（1，3）-β-D葡聚糖在侵襲性真菌感染中的研究進展

尹秋生 冬蘭

（1，3）-β-D葡聚糖在侵襲性真菌感染中的研究進展

尹秋生 冬蘭

近年來，隨著廣譜抗生素、糖皮質(zhì)激素、免疫抑制劑、抗腫瘤化療藥物等廣泛應(yīng)用，體內(nèi)留置導(dǎo)管時間延長及器官移植的廣泛開展；老年人、自身免疫缺陷病毒感染者機體免疫力下降等因素，導(dǎo)致侵襲性真菌感染（inversive fungal infection IFI）的發(fā)生率與病死率顯著上升［1-2］。多數(shù)真菌感染的臨床表現(xiàn)和影像學(xué)特征不典型，細菌培養(yǎng)等微生物學(xué)檢測方法耗時長，活檢病理學(xué)的應(yīng)用有一定的局限性，致使臨床醫(yī)師多是經(jīng)驗性地應(yīng)用抗真菌藥物。近年來，無創(chuàng)性實驗室檢測技術(shù)受到關(guān)注，尤其是（1，3）-β-D葡聚糖［（1，3）-β-D-glucan，BG］檢測真菌抗原（又稱G試驗），具有早期、快速、準確的特點，越來越廣泛應(yīng)用于臨床［3］。本文對G試驗在IFI中的診斷作用作一綜述。

1 G試驗的反應(yīng)機制

BG廣泛存在于除接合菌和隱球菌以外的真菌細胞壁中，占真菌細胞壁成分＞50%，在酵母菌中的水平最高，其他微生物、動物及人的細胞均不含該成分。當真菌進入血液或深部組織后，經(jīng)吞噬細胞的吞噬、消化等處理后，BG可從胞壁中釋放出來，使血液及其他體液中含量增高；而在淺部真菌感染中，BG未被釋放，故其在血液、體液中的量未增高。鱟是一種海洋節(jié)肢動物，其凝固酶原G 因子能特異性識別BG，G因子的α亞基特異性識別BG后，可激活血清凝固酶原上的β亞基，形成凝固酶，凝固酶可以參與凝血酶原級聯(lián)反應(yīng)，使凝固蛋白原轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀的凝固蛋白，使整個反應(yīng)可通過光譜儀測量其光密度進行量化。目前國外檢測BG的兩種試驗分別為日本研制的Fungitec-Gglucan試劑，陽性閾值為＞20 ng /L，以及美國研制的Glucatell 試劑，陽性閾值為＞60ng /L；國內(nèi)目前多采用GKT25M set 動態(tài)真菌檢測試劑盒（北京金山川科技發(fā)展公司），BG＞20ng/L為陽性。由于葡聚糖在環(huán)境中廣泛存在，患者長期應(yīng)用纖維素膜進行血液透析，輸注免疫球蛋白、白蛋白、凝血因子或血液制品，服用某些抗腫瘤藥物和磺胺類藥物，標本暴露于紗布等含葡聚糖的材料，葡萄球菌屬、銅綠假單胞菌屬等與GKT-5M Set 動態(tài)真菌檢測試劑盒存在交叉反應(yīng)，實驗過程中的污染等均可導(dǎo)致BG出現(xiàn)假陽性。

