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侵袭性真菌病的病原菌——非曲非暗色的“新星”

归去来兮 2021-3-19 78人围观 技术

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译者|徐春晖 中国医学科学院血液病医院 

译者|李   姝  河南沁阳市人民医院 

审核|徐和平 厦门大学附属第一医院


真菌广泛分布于自然界,是人类侵袭性真菌病的重要病原体。随着免疫缺陷患者数量的增加,真菌耐药性的提高以及实验室诊断能力的进步,一些少见的丝状真菌也逐渐获得越来越多的关注。“Hyaline molds”是指菌丝透明或菌丝无色素产生的一类真菌,包括一些可以引起侵袭性真菌病的重要病原体。粒细胞缺乏(粒缺)患者和器官移植患者以肺感染及播散性感染为主,免疫正常患者以导管相关感染及局部软组织感染为主。这些真菌在组织中难以用形态区分,建立基于真菌培养形态及分子手段的方式去进行诊断有助于这类感染的诊疗。

这里,我们将对下列真菌信息进行分享,包括赛多孢菌Scedosporium)、多育结荚孢(Lomentospora prolificans)、镰刀菌Fusarium)、帚霉Scopulariopsis)、卡拉节纹菌(Arthrographis kalrae)、木霉Trichoderma)、枝顶孢Acremonium)、宛氏拟青霉(Paecilomyces variotii)、淡紫紫孢霉(Purpureocillium lilacinum)和青霉属(Penicillium)等。本文以“Non-Aspergillus Hyaline Molds: Emerging Causes of Sino-Pulmonary Fungal Infections and Other Invasive Mycoses.[J] .Semin Respir Crit Care Med, 2020, 41: 115-130.”为基础进行摘译,以作分享和学习。


▼ 一、赛多孢属和多育结荚孢

在过去的十年里,赛多孢菌属分类学发生了很多变化。曾经的多育赛多孢(Scedosporium prolificans)现在已经更名为多育结荚孢(L. prolificans)。赛多孢菌属中,桔黄赛多孢(Scedosporium aurantiacum)和尖端赛多孢复合群(Scedosporium apiospermum species complex)与临床感染最相关。

01

地理分布与存在环境(见表1)


表1:赛多孢菌属与多育结荚孢分布

02

流行病学


尽管赛多孢菌属与多育结荚孢菌感染在血液病患者和造血干细胞移植(HSCT)受者中仍然少见,但却往往伴随着高病死率。一项2001-2006年移植感染监测项目的数据表明,尖端赛多孢复合群与多育结荚孢菌在HSCT后发生的非曲霉真菌感染患者中占到了13%,仅次于毛霉和镰刀菌。在免疫正常患者中发生赛多孢和多育结荚孢菌肺部与中枢神经系统感染的临床特征与溺水相关。播散性感染的具体机制尚未清楚,但血行播散的发生,主要与呼吸道大量吸入真菌或污水中的真菌通过颅内筛板转移有关。

1:尖端赛多孢菌落及镜下形态 a 菌落 ;b分生孢子梗和分生孢子;c 分生孢子束。2:多育结荚孢 a 菌落 ;b,c分生孢子梗和分生孢子。特点:尖端赛多孢菌落及镜下形态:分生孢子梗长短不等,末端产孢,有时可见分生孢子梗成束,孢子卵圆形,单细胞。多育结荚孢:分生孢子梗基部膨胀,烧瓶状,顶部可见环痕与分生孢子梗连接的基部变窄。

03

临床表现


在免疫缺陷患者中可见呼吸道无症状定植、局部感染和播散性感染,呼吸道疾病的模式与曲霉类似。在HSCT患者与实体器官移植受者中,可见于任何器官的感染,其中以肺(40-46%)、皮肤(32-38%)和中枢神经系统(25-36%)为主。在免疫正常的人群,主要包括角膜炎、鼻窦炎、眼内炎、骨关节和软组织感染,以及溺水后肺炎和脑脓肿(表2)。

