真 菌 感 染
李燕明
北京医院呼吸与危重症医学科
学习目标
1.肺部真菌病的主要临床特征。
2.不同真菌病的基本诊断方法。
3.真菌的形态学特点。
4.真菌感染的治疗。
掌握要点
1.了解以下真菌性疾病 曲霉病、芽生菌病、念珠菌感染、球孢子菌病、隐球菌病(新生隐球菌和哥特隐球菌)、组织胞浆菌病、毛霉病、伊氏肺孢子菌感染、孢子丝菌病。
2.掌握每种真菌病的生长环境和流行地区、传播和感染方式、危险因素、临床表现、诊断策略、治疗选择。
参考文献
1.Diagnosis and management of Aspergillus diseases:executive summary of the 2017 ESCMID-ECMM-ERS guideline.Clin Microbiol Infect,24(Suplement 1):e1-e38.
2.Practice guidelines for the diagnosis and management of aspergillosis:2016 update by the IDSA.CID,2016,63(4):e1-60.
3.Clinical Practice Guideline for the Management of Candidiasis:2016 Update by the IDSA.CID 2016 :62(4):e1-50.
4.Chronic pulmonary aspergillosis:rationale and clinical guidelines for diagnosis and management.Eur Respir J,2016,47 :45-68.
一、真菌的形态学分类
根据形态学将真菌分为三类:酵母菌、霉和双相性真菌。
1. 酵母菌
单细胞真菌,通过芽生或二分裂进行繁殖。
2. 霉
多细胞真菌,由菌丝和孢子组成。
3. 双相性真菌
双相性生长是真菌适应环境的表现。
(1)37℃:
体内和体外以酵母菌和小球(spherules)形态存在。
(2)25℃:
以霉的形态存在。
(3)双相性形态学变化受以下因素影响:
温度、CO2浓度、pH值、半胱氨酸水平等。
侵袭性真菌病多发生在免疫受损宿主中,区域流行性真菌病则可影响健康或免疫缺陷宿主。细胞免疫是机体对真菌病主要的防御机制。霉感染多从肺部起病,而酵母菌病则多为血行感染,并可引起脓毒血症。
二、曲霉病
1. 曲霉的基本知识
(1)曲霉储存库:曲霉在有土壤的地方几乎无处不在,如堆肥、杂物、灰尘、食物、腐烂的植物等。
(2)感染方式:吸入。
(3)形态学:丝状真菌。
(4)目前发现的曲霉超过200种,但超过50%的感染病例由烟曲霉引起。
(5)对人类有致病性的曲霉菌种
1)最常见:烟曲霉(Aspergillus fumigatus)、黄曲霉。
2)较少见:黑曲霉、土曲霉、杂色曲霉。
2. 肺曲霉病的临床表现
根据宿主免疫状态和合并的基础病,吸入曲霉孢子后,肺曲霉病有5种临床反应形式。
(1)健康宿主:
无特殊临床征象。
(2)既往有空洞性的基础肺病的患者:
曲霉球。
(3)合并慢性呼吸系统疾病或轻度免疫抑制宿主:
慢性坏死性曲霉病。
(4)免疫抑制宿主:
侵袭性曲霉病。
(5)支气管哮喘、囊性纤维化:
过敏性支气管肺曲霉病。
(一)侵袭性肺曲霉病(invasive pulmonary aspergillosis,IPA)
