袁喆 王純睿 羅華婷 羅茜 王遨宇
(1.重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院感染科·重慶市傳染病寄生蟲病學重點實驗室,重慶 400016; 2.重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院感染科,重慶 400016)
感染性疾病包括傳染性和非傳染性疾病。隨著經濟水平的提高、藥物研發(fā)及下一代測序技術的不斷發(fā)展,部分傳染病已經消滅或逐漸減少,如天花、脊髓灰質炎、絲蟲病、麻風、瘧疾、慢性丙型肝炎等。但一些新的或變異微生物也不斷產生和被發(fā)現,引起了新發(fā)感染性疾病的發(fā)生流行。過去的日子里,我們看到了新發(fā)感染病(新冠病毒感染、嚴重急性呼吸綜合征、中東呼吸綜合征)的出現,既往已知病原體(埃博拉病毒、寨卡病毒)傳播的增加,細菌耐藥性增加使現有的抗菌藥物無效(多重耐藥結核、多重耐藥細菌)。在全球氣候變化、快速城市化、人口快速流動以及現代醫(yī)療實踐等多方面因素的影響下,我國仍面臨著傳統(tǒng)和新發(fā)感染性疾病的雙重威脅。因此,本文對近年來感染性疾病研究進展及展望做一述評,為感染病臨床和研究決策提供理論基礎。
1.1 新型冠狀病毒感染 自2019年12月中國發(fā)現新型冠狀病毒確診病例以來,國內采取了積極防控措施,疫情控制良好。但由于部分國家和地區(qū)防控措施的差異性,導致了新冠疫情全球大流行。雖然全球多國已經推行了大規(guī)模疫苗免疫策略,但疫苗免疫尚不能完全保護宿主免受病毒感染及徹底抑制病毒復制,這種免疫壓力可能會增加新冠病毒的變異風險[1-2]。截止到2021年12月,新冠病毒Delta變異株是全球最主要的流行毒株,具有快速傳播和廣泛流行特點,為公共衛(wèi)生帶來了極大的風險。新冠變異株Omicron與Delta變異株相比較,傳播速度更快,臨床癥狀較輕,多引起輕中度臨床癥狀[3]。同時,Omicron 病毒變異改變了病毒的抗原特性,降低了現有疫苗對病毒感染和傳播的保護效力,因此需要特別關注與病毒致病力和傳播力相關基因位點的突變,綜合疫苗免疫效力和抗體持續(xù)期研究,制定動態(tài)且有效的免疫計劃。當前新冠疫苗的研發(fā)方向包括開發(fā)冠狀病毒通用疫苗、新冠噴霧疫苗等。在全球大流行和新冠變異毒株不斷出現的情況下,疫苗相關的技術和資源共享及新藥研發(fā)有助于遏制全球新冠疫情的進一步發(fā)展。由于新藥研發(fā)周期長,在新冠大流行初期,新冠治療藥物的探索主要集中在“老藥新用”方面。目前全球新冠藥物的研發(fā)主要圍繞阻斷病毒進入細胞、抑制病毒復制及抑制炎癥反應這3個方向開展,藥物作用靶點主要靶向新冠S蛋白、3CL蛋白酶、RNA依賴的RNA聚合酶及IL-6受體等,藥物種類主要包括小分子藥物和大分子生物藥物(以中和抗體藥物為主)[4]。截至2021年12月底,全球獲批或緊急使用授權的新冠藥物超過20種,有近400種新冠藥物處于臨床研究階段,其中110多個處于臨床Ⅲ期關鍵階段,新冠藥物研發(fā)取得許多積極成果[5]。我們相信,隨著新冠疫苗和治療藥物研發(fā)的不斷進步,將對新冠病毒感染防控效果和防控策略的改變會產生積極和深遠的影響。
