肺真菌病的精准诊治:怎样鉴别念珠菌、曲霉和毛霉?mNGS检测真菌需注意哪些事项?结果如何判读?
来源: 重症肺言 2023-06-07

一、肺真菌病的诊治难点


提到肺真菌病,我们或许首先会想到从「侵袭性肺部真菌感染(IPFI)」到「侵袭性肺真菌病(invasion pulmonary mycosis,IPM)」概念的切换。2006年《中华内科杂志》发表的《侵袭性肺部真菌感染的诊断标准与治疗原则(草案)》中对IPFI的定义是不包括真菌寄生和过敏所致的支气管肺部真菌感染[1],这一概念更多描述的是病原菌与宿主的一种共存状态。2007年《中华结核和呼吸杂志》发表的《肺真菌病诊断和治疗专家共识》提出了「侵袭性肺真菌病」的概念,是指真菌直接侵犯(非寄生、过敏或中毒)肺或支气管引起的急、慢性组织结构病理损害所导致的疾病[2],「侵袭性肺真菌病」这一概念更能反映疾病的病理实质,体现了对疾病本质更深的认识。


我国一项纳入1998~2007年临床确诊肺真菌病患者的多中心回顾调查入选了10个城市16个中心的所有满足诊断标准的474例肺真菌病患者,收集临床、微生物学及影像学资料并进行回顾性分析。调查发现,在肺真菌病中,占比最高的是肺曲霉病和肺念珠菌病,两者之和约占70%[3]。这一数据与临床工作中对肺真菌病的实际诊治情况符合。


肺真菌病有一定的危险因素,包括:高龄、外周血中性粒细胞缺乏、应用广谱抗生素或类固醇激素3周以上、器官移植及接受免疫抑制剂治疗、既往侵袭性感染或定植病史、烧伤或严重创伤、合并恶性肿瘤、糖尿病等基础疾病、营养不良、胃酸抑制[4],这些危险因素也是临床诊断肺真菌病的首要线索。


肺真菌病的常见症状包括:①持续发热>96 h,经积极的抗生素治疗无效;②咳嗽、咳黏稠或呈黏液胶质样、咯血、胸痛、喘息、呼吸困难;③念珠菌血症时可出现肝、脾多发性小脓肿、脉络膜视网膜炎、肝功能异常、不明原因的神志障碍以及低血压、休克等。临床上无异常表现。体征方面,口咽部可见鹅口疮或散在白膜,肺部可闻及干/湿啰音,口唇发绀,胸膜摩擦音。肺真菌病常见的影像学表现为:①两肺散在斑片状影;②肺段或肺叶的实变;③多发结节状高密度影;④早期出现胸膜下密度增高的结节实变影;⑤晕轮征、空腔、新月体征;⑥新出现的肺部非特异性局部浸润影。其中,⑤和⑥往往是肺曲霉病比较有特异性的影像学表现。上述临床特征缺乏特异性,因此不能完全依据这些进行肺真菌病的诊断。


2008年指南提出了肺真菌病的分级诊断,即极似诊断、临床诊断、确定诊断三个诊断级别,分别依照危险因素、临床特征、微生物学检查和组织病理学检查结果而定。



组织病理学是肺真菌病确诊的「金标准」。判断患者是否为侵袭性肺真菌病,可以通过菌种的位置、排列、数目、宽度、分隔、分枝、染色、孢子等特征进行鉴别[5] ,尤其是念珠菌、曲霉和毛霉,并且提倡广泛开展经皮肺穿刺活检或经支气管镜黏膜活检和肺活检,直接取得肺组织标本做病理学检查和特殊染色以明确病原体[4]


组织中念珠菌、曲霉和毛霉的鉴别



然而,在临床中,活检操作往往会遇到不少的阻碍,例如患者高龄、基础状态差、难以接受有创操作、过度担忧、患者及家属不能获得知情同意等,这也阻碍了临床对肺真菌病的确定诊断。因此,调查显示肺真菌病的确定诊断率较低,也与此有关。


二、侵袭性真菌病实验室诊断方法临床应用专家共识


侵袭性真菌病的诊断引起临床多学科关注,早期明确诊断是改善患者预后的关键。为了促进临床医师深入了解并合理应用侵袭性真菌病的诊断方法,提高侵袭性真菌病的诊断水平,中国医药教育协会真菌病专业委员会联合多学科专家提出《侵袭性真菌病实验室诊断方法临床应用专家共识》[6]。共识针对侵袭性真菌病微生物学检查和组织病理学检查的临床应用,主要提出以下建议。


1. 微生物检查的临床应用


(1)真菌直接镜检:怀疑真菌感染患者的BALF标本及无菌体液(除血液外),应行真菌直接镜检,同时进行真菌培养及血清学检查。非无菌部位标本(痰、尿、粪等),如行真菌培养,需要在培养的同时行真菌直接镜检。真菌直接镜检敏感性不高,多次送检能提高检出率。活检组织标本在进行组织病理和真菌培养检查的同时,应进行直接压片,荧光染色后进行真菌直接显微镜检查。