1. 临床特征
(1)曲霉进入人体的主要途径:从鼻窦到下呼吸道(因此鼻部和肺是曲霉最常见、最重要的受累器官)。
(2)常见症状:发热、咳嗽、咳痰和呼吸困难。
(3)可表现为单纯的气管支气管炎(如艾滋病、肺移植受者)。
(4)血管侵犯可表现为胸膜性胸痛(小面积肺梗死)、咯血。
(5)可出现血行播散(中枢神经系统易受累)。
2. 危险因素
(1)中性粒细胞减少是IPA最重要的危险因素。
(2)急性白血病患者的发病率为5%。
(3)IPA的风险随中性粒细胞减少、病程延长而增加(前3周约增加1%/天,3周后约增加4%/天)。
3. ICU患者IPA的危险因素
(1)高危因素:
粒细胞缺乏、血液系统恶性肿瘤、异基因骨髓移植。
(2)中危因素:
入住ICU前长期应用糖皮质激素、慢性阻塞性肺疾病、同基因骨髓移植、肝硬化、患者入住ICU>7天、实体脏器肿瘤、HIV感染、肺移植、系统性疾病、接受免疫抑制药物治疗。
(3)低危因素:
严重烧伤、其它实体器官移植受者(心、肾、肝等)、糖皮质激素应用≤7天、ICU居住>21天,营养不良、心脏手术后等。
4. 诊断
(1)组织病理学:
存在有分隔的锐角分枝菌丝是确诊标准(图1,镰刀菌和足放线菌病也可出现该表现)。
图1 曲霉PAS染色
(2)痰培养:
生长迅速(1~3天),但相对不敏感。
1)痰曲霉培养阳性:
可能为定植或感染。
2)白血病或骨髓移植患者的诊断效能较高:
PPV(阳性预测值)80%~90%;NPV(阴性预测值)70%。
(3)血培养:
阳性率低。
(4)血β-D-葡聚糖测定(G试验):
检测真菌细胞壁成分,但并非曲霉的特异性检查,一些抗菌药物可造成假阳性。
(5)血半乳甘露聚糖抗原检测(GM试验):
检测曲霉细胞壁的多糖。曲霉特异性抗原检测方法,敏感性和特异性较高,特别是在中性粒细胞减少的人群中。其他真菌、大米/面食饮食可造成假阳性。
(6)支气管肺泡灌洗液在IPA中的诊断价值
1)真菌涂片和培养:特异性97%,敏感性3%~50%。曲霉的菌丝呈45°锐角分叉,并有隔膜。
2)经支气管活检临床意义有限。
3)半乳甘露聚糖抗原(GM试验):不同人群应用肺泡灌洗液中GM试验诊断IPA的研究所采用的cut-off值不同,以0.5居多。敏感性67%~100%,特异性 78%~100%,正常人群的特异性稍差。
(7)IPA 影像学表现
1)CXR:
①非特异性表现:圆形浸润影、宽基底的胸膜下浸润(肺梗死)、空腔;②胸腔积液罕见。
2)CT扫描典型表现:
①多发结节;②晕征:结节周围出血引起的低密度影(多见于中性粒细胞减少患者);③新月征:继发于坏死结节中间的月牙形透亮影。
5. 治疗
一线治疗药物为伏立康唑;两性霉素B和卡泊芬净可以作为备选方案。
6. 预防
泊沙康唑现已获得FDA批准用于患有以下疾病患者进行IPA预防:急性髓性白血病、骨髓增生异常综合征、异基因移植后的移植物抗宿主病。
(二)慢性坏死性肺真菌病
1.临床表现 通常发生在合并基础肺病和/或一定程度免疫抑制的患者中;临床可表现为发热、不适、咳嗽、盗汗和体重减轻;当社区获得性肺炎治疗效果欠佳时应考虑该病。
2.抗真菌药物 伏立康唑、伊曲康唑、两性霉素B、卡泊芬净。
3.去除危险因素非常重要。
(三)曲霉球
1. 曲霉球
是真菌球占据原先存在的空腔内形成的,真菌球由菌丝、纤维蛋白、黏液和细胞碎片等物质构成。
