郭倩 申晨
迄今為止,共發(fā)現(xiàn)200余種非結核分枝桿菌(non-tuberculous mycobacteria,NTM),其中120種對人有致病性[1]。NTM屬于條件致病菌[2],不僅存在于自然環(huán)境中,也在供水管道、建筑園藝等人工環(huán)境中廣泛存在[3]。雖然大部分NTM為寄生菌,僅少部分對人體致病,但當兒童存在基礎肺部疾病或免疫力低下時,則容易發(fā)生NTM感染,引起淋巴結炎、皮膚和軟組織及肺部感染,甚至播散性疾病等[4-6]。兒童NTM病最常見的病原體是鳥分枝桿菌復合群(Mycobacteriumaviumcomplex,MAC),其次是嗜血分枝桿菌(Mycobacteriumhaemophilum)[7]。由于NTM病臨床癥狀和病理表現(xiàn)不典型、鑒別診斷復雜,特別是在結核病高發(fā)地區(qū),或對NTM病臨床研究較少、缺乏快速菌種鑒定技術的地區(qū),兒童NTM病極易被誤診漏診。目前,我國對兒童NTM病相關報道較少,為進一步提高對兒童NTM病的認識,加強兒童NTM病的診治管理,筆者從NTM分類、流行病學特征、致病機制、診斷和治療等方面展開綜述。
隨著基因分型和分子生物學技術的不斷發(fā)展,新的NTM菌種及亞種被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。目前,國際對NTM菌種多采用《伯杰系統(tǒng)細菌學手冊》分類法[8],將NTM根據(jù)其生長速度分為快速生長型和緩慢生長型。而國內多采用《伯杰系統(tǒng)細菌學手冊》分類法和Runyon分類法相結合來對NTM進行分類,其中,Runyon分類法是根據(jù)NTM生長溫度、速度、菌落形態(tài)、色素產(chǎn)生及與光反應的關系將NTM菌種分為:(1)光產(chǎn)色菌(Ⅰ組):指在固定培養(yǎng)基中,菌落不見光時為淡黃色,光照后變橙色或黃色;以堪薩斯分枝桿菌、海分枝桿菌、猿分枝桿菌為主;(2)暗產(chǎn)色菌(Ⅱ組):指在無光處培養(yǎng)時菌落為黃色或紅色,若一直曝光培養(yǎng),則顏色逐漸加深,如瘰疬分枝桿菌和戈登分枝桿菌;(3)不產(chǎn)色菌(Ⅲ組):指無論光照與否,菌落均不產(chǎn)生色素,如鳥分枝桿菌復合群和胃分枝桿菌;(4)快速生長菌(Ⅳ組):指在 3~5 d內即有肉眼可見菌落出現(xiàn),如偶發(fā)分枝桿菌和膿腫分枝桿菌。
研究表明,韓國2007—2016年這10年間兒童NTM病的發(fā)病率由6.0/10萬增加到19/10萬[9],捷克2003—2018年兒童NTM發(fā)病率從0.04/10萬上升至1.4/10萬[1],而我國因無需向中國疾病預防控制中心上報而缺乏相應患病例數(shù)和發(fā)病率等數(shù)據(jù)。據(jù)相關統(tǒng)計,廣東等東南沿海地區(qū)NTM病的發(fā)病率最高,可高達16%,而東北等天氣較寒冷的非沿海地區(qū),NTM病的發(fā)病率最低(2.7%),且僅有9個菌種,說明我國NTM感染率呈東部地區(qū)高于中部地區(qū)、南方高于北方、氣候溫和地區(qū)高于嚴寒地區(qū)等地域特點[10]。與國外認為NTM病具有季節(jié)性,冬末至春季發(fā)病率最高,秋季發(fā)病率最低的結論一致[4]。另有研究表明,在芬蘭卡介苗覆蓋率下降后,NTM病的患病率卻迅速上升,說明卡介苗的接種可以降低機體NTM感染率[11]。