表2: 赛多孢菌属与多育结荚孢感染的临床表现

04

诊断


及时的诊断仍然充满挑战,因为在组织或体液标本中与曲霉区分并不容易。当然曲霉的分枝更为规则,而赛多孢和多育结荚孢的菌丝分枝是不规则的。赛多孢和多育结荚孢二者可以通过形态、菌落颜色及生化反应进行区分(图1对本文介绍的真菌形态进行了整理)。在播散性感染中可见G试验的增高,但由于特异度有限,并不能用于感染的确诊。

05

治疗(表3对真菌的治疗建议进行了推荐)


表3: 少见真菌的抗感染治疗推荐


▼ 二、镰刀菌

镰刀菌属(Fusarium)广泛分布于土壤和植物中,可以引起皮肤浅表、局部和播散性感染。具体主要取决于宿主的免疫状态。大约80%的人类感染是由茄病镰刀菌复合群(Fusarium solani species complex)及尖孢镰刀菌复合群(Fusarium oxysporum species complex)引起的。最近,由藤仓镰刀菌复合群(Fusarium fujikuroi species complex)(尤其是轮枝镰刀Fusarium verticillioides)的感染也随之增多。与曲霉感染相比,镰刀菌感染的特征是可在组织及血液中产生孢子,这是免疫缺陷患者血培养高阳性率及快速播散的原因所在。

01

环境分布特征


有研究显示,镰刀菌可污染医院供水系统,与医疗保健相关镰刀菌感染有关。此外,自来水附近的空气中可分离镰刀菌,这提示气溶胶可能是肺部感染的机制。社区获得性感染中,感染率与季节变化带来的室外镰刀菌数量水平变动有关,镰刀菌分布及临床感染特征如表4所示。

表4: 镰刀菌分布与临床感染特征

02

流行病学


在免疫缺陷人群,镰刀菌感染多以侵袭性和播散性存在。免疫缺陷患者中粒缺是发生肺部和播散性感染的高风险因素。这样的患者以急性白血病和再生障碍性贫血为主,HSCT后接受激素治疗的GVHD患者也是高风险人群。镰刀菌病在实体器官移植受者中并不常见,仅占真菌感染的0.6%和非曲霉感染的13%。

03

临床表现


镰刀菌感染在免疫功能正常的人群中以角膜炎和甲真菌病为主,局部皮肤软组织感染往往与外伤、甲真菌病和昆虫咬伤有关。播散性感染在免疫正常宿主中罕见;在免疫缺陷患者,镰刀菌主要通过呼吸道进入体内,皮肤破损导致的真菌侵袭性感染相对较少。血液病患者中,发热是最常见的临床表现,皮肤结节、肺炎和鼻窦炎可分别在69-91%、50-84%和27-71%的患者中发现,大约40-60%的患者血培养阳性。在播散性感染中,皮肤病变通常表现为疼痛、红斑、丘疹或结节样改变,伴中央坏死。如图2所示,约10%的患者会有这样的皮肤病变。

播散性镰刀菌病。丘疹性皮损,基底有红斑,由镰刀菌引起的中央坏死(箭头所示)


04

诊断


在高风险患者尤其是粒缺或GVHD患者中,镰刀菌病的初步诊断可以根据特征性皮损判断。然而,确诊需要无菌标本的培养或非无菌部位的体液/组织分离镰刀菌,同时标本涂片中可见分枝的菌丝。血培养平均报阳时间为3天(1-4天)。特征性的大分生孢子有助于提示镰刀菌感染。分子方法有助于明确菌种。质谱似乎也有着较高的准确性,但尚未广泛使用。血液及支气管肺泡灌洗液(BALF)的G试验与GM试验阳性具有提示作用,但特异性不佳。在两项研究中,29例播散性镰刀菌病的血液病患者中,血清GM阳性可达83%,在首次出现临床症状前15例患者中有11例患者GM阳性。


