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人腐霉菌病的研究进展

腐霉菌病(Pythiosis)是由隐袭腐霉菌(Pythium insidiosum)引起的一种难治性罕见感染性疾病，病死率极高^[ 1 ]。隐袭腐霉菌(又称谲诈腐霉菌)是一种类似真菌的水生卵菌，被认为是哺乳动物中唯一能引起腐霉菌病的病原体，归类于腐霉科腐霉属，其细胞壁不含几丁质，而是由纤维素和葡聚糖组成，细胞膜缺乏麦角甾醇^[ 2 ]。隐袭腐霉菌的最佳生长温度为28~37℃，在沼泽地区具有生态优势。因此，腐霉菌病主要分布于热带、亚热带和一些温带地区，如印度、泰国、巴西和美国南部等国家或地区^{[ 2 , 3 ]}，在全球变暖的趋势下，预计腐霉菌病将会蔓延至更广泛的地区。

腐霉菌病大多是在马、狗和人类等哺乳动物中发现^{[ 4 , 5 , 6 , 7 , 8 ]}，该病最初名称不一，相关的描述可追溯至1884年英国兽医Smith在印度工作时发现马匹患有"夏疮"，1901年荷兰学者De Haan和Hoogkamer在印度尼西亚首次分离出"马破坏性丝状菌病"的病原体^{[ 7 , 8 , 9 , 10 ]}，但由于一直无法诱导孢子产生，病原体难以鉴定，疾病的名称也一直在变化。直到1974年Austwick和Copland^[ 11 ]观察到诱导的游动孢子，确定病原体归于卵菌腐霉属。1980年正式明确"腐霉菌病"的疾病名称，不过此时更多指的是动物疾病^[ 12 ]。1985年泰国Mahidol大学的Siriraj医院报道了人类首例腐霉菌病^[ 13 ]，此后国内外关于人腐霉菌病的报道不多，国内的病例报道尤其少见，可能是腐霉菌病临床表现不特异，致病菌培养困难，易被误诊，且该病主要发生在经济欠发达的农村地区，其病例数量可能被严重低估。

隐袭腐霉菌对传统抗真菌药物的敏感性较差，根治性手术切除感染组织是腐霉菌病的主要治疗方法^{[ 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 ]}。目前有研究使用免疫药物或者抗菌药物治疗腐霉菌病，治疗效果不一，总体预后不佳^{[ 14 , 15 , 22 , 23 , 24 ]}。腐霉菌病的病死率高，治疗效果不佳，暴发很有可能带来严重的公共卫生问题。

本文就人腐霉菌病的流行病学特征、临床表现、诊断方法、治疗方案，以及预后等进行阐述，以提高临床医师对腐霉菌病的认识和警惕性，从而更好地预防和治疗该疾病。

1　人腐霉菌病的流行病学特征

隐袭腐霉菌多在沼泽地区生长，包括稻田、河流和水库等。病原体有2种表现形式：游动孢子和菌丝，其中游动孢子是具有感染性的繁殖体。目前认为接触被游动孢子污染的疫水是患者发病的危险因素。暴露的伤口、宿主的体温、低CO₂水平均可增加疾病易感性。具有低CO₂水平的角膜更适合隐袭腐霉菌生长^[ 3 ]。研究发现，大多数人腐霉菌病发生在热带、亚热带和一些温带地区，尤其好发于经常在稻田中工作的农民，其中以角膜性腐霉菌病更为常见^{[ 7 , 8 ]}。

据统计，隐袭腐霉菌的基因型可能与地理原因相关，如clade-Ⅰ基因型几乎全部在美洲被发现，clade-Ⅱ和clade-Ⅲ基因型通常在亚洲被检出，同一地区不同宿主分离出的菌株具有99%的相似性^{[ 25 , 26 ]}。与动物腐霉菌病大多发生在美洲地区不同，迄今为止报道的776例人腐霉菌病主要发生在亚洲地区，如印度(437例)、泰国(293例)、中国(15例)、日本(1例)和马来西亚(1例)，其他病例分别来自美国(15例)、澳大利亚(3例)及西班牙(2例)等^{[ 8 , 27 , 28 , 29 , 30 , 31 , 32 ]}。

腐霉菌病极其难治，但不具有传染性，尚未出现水平传播或者垂直传播。有研究认为地中海贫血患者对腐霉菌病易感，可能与地中海贫血介导的免疫损伤或铁过载有关^[ 33 ]，但也有研究指出，这可能只是因为地中海贫血同时也是泰国和其他东南亚国家的高发疾病，两种疾病的高风险区域重叠^[ 6 ]。此外，也有相关报道提示克罗恩病为腐霉菌病的易感因素^[ 34 ]。因此，腐霉菌的发病除与一些外部环境因素有关外，可能也与宿主自身的条件有关。

国内关于人腐霉菌病的报道极少，主要集中在角膜性腐霉菌病(14例)，抗真菌治疗效果欠佳，最终均进行了角膜移植^{[ 8 , 16 , 17 , 32 ]}。2022年Zhang等^[ 27 ]报道国内首例人皮肤性腐霉菌病病例，并且制订突破常规的治疗方案，最终获得良好的预后。