結核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis,MTB)主要通過呼吸道傳播,被感染后宿主多有午后低熱、盜汗等全身癥狀,且80%好發(fā)于肺部。而NTM可通過不同途徑感染,如呼吸道吸入、皮膚和軟組織創(chuàng)傷后直接感染[7],且被感染后患者全身癥狀多不明顯。另外,NTM可在生物合成材料中形成生物膜,對常規(guī)抗生素及含氯消毒劑具有天然抵抗作用[12]。目前,最常見的兒童NTM病為NTM淋巴結炎,其次是皮膚及軟組織感染和NTM肺病[4]。盡管研究發(fā)現(xiàn)膿腫分枝桿菌感染患者可能在物理治療或肺功能測試期間通過氣溶膠與其他NTM菌種存在交叉感染,但仍缺乏人群間相互傳播的可靠證據(jù)[13]。
NTM的諸多毒力因子在NTM病的發(fā)病機制中起著重要作用。研究證實,在有基礎肺部疾病如慢性支氣管擴張、囊性纖維化及使用生物材料等患者中,NTM生物膜的形成是NTM病的誘發(fā)因素[14-16],可影響NTM傳播方式、抑制抗生素滲透并致其抗菌性失活。此外,存在于部分NTM(如MAC、偶發(fā)分枝桿菌和恥垢分枝桿菌等)外層的糖肽類脂(glycopeptide lipid,GPL)是主要的分枝桿菌類脂,具有免疫抑制作用,并可通過誘導多種細胞因子來影響機體對NTM感染的免疫應答,這可能是NTM致病的主要原因。
與MTB致病過程類似,當NTM經(jīng)呼吸道、皮膚等途徑感染宿主后,中性粒細胞會遷移至感染部位,殺滅大量NTM;而少量未被清除的NTM則可通過吞噬細胞表面表達Toll樣受體2(toll-like receptor 2,TLR2)和TLR4識別,并將其提呈至活化的T細胞[17]。另有研究表明,NTM可刺激機體TLR2和TLR4基因表達上調,促進巨噬細胞凋亡,其細胞早期凋亡水平的差異與分枝桿菌的毒力有關,即巨噬細胞凋亡率低的分枝桿菌更容易存活[18];另一方面,在溶酶體的作用下,巨噬細胞會消化吞噬的部分NTM,其抗原產(chǎn)物和菌體成分會被進一步運送至淋巴結,通過一系列途徑激活多種效應細胞釋放大量細胞因子來發(fā)揮免疫調節(jié)作用,但由于NTM屬于胞內致病菌,可引發(fā)不完全吞噬,導致少量NTM滯留在巨噬細胞內并進一步生長繁殖[17]。
Wang等[19]研究指出,恥垢分枝桿菌和膿腫分枝桿菌可誘導巨噬細胞向M1型極化,并促進一氧化氮(NO)、γ-干擾素(IFN-γ)、IFN-α、白介素-6(IL-6)等因子表達;在向M1型極化過程中,一種高遷移率非組蛋白N2(high mobility group protein N2, HMGN2)可被自發(fā)誘導。研究表明,HMGN2缺乏可通過增強核因子促炎信號通路NF-κB(nuclear factor-kappaB)和激活絲裂原活化蛋白激酶MAPKs(mitogen-activated protein kinases)信號轉導通路來促進M1標記物的表達和NO的產(chǎn)生,其在巨噬細胞抗NTM的免疫方面具有重要作用。IFN-γ的分泌對于宿主清除NTM也至關重要,一方面,其可促進巨噬細胞激活,使其表達更多的主要組織相容性復合物(major histocompatibility complex,MHC)Ⅱ類分子和NO,促進吞噬體和溶酶體的融合,有助于清除體內的分枝桿菌[19];另一方面,IFN-γ可通過影響內吞途徑改變吞噬體膜的形成,調節(jié)吞噬體的活性和轉化[20]。此外,NTM還可抑制吞噬體的酸化和成熟,減弱宿主對NTM的免疫應答,從而為自身存活提供條件[17]。
不同NTM病原體致病可累及不同臟器,其臨床表現(xiàn)也不同[2],主要以局部癥狀為主。
1.NTM淋巴結炎:是兒童最常見的NTM疾病,占總感染率的75%~85%[21],且80%發(fā)生在5歲以下兒童,50%發(fā)生在3歲以下兒童[7],女童稍多于男童[5]。一般表現(xiàn)為時間較長的單側淋巴結腫大史,可持續(xù)數(shù)周至數(shù)月,面部、下頜下[21]和宮頸區(qū)淋巴結為其常見累及部位,腹股溝或腋窩淋巴結炎則少見[5]。其致病病原體通常是生長緩慢的分枝桿菌,其中MAC占76%。
