毛霉菌病診治新進(jìn)展

馬路園 董宇飛 申川 王亞東 趙彩彥

1 河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院感染科，石家莊 050051; 2 河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院骨科，石家莊 050031

毛霉菌病又稱接合菌病，是一種由接合菌亞門、毛霉目、毛霉科中的多種條件致病性真菌 （主要為根霉菌和毛霉菌）所致的發(fā)病急、進(jìn)展快、病死率高的疾病。 人類主要通過吸入孢子而發(fā)生感染，其次通過外傷、手術(shù)或燒傷導(dǎo)致的皮膚破損而感染，偶可通過攝入不潔食物感染。 毛霉菌病作為侵襲性真菌感染的一種，因其發(fā)病率低于曲霉菌、念珠菌、隱球菌等常見真菌病，在臨床極易被忽視。 本文綜述毛霉菌感染的研究現(xiàn)狀，總結(jié)其診治新進(jìn)展，旨在輔助臨床上及時(shí)識(shí)別毛霉菌感染，提高治療效果。

一、流行現(xiàn)狀及易感因素

目前毛霉菌病流行病學(xué)資料大多來自病例報(bào)告，糖尿病患者是發(fā)生毛霉菌感染的主要人群，其次是外傷患者[1]。 中國和印度作為人口大國，糖尿病患者基數(shù)大，毛霉菌病發(fā)病率較高，在36%~40%之間[2]。 一項(xiàng)對中國大陸毛霉菌感染的研究發(fā)現(xiàn)，我國毛霉菌病以肺毛霉菌病最為常見占42.1%，腎毛霉菌病占5.1%[3]。 毛霉菌病感染后死亡率因基礎(chǔ)疾病和感染部位而異，一般波動(dòng)在40%~80%[4]?；仡?001 年1 月至2020年7 月中國毛霉菌感染數(shù)據(jù)， 毛霉菌感染的總死亡率為37.2%，播散性毛霉菌病死亡率最高，約為63.9%，其次是鼻-眶-腦毛霉菌?。╮hino-orbital cerebral mucormycosis, ROCM），為54.4%，而皮膚毛霉菌病死亡率最低，約為17.1%[3]。最新研究發(fā)現(xiàn)， 全球COVID-19 患者發(fā)生毛霉菌感染后總死亡率達(dá)38.32%，顯著高于單純COVID-19 患者，主要為ROCM[5]。

免疫功能與毛霉菌病密切相關(guān)，研究證實(shí)，毛霉菌病的主要危險(xiǎn)因素包括糖尿病及其誘發(fā)的糖尿病酮癥酸中毒、惡性腫瘤、激素或免疫抑制劑的應(yīng)用、器官或骨髓移植、中性粒細(xì)胞減少、創(chuàng)傷、鐵超負(fù)荷、靜脈吸毒和營養(yǎng)不良等[2]。 糖尿病是毛霉菌病最常見的危險(xiǎn)因素，在我國、印度、南美洲以及中東和北非地區(qū)的研究中均有報(bào)道，而在歐洲地區(qū)血液系統(tǒng)惡性腫瘤是毛霉菌最常見的危險(xiǎn)因素[3,6-8]。 另外，季節(jié)性溫度和濕度的變化會(huì)影響空氣中的顆粒濃度和毛霉菌的生長，從而導(dǎo)致毛霉菌病發(fā)病率的增加[9]。 研究發(fā)現(xiàn)，許多毛霉菌病病例可能與醫(yī)院環(huán)境、建筑工地、空氣過濾器污染或各種與醫(yī)療保健相關(guān)的器械和設(shè)備有關(guān)[2]。 近年來，有研究發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2 感染或其他病毒感染可引發(fā)免疫抑制、 鼻腔微生物群失衡均易誘發(fā)毛霉菌感染[10]。 部分發(fā)展中國家將工業(yè)氧氣作為醫(yī)用氧應(yīng)用，亦是導(dǎo)致毛霉菌病高發(fā)的重要醫(yī)源性危險(xiǎn)因素[11]。

