海分枝桿菌感染的歷史與現(xiàn)狀

暴芳芳 劉 紅 張福仁

山東第一醫(yī)科大學附屬皮膚病醫(yī)院(山東省皮膚病醫(yī)院)，山東省皮膚病性病防治研究所，濟南，250022

海分枝桿菌(Mycobacteriummurinum)是淡水和海水魚類的主要致病菌，此菌也可導致人類的感染[1]，臨床以皮膚感染為主，也可累及肺部、骨關節(jié)及血液系統(tǒng)等[2-5]。此病在全世界范圍流行，美國發(fā)病率為0.27/105，法國發(fā)病率為0.04/105，克羅尼西亞地區(qū)薩托萬島發(fā)病率高達6%[6-10]。

此病的命名隨著人類對疾病病因的認識經(jīng)歷了數(shù)次演變。1886年，Riehl曾報道了一種發(fā)生在健康人手部和前臂的局部感染，類似于皮膚結核但卻未分離出結核分枝桿菌，隨后在上世紀30～50年代瑞典、美國相繼有類似皮膚感染的病例報道，其中部分患者有游泳池擦傷史，但是均未分離出致病菌，于是當時這類皮膚感染被歸于“原發(fā)性皮膚結核感染”[11]，直到1954年瑞典隆德大學學者Folke Linell首次從患者皮損組織中分離出致病菌，認為其是一個新的菌種，因患者的游泳及海水接觸史，命名為“M.balnei”[11,12]，而海分枝桿菌(M.marinum)最早于1910年由Von Betegh首次發(fā)現(xiàn)[13]并于1926年由Aronson首次將其從費城水族館的咸水魚中分離出來[14]，后證實“M.balnei”和“M.marinum”為同一菌種，根據(jù)命名先后原則，最終將此致病菌統(tǒng)一命名為M.marinum。因本病發(fā)病多與游泳及養(yǎng)魚愛好行為相關因此臨床也稱“游泳池肉芽腫”或“魚缸肉芽腫”。

本文對已發(fā)表的海分枝桿菌感染文章進行檢索并分析，以期全面認識本疾病的發(fā)展歷程及臨床診治現(xiàn)狀。

1 檢索策略

本文搜集截止2020年4月國內外期刊發(fā)表的海分枝桿菌感染病例文章，對此病的流行發(fā)展趨勢、病因學分析及診斷技術的發(fā)展進行總結分析。檢索數(shù)據(jù)庫包括Pubmed、Google學術搜索、中國知網(wǎng)全文數(shù)據(jù)庫、萬方數(shù)據(jù)庫，輸入關鍵詞包括“Mycobacteriummurinum”、“Mycobacteriumbalnei”、“Swimming pool granuloma”、“Fish tank granuloma”、“Aquarium granuloma”、“海分枝桿菌”、“海洋分枝桿菌”、“海魚分枝桿菌”、“游泳池肉芽腫”、“魚缸肉芽腫”。

2 病例地理分布

通過以上檢索，共檢索到相關文獻405篇，其中病例報道336篇，回顧性總結分析30篇，相關綜述共39篇。文獻發(fā)表年度由1951-2020年，其中中文文獻35篇，英文、德文、法文、日文等文獻共計370篇。

在檢索到的405篇文獻中，共計報道海分枝桿菌感染病例2714例，去除622例重復病例，共計2092例，分布于全世界43個國家(圖1)，其中美國報道數(shù)量居首位，達到757例，其次為中國(441例)、瑞典(160例)、法國(144例)、英國(115例)。世界分布圖呈現(xiàn)沿海國家地區(qū)報道相對較多，而內陸國家報道較少。

圖1 海分枝桿菌病例世界分布

3 全球報道病例數(shù)量年代分布分析

自世界最早于1951年報道第一例海分枝桿菌感染病例至今，此病的發(fā)病總體呈現(xiàn)增多趨勢(圖2)，在上世紀五六十年代期間曾出現(xiàn)數(shù)次集中爆發(fā)感染，進入本世紀文獻報道的年份更密集，數(shù)量也較多。