1.2 慢性乙型肝炎 慢性乙型病毒性肝炎及由此基礎上發(fā)生的肝硬化和肝癌是我國目前最常見的傳染病及健康負擔之一。由于肝細胞核內共價閉合環(huán)狀 DNA 的持續(xù)存在,目前常用的口服抗病毒藥物核苷(酸)類似物或免疫調節(jié)劑聚乙二醇化干擾素α不能達到完全清除乙肝病毒的目標。因此面對當前治療現狀,根據HBV的生命周期、針對不同靶點開發(fā)乙型肝炎治療新藥具有重要意義。針對cccDNA的治療研究包括IFN、LTβR激動劑、RNA靶向(RNA干擾和RNA外部引導序列)治療。靶向治療藥物包括進入肝細胞的抑制劑如衣殼抑制劑已處于臨床Ⅱ期中。靶向HBsAg藥物能降低HBsAg的分泌,部分患者實現HBsAg清除[6]。另外部分免疫調節(jié)治療藥物如病原體識別受體TLR-7的口服激動劑GS-9620,干擾素基因刺激因子SB-9200、SB 9000目前仍處于臨床試驗中。免疫檢查點抑制劑如細胞毒T淋巴細胞相關抗原4(CTLA-4)、程序性死亡受體1(PD-1)、T細胞免疫球蛋白黏蛋白分子-3(Tim-3)及治療性疫苗,可通過刺激或增強宿主免疫應答以恢復免疫控制。聯(lián)合應用靶向于HBV生命周期中多重步聚的抗病毒治療,以及進行免疫調節(jié)治療以恢復對HBV的免疫應答,將有可能達到治愈HBV感染的目標。
1.3 艾滋病 在缺乏有效疫苗的情況下,廣泛使用有效的抗逆轉錄病毒藥物進行治療和預防仍是當前遏制全球艾滋病流行的關鍵。目前已有6種不同作用機制的超過30余種抗病毒制劑應用于抗HIV-1治療[7],包括:核苷逆轉錄酶抑制劑、蛋白酶抑制劑、非核苷逆轉錄酶抑制、整合酶抑制劑、膜融合抑制劑、CCR5輔助受體拮抗劑。這些藥物一定程度上可抑制病毒復制,改善感染者免疫狀態(tài)及降低發(fā)生機會性感染等不良事件的概率,但也存在耐藥、不良反應、藥物間相互作用及經濟負擔等局限性。因此開發(fā)新型、緩釋、安全耐受的ARV藥物或制劑,并簡化藥物方案的重要性愈加重要。目前研究較多的藥物包括衣殼蛋白抑制劑、成熟抑制劑、核苷類反轉錄酶易位抑制劑等。其他包括廣泛中和抗體、融合抑制劑和黏附抑制劑相關研究正在開展。另外免疫治療如雙特異性和三特異性的嵌合抗原受體T細胞在體外和體內均顯示出顯著的抗HIV效果。但如何將科學轉化為實踐,仍是艾滋病治療的一個艱巨任務。當前HIV疫苗的研制雖取得一定進展,但仍存在如HIV多樣性、病毒逃避免疫應答的能力,以及缺乏明確的免疫相關保護等局限,何時能夠使用疫苗仍需等待。
2.1 多重耐藥細菌 細菌對抗菌藥物耐藥是一個全球性威脅,預計至2050年,其死亡人數將超過所有癌癥的總和[8]。導致這一現象重要原因為不規(guī)范使用廣譜抗菌藥物和普遍侵入性操作,最終導致感染出現難治性、復雜性等特點,給臨床治療帶來許多難點問題。對此需要制定并實施不斷改進的多重耐藥菌防控策略,以遏制耐藥病原體的持續(xù)存在,還需要開發(fā)新的、快速和精確的感染診斷工具,尋找新的治療策略來對抗多重耐藥細菌感染。常見的多重耐藥革蘭氏陽性菌包括耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)、氨芐西林或萬古霉素耐藥腸球菌(ARE/VRE)和青霉素耐藥肺炎鏈球菌(PRP)[9]。最常見的多重耐藥/廣泛耐藥革蘭氏陰性桿菌包括腸桿菌屬、大腸桿菌、肺炎克雷伯菌、鮑曼不動桿菌和銅綠假單胞菌等。
