著色芽生菌病致病機(jī)制的研究進(jìn)展

王麗 闕冬梅 胡永軒 黃曉 張軍民

(中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院皮膚性病科，廣州 510120)

著色芽生菌病 (Chromoblastomycosis，CBM)是一種慢性肉芽腫性真菌病，常見的病原菌是一組暗色孢科真菌，該病原菌在體外環(huán)境，如植物、土壤中，往往以菌絲、分生孢子存在。通過外傷接觸植入體內(nèi)，在表皮微膿腫和多核巨細(xì)胞內(nèi)形成深棕色、厚壁、圓形、卵圓形或不規(guī)則形中央有橫隔的孢子，即特征性的硬殼小體，并在慢性經(jīng)過中形成皮膚結(jié)節(jié)、斑塊、疣狀增殖、疤痕、膿皰等多種損害。

CBM發(fā)生于世界各地，但多流行于熱帶或亞熱帶地區(qū)，以農(nóng)業(yè)或林業(yè)勞動者多見。該病頑固難治、復(fù)發(fā)率高，通常局限于皮膚和皮下組織，晚期可經(jīng)淋巴管血管播散，腦組織及其他臟器受損，致畸致殘，甚至在慢性潰瘍的基礎(chǔ)上發(fā)生鱗狀細(xì)胞癌［1］。該病的診斷依據(jù)為皮損直接鏡檢或病理切片發(fā)現(xiàn)硬殼小體及培養(yǎng)有暗色孢科真菌生長、以及病原菌分子生物學(xué)鑒定［2］。

深入研究著色芽生菌病的發(fā)病機(jī)制一直是該領(lǐng)域的研究熱點，本文主要從微生物學(xué)、免疫學(xué)、分子生物學(xué)對著色芽生菌病的致病機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 微生物學(xué)研究

著色芽生菌病的病原菌為一組暗色孢科真菌，主要包括著色霉菌屬 (裴氏著色霉、緊密著色霉、Fonsecaea monophora)、枝孢霉屬 (卡氏枝孢霉、播水喙枝孢)及疣狀瓶霉，其中裴氏著色霉、卡氏枝孢霉最常見［3］。在世界范圍內(nèi)，CBM的主要致病菌是裴氏著色霉，非洲、澳大利亞及馬達(dá)加斯加地區(qū)的主要致病菌是卡氏枝孢霉［4］，我國北方主要致病菌是卡氏枝孢霉，而華南地區(qū)則以裴氏著色霉為主［5］。這些病原菌的共同特征是細(xì)胞壁產(chǎn)黑色素，均以暗色菌落為特征，但有枝孢型、瓶霉型、喙枝孢型等不同產(chǎn)孢方式，是形態(tài)學(xué)鑒定的主要依據(jù)［6］。近年來基于rDNA內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(ITS)序列分析在著色真菌分類中起到重要作用［7］。席麗艷等通過分析多株裴氏著色霉的ITS序列，發(fā)現(xiàn)Fonsecaea monophora是中國南方地區(qū)著色芽生菌病的最主要致病菌，不同于以往傳統(tǒng)觀念的“裴氏著色霉是中國南方地區(qū)主要致病菌”［5］。

對著色真菌微生物組分的研究主要集中在以下幾個方面。

1.1 黑色素

黑色素使真菌具有較強(qiáng)的抵御外來離子輻射、溫度變化、pH值改變的能力，也是引發(fā)真菌耐藥性形成的重要因素［8］。主要包括細(xì)胞壁和細(xì)胞外可溶性黑色素。著色真菌細(xì)胞壁上的黑色素是著色真菌的重要毒力因子。Cunha等［9］發(fā)現(xiàn)，裴氏著色霉細(xì)胞壁上的黑色素能抵御H2O2及NO的氧化殺傷作用。通過比較色素組、TC(三環(huán)唑)色素抑制組與巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)后NO濃度，NBT染料檢測細(xì)胞壁氧化顆粒，證實了色素組明顯下調(diào)了巨噬細(xì)胞NO的釋放，抑制了巨噬細(xì)胞對裴氏著色霉的氧化殺傷作用。此外Nobreqa等［10］發(fā)現(xiàn)裴氏著色霉細(xì)胞壁上含有黑色素的F2片段可下調(diào)Th1細(xì)胞因子，上調(diào)Th2細(xì)胞因子，有利于菌體的侵襲作用。不同于細(xì)胞壁上黑色素毒力作用，Alviano等［11］發(fā)現(xiàn)，裴氏著色霉細(xì)胞外可溶性色素具有刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫保護(hù)性作用?？扇苄陨啬芘c相應(yīng)血清抗體發(fā)生反應(yīng);在有色素存在的感染灶中，特異性免疫反應(yīng)異?；钴S。此外，可溶性色素增強(qiáng)了中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞對菌體的吞噬能力及氧化殺傷效應(yīng)。具有極強(qiáng)的抗真菌感染效應(yīng)。

