述评 | 非结核分枝杆菌病诊治六十年

文章来源：中国防痨杂志，2024，46(8): 863-868.

doi: 10.19982/j.issn.1000-6621.20240114.

作者：段鸿飞

作者单位：首都医科大学附属北京胸科医院/北京市结核病胸部肿瘤研究所结核科，北京 101149

      非结核分枝杆菌(nontuberculous mycobacteria，NTM)肺病最早于1959年被Beck报道，作者发现一组不同于肺结核的患者，尽管影像学表现与肺结核高度相似，呼吸道标本抗酸杆菌染色和分枝杆菌培养也均为阳性，但从这些患者临床标本分离出的细菌感染豚鼠后不会发病，患者也不会传染他人。当时称这种细菌为“非典型分枝杆菌”。以后又被称为机会性分枝杆菌、环境分枝杆菌。20世纪90年代统一称为NTM。除累及肺脏外。NTM还可引起播散性病变、皮肤软组织病变和淋巴结病变。

      早期NTM 病的细菌学诊断通过表型分型，即观察细菌生长速度、色素沉着，然后结合细菌不同的生化反应判断菌种。表型分型需要较长时间，而且建立在熟知其表型特点的常见NTM基础上，不能鉴定新的或少见的NTM，有时NTM临床分离株也会有不典型的生化试验结果而造成误判。更重要的是，表型分型步骤繁琐，而且不能区分生物学特性相近的细菌，如鸟分枝杆菌和胞内分枝杆菌、龟分枝杆菌和脓肿分枝杆菌，严重限制了其临床应用。1990年美国胸科学会(ATS)发布了第一个NTM病诊治指南，国内上海市肺科医院是为数不多开展NTM病诊疗的医院，如夏祥新和唐神结报道在上海市肺科医院，最常见的NTM肺病是堪萨斯分枝杆菌肺病、鸟分枝杆菌复合群(Mycobacterium avium complex，MAC)肺病和快生长分枝杆菌肺病。

      这一时期治疗领域最重要的突破是确立了以大环内酯类抗菌素为核心的方案治疗MAC病。20世纪90年代，研究者将229例AIDS合并播散性MAC病患者随机分组，试验组使用克拉霉素、利福布汀和乙胺丁醇，对照组使用利福平、乙胺丁醇、氯法齐明和环丙沙星，以血分枝杆菌培养阴转和生存率为研究终点。在治疗第2周，含克拉霉素治疗的试验组血分枝杆菌培养阴转率为36%，而对照组为3%；在治疗第12周，含克拉霉素治疗的试验组培养阴转率为69%，对照组为29%。在第16周、32周、48周和64周，试验组的生存率也均明显高于对照组。由此确立了大环内酯类抗菌素、利福霉素和乙胺丁醇作为MAC病治疗的标准方案。

      此时，大环内酯类抗菌素尚未广泛用于脓肿分枝杆菌病的治疗。在美国，120例脓肿分枝杆菌肺病患者虽然使用抗生素联合手术治疗，仍有18例(15%)患者死亡，仅10例(8%)患者治愈(症状缓解且至少痰培养阴转1年以上)，其中7例接受阿米卡星+头孢西丁/亚胺培南治疗后手术，3例仅接受抗生素治疗。此时，脓肿分枝杆菌病的治疗被称为“抗生素治疗的噩梦”。

      随着分子生物学技术用于临床，以内部转录间隔区(internal transcribed spacer，ITS)基因、16S核糖体RNA(16S ribosomal RNA，16S rRNA)基因、热休克蛋白65(heat shocking protein 65，hsp65)基因为靶点的分子分型方法，大大简化了NTM病的细菌学分型，使快速、准确进行分枝杆菌菌种鉴定成为可能，进而取代了表型分型。自2010年起，以首都医科大学附属北京胸科医院为代表的国内医院陆续开展了NTM病诊疗工作，逐步缩小了与国际先进水平的差距。

  (一)NTM肺病诊断水平的提高

      由于NTM为条件致病菌，从临床标本中分离出细菌不一定意味着致病。20世纪60年代的一项研究发现，13%的健康人唾液或痰液能分离出NTM。因此，如何判断临床标本NTM与疾病的相关性成为一个重要问题。基于首都医科大学附属北京胸科医院的数据，初乃惠和段鸿飞提出判断临床标本NTM与疾病相关性的四要素，即菌种鉴定结果、标本来源、影像特点和地域，把分离出NTM的患者分为确诊NTM肺病、可能NTM肺病和排除NTM肺病，体现了我国临床医生对NTM病诊断有了长足进步。

