真菌感染
——隱藏的殺手

盛春泉 劉娜 （海軍軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院）

真菌，是一種廣泛分布于自然界的真核生物。據(jù)估計，自然界中實際存在的真菌物種約有150萬種，目前世界上已被發(fā)現(xiàn)和描述過的真菌種類約為10萬種。它們以腐生、共生和寄生等多種方式與自然環(huán)境、人類和其他生物發(fā)生著廣泛的聯(lián)系。大多數(shù)真菌對人類有益，對人類具有致病性的真菌約500種。

真菌感染所引起人類、動物、植物的疾病，稱為真菌病，真菌還可引起人類過敏性疾病和真菌毒素中毒癥。真菌病按照其侵犯部位可大致分為淺部真菌病和深部真菌病。

淺部真菌病是指由真菌侵犯皮膚、毛發(fā)和指（趾）甲，寄生或腐生于表皮角質(zhì)、毛發(fā)和甲板的角蛋白組織中所引起的一類疾病，包括皮膚癬菌病、淺表性念珠菌病及其他皮膚真菌感染（如花斑癬、毛結(jié)節(jié)病、黑癬等）。

深部真菌感染又稱作侵襲性真菌感染，是指病原真菌侵犯皮下組織、黏膜和內(nèi)臟所引起的感染性疾病，包括局限性的單一器官感染和侵犯兩個或兩個以上器官（組織）的系統(tǒng)性真菌感染。近年來，由于器官移植手術(shù)廣泛開展，免疫抑制劑使用大幅度增加，惡性腫瘤患者的放、化療以及肺結(jié)核、艾滋病等嚴重感染，免疫受損患者不斷增加，有很多原本不致病的真菌可以作為機會致病菌引起感染，甚至成為免疫受損患者的重要死亡原因，導(dǎo)致深部真菌感染的發(fā)病率和死亡率大幅上升。下文將會重點討論深部真菌感染。

據(jù)統(tǒng)計，目前每年約有數(shù)十億人會受到真菌感染，其中數(shù)百萬人所受的感染是危及生命的。

圖1 臨床上最為常見的三種致病真菌

引起真菌感染的真菌

機會性真菌感染的發(fā)病率和死亡率呈急劇上升趨勢，這種狀況已受到醫(yī)學(xué)界關(guān)注。引起深部真菌感染的真菌主要有念珠菌、隱球菌、曲霉、毛霉菌等（圖1），其中以念珠菌感染最為常見。

臨床上最常見的致病念珠菌為白念珠菌，其次為熱帶念珠菌、近平滑念珠菌、光滑念珠菌等。近年來，不斷有新的致病菌種的報道，其中，耳念珠菌作為新興耐藥念珠菌的發(fā)現(xiàn)極大地引起了人們的重視。2009年，耳念珠菌首次在日本被發(fā)現(xiàn)，因其具有多重耐藥和致死率高的特征，也被稱為“超級真菌”（圖2）。2016年倫敦皇家布朗普頓醫(yī)院ICU被迫關(guān)閉2周，以遏制歐洲首次暴發(fā)的50例耳念珠菌??；2019年4月，耳念珠菌在美國多地暴發(fā)，美國疾病控制與預(yù)防中心（CDC）已將其列入“緊急威脅”名單；2018年，中國發(fā)現(xiàn)首例耳念珠菌臨床感染病例，截至目前，我國已確認感染18例，但我國檢出的耳念珠菌菌株對抗真菌藥物都比較敏感。耳念珠菌的來源尚不清楚，研究人員普遍認為，這是新近進化出來的、快速適應(yīng)人體宿主環(huán)境的新物種，主要引起血液感染，致死率高達60%。然而，耳念珠菌對健康人群不會造成太大影響，這種超級真菌感染主要發(fā)生在醫(yī)院內(nèi)，集中在免疫力低下的人群，如ICU病房的患者，已報道的大規(guī)模暴發(fā)案例也都是在院內(nèi)發(fā)生。

