毛霉菌病診治新進展

馬路園 董宇飛 申川 王亞東 趙彩彥

1 河北醫科大學第三醫院感染科，石家莊 050051; 2 河北醫科大學第一醫院骨科，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）所致的發病急、進展快、病死率高的疾病。 人類主要通過吸入孢子而發生感染，其次通過外傷、手術或燒傷導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狀，總結其診治新進展，旨在輔助臨床上及時識別毛霉菌感染，提高治療效果。

一、流行現狀及易感因素

目前毛霉菌病流行病學資料大多來自病例報告，糖尿病患者是發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，糖尿病患者基數大，毛霉菌病發病率較高，在36%~40%之間[2]。 一項對中國大陸毛霉菌感染的研究發現，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疾病和感染部位而異，一般波動在40%~80%[4]?；仡?001 年1 月至2020年7 月中國毛霉菌感染數據， 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]。最新研究發現， 全球COVID-19 患者發生毛霉菌感染后總死亡率達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，研究證實，毛霉菌病的主要危險因素包括糖尿病及其誘發的糖尿病酮癥酸中毒、惡性腫瘤、激素或免疫抑制劑的應用、器官或骨髓移植、中性粒細胞減少、創傷、鐵超負荷、靜脈吸毒和營養不良等[2]。 糖尿病是毛霉菌病最常見的危險因素，在我國、印度、南美洲以及中東和北非地區的研究中均有報道，而在歐洲地區血液系統惡性腫瘤是毛霉菌最常見的危險因素[3,6-8]。 另外，季節性溫度和濕度的變化會影響空氣中的顆粒濃度和毛霉菌的生長，從而導致毛霉菌病發病率的增加[9]。 研究發現，許多毛霉菌病病例可能與醫院環境、建筑工地、空氣過濾器污染或各種與醫療保健相關的器械和設備有關[2]。 近年來，有研究發現SARS-CoV-2 感染或其他病毒感染可引發免疫抑制、 鼻腔微生物群失衡均易誘發毛霉菌感染[10]。 部分發展中國家將工業氧氣作為醫用氧應用，亦是導致毛霉菌病高發的重要醫源性危險因素[11]。

二、發病機制

毛霉菌病的主要發病機制是由于宿主內在防御功能降低、免疫屏障受損、機體過度炎癥反應等，產生有利毛霉菌生長、侵襲的環境，導致感染發生。 研究發現，毛霉菌病容易侵犯血管、破壞受累器官組織，因此血管內皮細胞及其受體異常引起的內皮細胞功能障礙是誘發毛霉菌感染的重要機制[12]。 同時，毛霉菌絲產生的毒素可再次導致血管損傷，從而增強白細胞從血液向組織募集，促進并維持高炎癥狀態。 各種內外因素造成的機體免疫抑制狀態均可導致免疫細胞衍生的細胞因子釋放減少、粒細胞活化不足、中性粒細胞真菌殺傷能力降低導致抗霉菌免疫反應減弱，誘發毛霉菌感染[13]。除此之外， 毛霉菌可通過還原途徑調節鐵獲取基因表達，并以鐵蛋白的形式儲存在細胞中，增加細胞內鐵含量，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、糖皮質激素過度使用和高水平的鐵和酮體可上調鼻上皮細胞和血管內皮細胞上葡萄糖調節蛋白78（glucose regulated protein 78，GRP78）受體的表達，增強毛霉菌孢子的黏附，導致毛霉菌病的發生[16-17]。