2. 临床表现
临床症状多样:轻症可无症状;重症可出现咯血,特别是在支气管扩张症患者中;发热和咳嗽不常见。
3. 特异性影像学表现
腔内的真菌球可随体位移动。
4. 治疗
无症状者可以观察;伊曲康唑治疗有效率60%;手术切除;咯血患者可行支气管动脉栓塞。
(四)变应性支气管肺曲霉病(ABPA)
1.ABPA是一种非侵袭性、过敏性疾病,可表现为发热、肺浸润、咳嗽,咳痰伴黏液栓常见。
2.在以下疾病中要考虑ABPA 难治性哮喘(即难以逐渐减少糖皮质激素使用)、囊性纤维化。
3.治疗目标 预防恶化。
(1)治疗:糖皮质激素和/或伊曲康唑。
(2)抗IgE治疗可能有益。
4.ABPA诊断标准(另章详述)。
三、芽生菌病
1. 基础知识
芽生菌病由皮炎芽生菌感染引起,也称北美芽生菌病,在美国主要流行于北美地区。其属于双相真菌,在自然环境中以霉菌形式存在,可产生孢子。宿主通过吸入孢子或通过皮肤接触感染,在人体的体温环境中变为酵母菌相,可以定植在肺部,亦可以通过血液播散到其他器官,如皮肤、骨关节和中枢神经系统等。
2. 临床特点和并发症
(1)临床症状谱广,从轻度至危及生命(例如ARDS)。
(2)任何宿主都可发病,但免疫抑制宿主的疾病程度更重。
(3)大多数患者表现为慢性肺炎。
(4)影像学:可为任何表现。
(5)皮肤是第二常见的感染部位,可表现为疣状或溃疡性皮损。
3. 诊断方法
(1)抗原检测:通过酶联免疫测定(EIA)方法检测尿液、血清或BAL的芽生菌抗原。与组织胞浆菌病和其他真菌性疾病可能发生交叉反应。
(2)抗体测试:免疫扩散(ID)和补体结合(CF)法,敏感性和特异性均较低。
(3)培养是诊断芽生菌病的金标准。目前已有商品化的DNA探针(AccuProbe,GenProbe公司)可用于确诊。
(4)显微镜检查对芽生菌诊断很重要,可发现组织或呼吸道分泌物中的酵母样菌,芽生孢子与母孢呈宽基底连接。
(5)聚合酶链式反应(PCR):仍在试验中。
4. 治疗
根据病情严重程度决定治疗策略,可选用两性霉素B或伊曲康唑。
四、侵袭性念珠菌病
1. 背景
(1)念珠菌属可在人的消化道和皮肤定植,目前已经发现160多种念珠菌,其中只有少数对人类有致病性。
(2)念珠菌是血行感染的重要病原,占所有血行感染的12%。
(3)以下为常见的念珠菌属
1)白色念珠菌:占侵袭性念珠菌病分离率的50%~60%。
2)光滑念珠菌:对多数抗真菌药物不敏感,占分离率的15%~20%。
3)近平滑念珠菌:多见于导管相关感染,占分离率的10%~20%。
4)热带念珠菌:占分离率的6%~12%。
5)克柔念珠菌:对唑类天然耐药,对两性霉素B亦不太敏感。
6)季也蒙念珠菌
7)葡萄牙念珠菌:对两性霉素B耐药。
8)都柏林念珠菌:95%从HIV感染患者中分离出。
2. 念珠菌病的临床症状
(1)临床病例多数发生在ICU中:伴有急性播散的念珠菌血症。
1)50%的念珠菌血症会发展为感染性休克。
2)播散部位:肾脏、肝脏、脾脏、眼、血管内结构。
(2)念珠菌腹膜炎:可发生在肠壁损伤后。
(3)念珠菌脑膜炎。
(4)从泌尿道和呼吸道分离到的念珠菌通常为定植。
3. 播散性念珠菌血症的临床特点
(1)对广谱抗菌药物没有反应的发热常常是最重要的感染线索,特别是以下情况:
1)静脉留置导管时间延长。
2)同时存在多种危险因素。
3)伴有多器官的感染。
(2)体格检查