多重耐藥革蘭氏陽性球菌的新抗菌藥物選擇包括第五代頭孢菌素頭孢吡普[10-11]和頭孢洛林[12],對多重耐藥革蘭氏陽性細菌具有活性,包括MRSA、VRSA(耐萬古霉素金黃色葡萄球菌)和呼吸道病原體,如肺炎鏈球菌(包括多重耐藥菌株)、流感嗜血桿菌和卡他莫拉菌。另一種新型半合成糖肽抗菌藥物道古霉素,對敏感和多重耐藥革蘭氏陽性細菌均具有體外活性,包括MRSA、耐甲氧西林凝固酶陰性葡萄球菌和VRE,但具有vanA表型的細菌除外。磷酸特地唑胺是一種新型的惡唑烷酮前藥[13],主要對革蘭氏陽性菌有活性如腸球菌屬(包括萬古霉素耐藥菌株)、葡萄球菌屬(包括耐甲氧西林菌株)和鏈球菌。其對這些細菌的體外活性是利奈唑胺的4~8倍[14]。
多重耐藥革蘭氏陰性桿菌的新抗菌藥物包括頭孢菌素與β-內酰胺酶抑制劑的組合如頭孢噻嗪-他唑巴坦和頭孢他啶-阿維巴坦[15-16]。另一組合是碳青霉烯類與新型β-內酰胺酶抑制劑包括美羅培南- vaborbactam,亞胺培南-西拉司丁-relebactam[17-18]。另外Plazomicin作為新的氨基糖苷類抗菌藥物,對肺炎克雷伯菌和其他革蘭氏陰性菌具有廣譜體外活性[19]。除上述新藥的研究使用,老藥新用也成為治療多重耐藥菌的一種有效途徑,如正在開發(fā)中的氨曲南-阿維巴坦有望成為廣泛耐藥革蘭陰性桿菌的治療,用于治療由產MBL的腸桿菌引起的嚴重感染,這是最難治療的碳青霉烯類耐藥桿菌亞型[20]。盡管上述新抗菌藥物的研究結果顯示出對多重耐藥細菌的活性,但應用于臨床仍需大量前瞻性的臨床試驗進行驗證。因此我們手中最有力的策略仍然是正確和明智地使用可用的抗生素,同時也需警惕多重耐藥細菌對新抗菌藥物產生耐藥性,雖然具體需要多長時間仍有待確定。
2.2 耐多藥結核 中國作為全球第二大結核病高負擔國家,其防控形勢依舊很嚴峻[21]。我們必須加強對結核病的早發(fā)現和早治療,減少MDR-TB的流行。首先提高結核桿菌藥物敏感試驗(DST)的診斷率是阻斷MDR-TB流行的關鍵因素。目前根據檢測原理的不同將DST分為表型DST和基因型DST[22]。表型DST是建立在培養(yǎng)陽性基礎上,導致該方法需花費較長時間,可能因為生長不良或微生物污染出現結果的不確定性,但該方法可檢測多種抗結核藥物的耐藥性。分子DST方法基于結核分枝桿菌對抗結核藥物耐藥分子機制,采用分子生物學技術檢測MTB的耐藥基因型,檢測效率較高,為 MDR-TB 的早診斷和早治療開辟了新的路徑。分子DST方法已成為結核病確診的方法之一[23],包括GeneXpertMtb/RIF檢測技術、基因芯片、線性探針技術、熒光PCR高分辨率溶解曲線等方法。但分子DST仍存在如不能檢出MTB所有表型耐藥菌株導致假陰性、無法確定標本中耐藥細菌的比例、存在報告假耐藥的可能性等問題[24-25]。分子DST還不能完全取代傳統(tǒng)表型DST,但可作為耐藥MTB快速篩查方法和(或)傳統(tǒng)DST的補充。除提高檢測效率外,研發(fā)新型抗MDR-TB 藥物和發(fā)現抗結核藥物的新靶點已成為近年來的研究熱點。當前喹諾酮類藥物、唑烷酮類藥物、硝基咪唑類藥物、二芳基喹啉類化合物已成功用于耐多藥結核病治療,部分被指南推薦為首選或核心用藥[26]。其他新型抗結核藥物乙二胺類抗結核藥SQ109、普瑞馬尼、微生物來源的抗結核藥物正在研究中。除此之外,一些新型抗結核靶點的發(fā)現也為新藥的研發(fā)提供了幫助[27]。但由于各種原因如細菌耐藥性、病人依從性、經濟情況等,我國二線抗結核藥物的可選擇性依然有限。因此,研發(fā)新機制、新靶點的新型抗結核藥物,仍然是目前耐藥結核病防控的重點和難點。總之,耐藥結核病的防控現狀依舊嚴峻,需要快速的診斷、合理有效的治療以及新藥的研發(fā)等。
