP3A4代謝，因此也可能存在藥物相互作用的問題，但艾沙康唑的藥物相互作用通常比伏立康唑少[34]。脂質體兩性霉素B 具有腎毒性，可能導致腎功能進一步下降，特別是對于已經患有急性腎損傷的患者。備選的二線藥物是泊沙康唑或棘白菌素。雖然目前可用的棘白菌素對曲霉屬的抗真菌活性有限，但它們通常具有良好的耐受性，藥物間相互作用少。棘白菌素不作單一療法，可以用于補救治療。

具有新作用模式的新型抗真菌藥正在研發(fā)中，可能會克服目前可用的抗真菌藥物的局限性，并在不久的將來成為首選的治療方式。新型抗真菌藥包括Ibrexafungerp、Olorofim、Fosmanogepix 和Rezafungin。Ibrexafungerp 在結構上與棘白菌素相似，可抑制真菌1，3-β-葡聚糖合酶。Olorofim 和Fosmanogepix具有不同的新靶點，Olorofim 抑制二氫乳清酸脫氫酶，阻止真菌生長所需的嘧啶的合成；Fosmanogepix靶向真菌酶Gwt1，阻止甘露糖蛋白移動和固定在真菌細胞壁上，破壞真菌細胞壁結構的完整性[35]。Rezafungin 是一種新型棘白菌素，作為一種每周一次的療法進行抗真菌治療[36]。所有新型抗真菌藥都具有抗曲霉屬的活性，這可能會對侵襲性曲霉菌病患者，更具體地說是對CAPA 患者的未來產生積極影響。

最佳的抗真菌治療時間是不確定的，建議以6～12周為一個療程。對于免疫功能低下的患者，例如，患有血液系統(tǒng)惡性腫瘤或接受免疫抑制治療的患者，可能需要比其他患者更長時間的治療。治療藥物監(jiān)測是CAPA 患者治療的另一個關鍵組成部分。腎或肝功能受損、連續(xù)腎臟替代治療或體外膜肺氧合使藥物濃度難以預測，因此建議進行治療藥物監(jiān)測以確保有效和安全的藥物暴露。影響藥物暴露的其他重要因素是蛋白質結合，尤其是艾沙康唑和泊沙康唑，以及藥物吸收、分布、代謝和清除的改變。此外，該人群經常接受多種藥物治療，因此，發(fā)生藥物相互作用的風險增加[27]。

對于完全易感曲霉菌屬的CAPA 患者，建議每周進行一次治療藥物監(jiān)測（第1周兩次），特別是伏立康唑和泊沙康唑。對于伏立康唑，建議血漿谷濃度為2～6 mg/L。對于泊沙康唑，建議血漿谷濃度為1～3.75 mg/L。然而，艾沙康唑的目標濃度尚未確定，需要對正在接受腎臟替代治療或其他體外治療的患者以及肥胖患者進行艾沙康唑治療藥物監(jiān)測。不需要對脂質體兩性霉素B 進行治療藥物監(jiān)測。在肥胖患者中或在采用地塞米松治療期間，棘白菌素可能需要治療藥物監(jiān)測，以確保劑量保持在真菌的最低有效濃度之上[27]。

5 小結

COVID-19疫情在全球的傳播形勢仍十分嚴峻，臨床醫(yī)師應不斷警惕CAPA 的發(fā)生。由于CAPA 起病隱匿、進展快、且病死率高，我們需要不斷提高對CAPA 的認識。尤其是需在COVID-19重型或免疫力低下的患者中早期開展真菌篩查，爭取早期診斷、早期治療，以提高CAPA 患者的生存率。