二、發(fā)病機(jī)制

毛霉菌病的主要發(fā)病機(jī)制是由于宿主內(nèi)在防御功能降低、免疫屏障受損、機(jī)體過度炎癥反應(yīng)等，產(chǎn)生有利毛霉菌生長、侵襲的環(huán)境，導(dǎo)致感染發(fā)生。 研究發(fā)現(xiàn)，毛霉菌病容易侵犯血管、破壞受累器官組織，因此血管內(nèi)皮細(xì)胞及其受體異常引起的內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙是誘發(fā)毛霉菌感染的重要機(jī)制[12]。 同時(shí)，毛霉菌絲產(chǎn)生的毒素可再次導(dǎo)致血管損傷，從而增強(qiáng)白細(xì)胞從血液向組織募集，促進(jìn)并維持高炎癥狀態(tài)。 各種內(nèi)外因素造成的機(jī)體免疫抑制狀態(tài)均可導(dǎo)致免疫細(xì)胞衍生的細(xì)胞因子釋放減少、粒細(xì)胞活化不足、中性粒細(xì)胞真菌殺傷能力降低導(dǎo)致抗霉菌免疫反應(yīng)減弱，誘發(fā)毛霉菌感染[13]。除此之外， 毛霉菌可通過還原途徑調(diào)節(jié)鐵獲取基因表達(dá)，并以鐵蛋白的形式儲(chǔ)存在細(xì)胞中，增加細(xì)胞內(nèi)鐵含量，供給毛霉菌生長需要[14]。各種原因引起的高鐵蛋白血癥，可引起氧自由基的釋放，從而破壞組織并釋放游離鐵至血液中，鐵超載有利于毛霉菌生長和侵襲，引起血栓形成和組織壞死[15]。不僅如此，高血糖、糖皮質(zhì)激素過度使用和高水平的鐵和酮體可上調(diào)鼻上皮細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞上葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78（glucose regulated protein 78，GRP78）受體的表達(dá)，增強(qiáng)毛霉菌孢子的黏附，導(dǎo)致毛霉菌病的發(fā)生[16-17]。

三、臨床特點(diǎn)

毛霉菌感染機(jī)體后可分為多種臨床類型， 主要包括ROCM、肺毛霉菌病、胃腸道毛霉菌病、皮膚/軟組織毛霉菌病和播散性毛霉菌病等。 毛霉菌病臨床表現(xiàn)主要取決于宿主的免疫狀態(tài)、感染程度和受累器官，常無特異性，突出特點(diǎn)是血管浸潤和血栓形成導(dǎo)致的組織壞死。 肺毛霉菌病在我國最為常見，其好發(fā)于糖尿病伴或不伴高血酮癥患者、實(shí)體器官移植受者、粒細(xì)胞缺乏、血液惡性腫瘤的患者，臨床僅表現(xiàn)為發(fā)熱、咳嗽、呼吸困難等，病變通常累及肺實(shí)質(zhì)，也可延伸到胸壁、肺動(dòng)脈、主動(dòng)脈、縱隔或心包，表現(xiàn)為胸痛和咯血等[18]。ROCM 好發(fā)于糖尿病伴或不伴高血酮癥患者，其最常累及的是鼻和鼻竇，其次是眼眶和腦，大部分發(fā)生于男性，感染可能停留在局部，癥狀與急性鼻竇炎類似，表現(xiàn)為發(fā)熱、頭痛、鼻竇疼痛和鼻塞，且進(jìn)展迅速[19]，此時(shí)臨床誤診率較高。 真菌擴(kuò)散至眼內(nèi)引起眼內(nèi)炎、鞏膜穿孔，患者視力驟降至無光感，甚至喪失眼球，侵及顱內(nèi)導(dǎo)致顱神經(jīng)麻痹、復(fù)視、眼球突出、眶周腫脹、眶尖綜合征等，可危及生命。皮膚/軟組織毛霉菌病好發(fā)于濫用靜脈藥物、燒傷/創(chuàng)傷患者，此類疾病較少見，感染可局限于局部或擴(kuò)展到更深的組織，病變開始表現(xiàn)為紅斑和硬化，如皮膚壞死、干潰瘍和焦痂等，并逐漸發(fā)展為壞死，通常進(jìn)展為壞死性筋膜炎[15]。 胃腸道毛霉菌病好發(fā)于實(shí)體器官移植受者，回腸末端、盲腸及結(jié)腸、食道及胃部受累，可表現(xiàn)為腹脹、發(fā)熱或胃腸道出血[20]。播散性毛霉菌病好發(fā)于實(shí)體器官移植受者、粒細(xì)胞缺乏、血液惡性腫瘤患者。 患者的潛在疾病與感染部位亦有關(guān)系，血液系統(tǒng)惡性腫瘤和中性粒細(xì)胞減少癥患者中肺毛霉菌病多見，ROCM 多見于糖尿病患者，而創(chuàng)傷易導(dǎo)致皮膚毛霉菌病[18]。