部分NTM淋巴結腫塊未經(jīng)干預可能也會自然消退,但通常會進一步液化成更大的腫塊[22],但腫塊通常無壓痛或有輕微壓痛[4]。特別是兒童頸面部淋巴結炎,其臨床表現(xiàn)可以隨著NTM感染的加重而出現(xiàn)4個階段的變化[23]:第一階段,局部出現(xiàn)無痛、牢固、血流加快的腫塊;第二階段,按壓腫塊可以波動;第三階段,局部皮膚逐漸變?yōu)樽仙?、變薄呈“羊皮紙樣”、有光澤;第四階段,局部破潰、形成瘺管。
2.NTM皮膚及軟組織感染:通常發(fā)生在因皮膚擦傷、開放性損傷、骨折而接觸到NTM的健康兒童或免疫缺陷患兒中,其發(fā)病潛伏期不固定,多為3~4周,可能是發(fā)生播散性NTM病的病因[24]。此類NTM感染多為膿腫分枝桿菌,其癥狀具有多樣性,可出現(xiàn)潰瘍、斑塊、丘疹、結節(jié)甚至膿腫等,早期常以局部皮膚硬化為主,很少出現(xiàn)壓痛,幾周后即開始破潰[25-26],大多數(shù)患兒膿腫間相互孤立。
3.NTM肺病:多見于有肺部基礎疾病的患兒,特別是患有慢性肺病(如囊性纖維化)或與之相關的支氣管擴張及免疫缺陷患兒,MAC是其最常見菌種,其次是膿腫分枝桿菌。對于膿腫分枝桿菌感染的患者,其肺功能下降速度明顯快于銅綠假單胞菌、嗜麥芽鏈球菌等慢性感染[27],且大多數(shù)患兒會出現(xiàn)發(fā)熱、咳嗽咳痰、體質量減輕和疲勞等癥狀[28]。也有研究證實,纖維化與NTM肺病的患病率增加密切相關[29]。NTM肺病的CT掃描可表現(xiàn)為大小結節(jié)、支氣管擴張、纖維空洞性病變及肺實變等,但這些特征不具有特異性,應注意與其他肺部疾病相鑒別[30]。
4.NTM播散性疾?。篘TM可侵犯人體多個組織和器官并引起相應癥狀,如淋巴結、皮膚、肝臟、腎臟、骨髓等[31],當感染者出現(xiàn)免疫力低下、外科感染,特別是存在HIV感染和IFN-γ、IL-12途徑缺陷時[32],極易發(fā)生播散性NTM病[33]。MAC是發(fā)生播散性NTM病的主要菌種,發(fā)生率高達90%以上,可通過血培養(yǎng)或骨髓活檢標本的染色和培養(yǎng)來鑒定。
NTM病的診斷通常依賴于臨床表現(xiàn)、影像學及實驗室檢查等,不同部位的感染確診方法也不同[34]??顾崛旧R檢可以檢測出組織中的分枝桿菌,但無法鑒別其類型。結核菌素皮膚試驗對診斷NTM病具有較高的敏感度,但特異度較低。而 γ-干擾素釋放試驗的特異度高于結核菌素皮膚試驗,可用于鑒別MTB和NTM,但難以鑒定二者同時感染的情況[30]。
1.NTM淋巴結炎:可對頸部、縱隔或其他出現(xiàn)淋巴結腫大部位進行CT掃描,通常表現(xiàn)為淋巴結腫大,密度均勻或呈結節(jié)狀或環(huán)狀強化[2]。但仍需采集穿刺物或少量淋巴結組織行PCR(敏感度為91.3%)或分枝桿菌培養(yǎng)(敏感度為64.8%)[7],以明確菌種及類型。
2.NTM皮膚及軟組織感染:同NTM淋巴結炎診斷類似,NTM皮膚及軟組織感染也需采集感染病灶穿刺物或活檢組織行NTM培養(yǎng)或分子生物學檢測。在保證標本不被污染的前提下,若分離到NTM菌種,則意味著該菌為致病菌[2]。但應注意患兒水體暴露史及外傷史等。
3.NTM肺病:由于NTM廣泛存在于自然界,從非無菌標本(如痰液、灌洗液等)中分離出NTM并不能確診NTM肺病,仍需結合臨床癥狀、影像學檢查結果和病原學依據(jù)做綜合診斷,NTM培養(yǎng)仍是確診NTM肺病的金標準。對于大齡兒童患者,應至少采集3份以上清晨痰液標本,且需有2份痰液/灌洗液樣本培養(yǎng)陽性結果才能確診NTM肺病[35]。