三、臨床特點

毛霉菌感染機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。 毛霉菌病臨床表現主要取決于宿主的免疫狀態、感染程度和受累器官，常無特異性，突出特點是血管浸潤和血栓形成導致的組織壞死。 肺毛霉菌病在我國最為常見，其好發于糖尿病伴或不伴高血酮癥患者、實體器官移植受者、粒細胞缺乏、血液惡性腫瘤的患者，臨床僅表現為發熱、咳嗽、呼吸困難等，病變通常累及肺實質，也可延伸到胸壁、肺動脈、主動脈、縱隔或心包，表現為胸痛和咯血等[18]。ROCM 好發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，表現為發熱、頭痛、鼻竇疼痛和鼻塞，且進展迅速[19]，此時臨床誤診率較高。 真菌擴散至眼內引起眼內炎、鞏膜穿孔，患者視力驟降至無光感，甚至喪失眼球，侵及顱內導致顱神經麻痹、復視、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于濫用靜脈藥物、燒傷/創傷患者，此類疾病較少見，感染可局限于局部或擴展到更深的組織，病變開始表現為紅斑和硬化，如皮膚壞死、干潰瘍和焦痂等，并逐漸發展為壞死，通常進展為壞死性筋膜炎[15]。 胃腸道毛霉菌病好發于實體器官移植受者，回腸末端、盲腸及結腸、食道及胃部受累，可表現為腹脹、發熱或胃腸道出血[20]。播散性毛霉菌病好發于實體器官移植受者、粒細胞缺乏、血液惡性腫瘤患者。 患者的潛在疾病與感染部位亦有關系，血液系統惡性腫瘤和中性粒細胞減少癥患者中肺毛霉菌病多見，ROCM 多見于糖尿病患者，而創傷易導致皮膚毛霉菌病[18]。

四、診斷策略

毛霉菌病的臨床表現和體征不具有特異性，使得早期識別和診斷面臨著極大挑戰。 初步診斷需借助影像學檢查、組織病理學、臨床微生物學以及分子檢測等手段來實現，確診依賴于組織病理學和真菌培養。 診斷技術主要包括：（1）傳統方法：直接涂片鏡檢、真菌培養、X 線/CT 檢查；（2）非培養的實驗室檢測方法：真菌抗原檢測（如G 試驗、GM 試驗），真菌抗體檢測（如毛霉菌特異性抗體檢測）；（3）分子生物學及其他新型檢測：PCR、 宏基因組下一代測序 （metagenomic nextgeneration sequencing，mNGS）、質譜檢測等。近年來分子診斷技術、mNGS 逐漸開展并用于侵襲性真菌感染的診斷，實現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. 傳統檢測技術

毛霉菌的傳統檢測手段包括直接涂片鏡檢、真菌培養及非特異抗原、抗體檢測，直接涂片顯微鏡下發現并經真菌培養可確診毛霉菌感染。病理組織經蘇木精-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[4]。 另外，組織病理學檢查可以將樣本中真菌與污染區分開來，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行真菌病理學檢測[21]。 病原體培養對于毛霉菌病的診斷至關重要，它可以鑒定到屬種水平，同時可進行藥敏試驗。在缺乏組織學證據時， 真菌培養是診斷肺毛霉菌病的核心。然而，毛霉菌生長條件苛刻，真菌培養基上培養1~7 d 才可見到生長，即使在真菌涂片上看到菌絲培養也僅有50%的陽性率[1]，因此診斷難度較大。

2. 影像學檢查

影像學檢查是毛霉菌感染的重要輔助診斷依據，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CT、大腦和眼眶的MRI 及增強掃描對判斷受累程度至關重要， 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現膿腫。CT 或MRI 血管造影可發現與血管血栓形成相關的梗死、真菌性栓子和額葉膿腫等[23]。MRI 對肺部病變（尤其是結節性病變）的表征不明確，常表現為單發或多發肺實變伴空洞、小結節、暈輪征、反向暈輪征、空腔、楔形浸潤以及與胸膜炎疼痛相關的胸腔積液等。 反向暈輪征是肺毛霉菌病典型的早期CT 表現，也是診斷肺毛霉菌病的重要線索，肺動脈CT 血管造影可進一步發現血管閉塞[24]。 其他如胃腸道MRI 常無特異性表現。

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]，新鮮樣本檢測優于石蠟包埋組織。 一項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值，結果顯示其診斷靈敏度為85%，特異性約90%，且具有約98%的陰性預測值[26]。 因此，毛霉目PCR 可用于檢測循環毛霉菌目DNA，輔助臨床診斷毛霉菌病，同時可在治療過程中進行隨訪、監測治療效果。