四、診斷策略

毛霉菌病的臨床表現(xiàn)和體征不具有特異性，使得早期識(shí)別和診斷面臨著極大挑戰(zhàn)。 初步診斷需借助影像學(xué)檢查、組織病理學(xué)、臨床微生物學(xué)以及分子檢測等手段來實(shí)現(xiàn)，確診依賴于組織病理學(xué)和真菌培養(yǎng)。 診斷技術(shù)主要包括：（1）傳統(tǒng)方法：直接涂片鏡檢、真菌培養(yǎng)、X 線/CT 檢查；（2）非培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)室檢測方法：真菌抗原檢測（如G 試驗(yàn)、GM 試驗(yàn)），真菌抗體檢測（如毛霉菌特異性抗體檢測）；（3）分子生物學(xué)及其他新型檢測：PCR、 宏基因組下一代測序 （metagenomic nextgeneration sequencing，mNGS）、質(zhì)譜檢測等。近年來分子診斷技術(shù)、mNGS 逐漸開展并用于侵襲性真菌感染的診斷，實(shí)現(xiàn)了毛霉菌病的早期診斷，也將是未來毛霉菌病研究的重要方向。

1. 傳統(tǒng)檢測技術(shù)

毛霉菌的傳統(tǒng)檢測手段包括直接涂片鏡檢、真菌培養(yǎng)及非特異抗原、抗體檢測，直接涂片顯微鏡下發(fā)現(xiàn)并經(jīng)真菌培養(yǎng)可確診毛霉菌感染。病理組織經(jīng)蘇木精-伊紅、高碘酸-希夫和Grocott-Gomori 六胺銀染色等染色后在顯微鏡下觀察，寬而少隔、分枝不規(guī)則、角度大，近似矩形的菌絲即毛霉菌菌絲，這是快速診斷毛霉菌感染的重要依據(jù)[4]。 另外，組織病理學(xué)檢查可以將樣本中真菌與污染區(qū)分開來，確定是否存在血管入侵，還可以揭示與其他霉菌的共感染，因此推薦對組織樣本進(jìn)行真菌病理學(xué)檢測[21]。 病原體培養(yǎng)對于毛霉菌病的診斷至關(guān)重要，它可以鑒定到屬種水平，同時(shí)可進(jìn)行藥敏試驗(yàn)。在缺乏組織學(xué)證據(jù)時(shí)， 真菌培養(yǎng)是診斷肺毛霉菌病的核心。然而，毛霉菌生長條件苛刻，真菌培養(yǎng)基上培養(yǎng)1~7 d 才可見到生長，即使在真菌涂片上看到菌絲培養(yǎng)也僅有50%的陽性率[1]，因此診斷難度較大。

2. 影像學(xué)檢查

影像學(xué)檢查是毛霉菌感染的重要輔助診斷依據(jù)，其中以CT 和MRI 最為常用， 兩者在不同類型的毛霉菌感染診斷中各有優(yōu)勢，但在檢測軟組織侵犯方面MRI 較為敏感[22]。ROCM型感染后，鼻竇和眼眶增強(qiáng)CT、大腦和眼眶的MRI 及增強(qiáng)掃描對判斷受累程度至關(guān)重要， 而ROCM 累及下鼻甲及鼻竇MRI 可顯示黏膜不同程度的增厚，累及眶周MRI ?？砂l(fā)現(xiàn)膿腫。CT 或MRI 血管造影可發(fā)現(xiàn)與血管血栓形成相關(guān)的梗死、真菌性栓子和額葉膿腫等[23]。MRI 對肺部病變（尤其是結(jié)節(jié)性病變）的表征不明確，常表現(xiàn)為單發(fā)或多發(fā)肺實(shí)變伴空洞、小結(jié)節(jié)、暈輪征、反向暈輪征、空腔、楔形浸潤以及與胸膜炎疼痛相關(guān)的胸腔積液等。 反向暈輪征是肺毛霉菌病典型的早期CT 表現(xiàn)，也是診斷肺毛霉菌病的重要線索，肺動(dòng)脈CT 血管造影可進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)血管閉塞[24]。 其他如胃腸道MRI 常無特異性表現(xiàn)。