1)皮肤结节(10%~20%)。
2)真菌性内眼炎(5%~10%)。
3)可出现感染性休克(低血压、心率增快、呼吸频率增快)。
4)因脓毒血症导致多脏器功能不全相关表现。
4. 侵袭性念珠菌病的诊断
(1)血培养:
40%~60%播散性念珠菌病为阴性,鉴定酵母阳性培养物可能需要数天时间。
(2)血清学:
1,3 β-D-葡聚糖(普通真菌细胞壁蛋白)。
1)灵敏度:
75%~100%;特异性88%~100%(FDA批准)。
2)与下列物质存在交叉反应:
曲霉、镰刀菌、顶头孢霉和其他真菌。
5. 念珠菌病的治疗
(1)拔除血管内留置导管。
(2)作为初始治疗,棘白菌素类优于唑类,后根据药敏结果可过渡到唑类。
(3)疗程
1)仅有念珠菌血症:血培养阴性后2周。
2)有内眼炎证据:4~6 周。
(4)预防:意见不太一致,如果存在两个或以上部位真菌定植(如尿液、痰),可以考虑应用1周氟康唑。
6. 耳念珠菌
(1)自2009年开始出现,在欧洲与美国均有报道,我国也有报道。
(2)其感染与医疗行为相关,临床难以识别和诊断。
(3)对唑类耐药,一些菌株对所有三唑类抗真菌药物均不敏感,治疗困难。
五、球孢子菌病
1. 背景
球孢子菌病是因吸入球孢子菌属的孢子引起的真菌感染。球孢子菌属包括两个类型:粗孢子菌和波萨达斯球孢子菌。球孢子菌病主要流行于美国西南部和墨西哥、中美洲、南美洲的干旱地区,又称山谷热。
球孢子菌在自然界以菌丝形态存在,在体内是以小球体孢子型存在。自然界的孢子吸入气道后,孢子膨胀成为内孢囊分裂繁殖,成熟的内孢囊破裂并释放内生孢子,进行周期性繁殖、寄生并引起感染;显微镜下可见大个的小球体中填满内生孢子。
2. 临床特点
(1)60%的感染患者无症状。
(2)大多数急性病例是自限性的;即使在流行地区,1/3的病例可能被诊断为“社区获得性肺炎”。
(3)当出现以下情况时提示患者可能不是“CAP”:肺门淋巴结肿大、嗜酸性粒细胞增多、皮肤表现(如结节性红斑)。
(4)球孢子菌在传播上有种族偏好,菲律宾人和非洲裔美国人的传播风险高于白人,这种传播上的种族偏好可能是由于HLA复合基因的差异性引起的。
3. 诊断和治疗
(1)诊断
1)抗体测试(ELISA,免疫扩散等)。
2)从培养物中分离小球体(容易生长)。
(2)治疗
1)免疫功能正常患者:观察。
2)如果症状持续> 6周,考虑启动治疗。
3)免疫抑制患者:氟康唑或两性霉素。
六、隐球菌
感染人类的隐球菌主要是新生隐球菌和格特隐球菌。
1. 新生隐球菌
(1)全球范围内流行,存在于土壤和鸟类粪便中。
(2)免疫功能低下宿主是主要的感染人群。
(3)肺和中枢神经系统是主要的感染部位。
(4)诊断:培养、显微镜检查(经印度墨汁染色,隐球菌的多聚糖荚膜呈典型的光环状)、抗原检测(LA,EIA)。
2. 格特隐球菌
主要流行于热带和亚热带地区以及北美太平洋海岸;需要通过培养和新生隐球菌鉴别。
3. 治疗
疗程长,一般需6~12个月。
(1)肺部感染:
氟康唑
(2)中枢神经系统感染:
两性霉素B+氟康唑
七、组织胞浆菌病
1. 背景
组织胞浆菌病是由荚膜组织胞浆菌引起的真菌感染。组织胞浆菌是土壤腐生菌,鸟粪和蝙蝠粪是重要的载体;传播方式:吸入微小分生孢子;鸡舍、鸟巢和洞穴是重要的病原菌来源;主要流行于美国东南部和南美洲,我国有散发报道。
2. 临床特点
(1)大多数人仅表现为轻微/自限性呼吸道感染症状。
