羅征宇 寧雅婷 張麗 徐英春 孫天舒

(1.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院 疑難重癥及罕見(jiàn)病國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)科,北京 100730;2.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院研究生院,北京 100005;3.侵襲性真菌病機(jī)制研究與精準(zhǔn)診斷北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100730;4.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院 疑難重癥及罕見(jiàn)病國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中心,北京 100730)

真菌感染是一個(gè)全球公共衛(wèi)生共同關(guān)注的重要問(wèn)題,有證據(jù)表明,隨著氣候變化,真菌感染的發(fā)生率增加、感染地理范圍在全球范圍內(nèi)擴(kuò)大[1],并且侵襲性真菌病(invasive fungal disease,IFD)也由于高危人群的擴(kuò)大而不斷增加;新型冠狀病毒(COVID-19)大流行也增加了IFD的發(fā)病率。WHO目前制定了一份真菌重點(diǎn)病原體清單,包括新生隱球菌、煙曲霉、耳念珠菌、白念珠菌等,以加強(qiáng)全球?qū)φ婢腥竞驼婢退幮缘膽?yīng)對(duì)[2]。由于免疫缺陷人群或患有嚴(yán)重疾病患者的增多,少見(jiàn)或罕見(jiàn)酵母菌感染正在上升,包括馬拉色菌屬、擔(dān)子菌屬、酵母菌屬、子囊菌屬等,由于罕見(jiàn)菌感染的臨床經(jīng)驗(yàn)少,對(duì)這些病原體引起的感染進(jìn)行多學(xué)科管理對(duì)優(yōu)化患者預(yù)后尤為重要,已有來(lái)自世界各地多個(gè)學(xué)科的醫(yī)生和生命科學(xué)專家,創(chuàng)建了“罕見(jiàn)酵母菌感染診斷和管理的全球指南”[3-8],以提高對(duì)罕見(jiàn)酵母菌感染的應(yīng)對(duì)能力。角膜念珠菌(Candidapelliculosa)作為一種重要環(huán)境真菌,近年來(lái)卻不斷有散發(fā)病例和醫(yī)院內(nèi)暴發(fā)感染的報(bào)道,尤其容易感染低出生體重新生兒及免疫缺陷患者,這提示我們需要加強(qiáng)對(duì)角膜念珠菌的研究,認(rèn)識(shí)其在臨床上的重要性,以預(yù)防感染和防止暴發(fā)的出現(xiàn)。

1 生物分類學(xué)研究

角膜念珠菌(Candidapelliculosa),曾用名異常畢赤酵母(Pichiaanomala)和異常漢森酵母(Hansenulaanomala),后被重命名為異常威克漢姆酵母(Wickerhamomycesanomalus)[9],屬于真菌界(Fungi),子囊菌門(Ascomycota),酵母菌綱(Saccharomycetes),酵母菌目(Saccharomycetales),法夫酵母科(Phaffomycetaceae),威克漢姆酵母屬(Wickerhamomyces),是一種環(huán)境真菌,主要分離于土壤、蔬菜、水果、樹(shù)木或石油中。1891年,Hansen從啤酒酵母中分離出一種細(xì)胞呈卵圓形或香腸形、具有酯類氣味、能產(chǎn)生帽狀子囊孢子的酵母,這種酵母當(dāng)時(shí)被命名為Hansenulaanomala。1942年,Bedford等[9]才提出漢森酵母屬與畢赤酵母屬的表型區(qū)別:漢森酵母屬可以利用硝酸鹽作為唯一氮源。1984年Kurtzman等[10]通過(guò)DNA重組實(shí)驗(yàn),將漢森酵母屬歸類于畢赤酵母屬,消除了兩者之間的表型差異。由于基因組測(cè)序的出現(xiàn)和系統(tǒng)發(fā)育學(xué)的發(fā)展,2011年P(guān)ichiaanomala和Hansenulaanomala被重命名為Wickerhamomycesanomalus,歸類于威克漢姆酵母屬[9]。W.anomalus主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、食品、生物等領(lǐng)域,如利用其改變白酒風(fēng)味[11],歐洲食品安全局還認(rèn)定W.anomalus為一種生物防治劑,可以抑制農(nóng)業(yè)食品部門的霉菌和細(xì)菌生長(zhǎng)[12],也有研究表明其在蚊子體內(nèi)抗瘧原蟲(chóng)的作用[13]。由于1925年的病例報(bào)告里均采用角膜念珠菌(Candidapelliculosa)的命名方式,因此后續(xù)的醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)中也多沿用此種命名。