      这一时期ATS的诊治指南强调菌种鉴定应在分枝杆菌培养阳性的标本进行，不建议常规对临床标本直接进行分枝杆菌菌种鉴定。为解决组织标本“少菌”而不能进行菌种鉴定的难题，首都医科大学附属北京胸科医院病理科探索将分子生物学技术用于组织标本的NTM病诊断，使一部分病变范围局限、细菌负荷量小的患者得到正确诊断，推动了NTM病的精准诊治。2020年，中华医学会结核病学分会发布的NTM病诊治指南指出：培养和分子生物学方法均可作为NTM病细菌学诊断标准。

      同期，中国研究者对NTM病在中国的流行情况也进行了重要探索。Tan等组织中国17家医院进行中国NTM肺病的前瞻性监测，研究对象为痰涂片抗酸杆菌染色阳性的可疑肺结核患者，在纳入的6766例有效病例中，有6236例(92.2%)为肺结核，458例(6.8%)为NTM肺病，72例(1.1%)为NTM定植。NTM肺病占可疑肺结核的比例表现出明显的地域差别，从西北地区的3.2%到南方的9.2%不等。

(二)发现再感染是难治性MAC肺病(指含大环内酯类抗菌素方案治疗6个月后痰分枝杆菌培养仍未阴转)的重要原因

      绝大多数的结核病治疗失败与核心药物耐药相关，但治疗失败的NTM 肺病往往与再感染相关。Jhun等报道，自2002年1月至2013年12月481例接受治疗的MAC肺病患者中，72例患者治疗超过12个月但痰分枝杆菌培养仍持续阳性，其中仅16例(22%)出现大环内酯类抗菌素耐药。对49例保存治疗前和治疗后分离株的分枝杆菌基因分型显示，73%(36/49)的患者再次感染新的MAC，只有27%(13/49)的患者为起病时的MAC持续感染。Koh等报道，在24例治疗失败的脓肿分枝杆菌肺病患者中，22例(92%)为再感染脓肿分枝杆菌。这提示NTM病治疗过程中，应尽量减少再次暴露于NTM，引起再感染的发生。

      (三)NTM病的治疗

      1.脓肿分枝杆菌病的治疗：这一时期脓肿分枝杆菌病治愈率有了明显提高，重要原因之一是有更多抗生素可供选择。研究者认为，脓肿分枝杆菌肺病的治疗应该包括起始期(initiation phase)和继续期(continuation phase)。起始期的目的是快速减少细菌负荷，通常至少联合两种静脉注射类抗生素，疗程为数周至数月。继续期除大环内酯类抗菌素外，联合2种或2种以上的口服药物，包括氯法齐明、利奈唑胺等，也可以同时吸入阿米卡星。根据这一思路，韩国研究者报道65例脓肿分枝杆菌肺病化学治疗结合手术，58%的患者痰培养阴转且维持12个月以上。首都医科大学附属北京胸科医院根据新的治疗理念，使用起始期强化方案，脓肿分枝杆菌肺病治愈率较前提高1倍以上。

      此时，发现脓肿分枝杆菌的亚种和可诱导的大环内酯类抗菌素耐药与脓肿分枝杆菌肺病预后明显相关。Kwak等汇集8项研究包括303例脓肿分枝杆菌肺病患者的分析显示，脓肿分枝杆菌脓肿亚种肺病的治愈率仅为33.0%，马赛亚种肺病治愈率则达到56.7%。脓肿亚种肺病患者使用阿奇霉素、阿米卡星和亚胺培南与治疗成功相关。因此，脓肿分枝杆菌肺病治疗中，用阿奇霉素替代克拉霉素，以亚胺培南替代头孢西丁是更合理的选择。红霉素核糖体甲基化酶(erythromycin ribosome methylatase，erm)基因与NTM可诱导的大环内酯类抗菌素耐药相关，脓肿分枝杆菌脓肿亚种erm(41)基因介导细菌对克拉霉素可诱导耐药，是脓肿亚种较马赛亚种预后差的原因。基于以上研究成果，2020年ATS/欧洲呼吸学会(ERS)/欧洲临床微生物学和感染病学会(ESCMID)/美国感染病学会(IDSA)联合发布的NTM肺病治疗指南建议，根据大环内酯类抗菌素的药物敏感性试验(简称“药敏试验”)结果确定脓肿分枝杆菌肺病治疗方案，体现了脓肿分枝杆菌肺病治疗水平和理念的进一步提高。