05

治疗与预后


镰刀菌经常对常见抗真菌药物的MIC较高,侵袭性感染分离的真菌推荐进行药物敏感性试验。镰刀菌对棘白菌素类天然耐药,对其他抗真菌药物也无折点。局部感染推荐进行外科干预,而播散性感染则更倾向使用药物治疗(见表3)。免疫正常患者的局部感染往往疗效较好且死亡率低。然而,对于免疫缺陷患者镰刀菌感染的预后不良。一项多中心血液病患者的研究中,84例镰刀菌感染,30天和90天死亡率分别为50%和79%。持续粒缺、激素使用和真菌血症是不良转归的独立预测因子。


▼ 三、帚霉

01

流行病学与临床表现


帚霉属(Scopulariopsis)在自然界广泛分布,可以从土壤、植物、腐烂的有机物、动物残骸中分离,临床标本中以短帚霉(Scopulariopsis brevicaulis)和布朗帚霉(Scopulariopsis brumptii)多见。常见的临床感染包括甲真菌病、角膜炎和局部皮肤感染。侵入性感染并不常见,但越来越多的病例报道显示在免疫低下人群特别是血液病患者和肺移植患者中,可以发生软组织感染、鼻窦炎、肺炎和播散性感染(表4列出了本文其他丝状真菌的分布及临床感染特征)。

表4:其他少见丝状真菌分布及临床感染特征
注:1.“免疫健全患者”包括由于由于组织损伤或基础疾病导致的免疫功能下调和适应性免疫损伤,例如,创伤/烧伤,术后状态,囊性纤维化,慢性肺病,糖尿病和慢性肾脏疾病。2.“免疫缺陷”包括以下宿主危险因素:血液恶性肿瘤,造血干细胞移植(HSCT),实体器官移植、获得性免疫缺陷综合征和慢性肉芽肿病。急性白血病和异基因患者HSCT受者为主。

帚霉菌落及镜下形态:s:PCA菌落 25℃, 21天 t,u: 产孢细胞;v,w:子囊孢子(箭头所指为胚芽孔); x,y:孢子特征:环痕孢子梗从气生菌丝长出,短,圆柱状,可形成简单或复杂的帚状枝,似青霉,孢子球形,壁粗糙。出处:Sandoval-Denis M,Gené J,Sutton D A et al. Redefining Microascus, Scopulariopsis and allied genera.[J] .Persoonia, 2016, 36: 1-36.

02

诊断与治疗


对于组织和BALF,帚霉在形态上和其他透明霉菌相似,也呈分支的有隔菌丝,所以诊断有赖于培养。帚霉最优治疗方案尚未确定,体外药敏试验显示所有可用抗真菌药物包括伏立康唑和两性霉素B 的MIC均较高。在临床治疗中,侵袭性感染如仅使用药物治疗成功的病例极少,外科介入及免疫重建至关重要(表3)。


▼ 四、卡拉节纹菌

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流行病学与临床表现


节纹菌属(Arthrographis)在环境中常见分离,但临床标本中只有卡拉节纹菌(A. kalrae)分离的报道。该菌是足菌肿、关节炎、鼻窦炎、脑膜炎、肺炎、支气管胸膜瘘和甲真菌病的罕见病因。

卡拉节纹菌镜下形态 特征:菌落初期呈酵母样,随后有菌丝生长,菌丝细,分枝,产生关节孢子,透明,壁光滑,长方形或椭圆形

02

诊断与治疗


卡拉节纹菌在培养早期因其酵母样外观容易错误判断,菌落早期光滑,奶油色到淡黄色,后期变柔软并逐渐有霉菌样形态。组织镜检中早期可见酵母样细胞,后期可见无色分隔菌丝。体外药敏试验中,三唑类和特比奈芬均有活性,而棘白菌素的MIC较高,两性霉素B的MIC变化范围较大。由于动物试验和临床经验不足,最优治疗方式尚不确定。而成功治疗的案例往往需要联合外科干预。