圖2 世界報道病例數(shù)量年代分布

4 中國及歐美國家發(fā)病趨勢及職業(yè)差異

由于中西方國家文化及生活習慣差異，對比分析了中國及歐美國家報道病例的職業(yè)差異，結果顯示在國內最早于1997年報道一例海分枝桿菌感染病例，隨后陸續(xù)有相關病例報道，且排在前三位的職業(yè)分別是漁民、水產(chǎn)養(yǎng)殖銷售、廚師或家庭主婦(圖3)，而歐美國家報道的病例因游泳而感染者占據(jù)首位，其次為魚缸養(yǎng)魚愛好者，而漁民及廚師或家庭主婦感染者次之(圖4)。

圖3 中國報道病例數(shù)量年代分布及職業(yè)分析

圖4 歐美報道病例數(shù)量年代分布及職業(yè)分析

5 接觸史信息分析

在2092例病例中，1678例有明確的接觸史，包括接觸海鮮、游泳池、魚缸、海水、河水、湖泊等(圖5)，其中海鮮接觸者481例(29%)，其中漁民、海鮮銷售者、廚師、家庭主婦為高發(fā)人群；游泳池接觸者共471例(28%)，包括室外游泳池386例，室內游泳池85例；魚缸接觸者435例(26%)，其中養(yǎng)魚愛好者405例，水族館工作者30例；有海水暴露史者206例(12%)其中包括海水浴、海邊娛樂、海員海上工作、海邊釣魚等接觸方式；河水、湖泊淡水暴露史者74例(4%)，包括河邊釣魚、池塘游泳等；其他接觸史者11例(1%)，包括接觸植物如園林維護、接觸動物如貓抓傷、蠑螈、烏龜、河豚以及金屬擦傷等。

圖5 世界報道病例感染源比例

在2092例病例中有數(shù)次爆發(fā)感染事件報道，在20世紀五六十年代，多與游泳池水源污染相關[15]，而隨著室內游泳池氯化消毒劑的規(guī)范使用，與游泳池相關的感染病例逐漸減少，上世紀七十年代至本世紀初，另一個與疾病相關程度較高的水族館或魚缸成為主要的感染源，這些感染病例多為散發(fā)報道，多數(shù)患者有養(yǎng)殖熱帶觀賞魚的愛好，而在清洗魚缸時因外傷而感染[11]。而在近十余年也發(fā)生兩起規(guī)模較大的群體感染事件，均與水產(chǎn)的接觸有關[16]。