3. PCR 檢測

毛霉菌PCR 試劑盒可用于檢測血清、組織和各種分泌物樣本。PCR 檢測覆蓋常見的毛霉目物種，靈敏度超過90%，特異性超過95%[25]，新鮮樣本檢測優(yōu)于石蠟包埋組織。 一項(xiàng)法國前瞻性多中心研究評估qPCR 在診斷血清樣本侵襲性毛霉菌病的價(jià)值，結(jié)果顯示其診斷靈敏度為85%，特異性約90%，且具有約98%的陰性預(yù)測值[26]。 因此，毛霉目PCR 可用于檢測循環(huán)毛霉菌目DNA，輔助臨床診斷毛霉菌病，同時(shí)可在治療過程中進(jìn)行隨訪、監(jiān)測治療效果。

4. 特異性抗體檢測

近年來，利用毛霉菌特異性單克隆抗體進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色可輔助區(qū)分曲霉菌和毛霉菌，有助于彌補(bǔ)組織形態(tài)學(xué)診斷的局限[27]。 Shibata 等[28]開發(fā)了一種酶聯(lián)免疫吸附法檢測接種小鼠血清中根霉屬特異性抗原水平，輔助診斷毛霉菌感染，結(jié)果發(fā)現(xiàn)毛霉菌感染小鼠特異抗體水平顯著高于曲霉感染小鼠。 一項(xiàng)新的回顧性研究應(yīng)用單克隆抗體和抗曲霉菌抗體對13 例確診為毛霉菌病的患者和20 例侵襲性曲霉病患者的組織進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色，發(fā)現(xiàn)特異性抗體對毛霉菌病診斷靈敏度和特異性均為100%[29]。 另一項(xiàng)國內(nèi)研究綜合評估多種技術(shù)診斷毛霉菌病的價(jià)值，包括PCR、毛霉目特異性分子探針熒光原位雜交技術(shù)以及抗根霉屬抗體進(jìn)行的免疫組織化學(xué)染色技術(shù)，結(jié)果證實(shí)聯(lián)合診斷是一種獨(dú)立于培養(yǎng)且穩(wěn)健的方法，陽性率可達(dá)100%[30]。 因此，特異性抗體可視為臨床有效診斷毛霉菌病的關(guān)鍵手段之一。

5. mNGS

mNGS 基于血清、組織、分泌物樣本進(jìn)行的DNA 或RNA檢測，可以無偏倚地檢測毛霉菌等多種病原微生物，且檢測周期短，是實(shí)現(xiàn)毛霉菌感染早期診斷的重要手段[31-32]。 內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)域ITS2 是目前應(yīng)用最多的毛霉菌DNA 檢測區(qū)域[33]，是毛霉目物種鑒定的重要檢測依據(jù)。 需要注意的是，由于毛霉菌細(xì)胞壁比較厚，即使在檢測報(bào)告中讀長數(shù)較低，也要考慮其為致病微生物的可能，需進(jìn)一步采用其他檢測方法進(jìn)行聯(lián)合驗(yàn)證。 但mNGS 檢測的人源背景、臨床樣本復(fù)雜多樣、缺乏標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)及統(tǒng)一數(shù)據(jù)分析流程、價(jià)格昂貴、基因量少等因素均是限制其臨床應(yīng)用的重要因素。

五、治療策略

毛霉菌病的治療原則為對于疑診的患者及時(shí)啟動(dòng)有效的抗真菌治療，必要時(shí)早期聯(lián)合手術(shù)清除壞死病灶。 2019 年歐洲發(fā)布了最新毛霉菌病診斷和管理指南[4]，指出毛霉菌病治療以外科清創(chuàng)和兩性霉素B 抗真菌治療為主，全身抗真菌藥物與外科清創(chuàng)術(shù)同樣重要，并且重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了手術(shù)清創(chuàng)對于疾病進(jìn)展較快、病情危重患者的重要性。 近年來，基于毛霉菌發(fā)病機(jī)制的新型抗菌藥物逐漸被開發(fā)并應(yīng)用于臨床，未來或可作為控制毛霉菌感染的重要治療措施。

