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被忽视和低估的地方性致病真菌:马尔尼菲篮状菌(临床篇)
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2023.10.03 云南

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篮状菌病是一种流行于亚洲热带和亚热带地区的侵袭性真菌病,致病真菌是马尔尼菲篮状菌(Talaromyces marneffei,TM)。每年大约有1.7万人被诊断患有马尔尼菲篮状菌感染。该病的死亡率极高。尽管篮状菌病对免疫功能低下的人(尤其是HIV阳性的人)造成毁灭性的影响,且未感染HIV的人群发病率也有所增加,但在全球范围内对于篮状菌病诊断和治疗的关注远远不够。在2021年,篮状菌病流行国家的科学家提出了将其视为一种被忽视的热带病。因此,必须重视马尔尼菲篮状菌及其引起的传染性疾病。

背景

马尔尼菲篮状菌是一种双相真菌,生长过程复杂,在其生命周期中可以形成多种细胞类型,包括分生孢子、菌丝和酵母。马尔尼菲篮状菌病(TSM)是一种主要见于东南亚热带和亚热带地区的地方性侵袭性真菌病。到过流行地区的旅行者也可能是易感的。1956年首次在竹鼠中观察到TM感染;1973年首次报告人类自然感染病例,在接下来的15年里,在泰国、香港和中国南方陆续有散发病例报道。然而,随着HIV大流行的出现,报告的感染人数随后增加。自20世纪90年代以来,篮状菌病已经成为流行地区HIV感染者最常见的疾病之一。截至2022年年中,34个国家报告了超过28.8万例病例(图1)。HIV感染者的总流行率为3.6%。随着癌症治疗和器官移植的进步,在未感染艾滋病毒的患者中也出现了越来越多的TM感染,使没有已知免疫缺陷的人面临罹患TM感染的风险。值得注意的是,尽管TM在2018年的10种最可怕真菌中排名第二,但TSM的诊疗和治疗方法在全球范围内的关注不够。为了促进对TSM的研究和开发,来自流行国家的科学家于2021年呼吁将篮状菌病归类为被忽视的热带病。

马尔尼菲篮状菌原名马尔尼菲青霉菌,最早发现于60多年前,但截止2022年年中,PubMed检索了920篇关于TM已发表的文章。这一数字反映了与其他致病真菌相比,TM的研究相对缺乏。随着分子遗传学技术和高通量分析方法等新技术的应用,有必要对TM的分子遗传学研究和致病性研究以及对TSM的认识进行综述。

图1 至2020年为止全球34个国家报告的TM病例

疾病严重程度和流行病学

如果对HIV感染者的TSM不加控制,其死亡风险可达到100%。然而,如果这些人得到及时的抗真菌治疗,可大大降低死亡风险。近几十年来,TSM的流行国家进行了多项回顾性队列研究和Meta分析,以系统地了解TSM的严重程度。TSM是HIV阳性人群中最常见的健康问题之一,据估计,到2050年TSM将威胁到23117人的生命。在中国(包括香港)、越南、泰国和印度,HIV感染者的TSM患病率为0.1%~26.7%,死亡率为8%~40%。中国约99%的TSM发生在南方地区:广西43%,广东41%。其中,88%的人感染了HIV。在广西,有16.1%的HIV阳性患者同时感染了马尔尼菲篮状菌,这些人的死亡率显著高于未感染TM的患者(25% vs. 13.8%)。广东HIV感染者比例为9.5%~18.8%,死亡率为14.0%~25.0%。这些研究指出,TM感染是一个不容忽视的问题。

TSM的流行区域已从传统的主要流行地区(中国南部、东南亚国家和印度东北部)扩展至全球34个国家(图1)。Maxent生态位模型分析确定了可能成为流行病的地区,包括中国北部部分地区、印度东部、朝鲜半岛、日本、澳大利亚东部、美国中部和西非。

图2 易感人群的TSM

宿主和传播

竹鼠和人类是TM最常见的动物宿主,这种真菌也在犬科动物中被发现。然而,致病性TM向人类的传播途径仍然不清楚。普遍认为是人类从环境来源(如土壤)吸入空气中孢子,然后播散至全身。播散性感染的临床表现可能在短短几周内出现,但也存在长期潜伏感染的患者。在我国广西捕获的43只银星竹鼠中TM检出率为100%,但各器官均为见明显病理改变。此外,在孕鼠的胎鼠中未发现分离株,提示至少在大鼠中未发生垂直传播。竹鼠的感染发生在与人类地方性TSM相同的地区,已知感染的鼠种包括中华竹鼠、银星竹鼠、大竹鼠、小竹鼠,提示人类是由啮齿动物或两者的共同环境感染的。

