非结核分枝杆菌的研究及其进展讲诉

非结核分枝杆菌的研究及其进展 上海市肺科医院 非结核分枝杆菌的命名对非结核分枝杆菌的认识过程非结核分枝杆菌的分类非结核分枝杆菌流行病学趋势非结核分枝杆菌的传染源及对人的感染途径非结核分枝杆菌传染病的临床特点非结核分枝杆菌的耐药性情况及治疗对非结核分枝杆菌病的诊断新发现的非结核分枝杆菌非结核分枝杆菌病与AIDS 非结核分枝杆菌 nontuberculousmycobacteria NTM 是除结核 牛型分枝杆菌和麻风分枝杆菌以外引起人们致病的分枝杆菌 其主要是引起肺部的病变 尚可引起全身其他部位的病变 常见的有淋巴结炎 皮肤软组织感染 骨髓系统感染 严重的细胞免疫抑制者可引起血源性播散 非结核分枝杆菌虽早在1882年Koch氏发现结核分枝杆菌后不久即被注意 随后就不断有发现NTM的报道 19世纪末 已有人从临床标本中分离到NTM 但其病原学意义直到20世纪50年代初才被确认 特别是近年来 非结核分枝杆菌引起的感染增多 原本是 条件 机会 致病菌的非结核分枝杆菌越来越引起人们重视 因此有必要就此问题与同道们共同探讨 一 非结核分枝杆菌的命名 从发现NTM以来 命名繁杂 在不同年代曾使用过不同名称 直到80年代末至90年代初 命名比较趋向一致 普遍称为非典型分枝杆菌或非结核分枝杆菌 其实非典型分枝杆菌的命名是不合理的 因为每一种分枝杆菌都有其固有的生物学特性 因此在国际上多称为非结核分枝杆菌 我国是在1993年黄山会议上正式命名为非结核分枝杆菌 二 对非结核分枝杆菌的认识过程 人们对非结核分枝杆菌的研究和认识是随着时间的推移而逐渐深入的 大致可分为三个阶段 1950以前为第一阶段 此阶段只有散在的病例报告 1950 1970年为第二阶段 此阶段研究了组织学与诊断标准 特别是在1954年Timple和Runyon 鲁尼恩 第一次系统地提出了分枝杆菌的分类 开创NTM研究的起点 1970年以后为第三阶段 此阶段深入研究了细菌学及鉴定方法 1979年在美国丹佛国际会议上第一次阐述了NTM的流行病学 发病原因 分类学 分子遗传学 使非结核分枝杆菌的研究更加深入 另外 由于国际上AIDS的流行使NTM的发病率迅速增高 也进一步促进对NTM的研究 三 非结核分枝杆菌的分类 目前对NTM分类的方法有多种 兹将常用的和最新的几种作一介绍 1 伯杰细菌鉴定手册分类法 1986年 第八版 1 快生长型 7天内在固体培养基上可见菌落 见表2 2 慢生长型 7天以上在固体培养基上方见菌落 见表3 Runyon 鲁尼恩 分类法 在1959 1965年间 Runyon收集了30多个国家的400多种进行研究 根据分枝杆菌的形态学 培养 暴光后产色性 生长快 慢的特征 将NTM分为四群 群光产色菌 Photchromogens 群暗产色菌 Scotochromogens 群不产色菌 Nonphotchromogens 均为慢生长菌 群为快生长菌 Rapidgrowers 见表4 数值分类技术 语义学分类 numerialtaxonomictechniques semantidebasedanalysis 1967年成立的国际分枝杆菌分类学工作组 IWGMT 根据培养和生化反应的结果 对在不同程度上有相似水平的分枝杆菌进行分组 构成树状谱 分析慢生长型分枝杆菌表型 用数值分类技术确定各自相关的分枝杆菌组 此法将每一菌株的每一性质和特点算作一个相等重量 按菌株的共同特点的含量分组 其与种系发生数值相一致 对每一菌种表型特征的分析提供了区分其他菌种的数据 同一种分枝杆菌相似性 85 近年来国际分枝杆菌分类学工作组在数值分类的基础上 对分枝杆菌开始了新的分类研究 语义学分析 即 细胞大分子如蛋白质 RNA DNA的分析 包括核苷酸测序 亲和结合技术评价语义相关水平 用树状谱表示菌种关系一目了然 目前构建树状谱使用核糖体RNA 16sRNA 显示所有分枝杆菌间相互密切关联 而和其他菌属则有距离 分枝杆菌快生长型与慢生长型的表型有主要区别点 即快生长型菌种间的关系比任何慢生长型菌种间的关系更接近 