ICU曲霉菌及其他呼吸道真菌感染：诊断及防治
2019-05-27 任礽 重症医学
综述目的： 呼吸道丝状真菌感染，即曲霉菌、毛霉菌、镰刀菌或足放线菌等，其发病率逐步增高，并且常常发生在不是经典免疫抑制患者人群中。 本文即对呼吸道真菌感染及其不良预后做综述分析。 研究发现：影响ICU呼吸道真菌感染患者是否能最大程度获得良好结局的因素，包括：(1) 早期诊断，这包括对疑诊病例的高度警觉，以及基于临床表现，影像检查，微生物培养，真菌生物标志物，PCR及组织活检的早期判断；(2)
研究发现：影响ICU呼吸道真菌感染患者是否能最大程度获得良好结局的因素，包括：(1) 早期诊断，这包括对疑诊病例的高度警觉，以及基于临床表现，影像检查，微生物培养，真菌生物标志物，PCR及组织活检的早期判断；(2) 早期治疗，包括增强自身免疫，贯穿始终的优化抗真菌药物选择以及外科手术去除感染灶等。不断演进的抗真菌诊疗手段以及基于PK/PD的用药方案将不断改善预后。
要点
*IPA是一类要需高度疑诊的侵袭性疾病，早期及合适的治疗可以改善预后。
*IPA新型生物标记物及诊断方法已被广泛研究。
*对于IPA诊断，联用不同生物标志物较单用更有优势。
*在进行TDM监测下，伏立康唑可作为IPA初始治疗药物，且疗效较好。
*目前专门针对ICU患者的研究数据仍较有限。
简介
本文基于新近文献报道，阐述呼吸道丝状真菌感染，特别是最常见的曲霉菌属感染的相关内容。因其发病率逐步增高，越来越多见于临床上不典型的免疫抑制患者，且预后往往较差，此为本文应运而生。
肺曲霉菌的感染诊断
对于非中性粒细胞减少的ICU患者，往往很难诊断侵袭性肺曲霉菌感染（以下简称IPA），因其症状轻微，或缺乏特异性的症状、体征，且常与细菌性肺炎相混淆。早期诊断和快速初始治疗被认为是可以改善预后的重要方面。因此，对疾病的高度怀疑(疑诊)，特别是对于免疫功能正常的患者，至关重要。
IPA诊断的金标准是真菌侵袭部位的组织病理学依据。然而对于ICU患者，往往由于凝血功能障碍或存在ARDS等肺活检的禁忌症，很难获得感染部位病理学依据。当呼吸道分泌物标本培养出曲霉菌时，难点在于临床医生需要鉴别究竟是IPA还是曲霉菌的定植。令人遗憾的是，由欧洲癌症及真菌感染防治组织制定的侵袭性曲霉菌的感染判断标准仅仅针对免疫缺陷的患者，而ICU中IPA可见于没有真菌感染高危因素、缺乏典型症状以及感染生物标记物往往为阴性的情况。为了克服诊断困难，一种新的基于气道分泌物吸引培养曲霉菌为阳性的临床诊断流程应运而生，其结果在一项包括524家ICU的多中心观察性研究中得到证实。尽管其特异度不高（61%），但该方案显示出较高的敏感性（92%），并能更好的区别定植或致病。
高危因素
在ICU中30～70%的IPA患者并没有典型的宿主高危因素，仅仅10～15%存在粒细胞减少，这给诊断带来更大难度。对于非粒细胞减少的ICU患者，目前研究证实其IPA高危因素在于：(1) COPD，由于肺结构性改变、免疫应答受损、黏膜纤毛清除功能下降、黏膜病变、反复住院及多次侵入性操作以及多次抗生素使用及激素治疗，使COPD成为最为重要的高危因素。(2) 其他可能的高危因素，包括长期使用激素（大于/等于20mg强的松或等效激素，包括吸入及全身用药）、肝硬化（特别是ICU住院时间大于7天）、糖尿病（高血糖损害既固有免疫也损害获得性免疫功能）、脓毒症及多器官功能障碍（双向免疫应答后期往往表现为免疫抑制）。近期也有文献报道在甲型流感病毒感染或ECMO治疗后发生IPA。
影像学表现
对于非中性粒细胞减少患者，肺部影像往往表现出非特异性斑片影或结节性浸润及实变。仅有一小部分患者表现出典型的空气新月症，而光晕症往往更加罕见。相较于粒细胞减少的患者，非粒细胞减少患者以上胸部CT的表现更少见，敏感性也更低（5-24%）。
微生物学诊断
IPA微生物诊断方法包括传统镜检及分子诊断方法，后者主要为抗原检测及PCR测序。如对临床标本直接镜检下可见真菌寄生情况，可拟诊肺曲霉菌感染；但需警惕，曲霉菌的菌丝镜检下常与镰刀菌及足放线菌相混淆。因此，传统的真菌培养方法对于分离及鉴别不同的真菌种类至关重要，其依据为菌株菌落的形态学及微观特性各具特征。笔者必须强调的是，尽管如此，镜检或培养阴性并不能排除活动性感染。