TSM的病原体传播来源被认为是啮齿动物生活的土壤,而啮齿动物是真菌的自然宿主(图2)。基因组研究显示,来自竹鼠和人类的TM基因型与地理区域相对应。然而,TM从环境土壤样本(如竹鼠洞穴和患者居住区)分离困难。迄今为止,在29个竹鼠洞中,仅从2个土壤样本中分离出TM。此外,对从印度采集的10株竹鼠分离株进行的多位点微卫星分型(MLMT)分析表明,所有21个微卫星位点都与人类TM分离株CBS101038相同,这意味着可能存在宿主间传播。虽然它仍然不能区分人类的感染来源,但先进的多位点序列分型(MLST)分析表明,啮齿动物分离株和人类分离株具有相似性。此外,在经常接触竹鼠的敏感人群中未发现感染率增加,这与竹鼠暴露或食用史不是TM感染的危险因素一致。然而,土壤暴露,特别是雨季,对于TM感染至关重要。此外,最近在中国广东省的一项研究提示,温度是HIV感染者发生TSM的环境因素(图2)。例如,越南和中国广西一般以上的人口生活在农村,农民患TSM的风险(70%~90%)远高于非农民人口,突出贫困人群中TSM的严重程度。

除了自然感染外,也有实验室获得性TM感染的报告。第一个记录的人类实验室感染病例是1959年通过直接将真菌接种到皮肤产生的。而首个自然感染病例于1973年被报告。从那时起,一名在不知情情况下HIV呈阳性的医生在偶然暴露于TM的实验室后被诊断出感染TM。以上不仅证实了孢子吸入是TM主要传播方式的普遍观点,而且强调了TM相关的实验室工作中生物安全的重要性。

临床表现

TSM在HIV患者中表现出典型的临床表现,在不同的病例系列中也报道了类似的特征(表1)。在TSM随时间推移流行的不同国家中,我们分析并总结了病例的临床特征,其中常见的有发热、体重减轻、虚弱、贫血和明显的皮肤损害、淋巴结肿大等。TM感染在泰国和中国香港等多个地区被归类为主要的艾滋病指征性疾病之一,而TSM预计将成为东南亚艾滋病的一个标志。

重要的是,CD4+T淋巴细胞数量减少是HIV感染者最明显的临床特征。HIV阳性TSM患者的中位CD4+T淋巴细胞计数通常小于100个细胞/mL。与此相反,HIV阴性TSM患者的CD4+T淋巴细胞细胞计数一般正常,超过200个细胞/mL。据此推测,HIV阴性患者的免疫缺陷不是由CD4+T淋巴细胞减少引起。在临床特征方面,HIV阴性个体更有可能发生骨关节感染,例如关节炎和骨髓炎。然而,由于其他系统性感染性疾病(如隐球菌病、芽生菌病、非洲组织胞浆菌病和结核病)也有类似报道,因此这些病变不能作为临床TSM诊断的常用标准。除了临床特征不典型外,HIV阴性患者的TM感染比例低,经常导致临床诊断时被忽视或漏诊,而对TM感染的HIV阴性患者缺乏关注会导致确诊时疾病进展严重,治疗效果差。

表1 HIV阳性和HIV阴性TSM临床表现比较

临床病理学

不同器官的TSM病理不同,通常取决于宿主的免疫状态。AIDS患者肺部弥漫性巨噬细胞浸润和淋巴细胞耗竭常表现出无反应和坏死性组织反应。肝、肺、皮肤以及淋巴结、骨髓和肠也常受累。肝活检显示肝脏病变的三种组织学模式(弥漫性、肉芽肿性和混合性)的比例相等。肺泡腔内可见巨噬细胞聚集伴局限性纤维性渗出物。中央坏死的脐凹样丘疹是AIDS患者TM感染的重要临床诊断体征。

临床诊断

感染早期迅速准确做出诊断有可能治愈TSM。目前诊断TM感染的大多数方法是基于病原体的,如显微镜检查和培养、血清学抗原或抗体检测以及分子PCR检测,这类诊断技术几乎可以完全覆盖HIV阳性个体的TSM临床诊断。此外,也有开发基于宿主免疫应答因素(如抗体检测和IFN-γ释放水平检测)的检测方法。值得注意的是,特异性单抗4D1、抗Mp1p抗体具有良好应用前景,其中抗Mp1p单抗已于2019年在中国上市用于临床。侧流免疫层析检测系统和免疫层析试纸条检测方法也被开发用于TSM的诊断,该方法具有检测限低、交叉反应性低、在尿液标本中具有较高的灵敏度和准确性,为临床提供了一种快速但廉价的诊断方法。

近年来,建立了一种新的TM感染预测模型。在一项大规模队列研究中,基于TM感染与HIV感染者临床特征之间的关联分析,利用机器学习进行了准确的风险评估和临床结局评估。根据不同的预测模型,皮肤病变、AST水平、ALT比值指数(AARI)、外周或腹部淋巴结肿大(POAL)和CD4+ T细胞数量均是较好的候选分类器。对于TM感染的早期诊断,现有随机森林(RF)模型结合患者的AST水平和AARI,具有较高的分类效能。预测模型的使用表明,在临床实践中频繁收集的数据在未来将可用于准确和快速的诊断预测。