(2)真菌培养和鉴定:在送检真菌培养检查同时,应尽可能同时送检真菌直接镜检。组织标本进行组织病理检查时,同时应进行真菌培养检查。真菌培养所需时间长于细菌培养,一般需要7 d,特殊情况需要2~4周以上,如果怀疑双相真菌感染(马尔尼菲篮状菌、组织胞浆菌等),应同时在28℃和37℃两个温度下培养。非无菌部位真菌培养阳性,存在污染菌或定植菌可能,需要对培养所获真菌进行判断,是否有临床意义(即致病真菌),需要结合真菌直接镜检、组织病理检查、患者临床表现以及真菌致病性等进行综合判断。真菌鉴定一般需要鉴定至种或复合群(complex)水平。根据菌种类型,参考相应真菌感染诊疗指南选择抗真菌药物治疗。少见真菌或从疑难重症患者分离到的致病真菌应做体外药敏试验,作为临床用药参考。


(3)血清学检查:样本类型多为血清,部分检查可用于脑脊液、BALF或其他体液。常用方法为:曲霉半乳甘露聚糖抗原检测(GM试验)和真菌1,3‑β‑D葡聚糖检测(G试验)、隐球菌荚膜多糖抗原检测(CrAg)。GM试验适用于怀疑侵袭性曲霉病的患者,可以检测血清或BALF。阳性结果是侵袭性曲霉病临床诊断证据之一。还需要结合临床表现、其他真菌学检查以及影像学表现综合判断。G试验用于怀疑侵袭性真菌病(包括念珠菌病、曲霉病、肺孢子菌病等,不包括隐球菌病、毛霉病)的患者,其阴性结果排除真菌感染的意义更大。隐球菌荚膜多糖抗原检测用于诊断隐球菌病,脑脊液或血清抗原阳性是隐球菌病的确诊证据。抗体检测适用于无明显免疫抑制人群。慢性空洞性肺曲霉病可检测曲霉IgG抗体,变应性支气管肺曲霉病患者可检测曲霉特异性IgE抗体。


(4)分子生物学检查:国外有念珠菌T2 磁共振(T2MR)结合PCR技术检测念珠菌血症的设备。 荧光定量PCR方法在多种深部感染真菌(曲霉、肺孢子菌、念珠菌)检测中有应用前景。 二代测序不作为常规检测推荐,疑难病例可开展对无菌组织、无菌体液或BALF的二代测序。


2. 组织学检查的临床应用


本共识对侵袭性真菌病诊断方法的应用人群、送检要求、结果解读及临床意义进行了介绍并提出建议,强调对于侵袭性真菌病高危患者,应综合应用多种诊断方法、正确取材送检、提高结果解读能力、了解不同方法的临床意义,以便合理应用,更好地服务于患者。


免疫抑制人群怀疑真菌感染时,应尽可能做组织活检。活检组织做病理学检查同时,应采集新鲜组织做组织真菌培养。HE染色不易发现真菌成分,应做针对真菌的特殊染色:六胺银染色(GMS)或过碘酸希夫染色(PAS)。免疫抑制人群,不能明确感染种类时,组织病理的特殊染色需包括针对真菌的GMS或PAS;针对分枝杆菌的抗酸染色;针对细菌的革兰染色。怀疑双相真菌中马尔尼菲篮状菌或组织胞浆菌感染时,骨髓穿刺液可做吉姆萨染色。


三、mNGS在肺真菌病诊断中的应用


1. mNGS用于真菌检测的优势与劣势


近年来,mNGS在感染性疾病诊断中的应用不断增多,因其具备一定的优势:①不需要培养,节省时间;②相较于传统方法(G/GM试验)可以精确区分物种,甚至亚型,特异性高;③在某些类型真菌的检测敏感性高于传统方法,如曲霉;④无需假设,可覆盖罕见真菌和其他类型病原体;⑤可检测真菌的耐药基因。但mNGS也有一定的劣势:①对采样要求较高,需要有效采集真菌感染的病灶部位;②真菌细胞壁厚(如曲霉),或有坚固荚膜(如隐球菌),破壁困难,核酸不易释放,可造成假阴性;③在实验流程中(比如建库)容易引入环境真菌或试剂中真菌核酸(如灰绿曲霉)的污染,造成假阳性;④真菌基因组数据库不全,很多真菌缺乏全基因组数据(识别不出),且在公开的数据库中真菌序列经常存在人源序列的污染(识别错误)。


所以,mNGS检测真菌时需要注意:最佳检测标本是BALF;在技术上改进破壁技术;合理去除人源背景,提高病原体的检出率;完善真菌基因数据库。


2. mNGS的真菌检测结果的解读


mNGS检测结果回报后,如何判读?