2 生物學(xué)特性及鑒定分型

角膜念珠菌在念珠菌顯色培養(yǎng)基上經(jīng)30 ℃培養(yǎng)48 h,可長(zhǎng)成直徑2～3 mm白色至奶油色、圓形酵母樣菌落,干濕度不定,有些菌落表面有褶皺,可產(chǎn)生酯類氣味是角膜念珠菌的一大特點(diǎn)。目前實(shí)驗(yàn)室采用基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時(shí)間質(zhì)譜實(shí)現(xiàn)對(duì)角膜念珠菌的鑒定。為了更好區(qū)分角膜念珠菌與威克漢姆酵母屬其他物種,有研究[14]建議采用β微管蛋白基序列進(jìn)行檢測(cè),并證明其多態(tài)性要高于大亞基26S序列。對(duì)角膜念珠菌分子分型方面研究較少,有研究[15]采用電泳核型分型和內(nèi)部重復(fù)序列PCR方法對(duì)角膜念珠菌進(jìn)行分型,兩種方法均成功將46株角膜念珠菌分成8個(gè)型別,結(jié)合兩種方法,46株角膜念珠菌被分為14個(gè)型別,其中DNA A1型別最為常見(jiàn)。

3 流行病學(xué)研究及病例報(bào)道

角膜念珠菌被認(rèn)為是一種真菌血癥罕見(jiàn)病原體,主要感染嬰兒、兒童和免疫功能低下人群如獲得性免疫缺陷綜合征、癌癥與接受免疫抑制治療的患者,可引起真菌性關(guān)節(jié)炎、真菌性角膜炎、淚囊炎、尿路感染等(見(jiàn)表1)[16-18]。在血液科、外科重癥監(jiān)護(hù)室和新生兒重癥監(jiān)護(hù)室中,更易發(fā)生角膜念珠菌的血流感染,且死亡率較高[19-22],在巴西一家醫(yī)院兒科ICU里,死亡率達(dá)到了41.2%[22]。根據(jù)國(guó)外SENTRY項(xiàng)目報(bào)道,1997年到2016年39個(gè)國(guó)家135家醫(yī)療單位共分離到22株角膜念珠菌[23]。中國(guó)醫(yī)院侵襲性真菌監(jiān)測(cè)網(wǎng)(CHIF-NET)項(xiàng)目數(shù)據(jù)顯示,在2009-2014年全國(guó)65家三甲醫(yī)院收集到的8829株念珠菌中,利用質(zhì)譜和分子手段鑒定識(shí)別到123株角膜念珠菌,總分離率為1.4%[24],2015年至2017年其分離率增長(zhǎng)至2.5%[25],說(shuō)明角膜念珠菌感染變得普遍,正成為一種潛在威脅人類生命健康的新發(fā)病原真菌。

表1 近20年角膜念珠菌報(bào)道病例回顧分析Tab.1 A retrospective analysis of reported cases of Candida pelliculosa in recent 20 years

近年來(lái)角膜念珠菌感染的報(bào)道主要集中于新生兒,尤其是低出生體重兒,并有暴發(fā)感染的報(bào)道。中國(guó)臺(tái)灣臺(tái)中醫(yī)科大學(xué)新生兒ICU(NICU)從2009年2月4日到3月19日期間共有6名早產(chǎn)兒感染角膜念珠菌,并發(fā)生血流感染,且為同一菌株引起[19]。Yang等[21]報(bào)道中國(guó)深圳一家醫(yī)院2012年11月至2013年10月由兩株不同克隆角膜念珠菌引起的14例新生兒感染,Da Silva等[26]也報(bào)道了巴西一家醫(yī)院同一NICU中的5例角膜念珠菌感染,其中4例是同一克隆起源。除了感染新生兒,也偶有成年人感染角膜念珠菌的報(bào)道。Mehta等[27]報(bào)道了1例接受免疫抑制治療的36歲男性角膜念珠菌的感染,該患者患有急性B淋巴細(xì)胞白血病。Jung等[28]報(bào)道了韓國(guó)一家醫(yī)院角膜念珠菌在24 d內(nèi)導(dǎo)致的2個(gè)ICU病房和2個(gè)普通病房的11例感染,其中7例為成人。Chan等[29]報(bào)道了1例患有鐮狀細(xì)胞貧血癥的21歲患者合并角膜念珠菌感染的案例。