▼ 五、木霉

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流行病学与临床表现


木霉菌属(Trichoderma)常见于土壤分离,部分可从空气分离。大部分人类的侵袭性感染为长梗木霉(Trichoderma longibrachiatum),其他种少见。木霉感染主要见于血液病患者和实体器官移植及HSCT受者中,感染类型主要包括肺部真菌球、鼻窦炎、脑脓肿、肝脓肿、蜂窝组织炎。在血液病患者的6例临床病例报道中,对木霉肺部感染影像进行了描述,主要为结节伴周围磨玻璃影。此外,血液病患者可出现播散性感染。

木霉菌落及镜下形态 特征:分生孢子梗对生,轮生或交错分枝,分枝呈直角或近直角,形似松柏样,分生孢子粘聚成球形或近球形,无色或亮黄绿色。

02

诊断与治疗


木霉菌属生长快速,一般在3天内成熟,血培养罕见生长。确诊需要组织学证据并联合培养结果。有2例肺部感染木霉的病例报道提示GM试验阳性,但这一结果与其他研究并不一致。木霉菌属体外药敏试验对棘白菌素和伏立康唑敏感,而两性霉素B、泊沙康唑、伊曲康唑的MIC较高。最优治疗方案尚不明确。伏立康唑单药治疗或联合卡泊芬净的治疗方案在最近的报道中可以达到满意的效果。


▼ 六、枝顶孢属

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流行病学和临床表现


枝顶孢菌属(Acremonium)在环境中普遍存在,可从土壤和盆栽植物中分离。通常为污染菌,偶尔引起浅部感染,如甲真菌病或霉菌性角膜炎。随着真菌诊断技术的进步,最近有报道称可在免疫功能低下的宿主中引起侵袭性感染。在免疫功能低下的宿主中,病原菌可通过呼吸道或中心静脉导管进入。与其他透明霉菌相比,枝顶孢属的肺部受累似乎较少。播散的枝顶孢感染患者常见皮肤病变,表现为疼痛的红斑性丘疹,可伴有中央坏死,类似于镰刀菌真菌血症,播散的枝顶孢感染血培养经常是阳性的,因为这些真菌在宿主组织中有产孢的能力。

枝顶孢的菌落及孢子 特征:菌丝常呈孢梗束,瓶梗细长直立,无分枝,顶端有直的或稍弯曲的单细胞分生孢子

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诊断和治疗


枝顶孢在形态上与镰刀菌属相似,可存在漏报的情况。菌落一般在5至7天内成熟。除特比萘芬外,其它抗真菌药物体外MIC均较高。欧洲相关指南推荐使用伏立康唑、两性霉素B和泊沙康唑并联合去除导管(如有指征)。播散性枝顶孢菌感染的高死亡率可能反映了高MIC和严重的免疫损伤。


▼ 七、宛氏拟青霉

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流行病学和临床表现 


拟青霉菌属(Paecilomyces)在环境中普遍存在,可从空气、土壤、腐烂的植物和食品中分离。也是临床标本的常见空气污染菌。宛氏拟青霉(P. variotii)是该菌属里引起人类感染最常见的。最近有研究表明宛氏拟青霉是一个复合群。感染途径包括呼吸道、导管和皮肤。在免疫正常的病人中,主要为眼部感染、人工瓣膜感染和腹膜透析相关腹膜感染的病例报道。由宛氏拟青霉引起的肺炎通常发生于糖尿病、血液恶性肿瘤和肺气肿患者、糖皮质激素引起的免疫功能损害的患者;症状是发烧、咳嗽和呼吸困难,其他临床表现包括皮肤溃疡、骨髓炎、腹膜炎和真菌病。