1951年Hellerstrom、Bruck分別報道了發(fā)生于瑞典游泳池受傷感染的6例及3例病例，同年Cleveland也報道了加拿大4例類似病例，均與一個海水公共游泳池相關[17-19]，1953年Rees和Tolmach分別報道了發(fā)生在美國的8例和1例游泳池感染患者[20,21]。同時期較大規(guī)模人群感染事件相繼被報道，1952年Zettergren報道了發(fā)生于瑞典的60例因接觸韋斯特拉斯市一個池塘水源而感染的事件[22]，1954年Linell和Norden報道了發(fā)生于瑞典厄勒布魯市因游泳池而感染的80例患者，其中75例為兒童[12,23]，同時作者從患者皮損組織分離出了致病菌“M.balnei”(后證實為海分枝桿菌)，并且在患者接觸的游泳池的墻壁上也發(fā)現(xiàn)了相同的病原體。Mollohan和Philpott分別于1961年和1963年報道了1959年發(fā)生于美國科羅拉多州格倫伍德斯普林斯一個露天游泳池導致290例感染的事件，調查研究發(fā)現(xiàn)該游泳池水源為溫泉水(51℃)和來自科羅拉多河的冷卻水混合，使其溫度降至大約(28～29℃)，而冷水沒有經(jīng)過氯化處理。研究人員從泳池的水中及池底的淤泥中分離出了與患者皮損中相同的病原菌，并且與1954年瑞典爆發(fā)分離出的菌株在形態(tài)學、培養(yǎng)特性和致病性試驗結果一致，但當時尚無菌株基因序列的差異比較研究[24,25]。事發(fā)游泳池經(jīng)徹底氯化處理后未再檢測到海分枝桿菌。1972年Zeligman報道了18例因暴露于美國東部切薩皮克海灣而感染的病例[26]，1967年Thomas和Waddington報道在英國威爾士格拉摩根郡地區(qū)的伯納斯一處室內游泳池(建于1878年)因建筑陳舊及缺乏消毒措施而發(fā)生一起80例感染事件，其中包括73例兒童和7例成年人[27,28]。與污染水源相關的群體感染還有Lillis于2009年[9]報道一起群體聚集性皮膚感染，在位于赤道以北西太平洋密克羅尼西亞地區(qū)薩托萬島上有超過10%的居民自二戰(zhàn)結束后開始出現(xiàn)一種損容性皮膚病(島上居民650人)，對39例患者進行臨床及實驗室檢查，發(fā)現(xiàn)其主要累及四肢，呈慢性疣狀增生性斑塊表現(xiàn)，所有組織培養(yǎng)均為陰性，組織病理學及PCR分子鑒定最終確診海分枝桿菌感染，追溯調查發(fā)現(xiàn)這些患者均有種植水植芋頭或于當?shù)匾凰?二戰(zhàn)時期炸彈造成的一處坑洼)游泳的經(jīng)歷，但作者并未對農田或水池環(huán)境進行采樣分析，因此未能找到致病源的確鑿證據(jù)。

1962年Swift首次報道了因接觸魚缸而感染的病例[29]，一對母子因被熱帶魚魚缸的金屬帶夾傷而受傷，兩例患者皮損組織中均培養(yǎng)出海分枝桿菌，同時作者采集魚缸表面及水樣標本也培養(yǎng)出了同樣的菌落，此結果證實感染源來自患者所接觸的魚缸。因接觸魚缸而感染的病例多數(shù)為散發(fā)病例報道，Aubry發(fā)表于2002年的文章總結分析了法國1996-1998年間發(fā)生的63例海洋分枝桿菌感染的臨床特征、治療方法等[30]，所有病例中53例(84%)有魚缸接觸史，60例(95%)以上肢感染為主，推測患者多因愛好養(yǎng)魚清洗魚缸而感染，但是并沒有從接觸的魚缸中分離出致病菌，因此無感染源的確證證據(jù)。

本世紀以來共有兩起群體爆發(fā)感染事件的發(fā)生，均與海產(chǎn)品的接觸相關。Feng等[31]于2011年報道國內一起海分枝桿菌群體感染事件，感染發(fā)生于2008年，18例感染者均來自中國江蘇海安一處養(yǎng)魚場，包括15名魚工，2名魚工家屬，1名魚販，其中男13例，女5例，年齡24～65歲，平均年齡36.94歲。16例患者曾有明確外傷史，所有患者皮損均發(fā)生在上肢，組織病理示16例為感染性肉芽腫，2例表現(xiàn)為慢性非特異性炎癥，7例(38.9%)抗酸染色陽性，16例(88.9%)組織培養(yǎng)陽性，聚合酶鏈反應-限制性片段長度多態(tài)性(PCR-RFLP)分析細菌hsp 65基因鑒定為海分枝桿菌。作者未對漁場環(huán)境及養(yǎng)殖的魚類進行采樣分析，未找到感染源的直接證據(jù)。另外一起爆發(fā)感染事件為Yacisin等于2017年報道的發(fā)生于2013年6月至2014年3月間的美國紐約魚市海分枝桿菌感染[16]，感染人數(shù)共計98例，由于事發(fā)魚市位于華人聚集居住地區(qū)，共有88例中國人感染，另有4例英國人、4例俄國人及2例西班牙患者，其中77例(79%)為女性，平均年齡為62(30～91)歲。根據(jù)溯源調查，這些懷疑攜帶病原菌的魚從多個州(從密歇根州到北卡羅來納州)的漁場購進并主要銷售至紐約的市場包括曼哈頓及布魯克林地區(qū)的中國市場，魚種包括羅非魚和鱈魚等，作者從相關的魚市收集了魚類、水箱生物膜和水的樣品，但是并未從采集的標本中檢測到海分枝桿菌，因此無法確定感染的環(huán)境來源。

