皮膚分枝桿菌感染的研究進展

林秀球 歐 敏 顏韻靈 肖偉菊 王曉華

1南方醫科大學皮膚病醫院，廣州，510091;2河源市人民醫院，河源，517000

分枝桿菌是一類細長略彎曲呈分枝狀生長的桿狀細菌，可生存于各種各樣的環境中，包括天然水及飲用水供水系統、土壤、海產品、人畜糞便等[1]。分枝桿菌可通過破損的皮膚或黏膜侵入人體，或者通過血行播散、局部擴散引起各種各樣的皮膚表現，甚至累及內臟器官。皮膚分枝桿菌感染的發病機制尚未完全明確、臨床和病理多不典型、輔助檢測技術不足，菌株耐藥性高，極大地限制了臨床診斷及治療。本文將結合近些年的研究資料，對皮膚分枝桿菌的流行病學特征、臨床表現、診斷和治療進行綜述。

1 皮膚分枝桿菌感染的概述與流行病學

分枝桿菌屬可分為結核分枝桿菌復合群、麻風分枝桿菌和非結核分枝桿菌(Nontuberculousmycobacteria, NTM)。NTM也稱為環境分枝桿菌，原稱為非典型分枝桿菌，包含了緩慢生長型分枝桿菌(SlowlyGrowingMycobacteria, SGM)和快速生長型分枝桿菌(RapidlyGrowingMycobacteria, RGM)[1]，見表1。

表1 皮膚分枝桿菌感染的分類和臨床特征比較

皮膚結核(cutaneous tuberculosis，CTB)并不常見，據統計，肺外結核約占所有結核病例的8.4%～13.7%，CTB僅占所有肺外結核表現的1%～1.5%[2]。2018年《全球結核病報告》顯示全球約有1000萬新發結核病患者和150萬結核相關死亡病例，比2017年下降2%和5%，總體呈下降趨勢[3]。麻風主要分布在亞洲、非洲及拉丁美洲，我國麻風患者主要位于廣東、廣西、云南、貴州、四川等地[4]。2000年世界衛生組織宣布麻風作為一個公共衛生問題已被消除，但在過去20年里，全球新發病例仍保持相對穩定，這可能與傳播途徑和自然宿主尚未明確有關[5]。

NTM廣泛存在于自然界中，在免疫力低下的人群中，尤其是艾滋病人群、器官移植后長期使用免疫抑制劑的患者，NTM發病率明顯升高[6]。根據中國醫學科學院皮膚病醫院2008-2017年的數據顯示，該院皮膚分枝桿菌感染特別是NTM感染率明顯升高。其中海分枝桿菌占NTM的62.3%，其次為膿腫分枝桿菌占9.65%[7]。膿腫分枝桿菌感染率的升高與廣泛開展的整形美容和外科手術有關，一些受污染的醫療器械和材料成為NTM重要的傳播途徑[6]。

2 皮膚分枝桿菌感染的診斷

皮膚分枝桿菌感染的臨床表現非特異，可局限于皮膚軟組織也可累及關節、腱鞘、甚至內臟器官，見表1。對于大多數皮膚分枝桿菌感染，組織活檢及細胞培養與鑒定是確診的必要條件，分子生物學技術在菌種鑒定中發揮了重要作用。

2.1 暴露史或易感因素 通常HIV感染、器官移植或自身免疫病等免疫力低下的患者容易感染分枝桿菌。從事醫療相關職業的人群可因被結核桿菌污染的針頭扎傷或密切接觸結核患者的體液而感染CTB，有卡介苗接種史的一般人群也可能發生CTB[13]。研究表明密切接觸麻風患者是麻風的常見易感因素，可直接接觸傳播，也可通過咳嗽或打噴嚏產生的氣溶膠傳播[4]。海分枝桿菌感染的患者通常有海產品、海水、河水、游泳池、魚缸等接觸史或外傷史[14]。越來越多的報道發現膿腫分枝桿菌感染常見于整形美容、針灸、外傷的人群中[6]。

2.2 臨床表現 CTB是一種由結核分枝桿菌或牛分枝桿菌外源性接種、局部病灶擴散或血源性擴散累及皮膚導致的感染性皮膚病。根據發病機制、臨床表現、病理特點可分為三類：外源性結核(結核性下疳、疣狀皮膚結核)、內源性結核(瘰疬性皮膚結核、腔口結核)、血源性結核(尋常狼瘡、結核性樹膠狀樣腫、急性粟粒結核)[2]。結核疹實際上是皮膚對結核桿菌的過敏反應，表現為Bazin硬紅斑、丘疹壞死性結核、瘰疬性苔蘚。麻風的臨床表現多形，依據細菌載量和宿主免疫力可分為五型，結核型、界線類偏結核型、中間界線類、界限類偏瘤型、瘤型[11]。NTM是一類除結核桿菌復合群和麻風桿菌外的分枝桿菌，隨著分子生物學的發展，研究者不斷發現新的菌種并對原有菌種細分。潰瘍分枝桿菌常引起無痛性皮膚結節，壞死后形成潰瘍，稱為“Buruli潰瘍”[15]，但大多數皮膚NTM病的臨床表現都缺乏特異性(表1)。