(2)严重者可出现急性呼吸衰竭,影像学表现为弥漫性浸润影。
(3)结节(PET可阳性)。
(4)支气管结石和纤维素性纵隔炎是组织胞浆菌病的特殊临床表现,但不多见。
(5)HIV阳性的患者可出现播散性组织胞浆菌病。
(6)致病与否取决于暴露强度、宿主免疫状态,但也存在目前尚不确定的因素。
3. 诊断
(1)抗原检测:
EIA方法检测抗原,可以检测样本包括血清、尿液、BAL、脑脊液。
(2)抗体检测:
感染后2~6周才能出现阳性反应,因此不适用于急性病例诊断或免疫抑制患者。
(3)补体结合试验:
病程6周以上可出现阳性;敏感性:病程每延长1周增加5%~15%,到第6周75%~95%;以下情况特异性降低:结节病、结核、淋巴瘤,可出现交叉阳性反应。
(4)免疫扩散试验:
1)H型沉淀带:
敏感性10%~20%,对急性感染病例非常特异。
2)M型沉淀带:
敏感性50%~80%,阳性持续时间长。
(5)组织和体液培养:
可能需要6周才能生长。
(6)显微镜:
可见非常小的出芽酵母,敏感性低。
4. 治疗
组织胞浆菌病的治疗需依据患者病情的严重程度。
(1)轻度或者慢性状态:
观察。
(2)中度:
伊曲康唑。
(3)重度:
两性霉素B。
八、毛霉病
1. 背景
毛霉属于接合菌纲毛霉目毛霉科。引起人类疾病的毛霉包括根霉属、犁头霉、毛霉属。毛霉广泛存在于自然界的土壤和腐烂的有机物质中。人通过吸入孢子感染毛霉病。
2. 毛霉病
毛霉是侵袭力非常强的病原体,以血管侵袭、血栓形成和出血性梗死为特征。根据毛霉的感染部位把毛霉病主要分为5型。
(1)鼻脑型:
常见于中性粒细胞减少症患者和糖尿病患者。
(2)肺型:
严重的中性粒细胞减少症。
(3)胃肠道型:
不太常见,在新生儿中最常见。
(4)皮肤型:
分为原发性和继发性。
(5)播散性:
可以继发于其他型,特别是在严重的中性粒细胞减少症者。
3. 肺型毛霉的特点
(1)宿主常为合并恶性血液病患者,因应用免疫抑制剂/抗菌药物引起长期的严重的中性粒细胞减少。
(2)症状:咳嗽、发热、胸膜性胸痛、咳痰,部分患者出现咯血(咯血量不一)。
(3)影像学检查:肺多发结节;胸腔积液(与IPA相反,较IPA常见)。
4. 毛霉病的诊断
(1)组织学:丝状真菌,少许分裂(带状)菌丝;直角分支,无确定的隔膜(图2)。
(2)培养:来自感染部位标本培养阳性是诊断毛霉病的金标准。
(3)1,3-β-D-葡聚糖和半乳甘露聚糖检测在毛霉感染中均为阴性。
图2 毛霉菌PAS染色(图片出自北京医院临床病例)
5. 毛霉病的治疗
(1)停止去铁胺治疗。
(2)对临床怀疑的患者进行早期经验性治疗很重要。
(3)毛霉病预后差,需联合治疗
1)抗真菌药:两性霉素B仍然是最有效的抗真菌药,其次是泊沙康唑和艾莎康唑。
2)手术切除病灶/感染病灶彻底清创。
3)免疫重建。
九、肺孢子菌肺炎
1. 概述
(1)PCP是Pneumocystis Pneumonia(肺孢子菌肺炎肺炎)的缩写。
(2)发病率低于15年前。
(3)患病率:住院的HIV/AIDS患者中为9%;在实体器官移植受者中为1%。
(4)HIV感染患者临床表现:亚急性起病,症状可有发热、干咳、乏力。
(5)非HIV感染患者临床表现:起病更急,高热常见,临床表现更为凶险。
2. 危险因素和预防措施