2 G試驗在診斷IFI中的價值

2008年，歐洲癌癥治療研究組織和美國國家過敏癥與傳染病研究所霉菌病研究組（EROTC/MSG）修訂了深部真菌感染的標準，首次將G試驗納入微生物學(xué)標準［4］。在一項研究100例急性白血病化療后出現(xiàn)抗生素無效的粒細胞缺乏性發(fā)熱患者中，將BG陽性的標準設(shè)為連續(xù)≥2次、濃度≥80pg/ml作為診斷IFI的最佳選擇，其特異性、敏感性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為81.3%、86.8%、76.7% 和86.5%，在發(fā)生IFI的患者中，78.0%在臨床診斷同時或之前即出現(xiàn)BG陽性，BG陽性的時間比臨床診斷的時間平均提早1.25d。如果在粒細胞缺乏的第1天留取血標本而不是發(fā)熱開始，50.0% 的IFI患者就可以提前5d診斷［5］。Liu等［6］對56例新生兒念珠菌血癥和210例非念珠菌感染兒童進行的G試驗結(jié)果顯示，念珠菌血癥患者的平均BG水平為73.1pg/ml，而無念珠菌感染者的BG水平＜10pg/ml，G試驗的敏感性為68%，特異性為91%，陽性預(yù)測值為66%，陰性預(yù)測值為91%，研究認為診斷價值適度。一項前瞻性研究納入152例抗生素治療無效、有假絲酵母菌菌血癥危險因素的患者，其中53例確診為假絲酵母菌菌血癥，47例為疑似假絲酵母菌菌血癥，52例被排除。結(jié)果顯示，G試驗診斷假絲酵母菌菌血癥的敏感性為77.0%，特異性為83.0%，研究認為，G試驗對診斷醫(yī)院性假絲酵母菌菌血癥較有幫助［7］。一項納入11個研究、1068例患者的Meta分析結(jié)果顯示，G試驗檢測IFI感染的敏感性為75.0%，特異性為87.0%，受試者工作特征（ROC）曲線下面積為0.89，研究結(jié)果提示，G試驗在診斷IFI時具有較高的敏感性與特異性，在篩查侵襲性真菌病中具有較高的實用價值［8］。

肺部真菌感染的臨床表現(xiàn)無特異性，早期診斷相當困難。G試驗在臨床中的應(yīng)用為診斷肺部真菌感染提供幫助。楊文柳等報道［9］，真菌感染組肺泡灌洗液（BALF）中的BG濃度為281ng/L（中位數(shù)），而單純肺炎組與非感染組BG濃度分別為28ng/L和10 ng/L，真菌感染組BG水平顯著高于其他兩組（P＜0.001）；真菌感染組、單純肺炎組和非感染組血漿中BG濃度分別為27、10及5ng/L（中位數(shù)），真菌感染組明顯高于另外兩組（P＜0.001）。研究結(jié)果提示，測定BALF中的BG比測定血漿中的BG水平診斷價值更高。楊國輝等［10］對98例疑似侵襲性肺部真菌感染患者的BALF和血漿中的BG進行檢測。結(jié)果顯示，在確診、臨床診斷與疑似診斷患者中，BALF與血清中BG陽性率分別為84.6%和59.0%（P＜0.05），且 BALF 中 BG 水平明顯高于血清（P＜0.05）；BG在測定BALF與血清中的敏感性與特異性分別為84.6%、92.6%和58.9%、88.9%，兩者差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；BALF中BG出現(xiàn)陽性的時間早于真菌培養(yǎng)2～8 d，平均（5.35±2.26）d。研究認為，測定BALF中的BG水平可用于侵襲性肺真菌感染的早期診斷，且動態(tài)監(jiān)測其變化對臨床療效的評價具有重要意義。然而，Theel等［11］對109例患者的BALF和血清標本進行BG檢測，結(jié)果顯示，BALF和血清中BG的陽性預(yù)測值分別為20.0%和26.7%，而陰性預(yù)測值則分別為83.0%和84.8%。研究認為，G試驗是一個良好的IFI篩查試驗，具有較高的陰性預(yù)測值，可以用來排除IFI。