2.3 組織病理學 CTB的組織病理學典型改變是上皮樣細胞、朗格漢斯巨細胞、淋巴細胞形成的結核結節，中央干酪樣壞死，常伴鈣化或纖維化。具體的病理表現與CTB類型及機體免疫力強弱有關，抗酸染色通常為陰性[13,16]。麻風病理學可見上皮樣細胞及巨噬細胞肉芽腫，神經腫大浸潤，神經內或神經周圍肉芽腫有助于區分麻風與CTB。麻風桿菌呈弱抗酸性，抗酸染色陽性率與載菌量、染色方法有關，Fite-Faraco染色可以提高麻風桿菌的陽性率[17]。NTM感染的病理學可表現為結核樣、柵欄狀、肉瘤樣或形態不良肉芽腫、慢性非特異性炎癥、梭形細胞假瘤和類風濕樣結節等[12,18]。典型表現為化膿性肉芽腫中央形成中性粒細胞微膿腫，外周淋巴細胞浸潤，可伴或不伴干酪樣壞死，感染急性期以化膿性炎癥為主，可見抗酸桿菌聚集[18]。

2.4 實驗室檢查

2.4.1 免疫學檢查 TST強陽性和IGRA(包括QuantiFERON Gold-In-Tube和T-SPOT.TB)陽性提示結核菌暴露史，可用于診斷潛伏結核，但兩者的敏感性和特異性都存在爭議[9]。不同文獻報道的檢測結果可能因為樣本類型和數量、細菌含量、檢測條件不同而有所差異。有研究表明TST對CTB的診斷敏感性為33%～96%，特異性為62.5%；未接種疫苗人群的敏感性超過97%[19]。TST試驗所使用的PPD與卡介苗、NTM有共同的抗原成分，使得TST的診斷敏感性降低。IGRA對CTB的敏感性和特異性分別為91.6%～100%、75.8%～83.3%[20]。早期分泌性抗原靶蛋白(ESAT-6)和培養濾液蛋白(CFP-10)誘導γ干擾素反應是IGRA檢測方法的原理之一。已知ESAT-6和CFP-10都由RD1區域編碼，存在于結核分枝桿菌、牛分枝桿菌、麻風分枝桿菌、堪薩斯分枝桿菌、海分枝桿菌中，但在卡介苗和大多數NTM中均不表達。因此，IGRA不與卡介苗和大部分NTM感染發生交叉反應，可用于鑒別TB與NTM[21]。Mei等[7]發現74例進行了T-SPOT的患者中，CTB陽性率達93.5%而NTM感染陽性率為58.1%(主要為海分枝桿菌、堪薩斯分枝桿菌和戈爾登分枝桿菌)。一項多中心、隨機、雙盲研究發現ESAT-6、CFP-10和Rv3615c抗原聯合檢測可提高對TB的診斷敏感性(81.97%)[22]。C-Tb試驗結合了TST的可操作性和IGRA的高度準確性，使用ESAT-6和CFP-10的重組體進行皮內注射，目前有望應用于CTB的診斷與監測，但尚無數據說明其對NTM和麻風桿菌感染檢測的準確性[23]。

2.4.2 細菌學檢查 涂片鏡檢、細菌培養是目前臨床上常用的傳統檢測方法，檢測結果與標本載菌量及檢測水平有關。抗酸桿菌涂片的敏感性較低，檢測陽性是指顯微鏡下細菌每毫升大于104菌落形成單位。細菌培養耗時長、條件多，臨床上常因培養條件不足而出現假陰性，限制了臨床應用。如SGM培養需2～3周，潰瘍分枝桿菌培養長達8周；嗜血桿菌需要鐵或血紅素作為輔助因子來生長；不同菌種的最適生長溫度有明顯差異，麻風分枝桿菌尚不能人工培養[23]。結核分枝桿菌的培養時長一般為2～6 周，Agarwal等[16]的研究表明使用BACTEC體系培養TB的敏感性(62.8%)，顯著優于羅氏培養基(25.7%)，而兩種培養基的聯合敏感性達74.3%，涂片鏡檢的敏感性通常較低(小于10%)。Philips等[24]的研究中78例NTM患者有73例抗酸桿菌培養陽性(93.6%)，11例涂片和培養均陽性(15.1%)。