(1)危险因素:HIV/AIDS(CD4+T细胞<200/μL);使用免疫抑制剂的器官移植受者;应用糖皮质激素联合免疫抑制药物治疗的患者;接受细胞毒性药物治疗的结缔组织疾病患者。
(2)对于以下PCP感染的高危人群,可应用TMP-SMX进行预防。
1)HIV(+)患者 CD4+T 细胞 <200/μL。
2)干细胞移植患者。
3)次选药物:阿托伐醌、氨苯砜、喷他脒喷雾剂。
4)如果HIV +患者CD4+T细胞 <100,需联合预防弓形虫病的治疗。
3. 诊断和治疗
(1)诊断
1)在HIV(+)患者中,经甲苯胺蓝染色后显微镜检查(最理想的是BAL)直接发现PCP是非常敏感的方法。
2)PCR:可用于无症状患者的监测。
(2)治疗
1)TMP-SMX 疗程 21 天。
2)如果A-aDO2> 35mmHg,则联合糖皮质激素。
3)备选方案:①重度:克林霉素+伯氨喹;静脉应用喷他脒。②轻度:甲氧苄啶+氨苯砜;阿托伐醌。
十、少见真菌病
1. 孢子丝菌病(sporotrichosis)
是由申克孢子丝菌复合体(Sporothrixschenckii complex)感染皮肤、皮下组织、黏膜和局部淋巴系统所引起的慢性感染性疾病,偶可播散全身,引起多系统性损害。病原来源:土壤,腐烂的植被;传播:主要通过切割/刮擦等与皮肤接触传播,肺部吸入孢子感染少见;诊断:培养阳性诊断价值最好,血清学结果意义不大。
2. 枝孢子菌病
环境真菌可以引起皮肤、眼睛、鼻窦、脑部感染;与哮喘有关。
3. 凸脐儒孢菌
属于霉菌(存在于草地,温暖,潮湿的地区);可累及皮肤、角膜、鼻、肺、心包、骨骼;免疫力低下的患者为主要感染人群。
十一、抗真菌治疗药物
1. 唑类
通过羊毛甾醇脱甲基酶抑制细胞壁功能生长。
(1)提示:
避免应用于妊娠患者,药物相互作用常见(细胞色素P450)。
(2)氟康唑:
口服生物利用度良好。
(3)伊曲康唑:
监测血药浓度。
(4)泊沙康唑:
可应用于预防,抗菌谱较广。
(5)艾莎康唑:
抗菌谱较广,仅有静脉制剂,输注需要过滤器。
(6)伏立康唑:
口服生物利用度良好,需监测血药浓度(对曲霉有杀菌作用)。
2. 棘白菌素
卡泊芬净、米卡芬净、阿尼芬净。
(1)抑制细胞壁葡聚糖的合成,被认为对念珠菌有杀菌作用。
(2)口服生物利用度差。
(3)副作用较少:肝毒性(7%~14%),过敏。
3. 两性霉素
副作用多,肾毒性是其中之一。
复习题
1.侵袭性肺曲霉病的危险因素不包括
A.中性粒细胞减少及中性粒细胞缺乏
B.长期糖皮质激素应用
C.支气管扩张
D.血液系统恶性肿瘤
参考答案:C
2.关于曲霉,以下说法正确的是
A.慢生长菌
B.菌体存在有分隔的,呈直角分枝菌丝
C. G试验是曲霉特异性检查
D.伏立康唑为IPA一线治疗用药
参考答案:D
3.关于芽生菌病,以下说法错误的是
A.仅免疫抑制宿主可发病
B.肺部及皮肤是常见的感染部位
C.影像学基本可以为任何表现
D.治疗可选用两性霉素B或伊曲康唑
参考答案:A
4.可引起血流感染的真菌最常见为
A.曲霉菌
B.念珠菌
C.毛霉菌
D.新生隐球菌
参考答案:B
5.关于毛霉病,以下错误的是
A.通过吸入孢子传播
B.是侵袭力非常强的病原体,以血管侵袭,血栓形成和出血性梗死为特征
C. 1,3-β-D-葡聚糖和半乳甘露聚糖在毛霉感染中均为阳性
D.最有效的抗真菌药物为两性霉素B
参考答案:C
6.G试验与GM试验有助于毛霉菌感染确诊? 是或 否
参考答案:否