隱球菌病是由隱球菌屬中某些種或變種引起的一種深部真菌病，隱球菌中新生隱球菌是最主要的致病菌，鴿糞被認為是最重要的傳染源。1894年，Sanfelice首先在桃汁中發(fā)現(xiàn)新生隱球菌；1895年，Busse和Buschke證實隱球菌對人類致??；1940年，林子楊首次報告我國存在隱球菌；1980年，廖萬清院士等發(fā)現(xiàn)新生隱球菌上海變種引起腦膜炎。正常人常暴露于新生隱球菌的環(huán)境中，但發(fā)病者極少，主要是因為健康人對該菌具有有效的免疫能力。隱球菌主要侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng)，約占隱球菌感染的80%，預(yù)后嚴重，死亡率高。中樞神經(jīng)系統(tǒng)隱球菌病在臨床上分為4型，即腦膜炎型、腦膜腦炎型、肉芽腫型和囊腫型。隱球菌也可侵犯肺部、皮膚、骨骼等其他器官。目前，系統(tǒng)性紅斑狼瘡、淋巴瘤、白血病和庫欣綜合征等免疫低下人群中，隱球菌感染發(fā)病率為5%～10%；在艾滋病患者中，高達30%，是艾滋病患者重要的致死原因之一；隱球菌在免疫正常的患者中也可發(fā)病，但比例較低。

曲霉病的致病菌為曲霉屬中的多種曲霉，如煙曲霉、黑曲霉、土曲霉、黃曲霉等，以煙曲霉最多見。曲霉是自然界分布最廣的真菌之一，從地球的南北兩極到熱帶都發(fā)現(xiàn)有曲霉的存在。它存在于空氣、糧食、花生、甘草、土壤、動物皮毛、衣服、家具中，也可從正常人的皮膚、黏膜上分離到。曲霉為條件致病菌，絕大多數(shù)為空氣中的污染菌，當免疫功能受到抑制或損傷時，人體容易受到感染，主要見于血液惡性腫瘤患者、干細胞移植、實體器官移植和大劑量化療者感染。醫(yī)院感染是另一個重要因素，特別是當醫(yī)院鄰近建筑工地或使用曲霉污染的空調(diào)系統(tǒng)時，容易造成醫(yī)院內(nèi)小范圍的曲霉暴發(fā)感染。曲霉菌主要侵犯支氣管和肺，還可感染消化道、皮膚、耳和眼等器官。肺曲霉病主要由煙曲霉感染引起，曲霉屬中有些菌種的產(chǎn)毒菌株可產(chǎn)生各種毒素，毒素的急性中毒可引起組織嚴重壞死，慢性中毒可誘發(fā)惡性腫瘤。

圖2 “超級真菌”耳念珠菌的菌落和形態(tài)

抗真菌感染藥物的種類

目前臨床上治療淺部真菌感染的藥物主要包括咪唑類（酮康唑、益康唑、聯(lián)苯芐唑等）、烯丙胺類（萘替芬、特比萘芬、布替萘酚等），以及灰黃霉素、利拉萘酯、阿莫羅芬、環(huán)吡酮胺、碘化鉀等藥物。咪唑類藥物和烯丙胺類藥物屬于廣譜抗真菌藥物，灰黃霉素屬于窄譜的抗真菌藥物。治療深部真菌感染的藥物主要有4類：多烯類（兩性霉素B），三唑類（氟康唑，伊曲康唑，伏立康唑等），棘白菌素類（卡泊芬凈和米卡芬凈等）和核酸類（5-氟胞嘧啶）。

兩性霉素B具有廣譜抗真菌活性和強大的殺真菌作用，是治療危重深部真菌病患者的首選藥物。但因其不良反應(yīng)較大，限制了它在臨床上的使用，至今還沒有一個抗真菌的藥物能夠完全替代它。

三唑類藥物毒副作用較低、抗菌譜廣，可以口服和注射給藥，是臨床上應(yīng)用最廣泛的一類抗真菌藥物，但隨著新的致病菌和耐藥菌株的出現(xiàn)和增多，傳統(tǒng)的三唑類藥物如氟康唑也面臨巨大的挑戰(zhàn)。