在所有呼吸道标本中，支气管肺泡灌洗液（BAL）的特异性及敏感性最高，如同时做菌落计数，二者或可更高。然而，IPA患者呼吸道标本培养阳性率仅为50%，已有文献报道培养阳性数量与IPA感染可能性存在一定的相关性。除土霉菌外，血培养分离到曲霉菌往往被认为是污染而非感染标本，常规的血培养很难诊断IPA；同理，曲霉菌抗体（血液）亦不能作为诊断标准，因其易受到患者机体免疫状态影响。
当曲霉菌侵袭组织时，半乳甘露聚糖（GM），一种曲霉菌细胞壁外层的多聚糖物质，会被释放入血。然而多种因素会导致GM检验假阳性，以及服用其他抗真菌药物会导致GM假阴性结果(除大扶康外)。在非中性粒细胞减少患者中，血清半乳甘露聚糖水平几乎对曲霉菌感染没有诊断价值，因中性粒细胞会清除循环中的这些抗原。幸运的是，相对于血清，BALF标本GM检测的特异性及敏感性会更高，因此，BALF-GM实验检测对于IPA诊断意义较大。BALF标本GM检测在诊断IPA的最佳阈值(cutoff value )为1.0；相较于诊断阈值0.5，前者的特异性及敏感性更佳。更有甚者报道，取培养数天的标本（平均4.3天）行BALF-GM实验检验，阳性率更高。尽管呼气冷凝物亦可行GM检测，但尚未有此种标本最佳诊断阈值与IPA诊断相关性的报道。
另一种真菌细胞壁的成分，1,3-β-D-葡聚糖（BDG），即G实验，也常被用来诊断IPA；但该方法亦有诸多限制：如BDG存在于，除了隐球菌及接合菌外其他所有真菌细胞壁中，G实验检验所需时间较长以及导致假阳性的因素较多。相对于GM实验，尽管G实验诊断IPA的价值有限，但是二者联用，对于早期诊断IPA往往有1+1>2的效果。
已有针对IPA的新型生物性标志物的相关研究，如穿透素-3（PTX-3），该促炎物质在IPA患者中往往显著升高，有助于鉴别曲霉菌是否感染还是定植，或BALF-GM实验是否为假阳性结果。在肺移植受体中，联合应用PTX-3、BALF-GM实验或曲霉菌培养，大大提高了IPA的诊断准确性。近期，有研究表明， 3-乙酰镰孢氨酸，一种霉菌特异性含铁素，联合BALF-GM实验，对于IPA的确诊及排除诊断均有意义。但此项生物标志物的检验效果仍需更多研究证实。
诊断IPA还可利用PCR技术，尽管缺乏标准检验方法，通过PCR扩增、探测真菌病原体核酸（敏感性88%，特异性75%，BAL标本更佳）。如合用PCR及GM实验诊断IPA，敏感性可达85%，特异度97%。特别是对于已经开始抗真菌治疗的患者，该方法尤为重要，但仍需针对ICU患者的更多研究来证实。近期一项回顾性研究使用SeptiFast序列（罗氏分子诊断工具）探测ICU可疑/确诊IPA患者血液中烟曲霉菌DNA血症，结果显示诊断符合率良好（特异度98%，阴性预测率88%）。
电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）或可成为DNA测序的替代检验，对于曲霉菌属感染检验迅速、结果可靠，利于早期开始抗真菌治疗。
基于血清二糖的质谱分析（MS-DS）也可作为IPA的诊断方法，与其他非培养的检验方法相比，如G实验、GM实验等，其结果可靠，适用于存在IPA高危因素患者的感染监控。MS-DS与GM检验联用，相较于G检验，或许更早回报阳性结果。曲霉菌侧流仪是使用免疫分析法快速诊断IPA。一项包括221名潜在呼吸道感染患者的研究发现，其诊断价值优于G实验及BALF培养，但逊于GM实验。Castillo等新近发表的研究表明，对于高危患者，该方法诊断价值与BALF-GM实验相似，特异度较高而敏感度欠佳，且诊断特异度与是否开始预防性抗真菌治疗无关。其与BALF-GM实验联用，可提高诊断敏感性，或可作为生物性标志物诊断IPA。
肺曲霉菌的感染治疗
治疗IPA的抗真菌药物主要为经典的两大类，多烯类（两性霉素B等）及唑类（伏立康唑仍为标准治疗）。棘白菌素类药物常作为一线药物治疗失败后的挽救性治疗。事实上，这两类药物的作用靶点不同，这也是近期IPA治疗中主张药物联用的原因所在。