6 臨床特征及治療分析

2092例病例中，男女比例1.48∶1，年齡分布從13周至91歲不等，平均發(fā)病年齡42.78歲。1688例描述發(fā)病部位，臨床表現(xiàn)以皮膚為主，皮膚外型僅有9例(0.5%)(圖6)。發(fā)病部位包括面部46例(2.7%)，上肢1255例(74.3%)，下肢289例(17.1%)，軀干89例(5.3%)，累及肺部、縱膈及血液的深部感染9例(0.5%)，皮膚外感染患者均為免疫低下或抑制患者如合并血液疾病、器官移植及其他基礎疾病長期應用免疫抑制劑治療的患者。對皮損形態(tài)詳細描述者726例，其中描述皮損累及淋巴管者達220例(30.3%)，形態(tài)包括紅斑、結節(jié)、潰瘍、膿腫。臨床分析顯示從患者皮損出現(xiàn)到確診的時間為7天至20年不等，平均延遲診斷時間為8個月。

圖6 感染部位分布

診斷方法包括組織病理、抗酸染色、培養(yǎng)及分子鑒定，在951例病理描述中多表現(xiàn)為感染性肉芽腫，在702例抗酸染色中285例(40.6%)陽性，在852例傳統(tǒng)培養(yǎng)中633(74.3%)例陽性，169例病例應用分子鑒定方法包括聚合酶鏈反應-限制性片段長度多態(tài)性(PCR-RFLP)和測序對Hsp65和16S rRNA基因進行分析，其中88例陽性(52%)。

94篇文獻提及藥敏試驗，共包括240株菌株對26種藥物的體外敏感性試驗結果(表1)，其中利福布汀、利奈唑胺、卡那霉素、亞胺培南、乙硫異煙胺、氯法齊明、克拉霉素、米諾環(huán)素、乙胺丁醇、阿米卡星、利福平的敏感性較高，達到90%以上，而頭孢西丁、慶大霉素、對氨基水楊酸耐藥率100%，由于個別藥物試驗例數(shù)較少，僅作參考。

治療方案中，在有詳細記錄的519例中，251例(48.4%)患者進行單一藥物療法，其中米諾環(huán)素81例，復方新諾明55例，克拉霉素49例，四環(huán)素29例，多西環(huán)素18例，利福平10例，阿莫西林/克拉維酸2例，左氧氟沙星2例，阿米卡星、阿奇霉素、環(huán)丙沙星、鏈霉素、異煙肼各1例。應用兩種藥物者172例(33.1%)，其中利福平、乙胺丁醇45例，克拉霉素、利福平34例，克拉霉素、乙胺丁醇19例，利福平、復方新諾明10例，利福平、四環(huán)素6例，米諾環(huán)素、復方新諾明6例，克拉霉素、多西環(huán)素5例，克拉霉素、米諾環(huán)素5例，利福平、異煙肼5例，其他還包括鏈霉素、阿奇霉素、阿莫西林/克拉維酸、莫西沙星、左氧氟沙星、鏈霉素等組合，例數(shù)較少；三種藥物聯(lián)合者83例(16.0%)，其中最常見的為克拉霉素聯(lián)合利福平、乙胺丁醇，其他包括克拉霉素聯(lián)合利福平、莫西沙星或左氧氟沙星，利福平聯(lián)合乙胺丁醇、復方新諾明，利福平聯(lián)合乙胺丁醇、異煙肼等；四種藥物聯(lián)合者11例(2.1%)，包括克拉霉素、利福平、乙胺丁醇、環(huán)丙沙星2例，克拉霉素、乙胺丁醇、阿米卡星、環(huán)丙沙星2例，利福平、乙胺丁醇、莫西沙星、異煙肼2例等；五種藥物者2例(0.4%)，克拉霉素、利福平、乙胺丁醇、莫西沙星、阿奇霉素1例，利福平、乙胺丁醇、多西環(huán)素、復方新諾明、環(huán)丙沙星1例。207例(46%)的患者口服藥物聯(lián)合其他治療方式如外科切除、液氮冷凍、光動力等療法。治療時間從3周到2年不等，平均治療時間140天。