2.4.3 分子生物學技術 臨床上對培養分離物或液體培養基進行的分子生物學檢測包括核酸雜交分析、線性探針雜交法、DNA測序和PCR等。直接同源基因或序列比較方法，即分析同源DNA序列的組成差異是當前菌種鑒定的“金標準”，而二代測序技術的菌種鑒定分辨率是目前最高的[12]。有研究表明，16s RNA、hsp65和rpoB的種級鑒別率分別為71.3%、86.79%和81.55%[12]，16s RNA編碼基因是常用的高度保守區域，以16s RNA為靶基因的全分枝桿菌PCR具有很好的特異性，陰性預測值(93.3%)很高，但敏感性較低[26]。以RLEP基因為靶點的PCR擴增技術的敏感性較高，能在83%的皮膚涂片標本、36%的土壤樣本和100%的血液標本中檢測到麻風桿菌，有助于檢測早期麻風和少菌型麻風[27]。需要注意RLEP基因在其他分枝桿菌屬中存在同源序列，可能出現假陽性。溫晶等[28]發現用qPCR檢測麻風患者新鮮皮膚組織的特異性基因Ag85B和SodA的敏感性和特異性分別為91.7%和100%，在組織蠟塊樣本的敏感性和特異性分別為82.1%和97.2%。qPCR檢測CTB新鮮皮膚組織和石蠟包埋組織的敏感性分別為50%、35%[20]。總體而言，直接用蠟塊進行PCR或qPCR的檢出率不如新鮮組織或培養產物，因為蠟塊中的病原體不易被裂解，提取核酸的效率低，且時間長的蠟塊內病原體DNA可能已被降解。有研究表明，以麻風桿菌16s RNA基因為靶點的RT-qPCR技術可用于鑒別多菌型和少菌型麻風[29]。而以hsp65和rpoB為靶基因的PCR限制性內切酶分析有助于進一步區分密切相關的菌種，如膿腫分枝桿菌和龜分枝桿菌[18]。基于從多個保守位點獲得的單核苷酸多態性(SNPs)的多位點序列分析(MLSA)也可用于區分分枝桿菌種屬，鑒定率為97.25%[25]。

3 治療

CTB的治療普遍采用多藥物聯合治療方案，治愈率高但需要更多的長期研究來了解復發情況。一線抗結核藥包括異煙肼(INH)、利福平(RIF)、乙胺丁醇(EMB)、吡嗪酰胺(PZA)和鏈霉素(STR)。強化期INH、RIF、EMB、PZA治療8周，維持期INH、RIF治療16周，HIV患者維持期長達28周[2]。WHO建議艾滋病患者及結核密切接觸者提前進行結核病預防治療(通常是口服INH≥6個月)，能有效降低感染風險[3]。WHO于1982年推薦麻風治療采用氨苯砜(dapsone, DDS)、利福平(rifampicin, RIF)和氯法齊明(clofazimine, CFZ)方案[5]。臨床上普遍采用的少菌療法為RIF(600 mg每月1次)和DDS(100 mg每日1次)，持續6個月。多菌療法為RIF(600 mg每月1次)和CFZ(300 mg每月1次，50 mg每日1次)，DDS(100 mg每日1次)，至少持續12個月[2,10]。復發患者根據耐藥性，予氧氟沙星或克拉霉素、米諾環素、CFZ三藥聯合治療[10]。NTM對大多數抗結核藥耐藥，只對某些抗生素有反應。常見的治療方案應在細菌培養與鑒定及藥敏結果的基礎上選擇一種大環內酯類聯合抗結核藥物治療，見表2。特地唑胺是新型噁唑烷酮類藥物，毒性低，耐受性高，研究表明其對鳥分枝桿菌和膿腫分枝桿菌均有抑制作用，有望成為利奈唑胺(linezolid, LNZ)的替代物[30]。貝達喹啉是FDA近期批準的治療耐多藥結核的一種二芳基喹啉類抗生素，體外研究和個案報道表明其對NTM(尤其是偶發分枝桿菌)感染也有一定療效，但還需要大量的臨床數據觀察[31]。

表2 皮膚非分枝桿菌感染相關治療方案

4 小結與展望

皮膚分枝桿菌感染的臨床表現和傳播方式多樣，人群防護意識低，檢驗水平參差不齊，菌群耐藥性高，治療困難。規范有效的診療需引入特異性及靈敏度高的分子鑒定方法、探索先進的輔助檢測技術、不斷更新疾病指南。醫療機構要重視醫療器械的消毒滅菌、水源性感染的預防和控制，嚴格執行無菌技術。