重癥呼吸道病毒感染并發(fā)/繼發(fā)侵襲性真菌感染

劉曉 宋營改 李若瑜

(北京大學第一醫(yī)院皮膚科，北京大學真菌和真菌病研究中心，北京市皮膚病分子診斷重點實驗室，國家皮膚與免疫疾病臨床醫(yī)學研究中心，北京 100034)

呼吸道病毒(流感病毒、SARS-CoV、MERS-CoV等)感染發(fā)病率高，傳染性強，重癥患者病死率高，預后差，嚴重危害人民生命和健康。世界衛(wèi)生組織估計，每年全球有10億人感染流感，30～50萬發(fā)展為重癥流感，年死亡人數(shù)為29～65萬[1]。當前正在全球流行的由嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2(SARS-CoV-2)所引起的新型冠狀病毒感染(COVID-19)是繼SARS和MERS后的新發(fā)傳染病，已造成超過200萬人死亡。既往臨床研究表明，呼吸道病毒感染是侵襲性真菌感染的獨立危險因素，可顯著提高病患繼發(fā)侵襲性真菌感染的發(fā)病率及病死率。Chen等[2]對發(fā)生于武漢的99例新型冠狀病毒感染患者進行回顧性分析，最早發(fā)現(xiàn)5例可疑侵襲性真菌感染，增加了治療難度，影響患者預后?；诖隧椦芯?，綜合以往重度病毒感染合并肺曲霉等侵襲性真菌感染的發(fā)現(xiàn)，作者團隊在我國新冠病毒感染早期即提出警惕新冠病毒合并真菌感染的觀點，希望引起臨床各界重視[3-4]。盡來國內外對COVID-19并發(fā)侵襲性真菌感染的研究逐漸增多，提示真菌感染很可能是呼吸道病毒感染的重要并發(fā)癥，是可能加重甚或導致患者死亡的因素。本文擬通過對病毒感染并發(fā)/繼發(fā)侵襲性真菌感染進行綜述，以了解其危險因素、免疫反應、發(fā)病機制、臨床表現(xiàn)及診斷治療現(xiàn)狀，為臨床及時診斷、合理治療，降低患者病死率并改善預后而奠定基礎。

1 病毒感染并發(fā)/繼發(fā)侵襲性真菌感染發(fā)生情況

病毒感染后并發(fā)真菌感染種類主要為曲霉菌、念珠菌、毛霉、隱球菌及肺孢子菌(見表1)。1952年Abbott等首次報道流感后合并侵襲性曲霉感染，此后報道很少，直到2009年流感爆發(fā)之后，相應病例有所增多。2002年SARS流行后，相繼出現(xiàn)并發(fā)曲霉、念珠菌、組織胞漿菌的病例報道。而MERS-CoV感染并發(fā)真菌感染的報道相對較少。但最近SARS-CoV-2感染并發(fā)侵襲性真菌感染的病例數(shù)不斷增加，主要以COVID-19相關肺曲霉菌病(COVID-19 associated pulmonary aspergillosis，CAPA)及念珠菌病(COVID-19 associated candidiasis,CAC)為主。

表1 重癥呼吸道病毒感染后侵襲性真菌感染發(fā)生情況

對CAPA及CAC的病原真菌進一步回顧發(fā)現(xiàn)：在CAPA中，煙曲霉仍為最常見致病菌種，約占61.7%(124/201)，其次為黃曲霉(n=7)、黑曲霉(n=8)、土曲霉(n=3), 28.4%(57/201)未鑒定至種水平；在CAC中，白念珠菌占42.1%(40/95)，其次為近平滑念珠菌(n=8)、光滑念珠菌(n=5)、熱帶念珠菌(n=3)，27.4%(26/95)未鑒定至種水平，值得注意的是，有10例患者出現(xiàn)耳念珠菌感染，2例患者出現(xiàn)釀酒酵母感染[28-29]。

2 病毒感染并發(fā)/繼發(fā)侵襲性真菌感染的危險因素

2.1 基礎疾病

中性粒細胞缺乏、血液系統(tǒng)惡性腫瘤、器官移植受者、免疫抑制劑及長期糖皮質激素治療、艾滋病、糖尿病及慢性呼吸道疾病等。有研究指出，入ICU前使用強的松0.1 mg·kg-1·d-1連續(xù)4周以上是流感繼發(fā)侵襲性肺曲霉病的獨立危險因素[30]。但糖皮質激素治療并非CAPA的獨立危險因素[31]。