侵襲性真菌感染是醫(yī)院感染的重要類型之一,常見的病原菌為念珠菌、曲霉菌和隱球菌。侵襲性真菌感染起病隱匿,早期診斷困難,目前主要通過微生物學檢查包括真菌直接鏡檢及培養(yǎng),血清學檢查如G試驗、GM試驗和隱球菌抗原檢測等。血清學檢測適用于早期送檢,是傳統(tǒng)真菌學檢查的有益補充。除此之外,以PCR為主的分子學檢查成為新的診斷方法。其他新的快速診斷方法如宏基因二代測序(mNGS)、基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜檢測技術、醋酸鐮孢氨酸C、二甲硫基膠霉素、肽核酸探頭熒光原位雜交技術在診斷真菌病原學方面已有了極大的進展[28],但各項檢測方法均存在一定的優(yōu)缺點,診斷效能需要大量前瞻性臨床試驗進行論證,因此當前不作為常規(guī)檢查推薦,需要根據臨床實際進行篩選、驗證,必要時進行聯(lián)合檢測。
目前高效、低毒的抗真菌藥物有限,而抗真菌藥物的耐藥性呈上升趨勢,如非白色念珠菌及煙曲霉的唑類耐藥性以及光滑念珠菌對棘白菌素的耐藥性,甚至出現對多種現有抗真菌藥物耐藥的耳念珠菌。某些真菌對特定的藥物天然耐藥,如克柔念珠菌與光滑念珠菌對氟康唑耐藥,新型隱球菌對棘白菌素類藥物耐藥[29-31]。盡管真菌耐藥性的普遍性還不及某些細菌,但現有治療方法對高危人群如免疫缺陷或被抑制患者的并發(fā)病治療方法也很有限。在過去10年中僅有1種新型抗真菌藥物棘白菌素類獲得批準[32]。因此急需更多的高效性、專一性和低毒性等特點的新型抗真菌藥物。目前有以下幾類研究前景較好的處于臨床前或臨床研究階段的抗真菌化合物,分別是新型三唑類、葡聚糖合成酶抑制劑、新靶點類化合物。與已有的抗真菌藥物相比,這些新型抗真菌藥物各具有優(yōu)勢,上市后對改善侵襲性真菌病的嚴峻現狀具有重大意義,但仍需警惕新型抗菌藥物尤其是廣譜抗菌藥物使用后,常會改變人體的正常菌群占比,引起二重感染,甚至出現耐藥菌株。因此醫(yī)療工作者應嚴格遵循抗菌藥物適應癥,嚴格控制使用頻率及劑量,減少真菌耐藥風險。
寄生蟲病在我國流行歷史悠久,是重要的公共衛(wèi)生問題之一。在積極防控措施下,我國率先消除了絲蟲??;2021年消除瘧疾,并獲世界衛(wèi)生組織正式認證;多地血吸蟲病已達到消除或傳播阻斷標準。華支睪吸蟲病等食源性寄生蟲病,蟲媒寄生蟲病、人獸共患寄生蟲病等雖在一定程度上得到了控制,但疫情仍有反復。而機會性寄生蟲病在免疫功能低下人群中的發(fā)病率有所增長,輸入性寄生蟲病病例隨著國際交流的快速發(fā)展也有增多趨勢。面對新的形勢和挑戰(zhàn),我們必須加大防控力度,并且制定、采取切實有效的防治措施,降低甚至杜絕寄生蟲病對人類健康的危害。寄生蟲病通過流行病學史、臨床癥狀及病原學、免疫學、分子生物學、影像學檢查進行診斷。
我國常見食源性寄生蟲病主要有華支睪吸蟲病、并殖吸蟲病、帶絳蟲病、旋毛蟲病和廣州管圓線蟲病、剛地弓形蟲病等6種[33]。寄生蟲病除在明確診斷后進行藥物治療外,還應加強傳染源控制,切實阻斷傳播途徑,同時積極開發(fā)寄生蟲疫苗進行預防。寄生蟲存在很多形式的免疫逃避機制,滅活疫苗、減毒活疫苗、亞單位疫苗等均未達到理想的預防效果。有些寄生蟲DNA疫苗已在動物體內獲得較理想的效果[34],但因寄生蟲生命周期的復雜性與極端變異性導致寄生蟲DNA疫苗的普及使用受到了阻礙。