Yang等[21]、Zhang等[30]的研究指出,角膜念珠菌感染常與其他真菌或細(xì)菌感染同時(shí)發(fā)生,造成混合血流感染。角膜念珠菌感染后患者通常會(huì)發(fā)燒、心率加快、呼吸急促,有的新生兒還會(huì)發(fā)生發(fā)紺、呼吸暫停等癥狀[21],感染后患者死亡率報(bào)道不一,有報(bào)道患者可以全部治愈存活[26,31],也有報(bào)道患者死亡率可在16.7%～41.2%不等[19,22,28]。

除低胎齡和低出生體重是角膜念珠菌感染的重要危險(xiǎn)因素外,中心靜脈置管、腸外營(yíng)養(yǎng)和既往使用抗菌藥物都被認(rèn)為是角膜念珠菌感染的危險(xiǎn)因素[20,30,32]。在上述病例中,通過(guò)對(duì)環(huán)境、醫(yī)療設(shè)備的嚴(yán)格消毒,加強(qiáng)醫(yī)護(hù)人員手衛(wèi)生以及嚴(yán)格執(zhí)行無(wú)菌操作等干預(yù)措施,均成功地控制住了角膜念珠菌感染的暴發(fā)[19,20,26,28,32]。

4 體外抗菌藥物敏感性

我國(guó)抗菌藥物敏感試驗(yàn)主要參考美國(guó)臨床和實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(CLSI)標(biāo)準(zhǔn)和歐洲臨床微生物和感染病學(xué)會(huì)藥敏委員會(huì)(EUCAST)標(biāo)準(zhǔn)。目前CLSI建立了角膜念珠菌對(duì)部分藥物的流行病學(xué)臨界值(見(jiàn)表2)。研究表明,角膜念珠菌對(duì)抗菌藥物敏感性類似于光滑念珠菌,雖然氟康唑、伏立康唑、兩性霉素B和卡泊芬凈均表現(xiàn)出良好的抗菌活性,但其最小抑菌濃度(minimum inhibitory concentration,MIC)值均較白念珠菌高;角膜念珠菌對(duì)伊曲康唑敏感性較低,具有天然高M(jìn)IC值的現(xiàn)象[25,35]。

表2 角膜念珠菌對(duì)部分藥物流行病學(xué)臨界值(mg/L)Tab.2 Epidemiological cutoff values of Candida pelliculosa for some antifungal drugs(mg/L)

不同于念珠菌,在體外抗菌藥物敏感性實(shí)驗(yàn)中角膜念珠菌未見(jiàn)到拖尾現(xiàn)象[35]。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)角膜念珠菌對(duì)唑類藥物敏感性呈現(xiàn)下降趨勢(shì),且可能存在潛在的交叉耐藥和多重耐藥菌株[15,25,36],如根據(jù)我國(guó)2015-2017年CHIF-NET監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示[25],有接近1/3的角膜念珠菌對(duì)唑類和5-氟胞嘧啶共耐藥。

Svobodova等[37]的研究指出,在10歲以下和41歲以上患者中分離的角膜念珠菌唑類藥物平均MIC值最高,而11～20歲人群中分離的角膜念珠菌MIC值最低,這一現(xiàn)象可能與患者長(zhǎng)期使用廣譜抗菌藥物有關(guān)。在分離標(biāo)本方面,血液標(biāo)本中分離的角膜念珠菌唑類藥物平均MIC值最高,其次為尿液標(biāo)本,皮膚標(biāo)本分離的角膜念珠菌MIC值最低,但從皮膚與黏膜分離到的定植菌可以在易感患者體內(nèi)迅速發(fā)展為侵襲性感染,因此其引起的淺表性感染需要及時(shí)臨床治療。