2.2 治療措施的影響

機械通氣、初始使用β-內酰胺酶抑制劑、IL-6抑制劑(托珠單抗)均易導致COVID-19繼發(fā)真菌感染。Wang等[31]對104例COVID-19患者回顧性分析發(fā)現(xiàn)：在侵襲性肺曲霉病(invasive pulmonary aspergillosis,IPA)發(fā)生之前，痰及支氣管肺泡灌洗液培養(yǎng)曲霉陽性組和曲霉陰性組分別有50.0%和11.5%的患者需要機械通氣支持(P<0.05)，初始使用β-內酰胺酶抑制劑在IPA與非IPA之間存在統(tǒng)計學差異(75%vs17.7%，P<0.001)。IL-6(托珠單抗)的使用可增加念珠菌血癥的風險[32]。

3 病毒感染并發(fā)/繼發(fā)侵襲性真菌感染可能的發(fā)病機制

3.1 物理屏障破壞

SARS-CoV-2與流感病毒對肺上皮細胞均具有親和力，結合后可導致肺泡損傷、增加肺上皮和血管的通透性，從而為真菌入侵血管創(chuàng)造條件。與流感病毒損傷氣管支氣管上皮不同的是，SARS-CoV-2通過與II型肺泡上皮及纖毛細胞表達的血管緊張素轉換酶2結合造成肺泡損傷。

3.2 對固有免疫應答的影響

流感病毒與SARS-CoV-2感染所引起的缺氧及呼吸窘迫綜合征均可削弱機體抗真菌先天免疫應答。首先，呼吸道病毒感染后可誘導樹突狀細胞、巨噬細胞、單核細胞、NK細胞等多種類型免疫相關細胞的凋亡[33]。此外，穿透素-3(pentraxin3, PTX3)是機體對煙曲霉先天免疫應答的重要組成部分，流感病毒可誘導PTX3的產生，但部分流感病毒可抵抗PTX3的抗病毒活性，提示PTX3可能為流感和肺曲霉病提供潛在的致病聯(lián)系。再者，流感病毒可通過抑制煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(NADPH氧化酶)復合物來調節(jié)免疫系統(tǒng)，抑制ROS產生，造成慢性肉芽腫病(chronic granulomatous disease，CGD)樣狀態(tài)，這種狀態(tài)與侵襲性曲霉菌病有關。而COVID-19中是否出現(xiàn)類似CGD樣狀態(tài)仍有待闡明[34]。

3.3 對適應性免疫應答的影響

①白細胞介素(IL)-6：IL-6是一種多功能細胞因子，在對曲霉的保護性免疫中發(fā)揮重要作用；托珠單抗用于治療IL-6升高的COVID-19重癥患者，可能通過降低IL-6的免疫應答導致曲霉菌感染[32]。②白細胞介素(IL)-10：IL-10在調節(jié)細胞免疫反應中起關鍵作用，參與多種炎癥性疾病的發(fā)生。呼吸道病毒感染后Th-2免疫應答增加IL-10，隨后是暫時性的Th1免疫抑制，造成“Th1/Th2平衡漂移”。③I型和III型INF水平降低：[35]IFN-γ是中性粒細胞激活的關鍵調節(jié)因子，可防止真菌感染，而SARS-CoV-2可造成I型和III型干擾素降低。④T淋巴細胞減少：CD4+T細胞活化后主要分化為Th細胞, Th細胞分泌多種炎癥因子(如IL-17、IL-22等)活化補體及嗜中性粒細胞，在真菌免疫中發(fā)揮重要作用。而研究發(fā)現(xiàn)，T淋巴細胞在感染急性期(前3d)呈急劇下降，亞群比例也發(fā)生變化，如CD4/CD8的下降[36]，導致真菌易感。68%的H1NI患者出現(xiàn)淋巴細胞減少，其中半數(shù)CD4/CD8比值異常(<1.4)[37]。35.6%～83.2%的COVID-19患者同樣出現(xiàn)淋巴細胞減少[38]。