1.2 唾液酸

唾液酸是裴氏著色霉分生孢子和菌絲體細(xì)胞表面成分，在細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生和細(xì)胞的完整性維持方面具有重要的作用［12］。病原菌表達(dá)的唾液酸可以保護(hù)其抵抗宿主免疫細(xì)胞的吞噬作用而逃避殺傷，從而在體內(nèi)順利轉(zhuǎn)變成寄生態(tài)的硬殼小體。著色真菌分生孢子經(jīng)唾液酸酶處理后被健康個體的中性粒細(xì)胞的吞噬增多［13］。

1.3 胞外酶

著色真菌的胞外酶包括:磷脂酶、ATP酶、蛋白酶等，在著色真菌生長周期不同階段 (菌絲體、分生孢子、硬殼小體)各種酶的表達(dá)量也不同。為了適應(yīng)體內(nèi)環(huán)境，相對于分生孢子和菌絲體，硬殼小體具有較高的酶活性［14］。胞外磷酸酶有助于裴氏著色霉的分生孢子黏附于宿主細(xì)胞［15］。裴氏著色霉的分生孢子分泌的天冬氨酸蛋白酶，能夠水解人重要的血清蛋白如白蛋白、纖維素及血紅蛋白。通過抑制天冬氨酸蛋白酶，可抑制分生孢子的生長，抑制其向菌絲體的轉(zhuǎn)化［16］。

2 免疫學(xué)研究

在著色真菌的毒力與機(jī)體免疫系統(tǒng)相互作用過程中，中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞發(fā)揮著重要作用［17］。巨噬細(xì)胞一般不能直接殺滅菌體，但可通過氧化應(yīng)激，釋放NO對菌體生長起抑制作用［18］。中性粒細(xì)胞在與菌體作用20 min內(nèi)即可將其殺滅，主要通過細(xì)胞外細(xì)胞毒性物質(zhì)、髓過氧化物酶的釋放引發(fā)氧化殺傷［19］。巨噬細(xì)胞在CBM中發(fā)揮的作用因致病菌不同而異，其對裴氏著色霉和播水喙枝孢霉的吞噬指數(shù)高于其他致病菌。補(bǔ)體介導(dǎo)的吞噬對疣狀瓶霉和播水喙枝孢霉尤為重要，但當(dāng)巨噬細(xì)胞吞噬了裴氏著色霉或播水喙枝孢霉后，此效應(yīng)可被甘露聚糖所抑制。巨噬細(xì)胞發(fā)生吞噬后，MHC-II類分子和CD80表達(dá)下調(diào)，基礎(chǔ)NO釋放受抑制，但吞噬播水喙枝孢霉則不發(fā)生該效應(yīng)，提示巨噬細(xì)胞只對播水喙枝孢霉具有顯著殺傷效應(yīng)［20］。

皮膚巨噬細(xì)胞內(nèi)有來自裴氏著色霉的抗原，同樣的現(xiàn)象在樹突狀細(xì)胞和郞罕氏細(xì)胞中也被觀察到［21-22］，提示這些細(xì)胞在抗著色真菌免疫中起著抗原提呈作用。Da Silva等［23］研究了BALB/c小鼠皮膚來源的朗格漢斯細(xì)胞與裴氏著色霉孢子或硬殼細(xì)胞之間的相互作用，發(fā)現(xiàn)在共同培養(yǎng)時，郞罕氏細(xì)胞在最初3 h內(nèi)可吞噬孢子，但不吞噬硬殼小體，在12 h內(nèi)菌絲的形成受到抑制。孢子可通過抑制郞罕氏細(xì)胞中的CD40和B7-2的表達(dá)進(jìn)而抑制郞罕氏細(xì)胞的成熟，而硬殼小體則不具此作用。