棘白菌素類藥物是一類新型的抗真菌藥物，能破壞真菌細胞壁的完整性。因為人類細胞中不存在細胞壁，避免了藥物可能造成的毒性，該類藥物對隱球菌感染治療無效，且均為靜脈制劑。

核酸類藥物5-氟胞嘧啶是一種合成的氟化嘧啶，是窄譜的抗真菌藥物，對念珠菌、新生隱球菌和部分暗色真菌有抗菌作用。它極易產(chǎn)生耐藥性，一般很少單獨用藥，常與兩性霉素B或唑類藥物聯(lián)合使用。

盡管上述藥物使得真菌感染從預(yù)防到治療都取得了很大進展，但因其存在的各種問題，使深部真菌感染的治療仍然存在很大的困難。

抗真菌藥物的作用機制

真菌是真核生物，具有細胞壁（基本成分為幾丁質(zhì)、葡聚糖和甘露聚糖等）、細胞膜（主要成分為麥角甾醇）、細胞核、細胞器等?？拐婢幬锏淖饔脵C制主要有：對真菌細胞膜的損害、對真菌細胞壁的損害、對真菌核酸合成和功能的損害以及其他機制（圖3）。

棘白菌素類藥物（如卡泊芬凈）能抑制真菌細胞壁葡聚糖合成酶，導(dǎo)致細胞壁結(jié)構(gòu)破壞。麥角甾醇是真菌細胞膜的主要成分，多類抗真菌藥物能夠阻止其合成途徑中的不同環(huán)節(jié)，影響真菌麥角甾醇的生物合成，進而抑制真菌細胞的生長。例如：多烯類藥物（如兩性霉素B）能夠直接與麥角甾醇結(jié)合，使細胞膜破損，細胞內(nèi)容物外流，導(dǎo)致真菌死亡；唑類（包括咪唑類和三唑類）作用于14α-去甲基化酶（CYP51），抑制羊毛甾醇的去甲基化，從而抑制麥角甾醇的合成，同時甲基化的羊毛甾醇在真菌細胞內(nèi)積聚，導(dǎo)致許多與膜相關(guān)的細胞功能發(fā)生改變，真菌細胞受到抑制或死亡。5-氟胞嘧啶干擾真菌核酸的生物合成，導(dǎo)致真菌受到抑制或死亡。未來抗真菌藥物的研究方向是尋找抗真菌新靶點和構(gòu)建抗真菌新骨架，在提高藥物選擇性、療效，降低毒性的同時克服耐藥性。

圖3 真菌細胞的結(jié)構(gòu)和抗真菌藥物的作用機制

抗真菌藥物的研發(fā)新進展

隨著發(fā)病率的急劇上升，真菌病也越來越受到人們的關(guān)注，抗真菌藥物的研發(fā)也越來越具有緊迫性。然而，抗真菌藥物研發(fā)的進程十分緩慢，自2004年第一個棘白菌素類抗真菌藥卡泊芬凈在美國上市以來，近15年未有新類型的抗深部真菌感染的藥物成功上市?？拐婢幬锏难邪l(fā)面臨巨大的挑戰(zhàn)：真菌是真核生物，真菌細胞和人體細胞具有高度相似性，研發(fā)具有選擇性作用的抗真菌藥物難度很大；新的抗真菌作用靶標研究薄弱，開發(fā)新作用機制的抗真菌藥物存在較大困難。盡管如此，科學(xué)家們也仍然在努力尋找和發(fā)現(xiàn)新的有效的抗真菌藥物。經(jīng)過科學(xué)家們的不懈努力，近年來，抗真菌藥物的研發(fā)取得一些可喜的進展。