4 病毒感染并發(fā)/繼發(fā)侵襲性真菌感染的臨床類型

4.1 侵襲性肺真菌病

肺部為最常受累部位，多為急性呼吸窘迫綜合征表現(xiàn)，其臨床表現(xiàn)多不典型，易于被重癥呼吸道感染癥狀所掩蓋。經積極抗病毒治療后，仍出現(xiàn)難治性發(fā)熱、呼吸功能不全進一步加重及咯血等癥狀時，應警惕侵襲性真菌病。流感相關侵襲性肺曲霉病(influenza-associated aspergillosis，IAA)的患病率為7.2%～28%，中位時間為5.5 d；CAPA的患病率從19.6%～33.3%不等，中位時間為6.5 d[39]。COVID-19相關性肺曲菌病患者的影像學表現(xiàn)多種多樣，如周圍結節(jié)、空洞、反向暈征、結節(jié)實變、磨玻璃影、胸腔積液和肺囊腫等。在38例CAPA病例中，15例進行了CT檢查，其中1例患者表現(xiàn)為反向暈輪征，6例患者表現(xiàn)為磨玻璃影和不同大小和數(shù)量的結節(jié)，而其他患者表現(xiàn)為COVID-19肺炎的典型表現(xiàn)[40]。

4.2 肺外主要臨床類型

①皮膚感染：COVID-19繼發(fā)念珠菌感染可感染皮膚，皮損表現(xiàn)為糜爛、潰瘍及焦痂；繼發(fā)毛霉可表現(xiàn)為眶周蜂窩織炎樣皮損，嚴重者出現(xiàn)軟組織壞死。②真菌血癥:念珠菌為最常見致病菌，其次為隱球菌，曲霉和莢膜組織胞漿菌均可發(fā)生，其中CAC的中位時間為10 d。③中樞神經系統(tǒng)感染：臨床表現(xiàn)包括腦膜腦炎(如蛛網膜炎)、偏癱、卒中/血管炎、免疫重建炎癥綜合征(immune reconstitution inflammatory syndrome， IRIS)和脊髓疾病。病原菌主要包括曲霉、隱球菌。當曲霉病播散至腦部時，會出現(xiàn)精神狀態(tài)改變[41]及偏癱。隱球菌腦膜炎會出現(xiàn)頭痛及腦膜刺激征等神經系統(tǒng)癥狀體征。④播散性感染：隱球菌、曲霉、毛霉以及莢膜組織胞漿菌等均可發(fā)生播散性感染，累及多臟器。

5 重癥病毒感染并發(fā)/繼發(fā)真菌感染的診斷

診斷標準的選?。褐匕Y病毒感染并發(fā)/繼發(fā)侵襲性真菌感染的患病率依據(jù)所選的診斷標準不同而存在差異。目前常用的標準包括AspICU或修訂后的AspICU標準[30]、EORTC/MSGERC(2019)標準[42]、IAA及CAPA定義[43]標準。因多數(shù)患者無宿主因素，故難以應用EORTC/MSGERC標準。目前的檢測手段主要包括微生物學檢查中的經典真菌學方法——真菌鏡檢和真菌培養(yǎng)；非培養(yǎng)診斷主要包括血清學實驗以及分子生物學手段等。在臨床懷疑真菌感染的前提下，需要根據(jù)實際情況選擇真菌鏡檢、培養(yǎng)、血清學、組織病理及分子生物學等合適手段，快速、準確做出診斷。

對于不同病毒并發(fā)侵襲性真菌感染診斷的病原學證據(jù)存在一定差異(見表2)，培養(yǎng)仍是最常用的診斷手段，但是相較于流感病毒并發(fā)/繼發(fā)侵襲性真菌感染而言，COVID-19并發(fā)侵襲性真菌感染的診斷方法中，對痰及支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid，BALF)標本的檢測明顯減少，而增加了對危險系數(shù)相對較低的氣道抽吸物的檢驗，且陽性率較高；COVID-19血培養(yǎng)陽性率增加是因為其念珠菌血癥的發(fā)生率明顯高于流感并發(fā)念珠菌血癥。血清學檢驗中，IAA患者中尚無氣道抽吸物G和GM檢測的報道，該類患者血清GM陽性率高于BALF；而在CAPA患者中，BALF的GM陽性率高于血清及氣道抽吸物。此外，對于COVID-19患者，活檢及尸檢的選擇明顯降低，但分子方法(PCR)的應用明顯增加。因此，高度懷疑COVID-19患者并發(fā)繼發(fā)侵襲性真菌感染時，建議選擇危險系數(shù)相對較低且陽性率較高的呼吸道抽吸物進行培養(yǎng)，同時需對血清學檢測高度重視：血清樣本行G及GM試驗，在患者及防護條件允許的情況下，行BALF GM試驗，結合分子方法以實現(xiàn)早檢測、早診斷。