3 G試驗與其它真菌感染診斷方法的比較

目前IFI的血清學(xué)診斷方法主要有G試驗、半乳甘露聚糖抗原（GM試驗），以及其他抗原、抗體檢測法。Fontana等［12］對24例明確診斷或疑似診斷IFI、22例無IFI的惡性血液病患者的血清進行G試驗與GM試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，G試驗陽性早于或與GM試驗同時出現(xiàn)，無一例患者GM試驗陽性早于G試驗。Acosta等［13］對G試驗與GM試驗在診斷曲霉菌感染中的價值進行前瞻性評估，研究對象為98例疑似IFI的危重患者，結(jié)果顯示，G試驗與GM試驗ROC曲線下面積分別為0.856和0.873（P＞0.05），且有30%的G試驗陽性早于培養(yǎng)。Held等［14］以100例血培養(yǎng)陽性真菌血癥患者作為試驗組，100例連續(xù)血培養(yǎng)陰性患者為對照組，比較四種血清標記物對真菌感染的診斷價值。結(jié)果顯示，G試驗的敏感性與特異性分別為87.5%和85.5%，GM試驗為58.9%和97.5%，抗甘露聚糖抗體為62.5%和65.0%，Cand-Tec假絲酵母菌抗原為13.0%和93.9%。研究認為，G試驗與GM試驗敏感性與特異性各有優(yōu)勢，且均優(yōu)于其它兩項試驗，抗甘露聚糖抗體與Cand-Tec假絲酵母菌抗原檢測法敏感性過低。上述研究提示，G試驗的檢測范圍不僅比GM試驗（僅檢測曲霉菌）寬，且陽性出現(xiàn)時間早于或與GM試驗相同，敏感性與特異性各有優(yōu)劣。

4 G試驗對預(yù)測預(yù)后的價值

Tissot等［15］對89例血培養(yǎng)陰性，疑似腹膜內(nèi)假絲酵母菌患者的血清進行G試驗、假絲酵母菌得分、定植指數(shù)研究。結(jié)果顯示，29例確診為腹膜內(nèi)假絲酵母菌病的患者，血清中BG水平為253 pg/ml（中位數(shù)）；58例確診為假絲酵母菌定植者，BG水平為99 pg/ml，假絲酵母菌病患者BG水平顯著高于定植者（P＜0.01）。對治療有反應(yīng)者，BG水平呈下降趨勢，無反應(yīng)者BG水平升高；BG水平≥400pg/ml者發(fā)生重癥膿毒血癥、死亡的比例顯著升高（P＜0.01）。Jaijakui等［16］對257例確診為侵襲性假絲酵母菌病患者血清中的BG進行測定，其中53.0%為非白色假絲酵母菌感染，84.0%血培養(yǎng)陽性，觀察BG在治療中的預(yù)后效果。結(jié)果顯示，治療成功者BG水平呈下降趨勢，初始BG水平＜416pg/ml的患者，治療成功率高，初始測定與連續(xù)測定BG水平對預(yù)測預(yù)后有幫助，BG可以作為預(yù)測治療預(yù)后的生物標記物。一項回顧性研究［17］評估分析了初始BG水平在預(yù)測假絲酵母菌菌血癥患者病死率中的作用，主要終點為28d病死率。結(jié)果顯示，當初始BG水平≥287pg/ml時，G試驗預(yù)測28d病死率的敏感性為65%，特異性為70%。

綜上所述，G試驗在診斷IFI中具有較高的敏感性與特異性，陽性結(jié)果出現(xiàn)時間早于臨床診斷與真菌培養(yǎng)，具有早期、快速的特點；與GM試驗比較，敏感性與特異性各有優(yōu)勢，但G試驗檢測范圍更寬；在診斷侵襲性肺部真菌感染中，測定BALF的價值明顯大于血漿；初次與連續(xù)測定BG水平，對預(yù)測治療效果與預(yù)后評估具有重要的意義。

［1］ Kruger WH,Russmann B,de Wit M,et al．Haemopoirtic cell transplantation of patients with a history of deep or invasive fungal infection during prophylaxis with liposomal amphotericin B．Acta Haematol,2005,113(2):104-108．

［2］ Morris A,Hillenbrand M, Finkelman M,et al． Serum (1/3)-b-DGlucan Levels in HIV-Infected Individuals Are Associated With Im-munosuppression,Inflammation,and Cardiopulmonary Function． J Acquir Immune Defic Syndr, 2012,61(4):462-468．

［3］ Chandrasekar P．Diagnostic challenges and recent advance in the early management of invasive fungal infections．Eur J Haematol,2010,84(4):281-290．