(1)对检出的病原体分类:①高等级的致病性真菌:如曲霉、肺孢子菌、马尔尼菲篮状菌、新生隐球菌,在大部分样本中都可能是病原体。②中等级的条件致病菌:如念珠菌属,在外周血、脑脊液、穿刺液等无菌体液样本中可能是病原体。③低等级的条件致病菌:如念珠菌,痰液、BALF、尿液等大部分样本中可能是共生菌,只在少数情况下如侵入操作后的脑脊液/外周血样本、感染性心内膜炎的赘生物中可能致病。④疑似背景微生物引起的感染:在某些感染样本中能与低等级的条件致病菌相互转化,需要结合患者传统微生物学检查结果及临床特征进行判断。


(2)结合临床判读结果:①阳性结果的判读:a. 若mNGS结果阳性且符合临床表现和其他实验室检查,推荐根据mNGS结果指导临床决策。b. 若mNGS结果阳性且符合临床表现,但缺乏其他实验室证据,应进行PCR验证,并完善传统实验室检查加以验证。c. 若mNGS结果阳性,但临床表现或实验室检查结果不支持,应以传统实验室检查结果为首要临床参考依据。②在阴性结果的判读中:真阴性,排除感染;假阴性,根据其他辅助检查结果高度提示感染可能,建议再次重复mNGS检测。


3. mNGS在真菌感染诊断中的价值


目前,分子生物学(PCR、mNGS)已经在临床实践中广泛应用,其中PCR在曲霉和念珠菌感染病理标本中有确诊价值。对于真菌感染的分子生物学检测,目前国内外只认可PCR;不论曲霉还是念珠菌,如果组织标本的PCR阳性均属于确诊依据;而血清、BALF的PCR检测阳性只能作为曲霉的临床诊断依据。


mNGS在我国刚刚普及,正在累积经验,可以作为辅助诊断的指标,尚不能作为病原学的确诊依据。mNGS为临床提供了一种具有很高敏感性和特异性的病原微生物检测方法,具有划时代意义。此外,mNGS不应该用于普通感染患者,而应在疑难、危重、特殊感染患者中使用,目前不倡导将其用于疗效随访和耐药性检测。临床中应重点关注mNGS报告的正确解读,要做到小心谨慎,结合临床,综合评估。


四、总结


肺真菌病缺乏特异的临床特征,组织病理结果是金标准,但也使得确定诊断困难。《侵袭性真菌病实验室诊断方法临床应用专家共识》针对侵袭性真菌病微生物学检查和组织病理学检查的临床应用,对侵袭性真菌病诊断方法的应用人群、送检要求、结果解读及临床意义进行了介绍并提出建议,强调对于侵袭性真菌病高危患者,应综合应用多种诊断方法、正确取材送检、提高结果解读能力、了解不同方法的临床意义,以便合理应用,更好地服务于患者。新的检验手段如mNGS的出现有助于临床肺真菌病的精准诊断,但主要推荐用于疑难危重、特殊感染的患者。无论何种实验室检测方法,都需要结合临床评估才有意义。



参考文献 (可上下滑动浏览)


[1] 中华内科杂志编辑委员会. 侵袭性肺部真菌感染的诊断标准与治疗原则(草案)[J]. 中华内科杂志, 2006, 45(8):697-700.

[2] 中华医学会呼吸病学分会感染学组, 中华结核和呼吸杂志编辑委员会. 肺真菌病诊断和治疗专家共识[J]. 中华结核和呼吸杂志, 2007, 30(11):821-834.

[3] 刘又宁, 佘丹阳, 孙铁英, 等. 中国1998年至2007年临床确诊的肺真菌病患者的多中心回顾性调查[J]. 中华结核和呼吸杂志, 2011, 34(2):86-90. 

[4] 施毅,刘又宁,张波,等. 肺念珠菌病[J]. 中国感染与化疗杂志,2011,11(2):114-118.

[5] 廖万清,吴绍熙. 现代真菌病学[M]. 上海:复旦大学出版社,2017:227.

[6] 中国医药教育协会真菌病专业委员会, 国家皮肤与免疫疾病临床医学研究中心(北京大学第一医院), 国家血液疾病临床医学研究中心(北京大学人民医院). 侵袭性真菌病实验室诊断方法临床应用专家共识[J]. 中华内科杂志, 2022, 61(2):134-141. 



作者简介


刘雅欣

哈尔滨医科大学附属第二医院呼吸与危重症医学科 副主任医师,医学博士;黑龙江省医学会呼吸病学分会委员;中国肺癌防治联盟黑龙江省分联盟委员;中国肺癌防治联盟哈医大二院结节诊治分中心委员;黑龙江省医疗保健国际交流促进会呼吸与危重症分会委员;作为副主编译作1部,参与多项课题研究;对呼吸内科常见疾病有扎实的理论知识基础以及较丰富的临床经验,熟练掌握呼吸内科各种临床操作技能。


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