表2 病毒感染合并侵襲性真菌病病原學證據(jù)匯總

目前PCR診斷方法已寫入EORTC/MSGERC侵襲性真菌病診斷共識(2019)中，其應用逐步得到推廣。Zhang等利用宏基因組測序結合培養(yǎng)方法對COVID-19繼發(fā)感染的特征及危險因素進一步總結，同時轉錄組測序已應用于COVID-19繼發(fā)真菌感染的機制研究[35-44]。故在預先不了解感染微生物的情況下，二代測序技術提供了一個機會，可同時分析整個微生物群落(細菌、病毒和真菌)。但其在臨床應用仍存在一定限制：二代測序的菌群分析雖可發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢菌群，但難以精準鎖定致病真菌；缺乏全面的可用于比對的參考菌株和微生態(tài)測序數(shù)據(jù)庫信息，從而無法實現(xiàn)對所得數(shù)據(jù)的有效注釋；宏基因組測序成本較高且數(shù)據(jù)分析更具挑戰(zhàn)性。

6 病毒感染并發(fā)/繼發(fā)侵襲性真菌感染的治療及預后

合并侵襲性肺曲霉病的危重患者，早期進行抗真菌藥物治療，可顯著降低病死率。一線用藥選擇伏立康唑和艾沙康唑，其次為兩性霉素B脂質體及棘白菌素類藥物。對于伏立康唑等唑類藥物，因其藥代動力學特征呈非線性，尤其在危重患者中，故治療藥物濃度監(jiān)測是必要的。89%(114/128)IAA患者均進行積極抗真菌治療，但死亡率仍達57%。39例CAPA患者接受抗真菌藥物治療，死亡率仍達74.4%。棘白菌素是侵襲性念珠菌感染的首選治療藥物，其次是氟康唑、兩性霉素B脂質體、伏立康唑、泊沙康唑和艾莎康唑。隱球菌感染：僅2(2/4)例行藥敏檢測；3例患者均選擇兩性霉素B治療，未死亡病例經靜脈滴注兩性霉素B脂質體及口服氟胞嘧啶誘導治療4周，后續(xù)使用氟康唑維持治療。肺孢子菌：首選復方新諾明治療。5例COVID-19并發(fā)毛霉病患者，4例接受抗真菌治療，但死亡率仍達100%。值得注意的是，目前已有COVID-19繼發(fā)耳念珠菌及耐藥曲霉的報道，應及時完善藥物敏感性檢測。

7 小 結

病毒感染并發(fā)/繼發(fā)侵襲性真菌感染病死率較高，治療困難，嚴重影響患者的預后。因此，臨床上應高度警惕重癥病毒感染繼發(fā)或并發(fā)侵襲性真菌感染，并針對病毒感染合并真菌感染進行嚴密監(jiān)測。對于呼吸道病毒感染患者，經積極抗病毒及抗生素治療后，臨床癥狀未見緩解，影像學出現(xiàn)新的浸潤，應在確保符合生物安全要求的前提下盡可能完善病原學診斷，包括真菌鏡檢、培養(yǎng)、藥物敏感性檢測、血清學檢查、組織病理(患者基本情況允許的情況下)及分子生物學檢測。根據(jù)不同病原真菌感染可選擇不同診斷方法。盡早診斷、及時治療有助于改善患者預后?；谝酝墨I回顧，培養(yǎng)及組織病理學檢測仍是診斷侵襲性真菌感染的金標準，但具有一定的局限性。分子生物學可準確、快速的診斷病原真菌，尤其是對于念珠菌及肺孢子菌感染的診斷，二代測序有望成為未來多重感染診斷的重要手段。對于重癥病毒感染患者，應提高對侵襲性真菌感染的警惕性，及時準確診斷、精準治療，改善患者預后并提高生存率。