研究结果表明 在表型 化学分类组和语义学分析鉴定的分枝杆菌间有很好的一致性 四 非结核分枝杆菌流行病学趋势 NTM的流行情况 因地区 人种不同对其重视程度 检查 鉴定方法不同而异 据统计 1992年前全球经鉴定确认由非结核分枝杆菌引起的NTM病有1522例 中国达85例 太平洋西南岸发病率最高 日本感染1971年为0 89 10万 1978年为1 92 10万 1993年为16 2 10万 美国为2 0 10万 特别是在HIV AIDS流行后 NTM病感染率迅速上升 美国及欧洲25 50 AIDS患者并发NTM感染 主要由鸟分枝杆菌 MAC 引起 大大超过患AIDS前发病率高的堪萨斯及胞内分枝杆菌 我国在1979年全国第一次结核病流调中 对六省二市 山东 山西 江苏 吉林 陕西 湖南 上海 北京 52万人群中的681份痰标本进行检查 NTM检出率为4 3 1990年对27个省 市 自治区进行第三次全国结核病流行病学调查 结果表明 NTM总感染率为15 4 其中最高是浙江省 为44 9 海南省次之 为43 8 西藏最低 为1 96 总的趋势是南方高于北方 沿海高于内地 气候暖和地区高于寒冷地区 感染率随年龄增长而上升 60岁开始下降 性别 民族与NTM感染无名显关系 据不完全统计国内已报告NTM123例 其中96例为本院报告 另外NTM引起的院内感染也有不少报道 1 蟾分枝杆菌引起院内感染 在37个月中 从60例气管镜中 分离出21株蟾分枝杆菌 2 由于NTM污染了用来清洗和消毒内窥镜的水箱 发生了11例NTM感染 1例为鸟 胞内分枝杆菌 7例为龟分枝杆菌 3例戈登分枝杆菌 3 16例沥青中毒病房的病人 因共用经NTM污染的同一个淋浴器 都受偶然分枝杆菌感染 4 1998年深圳市妇儿医院由于消毒剂浓度配制的错误致使154例术后病人引起龟分枝杆菌脓肿亚种的感染 总之 综观全球随着结核病逐渐的减少 NTM病有逐渐增长的趋势 原本是 条件 机会 致病菌的NTM应该引起人们的重视 五 非结核分枝杆菌的传染源及对人的感染途径 NTM为机会致病菌 毒力较小 不同的NTM对人的致病力不同 原来认为慢生长型分枝杆菌是人和动物的病原体 而快生长型对人不致病 但近年来 对快生长型分枝杆菌致病的报道越来越多 尤其是免疫抑制病人 1 传染源 大部分NTM存在于自然环境中 分布十分广泛 如水 土壤 气溶胶等 由于NTM的疏水性特征形成的生物膜使其可持续存在于供水系统中 又由于某些NTM如鸟复合分枝杆菌 蟾蜍分枝杆菌 偶然分枝杆菌 龟分枝杆菌对消毒剂 重金属等的耐受性 使其能存在于饮水系统中 还有研究表明鸟分枝杆菌的分布直接与对金属的需求与代谢有关 如水中锌的浓度 曾有因医院供水系统中存在胞内分枝杆菌及龟分枝杆菌耐受消毒剂污染气管镜而引起感染 2 传播途径 1 人与人之间的感染 迄今未被证实 一般认为不存在人与人之间的直接传染 日本观察300例病人 未见到有人与人之间的相互传染情况 2 动物对人的感染 从动物中分离出各种分枝杆菌的报道很多 因此考虑到由动物感染到人的途径 如海分枝杆菌主要经皮肤感染 从事捕鱼和养鱼者中本病多见 又如曾报道家禽饲养者中 鸟分枝杆菌发病率较高 3 外界环境对人的感染 水是主要传播途径 肺和胃 肠道是主要感染方式 日本从环境中分离到胞内分枝杆菌较多 美国则分离到堪萨斯分枝杆菌较多 与人类感染的非结核分枝杆菌情况基本一致 六 非结核分枝杆菌病的临床特点 由NTM引起的非结核分枝杆菌病与结核病临床表现相似 有全身中毒症状和局部损害表现 因其为机会致病菌 患者常存在易感情况 NTM病大多是肺部疾病 除此之外 也可引起肺外NTM病 其感染在临床上可为四种类型 1 局部皮肤感染 大多是由于病原菌植入表面损伤的皮肤和进入刺伤的伤口而引起皮肤及软组织感染 常见的是海分枝杆菌引起的皮肤肉芽肿 溃疡分枝杆菌引起的慢性皮肤溃疡 龟和偶然分枝杆菌的感染常常形成脓肿 2 肺部疾病 NTM引起的感染常继发于某些肺部疾病 如慢性支气管炎 肺结核 肺癌 矽肺 尘肺等或继发于全身免疫抑制性疾病 如AIDS病等 