對(duì)角膜念珠菌感染患者給予氟康唑或兩性霉素B治療,基本可以達(dá)到治愈目的[19,21,28,38,39],但由于角膜念珠菌唑類藥物的高M(jìn)IC值,給藥濃度可以適當(dāng)提高[35]。同時(shí),在角膜念珠菌感染集中的新生兒重癥監(jiān)護(hù)室,也建議對(duì)未感染的極低出生體重新生兒采用氟康唑進(jìn)行預(yù)防性治療,同時(shí)對(duì)病房及醫(yī)療器械進(jìn)行嚴(yán)格消毒,醫(yī)護(hù)人員注重手衛(wèi)生也可以降低感染率[19]。

5 毒力研究

目前對(duì)角膜念珠菌的毒力研究主要集中于食品工業(yè)和植物學(xué)領(lǐng)域,而對(duì)人體致病機(jī)制國(guó)內(nèi)外均缺乏相關(guān)研究。角膜念珠菌被認(rèn)為是一種“殺手酵母”,原因在于它能夠?qū)ζ渌湍溉玑劸平湍傅纳L(zhǎng)起到拮抗作用[40-41],這種作用通過(guò)其分泌的“殺手毒素”(killer toxins,KTs)實(shí)現(xiàn)。殺手毒素首先與酵母細(xì)胞壁上特定受體結(jié)合,然后通過(guò)阻斷細(xì)胞核內(nèi)DNA合成、破壞tRNA或者發(fā)揮β-1,3-葡聚糖酶的作用抑制β-1,3-葡聚糖合成等過(guò)程來(lái)達(dá)到致死效應(yīng)[41-43]。所以,角膜念珠菌也被認(rèn)為是一種潛在的生物防治劑,KTs可能是一種有前途的新型臨床治療藥物[44]。盡管KTs在實(shí)驗(yàn)室條件下成功抑制了酵母菌株(在瓊脂培養(yǎng)皿上出現(xiàn)抑菌圈),但是它在水果或土壤等環(huán)境中可擴(kuò)散的范圍還值得進(jìn)一步研究[40]。

與白念珠菌相似,角膜念珠菌可以表達(dá)黏附素并形成生物膜。凝集素樣黏附素(agglutinin-like sequence,Als)家族是白念珠菌主要的生物膜調(diào)控因子,其中Als3在真菌細(xì)胞黏附于醫(yī)療器械或人體黏膜上起到關(guān)鍵作用,且與組織侵襲相關(guān)[45]。Zhang等[20]的研究表明角膜念珠菌Als4與白念珠菌Als3同源性較高,并在Als結(jié)構(gòu)域呈現(xiàn)出高度的序列保守性。此外,生物膜的形成可以讓角膜念珠菌逃避人體免疫,從而降低對(duì)藥物敏感性[46],是與致病毒力相關(guān)的一個(gè)重要特征。角膜念珠菌感染的危險(xiǎn)因素如中心靜脈置管、氣管插管或侵入性操作可能與其生物膜形成相關(guān)。

綜上所述,角膜念珠菌作為一種真菌血癥罕見(jiàn)病原體,可以在氣管插管、中心靜脈置管等醫(yī)療器械上形成生物膜。低體重新生兒及免疫缺陷患者是其主要感染人群。目前,角膜念珠菌對(duì)唑類藥物敏感性呈現(xiàn)下降趨勢(shì),需要引起臨床重視,通過(guò)嚴(yán)格消毒、嚴(yán)格遵守?zé)o菌原則等措施防止院內(nèi)暴發(fā)。未來(lái)亟需加強(qiáng)對(duì)角膜念珠菌毒力、耐藥機(jī)制等方面的研究,以更好地了解角膜念珠菌的傳播、致病等特性,從而制定有效預(yù)防措施,減少角膜念珠菌的感染及暴發(fā)。