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行免疫組織化學染色可輔助區分曲霉菌和毛霉菌，有助于彌補組織形態學診斷的局限[27]。 Shibata 等[28]開發了一種酶聯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，結果發現毛霉菌感染小鼠特異抗體水平顯著高于曲霉感染小鼠。 一項新的回顧性研究應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行免疫組織化學染色，發現特異性抗體對毛霉菌病診斷靈敏度和特異性均為100%[29]。 另一項國內研究綜合評估多種技術診斷毛霉菌病的價值，包括PCR、毛霉目特異性分子探針熒光原位雜交技術以及抗根霉屬抗體進行的免疫組織化學染色技術，結果證實聯合診斷是一種獨立于培養且穩健的方法，陽性率可達100%[30]。 因此，特異性抗體可視為臨床有效診斷毛霉菌病的關鍵手段之一。

5. mNGS

mNGS 基于血清、組織、分泌物樣本進行的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，是實現毛霉菌感染早期診斷的重要手段[31-32]。 內轉錄間隔區域ITS2 是目前應用最多的毛霉菌DNA 檢測區域[33]，是毛霉目物種鑒定的重要檢測依據。 需要注意的是，由于毛霉菌細胞壁比較厚，即使在檢測報告中讀長數較低，也要考慮其為致病微生物的可能，需進一步采用其他檢測方法進行聯合驗證。 但mNGS 檢測的人源背景、臨床樣本復雜多樣、缺乏標準數據及統一數據分析流程、價格昂貴、基因量少等因素均是限制其臨床應用的重要因素。

五、治療策略

毛霉菌病的治療原則為對于疑診的患者及時啟動有效的抗真菌治療，必要時早期聯合手術清除壞死病灶。 2019 年歐洲發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術同樣重要，并且重點強調了手術清創對于疾病進展較快、病情危重患者的重要性。 近年來，基于毛霉菌發病機制的新型抗菌藥物逐漸被開發并應用于臨床，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 脂質體及其復合體靜脈制劑、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]。 歐洲醫學真菌學聯合會指南指出，毛霉菌病優先推薦兩性霉素B 脂質體（5~10）mg·kg-1·d-1進行一線治療，但是統計發現，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100%[34]。 對于兩性霉素B 治療應答不佳或不耐受、疾病進展迅速或患者的一般狀況較差時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行一級預防。 目前毛霉菌病療程尚不明確，通常需要數周至數月。

2. 手術清創

歐洲醫學真菌學聯合會指出除全身抗真菌治療外，盡早對毛霉菌病進行手術治療，必要時進行病灶的重復切除或清創[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，但在體內效果欠佳，通過外科手術清創方式可有效提高毛霉菌感染治療效果[35]。 研究發現，在COVID-19 引起的侵襲性毛霉菌鼻竇炎患者中，手術聯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縫合植皮聯合藥物治療可大大提高治療效果、縮短療程[37]。然而外科手術具有一定的局限性， 如孤立的肺毛霉菌病手術獲益較大，但播散性毛霉菌病由于累及顱內重要功能區域或主要血管是手術的相對禁忌證[38]。 因此，掌握毛霉菌手術適應證，早期識別、必要時及時聯合手術清創具有重要臨床意義。

3. 新型抗菌藥物

抗菌肽作為天然存在的蛋白質，是近年來被證實為抗真菌治療的候選方案， 可以通過直接殺菌特性發揮抗真菌作用。 除了全身性抗真菌治療外，它還可通過靶向機體免疫反應，增強機體抵抗真菌入侵，如在免疫麻痹期，抗菌肽可恢復免疫功能，增強APC 功能，發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、細胞因子免疫療法、疫苗等是新興的預防或控制毛霉菌感染的治療手段，主要通過恢復宿主免疫功能和抑制免疫介導的組織損傷來控制真菌感染，但目前關于它們在毛霉菌病中的應用尚在臨床探索階段[40]。 其他如分子遺傳學方法和基因組篩選可探索發現控制毛霉菌感染的新靶點，為未來藥物研發提供新方向。

六、小結與展望

了解毛霉菌病的診治難點對提高毛霉菌病臨床診療水平具有重要意義，同時對開發新的診斷技術、治療策略也提出了新的需求。 熟悉毛霉菌病高危因素，掌握其發病機制，實現早期診斷對降低發病率、病死率，改善患者臨床預后至關重要。 隨著新診治技術的開發及臨床應用，未來或將輔助臨床實現毛霉菌病的早期診斷和精準治療。

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