宛氏拟青霉菌落及镜下形态 特征:孢子梗上着生密集的轮生排列的瓶梗,瓶梗尖端变细,分生孢子椭圆形,链状排列。

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诊断和治疗


宛氏拟青霉生长较快,一般3天内成熟。镜下形态与青霉属相似,但宛氏拟青霉的瓶梗尖端更细长。由于临床资料的缺乏,宛氏拟青霉的最佳抗真菌治疗尚未确定。该菌体外对两性霉素B、棘白菌素、泊沙康唑和伊曲康唑敏感,但对伏立康唑的MIC较高。与这些体外数据一致的是,在接受伏立康唑预防治疗的患者中,有几例宛氏拟青霉引起突破性侵袭性真菌感染的报道。两性霉素B脂质体或泊沙康唑可应用于治疗由宛氏拟青霉引起的肺部和播散性感染。


▼ 八、淡紫紫孢霉

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流行病学和临床表现


淡紫紫孢霉(Purpureocillium lilacinum)曾名淡紫拟青霉(Paecilomyces lilacinus),广泛存在于土壤和空气中。虽然是人类感染的少见病原体,但在医院环境中,它是从供水系统的空气和水样中分离出来的第四大常见真菌。被淡紫孢霉污染的晶状体清洗液和保湿护肤液会导致免疫正常患者白内障术后并发眼内炎和恶性血液病患者发生皮肤感染。鼻窦炎见于免疫能力正常的宿主,但肺部受累罕见。在免疫缺陷的宿主中,主要是实体器官移植受者,皮肤感染最常见。

淡紫紫孢霉菌落及镜下形态 特征:菌落酒色或紫色,孢子梗直立,基部膨大,顶端变纤细,孢子椭圆到梭形


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诊断与治疗


淡紫紫孢霉的培养在3天内成熟,形成扁平粉状或丝绒状菌落,呈粉红色、红色或紫色。与镰刀和枝顶孢类似,淡紫紫孢霉可在感染部位产孢,在组织病理学标本中观察到产孢结构(瓶梗和分生孢子)有助于诊断。

宛氏拟青霉对两性霉素B敏感,而淡紫紫孢霉对两性霉素B耐药。在抗真菌药物三唑类中,泊沙康唑的MIC最低,伏立康唑的MIC差异较大。然而,使用伏立康唑治疗已有一些临床好转的病例。此外在可行的情况下取出感染的导管和植入物尤为重要。整体来说,淡紫紫孢霉感染的患者预后较好。

▼ 九、青霉菌

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流行病学和临床表现


青霉菌属(Penicillium)在自然界广泛分布。它的孢子可以从室内灰尘、潮湿的建筑物、腐烂的蔬菜、水果、面包和坚果中分离。青霉菌属通常认为是污染菌,从临床标本中分离到青霉菌时,仍应该找寻真正的病因。在300多种青霉菌中,只有包括产黄青霉(P. chrysogenum)、桔青霉(P. citrinum)在内的少数几种可引起人类感染。与其他丝状真菌相比,青霉菌在免疫功能低下的宿主中引起的侵袭性感染也极为罕见。Lyratzopoulos等人在综述中总结了青霉引起的感染主要包括肺部疾病和过敏性疾病。其他感染偶见于人工瓣膜相关的心内膜炎、腹膜炎、坏死性食管炎、皮肤软组织感染、脑脓肿和播散性感染。


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诊断和治疗


青霉在培养上有其独特的形态。质谱有助于菌种鉴定。体外和临床数据有限,无法为抗真菌治疗提供足够的信息。青霉菌属对伏立康唑、泊沙康唑、伊曲康唑和两性霉素B体外药物敏感试验显示敏感,卡泊芬净具有中等的活性。在大多数临床病例报道中,两性霉素B及其脂质体主要用于侵袭性感染治疗。一般来说,如果感染及早发现和治疗,预后良好。


来自: 京港感染论坛
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