VT-1161是由Mycovia Pharma公司研發(fā)的可以口服給藥的新型四氮唑類抗真菌臨床候選藥物，用于外陰陰道念珠菌病（RVVC）和甲真菌病的治療。外陰陰道念珠菌病通常被定義為每年三次或更多次酵母感染，每年有數(shù)以百萬計的女性經(jīng)歷反復(fù)的念珠菌感染，對女性的生活質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。Mycovia Pharma公司啟動了一項新的Ⅲ期臨床研究，評估VT-1161治療復(fù)發(fā)性的療效和安全性。目前，外陰陰道念珠菌病治療方案雖然還沒有獲得美國食品與藥品監(jiān)管局（FDA）批準，但根據(jù)以往的臨床研究結(jié)果，VT-1161有潛力成為外陰陰道念珠菌病患者的最佳治療方案，并成為FDA批準的首個治療外陰陰道念珠菌病的藥物。VT-1161是真菌CYP51抑制劑，對廣泛的真菌種類具有很強的抗菌作用，相比臨床一線抗真菌藥氟康唑，VT-1161在治療外陰陰道念珠菌病方面優(yōu)于氟康唑、具有較低的再感染率、更高的選擇性、更少的副作用和更高的效力。此外，最新的研究表明，VT-1161對“超級真菌”耳念珠菌引起的感染也具有較好的治療效果。

Amplyx制藥是一家開發(fā)用于治療致命感染性疾病的藥物公司。Amplyx制藥于2019年2月宣布，美國FDA罕見病藥物開發(fā)辦公室授予該公司的主要候選藥物APX001孤兒藥指定用于治療隱球菌病。隱球菌腦膜炎是艾滋病患者致死的主要原因，目前治療隱球菌腦膜炎的“金標準”是兩性霉素B和5-氟胞嘧啶聯(lián)合治療，患者使用這兩種藥物會引起嚴重的副作用，包括腎毒性和貧血。APX001聯(lián)合氟康唑?qū)⒂锌赡艹蔀橐环N變革性的隱球菌腦膜炎治療方案。在多項非臨床研究中，APX001已顯示出針對常見念珠菌屬和曲霉菌屬的廣譜活性，包括多重耐藥菌株、念珠菌和罕見難以治療的霉菌，以及鐮刀菌屬、足放線病菌屬和來自毛霉菌目的真菌。APX001目前正進行一項II期臨床試驗，在一線治療真菌感染患者中評估靜脈注射和口服的效力和安全性。

筆者研究團隊也一直致力于抗真菌藥物的基礎(chǔ)研究和新藥研發(fā)，前期成功獲得我國第一個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的1.1類抗真菌創(chuàng)新藥艾迪康唑，目前已經(jīng)完成了Ⅲ期臨床試驗。Ⅲ期臨床試驗數(shù)據(jù)顯示，艾迪康唑在治療淺表真菌感染的有效率、痊愈率、近期療效、遠期療效等方面均優(yōu)于當前臨床上公認的同類最佳藥物聯(lián)苯芐唑（德國拜爾公司生產(chǎn)）。此外，研究得到了一系列結(jié)構(gòu)和機制新穎的先導(dǎo)化合物或候選藥物，例如獲得了全新結(jié)構(gòu)的咔啉類先導(dǎo)化合物，在小鼠隱球菌腦膜炎模型中，口服給藥效果明顯優(yōu)于對照藥氟康唑；完成了首例抗真菌天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)簡化研究，發(fā)現(xiàn)了具有新穎噻吩并苯醌骨架的抗耐藥真菌先導(dǎo)化合物，在大鼠RVVC模型中，治療效果與氟康唑相當；基于抗真菌新靶標N-肉豆蔻?；D(zhuǎn)移酶合理設(shè)計得到抗真菌活性好、抗真菌譜廣、對耐藥菌具有優(yōu)秀活性的一系列小分子抑制劑。

真菌病，尤其是深部真菌感染，極大地威脅著人類的健康，人類與真菌等病原菌的斗爭，是一場曠日持久的攻防戰(zhàn)?！俺壵婢痹诟鲊懤m(xù)被發(fā)現(xiàn)，應(yīng)引起全球公共衛(wèi)生人員注意，普及和推廣規(guī)范的病原性真菌菌種鑒定和藥物敏感性測定方法，擴大相關(guān)檢測和報告體系的范圍，并努力研發(fā)新型、有效的抗真菌藥物，才能使人類擁有穩(wěn)定而強大的對抗武器。