2　人腐霉菌病的临床表现

腐霉菌病主要有角膜、血管、皮肤、胃肠道和播散性腐霉菌病等类型。其中人腐霉菌病常见的临床类型是角膜性(574例)和血管性(169例)，合计占比接近95.7%^{[ 7 , 8 , 27 , 28 , 29 , 30 , 31 , 32 ]}。

角膜性腐霉菌病的易感因素主要包括佩戴隐形眼镜、眼部外伤史等，主要表现为角膜溃疡或角膜炎，有卫星灶、毛刺征，通常可局限在单侧眼球，也称腐霉菌性角膜炎^{[ 16 , 17 , 31 , 32 , 35 ]}。血管性腐霉菌病患者常有潜在的血液病，如地中海贫血、血红蛋白病等，感染主要累及四肢动脉等大中型动脉，容易引起动脉壁增厚、动脉瘤、血管阻塞和血管坏疽，甚至导致邻近组织炎症，表现为肢体跛行、慢性坏疽等；少部分患者可能会累及腹部动脉而表现为腹痛等症状^{[ 36 , 37 ]}。皮肤性腐霉菌病的临床表现通常为大的、圆形的溃疡性肉芽肿病变，一般会累及头颈部、躯干、会阴和肌肉关节等部位^{[ 7 , 8 , 27 , 28 , 29 , 30 ]}。胃肠道腐霉菌病常累及食管、胃或肠道等，多为肿块或者溃疡，甚至累及胰腺、大网膜和肠系膜等邻近器官^{[ 36 , 37 ]}。播散性腐霉菌病是指全身多器官的腐霉菌感染，可累及血管、皮肤、胃肠道、骨骼、肺部及颅脑等脏器^{[ 38 , 39 ]}。临床上腐霉菌病无特异性的体征表现，难以鉴别。

3　人腐霉菌病的诊断

腐霉菌病的早期诊断对预后至关重要，目前的诊断方法主要可归纳为四大类：微生物形态学、组织病理学、血清学试验和分子生物学分析^[ 1 ]。在微生物形态学方面，隐袭腐霉菌的微观特征包括：菌丝短且宽，直径4~10 μm，且有垂直分枝、稀疏分隔和圆形的菌丝尖端，在合适的水生环境中会诱导产生双鞭毛游动孢子，但诱导过程是相对非特异性和耗时的^{[ 2 , 3 ]}。组织病理学主要表现为嗜酸性粒细胞肉芽肿性炎症，病灶中心由大量变性嗜酸性粒细胞和透明嗜酸性物质包裹着菌丝，病灶边缘有大量炎性细胞浸润^[ 40 ]，组织过碘酸-雪夫(PAS)染色和六胺银(GMS)染色均能很好地显示菌丝^[ 7 ]。血清学试验包括免疫扩散、免疫印迹、酶联免疫吸附试验(ELISA)、血凝和免疫层析等方法^{[ 41 , 42 , 43 , 44 , 45 ]}，其中最常用的方法是ELISA，敏感度和特异度几乎达100%，需要注意的是，不同隐袭腐霉菌菌株的抗原不同，且不同实验室的准确性可能存在差异^[ 44 ]。在分子生物学分析方面，主要有聚合酶链反应(PCR)、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)等方法^{[ 46 , 47 , 48 ]}，其中最常见的方法是PCR，但涉及到引物设计及测序步骤等繁琐过程，且PCR检测需要事先知道或怀疑某种特定的感染^[ 46 ]。由于隐袭腐霉菌是一种罕见的病原体，选择合适的PCR引物比较困难，目前主要基于核糖体DNA内转录间隔分析(rDNA-ITS)或细胞色素氧化酶II(COX2)基因进行分型。

宏基因组二代测序技术(mNGS)是一种快速、低成本、无需培养、无需提前假设及可覆盖各类病原菌的基因分析替代方法，已得到广泛应用，尤其可以为罕见病原菌的早期诊断提供一些线索^[ 49 ]。2022年Zhang等^[ 27 ]通过mNGS技术成功实现1例皮肤性腐霉菌病的早期诊断，并且对培养获得的隐袭腐霉菌菌株进行了全基因测序证实。

4　人腐霉菌病的治疗

腐霉菌病发展迅速，严重威胁患者的生命，目前主要治疗方法是根治性手术，其他疗法还包括免疫及抗菌药物治疗，但治疗效果不理想^{[ 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 ]}。在多数情况下，根治性手术是治疗的唯一方法，可以有效控制局限病灶的进展，但必须完整切除病灶，若病灶边缘不清晰，外科手术无法完整切除，一旦感染发生扩散，疾病则难以控制^[ 18 ]。免疫疗法实施已有40余年，主要是通过直接注射隐袭腐霉菌的菌丝以控制疾病，通常需要联合手术或者抗菌药物进行治疗，对部分患者有效，但隐袭腐霉菌抗原的免疫原性有所不同，宿主对免疫治疗的反应也有显著差异^{[ 15 , 24 ]}。