表1 240株海分枝桿菌對26種藥物的體外藥敏結果

7 討論

大多數(shù)海分枝桿菌感染都與水源有關，與人類接觸密切相關的感染源包括海水浴場、游泳池、水族館、海產(chǎn)養(yǎng)殖場、海鮮市場以及餐飲廚房等。在上世紀六十年代以前報道的病例大多數(shù)有游泳或者海浴歷史，并且有群體爆發(fā)感染事件，臨床醫(yī)生稱此類感染為“游泳池肉芽腫”。1962年，Swift報道一例因飼養(yǎng)熱帶魚而感染海分枝桿菌的病例，這也是第一例“魚缸肉芽腫”的病案報道[29]，在這之后相繼有多例與水族館、養(yǎng)殖熱帶觀賞魚等相關的病例報道[32-35]。在本世紀近二十年來先后發(fā)生多起與海產(chǎn)品接觸而引起的群體感染事件，主要發(fā)生于海產(chǎn)養(yǎng)殖及海鮮市場[16，31]，這與以往報道的感染人群有較大差異，提示海分枝桿菌感染方式及對象隨時代發(fā)展及人類的經(jīng)濟文化生活的變遷發(fā)生了相應的變化。根據(jù)本數(shù)據(jù)分析結果顯示中國的感染患者與歐美國家報道的感染者在職業(yè)及接觸史有較大差異，分析原因與人們的生活方式及海鮮處理方式存在差異，歐美國家人群游泳者及魚缸養(yǎng)魚者比例較高，而水產(chǎn)海鮮接觸至感染者較少，其海鮮加工多為工廠化，而國內大多與捕魚及海鮮養(yǎng)殖銷售及處理相關，這與飲食習慣差異相關。

人類感染海分枝桿菌的方式主要為接觸污染的水源或攜帶病原菌的海生生物如貝類、魚類或者被病原菌污染的物體如捕魚工具、船板、魚缸等。人畜共患的疾病模式已被相關實驗證明[36-39]，目前尚未見人與人之間傳播的臨床報道，也無相關的實驗室證據(jù)[1，40]。海分枝桿菌存在于水生環(huán)境中，人體暴露于被污染的水源后可通過皮膚屏障破損處感染病原菌，因此皮損部位因暴露方式而有所不同，如有游泳或海水浴歷史的患者常被累及肘部、膝蓋和足部，而因清洗魚缸、釣魚、處理海鮮而傷及皮膚感染者多發(fā)生于上肢尤其是手部。感染后的臨床表現(xiàn)可因宿主的免疫狀態(tài)不同而呈現(xiàn)不同的類型，皮膚受累主要表現(xiàn)為無痛或疼痛性丘疹、結節(jié)或疣狀斑塊，這些單一病變在與受感染魚類接觸后幾周或幾個月內出現(xiàn)可并可沿淋巴管分布，臨床表現(xiàn)類似孢子絲菌感染。此外，在免疫功能低下患者中可呈深部感染，包括關節(jié)炎、腱鞘炎、骨髓炎、滑囊炎等，血液系統(tǒng)的感染也可見于嚴重的免疫功能受損患者中[1，41]。