      2.MAC病的治疗：MAC肺病治疗的重大突破是阿米卡星脂质体成为第2个美国食品和药品监督管理局批准具有治疗NTM病适应证的药物(第1个是20世纪90年代克拉霉素被批准用于治疗HIV感染者的播散性MAC病)，获批是基于一个随机、对照、多中心Ⅱ期临床试验。该研究以难治性MAC肺病患者为研究对象，对患者2∶1随机化分组，分为标准方案联合阿米卡星脂质体组和标准方案组。6个月后，224例使用阿米卡星脂质体的患者中有65例(29.0%)痰培养阴转，而112例标准方案治疗患者中仅10例(8.9%)阴转(OR=4.22，95%CI:2.08~8.57，P<0.001)。

      尽管NTM病的诊治水平较前有了明显进步，但依然存在巨大提高空间。与结核病研究相比，在诊断领域,GeneXpert MTB/RIF已成为快速诊断结核病和快速发现利福平耐药的主要方法；在治疗领域,耐多药/利福平耐药结核病(MDR/RR-TB)全口服短程治疗方案已成为指南推荐的治疗方案。但是，目前NTM病仍缺乏快速诊断方法，疗程长、治疗方案包含注射剂,不能满足疾病的快速诊断，也影响患者对治疗的依从性，借鉴结核病诊治的成功经验是破解NTM病诊治难题的重要手段。

  (一)NTM病快速诊断和核心药物耐药快速诊断的探索

      毫无疑问，未来NTM病诊断的方向是实现疾病的快速诊断和核心药物耐药的快速诊断。但NTM广泛存在于自然界,容易污染标本，而且可以在呼吸道定植，用更敏感的分子生物学方法检出NTM不一定意味着致病，国内外指南对临床标本直接使用分子生物学方法进行菌种鉴定的可行性有不同意见。2016年，美国囊性纤维化基金会和欧洲囊性纤维化学会指南明确指出：不推荐常规使用分子生物学方法直接对临床标本进行分枝杆菌的菌种鉴定。中华医学会结核病学分会NTM病诊断和治疗指南(2020年版)指出：培养和分子生物学方法均可作为细菌学诊断标准。对分子生物学方法检出的NTM，尤其要考虑菌种鉴定结果、标本来源和影像学特点等要素，以判断致病的可能性。2020年ATS/ERS/ESCMID/IDSA联合发布的NTM肺病治疗指南建议，对常见的NTM病应在核心药物药敏试验基础上启动治疗，但目前还没有可靠的方法实现耐药的快速诊断。

    (二)借鉴结核病治疗经验，兼顾中国国情，优化NTM病的治疗

      目前NTM病的疗效不能令人满意，应借鉴结核病治疗的成功经验，同时兼顾中国国情 不断优化NTM病治疗方案,主要包括:

      1.探索兼顾杀菌活性和灭菌活性的治疗方案。结核病的治疗方案有异烟肼和利福平等具有强大杀菌活性和灭菌活性的药物，尽管大环内酯类抗菌素是多数NTM 病治疗的核心药物，但杀菌活性较弱，也没有证据提示其具有灭菌活性。Kaya等研究克拉霉素从血浆到肺部病变分布的模型，量化不同病变部位药代动力学-药效学目标的实现程度，发现克拉霉素具有良好的组织通透性，在受感染的细胞内和干酪组织都有较高浓度。因此，克拉霉素杀菌活性欠佳是由于其效果受药效学而非药代动力学因素的影响。

      与结核分枝杆菌类似，NTM在体内也表现为快速繁殖细菌与生长受抑制的细菌共存，脓肿分枝杆菌在体内还会形成生物膜。有报道认为，对于生长活跃的脓肿分枝杆菌,贝达喹啉具有抑菌作用，并拮抗亚胺培南对脓肿分枝杆菌的杀菌活性。对于缺乏营养生长受抑制的脓肿分枝杆菌，贝达喹啉具有杀菌作用，而亚胺培南不具有杀菌作用。在细胞感染模型中，贝达喹啉和亚胺培南均具有协同杀灭脓肿分枝杆菌的作用。但目前没有公认的对NTM 病有灭菌作用的药物，基于结核病治疗经验，理想NTM 病的治疗方案，需要兼顾对生长活跃细菌、生长受抑制细菌、生物膜内细菌的杀菌作用和灭菌作用。

      2.探索具有潜在抗NTM 病作用的新药。由于药物研发费用高昂，探索上市后药物扩大适应证更经济、有效,利奈唑胺和氟喹诺酮类药物治疗结核病就是成功的范例，NTM 病的药物研究也可以借鉴类似经验。韩国研究者发现，对分离株最低抑菌浓度(MIC)≤1mg/L的MAC肺病患者，含氯法齐明方案治疗的痰分枝杆菌培养阴转率高于MIC≥2mg/L的MAC肺病患者(痰菌阴转率分别为5/8和0/3)，氯法齐明对分离株MIC≤0.25mg/L的患者均实现痰分枝杆菌培养阴转，但该研究为回顾性研究，且仅纳入11例MAC肺病患者，研究结论有待更大样本研究的证实。