由于隐袭腐霉菌之前一直被认为是真菌，腐霉菌病的抗菌治疗通常是指抗真菌治疗，但治疗失败率很高，可能是由于隐袭腐霉菌的细胞膜上缺乏麦角甾醇，对抗真菌药物不敏感，不过也有使用干扰麦角甾醇生物合成的药物如两性霉素B、伊曲康唑及特比萘芬等治疗成功的少数病例报道^{[ 19 , 20 ]}。隐袭腐霉菌细胞壁主要含有纤维素和葡聚糖，有研究使用抑制β-葡聚糖合成的药物(如卡泊芬净)进行治疗，结果发现疾病复发率较高^[ 21 ]。鉴于抗真菌药物的治疗效果不佳，研究人员尝试使用抗细菌药物治疗腐霉菌病，发现联合使用阿奇霉素、克拉霉素、米诺环素和替加环素在治疗腐霉菌病的体外、体内实验中均表现出协同作用，但实验采用的是皮肤腐霉菌病的兔子模型，皮肤感染不是人腐霉菌病的常见类型，兔子也不是隐袭腐霉菌感染的常见宿主，因此实验结果在临床实践中尚未得到一致认可^[ 22 ]。Mahl等^[ 23 ]报道了氨基糖苷类和替加环素的体外药敏结果，结果显示替加环素可以达到有效的抗隐袭腐霉菌浓度，而氨基糖苷类需要更高甚至超安全范围的药物浓度才具有抗隐袭腐霉菌作用。

目前关于腐霉菌病的治疗仍具有很大挑战，大多是个案报道、回顾性研究或动物模型实验结果，不同治疗方法的统计病例数量总体偏少，而且往往是外科手术、免疫药物及抗菌药物联合治疗，尚无具有说服力的腐霉菌病治疗方案。2022年Zhang等^[ 27 ]首次使用复方磺胺甲噁唑成功治愈人皮肤性腐霉菌病，更进一步在这株隐袭腐霉菌菌株的基因序列中找到可表达DHPS的folP基因，推测复方磺胺甲噁唑可能通过该靶点发挥治疗效应。

5　人腐霉菌病的预后

腐霉菌病的预后取决于宿主类型和临床表现分型，这可能与宿主基础疾病、免疫状态及微生物的基因分型等有关。有文献报道，腐霉菌病的总病死率为28.1%，其中人腐霉菌病病死率为12.8%，动物腐霉菌病病死率为33.5%^[ 8 ]。不同宿主腐霉菌病的临床特点可能存在差异性：人类以角膜性腐霉菌病为主，占比高达74%，病死率极低；而动物则以皮肤/皮下性腐霉菌病为主(90%)，病死率高达71%。在人腐霉菌病的不同临床表现类型中，病死率也有所不同。如播散性腐霉菌病的病死率高达88.9%，血管腐霉菌病次之(26.8%)，皮肤/皮下腐霉菌病的病死率为13.3%，目前为止尚无角膜腐霉菌病的死亡病例报道，但多数患者失明，需要行角膜移植^{[ 7 , 8 , 27 , 28 , 29 , 30 , 31 , 32 ]}。

腐霉菌病的预后也取决于隐袭腐霉菌浸润的范围、深度和程度，同时早期诊断的准确性以及启动治疗的时机也同样重要。如角膜性腐霉菌病，如果只是侵及角膜表面，及时治疗预后较好；若侵及视轴或眼前房积脓等，失明风险高，需要进行及时的治疗性角膜移植，但仍有移植排斥、移植后感染及高复发率等并发症，预后不良^{[ 16 , 17 , 31 , 32 , 33 , 34 , 35 ]}。

6　总结与展望

腐霉菌病是一种高病死率的难治性感染性疾病，其发病有一定的地域差异，主要分布于热带、亚热带和一些温带地区。人腐霉菌病的临床表现多样，以角膜性和血管性腐霉菌病多见，但均无特异性，鉴别相对困难，其诊断有赖于微生物形态学、组织病理学、血清学试验和分子生物学分析等方法，也与检测医师的经验、临床医师的认知及医院实验室条件等因素密切相关。目前外科手术是治疗腐霉菌病的主要方法，其他疗法还包括免疫疗法和抗菌药物治疗，但成功率较低，并发症多、复发率高。国内报道首例使用复方磺胺甲噁唑治疗人皮肤腐霉菌病的成功案例，长期随访疾病无复发，提示复方磺胺甲噁唑可能是腐霉菌病的优选治疗方案，仍需要进一步的动物实验、临床验证。

迄今为止，腐霉菌病的流行病学特征、临床表现仍是不确切的，仍未找到快速的诊断方法和有效的治疗手段。鉴于腐霉菌病长期得不到科学的认识，实际病例数可能被严重低估，一旦暴发可能会对人类造成极大的威胁，因此须提高警惕，积极推动进一步的研究，寻找快速诊断方法及有效的治疗方案。