1. 抗菌藥物

目前推薦的毛霉菌治療藥物主要有兩性霉素B 脂質(zhì)體及其復(fù)合體靜脈制劑、泊沙康唑和艾沙康唑。 靜脈注射兩性霉素B 是治療毛霉菌病的首選藥物[3]。 歐洲醫(yī)學(xué)真菌學(xué)聯(lián)合會(huì)指南指出，毛霉菌病優(yōu)先推薦兩性霉素B 脂質(zhì)體（5~10）mg·kg-1·d-1進(jìn)行一線治療，但是統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，一線抗感染治療后患者死亡率在33%~100%，其中ROCM 型患者死亡率最高可達(dá)100%[34]。 對于兩性霉素B 治療應(yīng)答不佳或不耐受、疾病進(jìn)展迅速或患者的一般狀況較差時(shí)可考慮加用艾沙康唑或泊沙康唑[4]。 對于存在毛霉菌感染高危因素的患者，推薦使用泊沙康唑進(jìn)行一級預(yù)防。 目前毛霉菌病療程尚不明確，通常需要數(shù)周至數(shù)月。

2. 手術(shù)清創(chuàng)

歐洲醫(yī)學(xué)真菌學(xué)聯(lián)合會(huì)指出除全身抗真菌治療外，盡早對毛霉菌病進(jìn)行手術(shù)治療，必要時(shí)進(jìn)行病灶的重復(fù)切除或清創(chuàng)[4]。 部分類型毛霉菌體外對抗真菌藥物治療具有高度敏感性，但在體內(nèi)效果欠佳，通過外科手術(shù)清創(chuàng)方式可有效提高毛霉菌感染治療效果[35]。 研究發(fā)現(xiàn)，在COVID-19 引起的侵襲性毛霉菌鼻竇炎患者中，手術(shù)聯(lián)合藥物治療可顯著提高毛霉菌感染的根除率[36]，在皮膚毛霉菌感染患者中手術(shù)縫合植皮聯(lián)合藥物治療可大大提高治療效果、縮短療程[37]。然而外科手術(shù)具有一定的局限性， 如孤立的肺毛霉菌病手術(shù)獲益較大，但播散性毛霉菌病由于累及顱內(nèi)重要功能區(qū)域或主要血管是手術(shù)的相對禁忌證[38]。 因此，掌握毛霉菌手術(shù)適應(yīng)證，早期識(shí)別、必要時(shí)及時(shí)聯(lián)合手術(shù)清創(chuàng)具有重要臨床意義。

3. 新型抗菌藥物

抗菌肽作為天然存在的蛋白質(zhì)，是近年來被證實(shí)為抗真菌治療的候選方案， 可以通過直接殺菌特性發(fā)揮抗真菌作用。 除了全身性抗真菌治療外，它還可通過靶向機(jī)體免疫反應(yīng)，增強(qiáng)機(jī)體抵抗真菌入侵，如在免疫麻痹期，抗菌肽可恢復(fù)免疫功能，增強(qiáng)APC 功能，發(fā)揮消除毛霉菌的作用[39]。除此之外，新型鐵螯合劑療法、高壓氧治療、IFN-γ 有望成為抗毛霉菌的輔助手段。 單克隆抗體、細(xì)胞因子免疫療法、疫苗等是新興的預(yù)防或控制毛霉菌感染的治療手段，主要通過恢復(fù)宿主免疫功能和抑制免疫介導(dǎo)的組織損傷來控制真菌感染，但目前關(guān)于它們在毛霉菌病中的應(yīng)用尚在臨床探索階段[40]。 其他如分子遺傳學(xué)方法和基因組篩選可探索發(fā)現(xiàn)控制毛霉菌感染的新靶點(diǎn)，為未來藥物研發(fā)提供新方向。

六、小結(jié)與展望

了解毛霉菌病的診治難點(diǎn)對提高毛霉菌病臨床診療水平具有重要意義，同時(shí)對開發(fā)新的診斷技術(shù)、治療策略也提出了新的需求。 熟悉毛霉菌病高危因素，掌握其發(fā)病機(jī)制，實(shí)現(xiàn)早期診斷對降低發(fā)病率、病死率，改善患者臨床預(yù)后至關(guān)重要。 隨著新診治技術(shù)的開發(fā)及臨床應(yīng)用，未來或?qū)⑤o助臨床實(shí)現(xiàn)毛霉菌病的早期診斷和精準(zhǔn)治療。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突