在臨床對M.marine感染的診斷應根據(jù)病史、皮損形態(tài)、組織學特征、微生物學檢查、分子鑒定方法及治療反應進行綜合診斷，其中魚類和水族箱的接觸史在診斷中起重要作用[31,42]。此病的組織學特征類似于其他分枝桿菌感染，可呈急性或慢性炎癥，可見結核性肉芽腫、纖維素樣變性及干酪樣壞死現(xiàn)象，而組織抗酸染色陽性率報道不一，大部分研究顯示組織中抗酸菌較少，而有學者報道陽性率可達60%[43]。應用傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法分離出致病菌并鑒定為M.marinum可為確診提供明確證據(jù)，文獻報道的培養(yǎng)陽性率為2.9%～96.8%[31]，而由于培養(yǎng)的耗時較長(30～32℃培養(yǎng)10～28天)限制了臨床的早期治療需求，基于PCR的分子鑒定方法因其高靈敏性及快速診斷的優(yōu)勢為分枝桿菌的診斷提供了新的技術手段，自1996年第一次應用分子鑒定的方法診斷臨床海分枝桿菌感染以來，目前已有多種方法包括聚合酶鏈反應-限制性片段長度多態(tài)(PCR-RFLP)、qPCR和Hsp65和16S rRNA基因測序方法，其可將診斷時間縮短至2天[44,45]，可實現(xiàn)早期快速診斷的目的。結核菌素皮膚試驗在M.marinum感染中通常呈陽性[46]，由于交叉反應抗原存在于各種分枝桿菌中，因此其預測價值較低[47,48]。有學者研究發(fā)現(xiàn)結核感染T細胞斑點試驗(T-SPOT.TB)在海分枝桿菌感染患者中可呈陽性，但其同樣在結核分枝桿菌、堪薩斯分枝桿菌及戈登分枝桿菌感染中呈陽性，因此需要結合病史進行診斷，可以作為海分枝桿菌感染的輔助診斷方法[49-51]。

海分枝桿菌感染的治療尚無標準指南或共識，主要依賴于回顧性的病例分析。目前報道的有效治療方法包括系統(tǒng)應用抗生素、手術切除、冷凍、光動力等治療，而大多數(shù)患者僅應用抗生素便可達到治愈效果，少數(shù)患者可聯(lián)合手術清創(chuàng)等治療。主要的系統(tǒng)用藥包括克拉霉素、利福平、乙胺丁醇、莫西沙星、左氧氟沙星等，Mei等[52]報道大部分皮膚感染的患者應用克拉霉素聯(lián)合利福平、莫西沙星或左氧氟沙星臨床療效明顯，部分患者單獨使用克拉霉素皮損也能完全治愈，而深部感染的患者則推薦聯(lián)合用藥。藥敏試驗不作為常規(guī)推薦，但少數(shù)治療困難者可借助體外藥敏試驗篩選敏感藥物治療。治療通常需持續(xù)3～6個月，推薦在病灶明顯好轉后繼續(xù)維持治療1～3個月。

8 小結

海分枝桿菌的感染方式隨環(huán)境、人類的經(jīng)濟生活方式等因素改變而有所變遷，由上世紀初的無氯化處理的游泳池到接觸熱帶觀賞魚魚缸以及近些年密切相關的水產(chǎn)市場爆發(fā)感染事件的發(fā)生，提示對感染源的確定以及正確處理將影響感染的發(fā)生率，因此對水產(chǎn)如魚類、貝類的檢驗檢疫應引起社會及政府相關部門的重視，此外應對高危人群普及防護意識，避免外傷引起致病菌種植感染，在臨床診療中應提倡引入準確性及靈敏度更高的分子鑒定方法，而治療的規(guī)范化亟待完善。