4.播散性NTM病:血培養(yǎng)可確診播散性NTM病。因菌血癥可能會出現(xiàn)間歇性陽性,故需多次培養(yǎng)。當不同部位或同一部位多份樣本分離出同一NTM菌種,或從無菌部位(如淋巴結、骨髓等)分離出NTM,則具有重要臨床診斷意義[36-37]。對于CD4+T淋巴細胞計數(shù)低的疑似播散性無癥狀NTM病患者,不建議行常規(guī)培養(yǎng)[38],可留取多份標本用于其他方法的診斷,且不同標本不能在同一天采集,并應在24 h內完成。目前,NTM的耐藥性因菌種不同而差異較大,且大多數(shù)NTM對常用的抗分枝桿菌藥物均耐藥,故為了保證治療效果,需在菌種鑒定后依據(jù)藥物敏感性試驗結果進行治療[2]。
對于疑似或確診NTM病患者主要有3種治療方式,即觀察治療、藥物治療及手術治療。但不建議對疑似患者進行試驗性治療[2]。
1.NTM淋巴結炎:對腫大的淋巴結進行完全手術切除可能是最為優(yōu)選的方案。Lindeboom等[39]將NTM淋巴結炎患兒分為抗生素治療組和手術切除組,結果發(fā)現(xiàn),外科手術切除組的治療成功率(96%)明顯高于抗生素治療組(66%),療程也明顯短于抗生素治療組,且接受抗生素治療的患者多出現(xiàn)發(fā)熱、疲勞等藥物不良反應,甚至停藥,治愈率較低[40-41]。故僅對廣泛MAC淋巴結炎或手術切除可能會有面神經(jīng)損傷或感染高風險的患者才考慮藥物保守治療[38, 41]。
2.NTM皮膚感染:研究指出,NTM皮膚感染也需內外科聯(lián)合治療,對膿腫采取外科引流和異物清除至關重要,并在培養(yǎng)和藥物敏感性試驗結果出來前,應根據(jù)最可能感染的菌種先進行經(jīng)驗性治療,可采用大環(huán)內酯類和氟喹諾酮類、四環(huán)素或甲氧芐啶等藥物[42]。一旦確定菌種類型,則建議采用2種藥物聯(lián)合治療,但對于輕度的局部皮膚損傷可以使用單一抗生素治療,如大環(huán)內酯類;而對于較廣泛或較深的皮膚/軟組織損傷,則需要外科清創(chuàng)、皮膚移植,并聯(lián)合抗生素治療[35]。兒童孤立的皮膚NTM感染預后一般較好,接受完全手術清除和藥物治療后復發(fā)率較低[43]。
3.NTM肺?。河捎贜TM耐藥性復雜,應對不同菌種引起的NTM肺病進行基于藥物敏感性試驗結果的個體化治療。根據(jù)國內外相關文獻和指南[2, 38],建議大多數(shù)結節(jié)性/支氣管擴張性MAC肺病患者服用克拉霉素或阿奇霉素、利福平和乙胺丁醇治療;而對纖維空洞性MAC肺病或嚴重結節(jié)/支氣管病的MAC肺病患者則建議服用克拉霉素或阿奇霉素、利福平、乙胺丁醇、阿米卡星或鏈霉素,且持續(xù)至痰培養(yǎng)陰性后至少1年。對于堪薩斯分枝桿菌肺病的治療,則建議服用異煙肼、利福平和乙胺丁醇,且持續(xù)至痰培養(yǎng)陰性后至少1年;而對于膿腫分枝桿菌肺病,則通常采用外科清創(chuàng)引流術和服用大環(huán)內酯類藥物方案。當藥物治療NTM肺病不理想時,可考慮手術治療方案,包括肺葉切除,但這一方案還需要更深入的研究[44]。
4.NTM播散性疾?。合嚓P研究表明,播散性NTM病的初始治療應包括至少2種抗分枝桿菌藥物??死顾睾桶⑵婷顾乇徽J為對播散性NTM病治療有效,且前者較后者更易清除血液中的NTM[45-46],又因MAC感染多選用大環(huán)內酯類和乙胺丁醇[35],故常用的治療方法應包括克拉霉素或阿奇霉素、大環(huán)內酯類或乙胺丁醇[38]。對于HIV感染或艾滋病并發(fā)播散性NTM病的患兒,用藥療程應至免疫功能恢復后至少1年,甚至終生服藥,治療方案同播散性MAC病。
綜上所述,應充分認識NTM病的傳染性、致病性和危害性,加強NTM篩查、檢測及鑒定,特別是對免疫力低下或器官/骨髓移植受者等易感人群。目前,國內對兒童NTM病的研究和數(shù)據(jù)甚少,不同地區(qū)患者、不同菌種感染,以及不同感染部位的臨床表現(xiàn)及診療方案均不同,加之癥狀不典型、患者治療依從性差、NTM的天然耐藥性,使得快速確診、規(guī)范用藥對于降低兒童NTM病的誤診誤治,防止出現(xiàn)更嚴重的并發(fā)癥至關重要。