越来越多的证据表明，细胞色素-450 2C19多态性会对伏立康唑的药代动力学产生一定影响。这种多态性的表型与药物的临床治疗效果及药物的副作用相关。采用治疗药物监测（TDM）方法可以改善IPA患者预后，防止治疗失败及降低神经毒性。从临床疗效出发，谷浓度目标值应至少为1～2ug/ml（证据来源为至少一项类实验研究B-II），而当其谷浓度高于4～5ug/ml时，需警惕肝功能异常。由于伏立康唑的药代动力学为非线型变化，因此在血浆蛋白水平异常变化或药物剂量调整后，需要重新测定血药浓度。类似的药代动力学变化不仅限于唑类抗真菌药，在ICU患者中，阿尼芬净和卡泊芬净在常见治疗浓度下亦有类似的药代动力学特点。
艾司康唑是一类广谱的抗真菌药物，有静脉及口服剂型，对念珠菌、曲霉菌、镰刀菌及接合菌属均有良好的抗菌活性。RCT研究表明艾司康唑具有不亚于伏立康唑的治疗效果，基于此，艾司康唑被批准为IPA初始治疗一线方案（200 mg tid× 2d, 续贯200 mg qd）。该项RCT研究纳入了527名患者，绝大多数为下呼吸道感染，42天全因死亡率在艾司康唑组为19%，在伏立康唑组为20%。此外，相对于伏立康唑，艾司康唑安全性更佳，副作用如视觉损伤(15 vs. 27%; P= 0.002) 、肝毒性(9 vs. 16%; P=0.016) 及皮肤毒性(33 vs. 42%; P= 0.037)发生率更低。艾司康唑组42%的患者报道了药物相关不良反应，伏立康唑组该比例约为60% (P < 0.001) ，这促成了前者中断药物治疗的比例更低 (8 vs. 15%) 。因此，，艾司康唑也成为目前美国及欧洲指南中作为一线可选的治疗药物选择方案。
与其他唑类药物不同，使用艾司康唑引起QT间期延长并不常见，与之相反，QT间期缩短相对多见，对于有家族性的短QT间期综合症患者，应慎用艾司康唑。因为该药静脉剂型不含环糊精，因此肾功能不全患者可以使用，但肝功能不全患者需慎用。有趣的是，相较于伏立康唑和泊沙康唑，艾司康唑的药代动力学过程更加稳定而具有可预测性，因此用药过程中不需监测TDM。另一个需要关注的情况是，已有一些病例报道唑类耐药的IPA治疗，但尚未与其预后不佳呈相关性。
由于IPA往往预后不佳，一直以来，我们一直致力于研究更佳的治疗策略。在一项对比单用伏立康唑与联用伏立康唑+阿尼芬净治疗IPA的大型RCT研究中，6周的死亡率两组无显著性差异。但如果是基于血清或BALF中GM实验作出IPA诊断，联用抗生素治疗组死亡率明显降低，这可能与基于这些实验导致的早期确诊相关。然而，该项结论并不能推行至整个ICU患者中，因为机械通气及肝功能不全患者均未纳入该试验。目前联用抗真菌药物主要用于针对危重症患者，特别在存在血液系统恶性疾病或伴有持续严重的粒细胞缺乏情况下，应该要考虑抗真菌药物的联用使用策略。
对于伴有感染的重症患者，无论是细菌或真菌感染，正确抗生素的治疗延迟是决定抗感染治疗预后的重要因素之一。 尽管相应的证据不多，AmbiLoad和Herbrecht两项关于伏立康唑的试验亚组分析均表明，延迟使用抗真菌药物的确会对预后造成影响。但另一方面，即需要考虑到ICU患者确诊真菌感染往往是相对困难的，同时也要考虑到不明智/轻率的治疗决定所带来的风险。一篇新近发表的关于ICU患者曲霉菌感染亚组分析发现，以疾病严重程度序贯器官衰竭评分（SOFA）作为抗曲霉菌治疗的重要驱动因素，一些IPA感染可能性相对低的患者也行抗曲霉菌治疗。是。
利用GM的动态变化评估治疗效果，优化治疗方案，似乎是行之有效的方案。Kovanda等近期报道了GM的变化值与疾病预后密切相关。由于抗真菌治疗的疗程往往较长，的确需要一个行之有效的指标能够及时预测治疗效果。
外科手术切除病变的指征包括：病变靠近心脏或大血管近端，已经接受了积极抗真菌治疗而感染情况仍持续进展或恶化，复发或危及生命的大咯血或病变累及胸壁。对于此类患者，特别是基线数据提示预后良好的患者，采用抗真菌药物联合手术切除是安全且预后良好的治疗方法。