临床治疗

两性霉素B(AmB)是治疗重度TSM的一线抗真菌药,之后是几周至几个月的唑类药物(如伊曲康唑和伏立康唑和泊沙康唑)。对于艾滋病患者,国际建议包括0.6~0.7mg/kg的AmB静脉给药,或3~5mg/kg AmB脂质体静脉给药持续2周。最近的临床研究表明,在初始临床治疗中,AmB在死亡率或杀菌活性方面并不优于伊曲康唑,但一些分析表明,单独使用伊曲康唑的疗效不如AmB。此外,伏立康唑和AmB的疗效差异很小,表明两者的临床治疗方案相当。在TSM流行的国家,伊曲康唑已成为治疗TSM的主流选择。由于AmB费用昂贵,并可能对患者造成严重副作用,包括肾功能衰竭、电解质异常、血管炎和骨髓抑制,因此在没有AmB的情况下,在严密的临床监测下给予唑类药物。

由于目前抗真菌药的局限性,也有其他治疗靶点被发现。新型抗菌药物Olorofim,目前已处于IIb期临床试验阶段。中药蛇床子对马尔尼菲的酵母形式也具有抗真菌活性。泰国药用植物穿心莲和白鹤灵芝中提取的纯化蛋白对TM也具有显著杀伤能力。这些研究结果不仅表明了这些候选药物在临床应用中的潜力,而且提示未来应该鉴定或测试更多的天然药物用于治疗TSM。

临床耐药性

马尔尼菲感染患者在临床治疗后经常出现复发或再发。因此,在马尔尼菲蓝状菌病诱导治疗成功后,常规需要口服伊曲康唑进行巩固治疗和长期二级预防。由于预防和治疗可能持续几周到几个月,长期暴露于唑类药物为真菌耐药性提供了机会。

马尔尼菲对抗真菌药物两性霉素B、伊曲康唑、伏立康唑、泊沙康唑、酮康唑、氟胞嘧啶、特比萘芬敏感性较高,氟康唑、阿尼芬净、米卡芬净、卡泊芬净对TM的最低抑菌浓度(MIC)较高,且菌株间存在异质性。目前尚未发现临床耐药分离株。PmMDR1PmMDR3是主要协同转运蛋白超家族(MFS)转运蛋白的编码基因,已被确定为TM体内的多药外排泵,并参与对唑类(如氟康唑和泊沙康唑)、嘧啶类似物(如氟胞嘧啶)和抗疟药的耐药性。因此,需要更多研究关注TM耐药性机制。

混合感染病例

值得注意的是,HIV人群中TM混合感染频率很高,尤其是与念珠菌、肺孢子菌、结核杆菌、巨细胞病毒、沙门氏菌、皮肤疱疹和其他混合感染。结核病、隐球菌病和TM是HIV人群中的三大机会性感染,它们对这些人群造成致命后果。例如,胞内分枝杆菌在一名HIV的TSM患者中被检出。此外,还记录了多种真菌病原体感染的患者,如对8名HIV阳性患者进行调查发现他们同时感染了TM和隐球菌。TM和隐球菌对氟康唑和伊曲康唑的药物敏感性不同,在临床环境中造成了严重的治疗问题。

在未感染HIV的TSM患者中混合感染同样常见,如非结核分枝杆菌(NTM)、结核分枝杆菌和新生隐球菌的混合感染。马尔尼菲和NTM的单发性感染最近在HIV阴性患者中更加常见。然而,感染了这些病原体后的患者具有共同的临床表现,如抗IFN-γ自身抗体水平升高,使诊断具有挑战性。2021年的一项系统评估中,22例马尔尼菲和NTM共感染患者的抗IFN-γ自身抗体滴度、白细胞计数、中性粒细胞计数、红细胞沉降率和C反应蛋白水平显著高于马尔尼菲或NTM单发性感染患者,而CD4+T细胞计数较低。因此,本研究为临床检测混合感染提供了监测标准和指导方针。值得注意的是,在这些报告的混合感染患者中,77.3%的患者初诊时仅为一种病原体感染,强调了对易感患者进行准确的混合病原体检测的必要性。因此,对免疫功能低下的宿主中进行诊断时,应考虑不同类型病原体与TM同时发生感染。

结论

本篇就目前临床实践中对TM感染的认识、患者用药以及新发现的潜在抗真菌药物进行综述,已经全面了解危及生命的TSM的严重程度,但是其分子遗传学研究目前进展如何?请看下一期报道。

END


翻译|梁恬溦(北京大学第一医院)
校审|宋营改北京大学第一医院
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