      近期，Bao等报道，50例不适合标准方案治疗的MAC肺病患者接受了含氯法齐明的抗MAC治疗。多因素分析发现,氯法齐明MIC<0.25mg/L的MAC肺病患者与痰培养阴转明显相关(OR=8.415，95%CI：1.983~35.705，P=0.004)。作者认为：不适合标准方案治疗的MAC肺病患者可以从含氯法齐明的方案中获益，尤其是基线分离株氯法齐明MIC<0.25mg/L的患者，提示氯法齐明可作为MAC肺病的候选药物。

      3.探索兼顾中国国情的NTM 病治疗方案。在结核病低负担国家，临床标本发现抗酸杆菌首先需要考虑NTM 病的可能性，但在结核病高负担国家，临床标本发现抗酸杆菌首先考虑结核病是更合理的诊断思路，但这给NTM 病的治疗带来挑战。Bao等报道，与未接受过抗结核治疗的MAC肺病患者相比，接受过抗结核治疗患者的临床分离株利福平MIC50 和MIC90 升高 4 倍，提示经验性的抗结核治疗造成MAC病治疗药物的MIC升高，存在潜在治疗失败的可能。Zhang等报道，在上海接受经验性抗结核治疗的191例堪萨斯分枝杆菌肺病患者，其中24.1%(46/191)的患者在抗结核治疗2个月后痰分枝杆菌培养仍阳性。全基因组测序发现46例患者治疗前后分离株的单核苷酸多态性差异小于17，排除了外源性再感染可能。基线时61.8%(118/191)的分离株乙胺丁醇MIC超过4mg/L，16.8%(32/191)的分离株异烟肼MIC超过2mg/L；治疗2个月后56.5%(26/46)患者的临床分离株对利福平、乙胺丁醇和(或)异烟肼的MIC均增加4倍以上。这提示目前经验性抗结核治疗堪萨斯分枝杆菌肺病，如患者未能快速痰培养阴转，应警惕治疗失败的风险。

    (三)NTM病的生物治疗

      单一的新药问世不能解决NTM病治疗难题，科学家们不断探索新的思路解决治疗难题。20世纪90年代，科学家就研究了皮下注射γ-干扰素治疗难治播散性NTM病，取得了一定疗效，但由于大环内酯类抗菌素为核心的方案治疗MAC病取得重大突破，加之从这一治疗获益的患者均存在γ-干扰素产生不足，没有数据支持γ-干扰素是否适合更广泛人群，这一治疗方案未被继续研究。近年面临治疗失败的NTM疾病时，研究者开始关注噬菌体治疗的可行性。Dedrick等最早报道使用噬菌体治疗肺移植术后治疗失败的播散性脓肿分枝杆菌病，利用实验室保存的10000余种噬菌体，筛选对脓肿分枝杆菌分离株有潜在作用的噬菌体，发现Muddy、ZoeJ、BPs三种噬菌体有效，通过基因工程进一步改造噬菌体，然后将改造后的噬菌体输入患者体内，发现患者对静脉输注噬菌体耐受性良好，胸骨伤口愈合、肝功能改善且感染性皮肤结节显著消退。但是，噬菌体治疗NTM病并非一帆风顺。稍后，这一团队又报道了噬菌体可诱导机体产生IgM和IgG介导的中和抗体，影响疗效。近期，该团队发布了最新研究成果，20例难治性分枝杆菌病(包括17例脓肿分枝杆菌病、1例龟分枝杆菌病、1例鸟分枝杆菌病、1例播散性卡介菌病)患者接受了噬菌体治疗，均未发现不良反应，11例患者有良好疗效。8例患者静脉注射噬菌体后在血清中鉴定出中和抗体，其中4例患者疗效欠佳。11例患者仅用单一噬菌体治疗，均未观察到噬菌体抗体。这提示在不考虑可及性的前提下，噬菌体治疗是一个有前景的治疗手段。

      综上所述，过去的六十多年，是人类对NTM病从发现到认识逐渐深入的六十年。过去十余年来，我国NTM病研究从起步到追赶世界先进水平，如今在疾病诊治方面已接近国际先进水平。今后，要加大创新研究的步伐，响应“创新是第一生产力”的时代声音，在NTM病诊疗方案优化方面做出实质性的突破，为人民健康做出更大贡献。