其他丝状真菌呼吸道感染
移植手术的不断增多、大剂量化疗指征的不断宽泛、需要免疫抑制治疗病种的不断增多、新免疫抑制方案的出现、伏立康唑的广泛使用、对新病原菌的不断重视以及诊断手段的不断改进，导致临床中本来极为罕见的丝状真菌（如毛霉菌，镰刀菌及赛多孢菌等）报道例数逐渐增多。需要注意的是，伏立康唑可能无法覆盖这些少见丝状真菌。
毛霉菌属感染（毛霉菌、根霉菌、根毛霉菌、小可银汉霉菌等）常见于免疫抑制及糖尿病患者。特别是对于免疫功能不全的患者，包括血液系统恶性肿瘤、造血干细胞移植受体、实体器官移植受、糖尿病、外科大手术、吸毒、严重的创伤及烧伤、以及正在接受去铁胺治疗，毛霉菌病已逐渐成为常见的危及生命的侵袭性真菌感染，其临床表现往往和曲霉菌感染相似，而毛霉菌病往往具有以下特征：有在毛霉菌感染环境的职业暴露史，铁超载，高血糖，既往使用过伏立康唑和棘白菌素类抗真菌药，口腔硬颚或鼻甲坏死性病灶，肺梗死灶周边胸壁蜂窝组织炎，急性血管事件，多发性肺结节及胸腔积液或肺部CT提示反光晕征，G实验及GM实验阴性或对可疑真菌性肺炎行伏立康唑治疗无反应等。真菌感染的生物性标志物有助于鉴别诊断，除了隐球菌及接合菌之外，G实验对于其他所有侵袭性真菌均阳性，而GM实验显示仅对曲霉菌、青霉菌及镰刀菌感染呈阳性。肺活检对于诊断意义较大，尤其是当联用病原菌培养、细胞学、组织学及PCR这些检查时。
相对于脱氧胆酸剂型，脂质体两性霉素B治疗的总体生存率较高。联用外科手术及脂质体两性霉素B治疗较他们分别单一治疗的总体生存率更高。因此，毛霉菌病的一线治疗方案应为联用脂质体两性霉素B及外科手术清创。泊沙康唑对于毛霉菌感染有抗菌作用，常被用于挽救性治疗。
更新的治疗方案正在不断探索中。在一项40例的毛霉菌病患者队列研究中，患者接受了更高剂量的脂质体两性霉素B治疗，且其中大部分（71%）联合了外科手术清创，3个月及6个月的死亡率约为38%及53%。有6例患者出现了持续的肾功能不全（大于3月）。
一项单筛（single-arm）、开放实验（NCT01731353）使用艾沙康唑治疗伴有肾功能不全的曲霉菌及罕见真菌感染，入选37位成年患者，其中22位伴有肺部感染灶。21位患者接受了初始的艾沙康唑治疗，并以FungiScope数据库登记的使用两性霉素B治疗的33位患者作为对照组，两组在基线数据及是否有无外科处理方面资料匹配。 42天和84天的死亡率分别为35%和41%，45%的患者治疗成功。相对于两性霉素B对照组，艾沙康唑治疗组21位患者的42天的死亡率更低（33 vs. 39%），且艾沙康唑药物耐受性较好。
近期有一项大型的队列研究，针对毛霉菌感染联用不同抗真菌药物的疗效评估，大多数研究对象（92/106）存在窦肺（鼻窦和肺）感染或播散性感染，结果提示抗真菌药物的联用则未能改善生存率。值得注意的是，收住ICU及延迟治疗是死亡预后的独立预测因素。在单变量分析中，高压氧治疗可提高生存率，但在逻辑回归分析中未见上述结果。
其他丝状真菌，如镰刀菌和丝孢菌，亦常引起呼吸道感染或播散性感染累及肺部。对于其他肺部真菌感染，常需肺活检来鉴别诊断。两性霉素B对于足放线病菌感染无效。对于尖端赛多孢子菌（Scedosporium apiospermum），可考虑伏立康唑、泊沙康唑或艾沙康唑。但对于多育赛多孢子菌，因治疗效果差，不推荐任何抗真菌药单用，建议抗真菌药物的联合治疗。对于镰刀菌感染，可考虑伏立康唑、泊沙康唑以及高剂量的脂质体两性霉素B，但伏立康唑的MIC值常升高。
结论
呼吸道丝状真菌感染发生率逐渐升高，且越来越多见于新发的、非经典的免疫抑制患者。其诊断困难，常常需要高度的疑诊水平，这基于危险因素、临床表现、影像诊断以及病原体培养或非培养性微生物检验结果。鉴别不同丝状真菌感染同样困难重重，常需肺活检明确。早期诊断及包括免疫功能调节恢复（如可能）、抗真菌药物及外科感染灶清创在内的早期治疗对于改善预后相当必要。同时强烈推荐请资深专家会诊。
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