此外著色芽生菌病的嚴(yán)重程度與機(jī)體內(nèi)Th1、Th2免疫反應(yīng)的平衡程度有密切關(guān)系，菌體的生長與增殖依賴于抑制Th1、加強(qiáng)Th2免疫反應(yīng)。研究顯示嚴(yán)重難治型的CBM患者，可檢測到高水平的IL-10，低水平的IFN-γ，并顯示T細(xì)胞增生不良;反之，若患者病情較輕，則產(chǎn)生高水平的IFN-γ，低水平的IL-10，并可見有效的T細(xì)胞增生，提示細(xì)胞免疫在疾病過程中起重要作用［24-25］。此外CD4+T細(xì)胞是殺傷著色真菌的主要免疫細(xì)胞。Teixeira等［26］以裴氏著色霉孢子注射小鼠，與野生型小鼠相比，CD4+T細(xì)胞缺陷小鼠肝脾中真菌計數(shù)更高，而CD8+T缺陷小鼠則無明顯差別。同時前者IFN-γ產(chǎn)量明顯減低，而后者則無明顯差別。

Sá等［27］用免疫組化方法，檢測CMB患者與正常人群的細(xì)胞亞群、趨化因子、趨化因子受體、酶的表達(dá)差異性。結(jié)果顯示患者所有指標(biāo) (CD68、S100、CD3、CD4、CD8、CD45RO、CD20、CD56、CD15、MIP-1α、CXCR3、CCR1、SOD、i-NOS)均增高。CD15+和 CD56+細(xì)胞少于 CD3+，CD4+，CD20+和CD68+細(xì)胞。載菌量與CD3+，CD45RO+和iNOS+細(xì)胞數(shù)呈正相關(guān)。MIP-1α表達(dá)與CD45RO、CD68、iNOS、CXCR3 相關(guān)，提示 MIP-1α在感染灶炎癥細(xì)胞的招募中起到重要作用。

3 分子生物學(xué)研究

迄今為止，關(guān)于著色真菌致病機(jī)制方面的分子生物學(xué)研究較為缺乏。目前主要側(cè)重于基因遺傳學(xué)，菌體形態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制等方面的研究。在基因遺傳學(xué)方面，研究表明歐洲、亞洲、拉丁美洲、非洲人群CBM發(fā)病率無明顯差異，但CBM患者HLA-A29陽性的幾率約為其他人群的7倍，提示CBM易感性與6號染色體上的HLA基因相關(guān)，HLA-A29陽性者患CBM的相對危險度為10［28］。在形態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制方面，著色真菌有3種形態(tài):繁殖結(jié)構(gòu)分生孢子、腐生結(jié)構(gòu)菌絲體、寄生狀態(tài)硬殼小體。國內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為，硬殼小體是著色真菌為了適應(yīng)宿主體內(nèi)的環(huán)境而發(fā)生的形態(tài)改變。Cdc42基因在Fonsecaea monophora硬殼小體的表達(dá)量明顯高于菌絲、分生孢子，提示Cdc42基因可能參與硬殼小體形成的調(diào)節(jié)［29］。

4 其 他

CBM患病率具有明顯的性別差異，常見于男性，男女患病率之比從5∶1至9∶1不等。部分學(xué)者認(rèn)為雌激素可能干擾了著色真菌從菌絲相轉(zhuǎn)化為酵母相，從而降低其致病性。Hernández-Hernández等［30］研究顯示孕酮和睪酮對體外生長的裴式著色霉、卡氏枝孢霉、疣狀瓶霉均有抑制作用，并在疣狀瓶霉的胞質(zhì)中發(fā)現(xiàn)黃體酮受體。另外，患有免疫缺陷性疾病或因接受大量皮質(zhì)類固醇激素治療而導(dǎo)致免疫功能抑制者，患CBM的幾率增高，CBM與惡性疾病的密切相關(guān)性亦越來越受到重視［31］。

5 展 望

著色芽生菌病發(fā)展緩慢，易復(fù)發(fā)，危害大，并可誘發(fā)鱗狀細(xì)胞癌。其致病機(jī)制正在逐步得到闡明，但相關(guān)研究仍然匱乏。我們需要加強(qiáng)對著色真菌微生物學(xué)、免疫學(xué)的研究及認(rèn)識，進(jìn)一步拓展分子生物學(xué)領(lǐng)域，從基因、蛋白水平探究其發(fā)病機(jī)理，為更好地指導(dǎo)臨床工作奠定堅實的理論基礎(chǔ)。

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