［4］ De Pauw B,Walsh TJ,Donnelly JP, et al． Revised definitions of invasive fungal disease from the European Organization for Research and Treatment of Cancer /Invasive Fungal Infections Cooperative Group and the National Institute of Allergy and Infectious Diseases Mycoses Study Group ( EORTC/MSG)Consensus Group．Clin Infect Dis,2008,46( 12): 1813 -1821．

［5］ Ellis M, Al-Ramadi B, Finkelman M,et al． Assessment of the clinical utility of serial beta-D-glucan concentrations in patients with persistent neutropenic fever． J med Microbiol,2008,57(3):287- 295．

［6］ Ying Liu, Feng Chen,Xiaodong Zhu,et al． Evaluation of a Novel Plasma (1,3)-D-Glucan Detection Assay for Diagnosis of Candidemia in Pediatric Patients． Journal of Clinical Microbiology,2015, 53(9):3017-3020．

［7］ Del Bono V, Delfino E, Furfaro E,et al．Clinical performance of the(1,3)-β-D-glucan assay in early diagnosis of nosocomial Candida bloodstream infections． Int J Mol Sci, 2012, 13(1): 774-787．

［8］ HouTY,Wang SH, Liang SX, et al．The Screening Performance of Serum1,3-Beta-D-Glucan in Patients with Invasive Fungal Diseases: A Meta-Analysis of Prospective Cohort Studies．PLOS ONE,2015,1-12．

［9］ 楊文柳,曹潔,陳寶元,等．支氣管肺泡灌洗液(1,3)-β-D葡聚糖檢測對肺部真菌感染診斷價值的初步研究．中華結(jié)核和呼吸雜志,2012,35(12):897-900．

［10］ 楊國輝,盛忠燕．支氣管肺泡灌洗液(1,3)-β-D葡聚糖檢測對重癥監(jiān)護病房患者侵襲性肺部真菌感染的診斷價值．中國危重病急救醫(yī)學(xué),2012,24(2):90-95．

［11］ Theel ES, Jespersen DJ, Iqbal S,et al． Detection of (1, 3)-β-D-glucan in bronchoalveolar lavage and serum samples collected from immunocompromised hosts． Mycopathologia, 2013, 175(1-2):33-41．

［12］ Fontana C, Gaziano R, Favaro M,et al． (1-3)-β-D-Glucan vs Galactomannan Antigen in Diagnosing Invasive Fungal Infections(IFIs)． Open Microbiol J,2012,6(2):70-73．

［13］ Acosta J, Catalan M, del Palacio-Pérez-Medel A,et al．Prospective study in critically ill non-neutropenic patients:diagnostic potential of (1,3)-β-D-glucan assay and circulating galactomannan for the diagnosis of invasive fungal disease． Eur J Clin Microbiol Infect Dis, 2012,31(5):721-731．

［14］ Held J, Kohlberger I, Rappold E, Busse Grawitz A,et al．Comparison of (1,3)-β-D-glucan, mannan/anti-mannan antibodies, and Cand-Tec Candida antigen as serum biomarkers for candidemia． J Clin Microbiol, 2013,51(4):1158-1164．

［15］ Tissot F, Lamoth F, Hauser PM,et al． β-Glucan Antigenemia Anticipates Diagnosis of Blood Culture-Negative Intraabdominal Candidiasis． Am J Respir Crit Care Med, 2013,188(9):1100-1109．

［16］ Jaijakui S, Vazquez JA, Swanson RN,et al． (1,3)-β-D-glucan as a prognostic marker of treatment response in invasive candidiasis．Clin Infect Dis, 2012,55(4):521-526．

［17］ Giacobbe DR, Esteves P, Bruzzi P,et al． Initial serum (1,3)-β-D-glucan as a predictor of mortality in proven candidaemia: findings from a retrospective study in two teaching hospitals in Italy and Brazil． Clin Microbiol Infect, 2015,21(10):954．e9-17．

100700 北京 陸軍總醫(yī)院