對于寄生蟲病防控應加強診斷和治療研究,采取因時、因地制宜的防治措施。目前有關寄生蟲的治療方案選擇較少,但近些年發(fā)現一些寄生蟲對某些藥物卻已經產生了抗藥性。為避免這種抗藥性的增加,在治療患者時須因人而異,規(guī)范使用藥物,必要時可考慮聯(lián)合用藥。此外還需要加快新藥研發(fā)或有效的中藥。同時加強生態(tài)管理、從源頭切除傳染源來源,尤其是食源性寄生蟲感染問題,嚴防病從口入。
下一代基因測序(Next generation sequencing,NGS)也稱高通量測序或大規(guī)模并行測序,為感染性疾病的臨床防治提供了新的方法。NGS技術在臨床微生物的檢測應用包括全基因組測序、16rRNA基因測序和宏基因組二代測序(metagenomic next-generation sequencing,mNGS)等。其中mNGS幾乎可以檢測所有類型的感染性病原體,包括病毒、細菌、真菌、寄生蟲、支原體、鉤端螺旋體等,甚至可以檢測到新的微生物種類,可以更加低成本、準確、快速、全面地診斷病原體的宏基因組。病毒種類多、易變異,mNGS檢測可無偏倚性檢測出較多的病毒類型,可作為常見病毒檢測的有效補充。而mNGS在診斷疑似RNA病毒感染病例時存在不易創(chuàng)建RNA基因文庫的局限,因為RNA病毒更容易變異,種類更多。另外對于小序列核酸病毒,mNGS難以檢測可能存在漏診情況,需考慮是否降低檢測陽性閾值[35]。在細菌感染性疾病中,mNGS可以避開細菌培養(yǎng)耗時長、易污染、陽性率低等缺點,迅速鑒定樣本中的已知病原體,有效發(fā)現未知的病原體,為臨床診療提供幫助。盡管mNGS所檢測出的結核分枝桿菌核酸序列少,但靈敏度較高,疑似診斷中樞神經、呼吸系統(tǒng)MTB感染時可考慮完善mNGS檢查。膿毒癥患者中,mNGS技術除了可用于病原體檢測外,可用于鑒別污染菌或排除感染菌以及病原體耐藥基因識別方面[36]。mNGS同樣可應用于真菌感染患者中,在培養(yǎng)法檢測出或未檢測出的曲霉菌感染病例中,mNGS均能夠檢出曲霉菌,說明mNGS對真菌尤其曲霉菌的靈敏度較高[37]。而mNGS對隱球菌的檢出率相對較低[38],可能與隱球菌本身細胞壁較厚,難以破壁等原因有關。臨床疑似隱球菌感染者,可以使用mNGS鑒別,但鑒于mNGS對隱球菌檢測的低靈敏度,故不應完全依賴于此。在寄生蟲及其它感染診斷中的應用,mNGS可提高寄生蟲如弓形蟲感染或者支原體、鉤端螺旋體感染患者病原菌檢測的敏感性。
盡管mNGS技術可以突破傳統(tǒng)檢測方法的局限性,對各種感染性疾病病原體進行快速檢測,但其廣泛應用于臨床還存在許多實際問題。首先是缺乏標準化的數據處理和數據分析,其次可能因為標本污染出現假陽性結果,或者病原體RNA降解等原因出現假陰性。另外mNGS缺乏有效性驗證,暫時還無法覆蓋藥敏結果,因此仍然需要結合傳統(tǒng)的檢測方法對疾病進行診斷。mNGS技術還存在價格昂貴、經濟負擔較高的缺點,但盡管如此,它仍是一個未來發(fā)展的方向。mNGS在感染性疾病診斷中尤其是罕見病原體感染中起著相當重要的作用,但仍有很多方面需要進一步完善與提高,有待更多臨床數據驗證。
近年來,盡管我國感染性疾病負擔大幅度下降,但傳統(tǒng)感染性疾病相關的發(fā)病和死亡仍不容忽視。面對新老感染性疾病的雙重威脅和多種因素帶來的新挑戰(zhàn),預防和控制感染性疾病需要全社會多部門共同參與,任重道遠。隨著我們對感染性疾病新的診斷方法的研發(fā)、耐藥機制研究及疫苗或新藥開發(fā),希望最終能夠控制感染性疾病,減少疾病帶來的發(fā)病和死亡負擔。