多数报告病例为鸟 胞内分枝杆菌复合体或堪萨斯分枝杆菌感染 少数为蟾蜍分枝杆菌感染 此外还可见瘰疠 龟 苏尔加 马尔摩分枝杆菌的报道 肺部感染的临床症状及X表现与结核分枝杆菌相似 难以区别 只有通过实验室诊断来鉴别 3 淋巴结炎 多见于5岁以下儿童 好发侧颈部 鄂下角或鄂下淋巴结 病变多为单侧 致病菌多为瘰疬分枝杆菌 也有成人病例的报道 淋巴结炎有时是播散性疾病的一种常见特征 耳部 腹股沟 腋下淋巴结也可受累 多为单侧无痛性粗糙的淋巴结肿大 常有窦道形成 多数是由鸟 胞内分枝杆菌复合体所致 4 全身播散性疾病 当机体细胞免疫受抑制时 如AIDS 感染灶的播散象粟粒性结核一样迅速 可表现为播散性骨疾病 肝病 心内膜炎 心包炎 脑膜炎等 多数病例是由鸟 胞内分枝杆菌复合体和龟分枝杆菌引起的 七 非结核分枝杆菌的耐药情况及治疗 目前尚无特异高效的抗非结核分枝杆菌药物 所以对NTM病的化疗仍使用抗结核药物 我们观察了90株NTM耐药情况 结果是对PAS呈高度的耐药性 SM INH RFP EMB等的耐药性也较高 只对KM TH较敏感 堪萨斯分枝杆菌对抗结核药物敏感的多 耐药的少 而鸟 胞内 次要 土地 偶然等分枝杆菌对抗结核药物耐药的多 敏感的少 因此多数NTM对抗结核药物耐药 NTM耐药的生理基础是由于NTM细胞表面高疏水性及细胞壁通透屏障 多数NTM细胞壁是抗结核药进入细胞的屏障 主张可以应用破坏细胞壁的药物如 EMB与其他机制不同的药物如SM RFP CIP 环丙沙星 等联用 目前已经研制新的药物运输方法以克服细胞壁通透障碍 如将抗结核药加入脂质体等 对NTM病的治疗 我院何国钧主任主张4 6种抗结核药物联合化疗 在抗酸菌阴转后继续治疗18 24个月 至少12个月 相对敏感的菌种如堪萨斯分枝杆菌 海分枝杆菌等对合理化疗较满意 可选用INH SM EMB TB1 氨硫脲 也可选用CS 环丝氨酸 CPM 卷曲霉素 喹诺酮类 磺胺类等药物 而对耐药的NTM即使选用昂贵的新药 疗效仍不甚满意 如1998年深圳市妇儿医院暴发的一起术后NTM中的龟分枝杆菌脓肿亚种的感染 本实验室为其做了二十种药物的耐药性实验 结果 SM INH RFP EMB 乙硫异烟胺 头孢唑啉 头孢噻吩 氯霉素 洁霉素 庆大霉素 苯唑青霉素 青霉素G 复方新诺明 万古霉素 四环素 多粘菌素B均耐药 环丙沙星 红霉素是原有抑菌环后又有菌落生长 克拉西有20 25mm抑菌环 但边缘不清 只有丁氨卡那敏感 有资料报道 新大环内酯类药物对NTM 特别是鸟 胞内分枝杆菌复合体有较强的抗菌作用 可联合其他抗结核药物 如INH EMB RFP 利福布丁 丁氨卡那 磺胺类药物等 总之治疗NTM病的高效化疗药物的探索 已成为当前研究的主要课题 八 对非结核分枝杆菌病的诊断 对非结核分枝杆菌引起的NTM病的诊断可以从以下几方面考虑 1 接触史 与自然环境中的接触 2 易感性 如转移性肿瘤及免疫损害宿主 特别AIDS患者 3 发病 从无菌部位血 骨髓 骨囊液 脑脊液 肺活检标本等检测到NTM 肯定是致病菌 4 实验室诊断 1 传统方法 2 BACTEC法 3 气相色谱分析法 4 基因诊断法 DNA探针技术 染色体核酸指纹技术 限制性内切酶图谱 限制性片段长度多态分析法 九 新发现的非结核分枝杆菌 近年来新发现10多种非结核分枝杆菌 都是以前发现得90种以外的 其中6种有致病性 简介如下 1 致病菌 1 日内瓦分枝杆菌 Mycobacteriumgenavevse 1990年首次报导 病例发生在日内瓦 因此命名为日内瓦分枝杆菌 其与猿分枝杆菌 M simiae 有相关性 都为缓慢生长细菌 本菌能引起播散性感染 其临床表现与播散性鸟复合分枝杆菌感染相似 有发热 消瘦 腹泻 淋巴细胞减少 多数引起死亡 与鸟复合分枝杆菌鉴别在于鸟复合分枝杆菌在液体培养基中10天就生长 而日内瓦菌分枝杆菌在BACTEC培养基中要58天才生长 因此培养时间短于6周就会漏诊 但最近报道用多重PCR法 可快速查出日内瓦分枝杆菌 1990 1995年已报道了77例 多合并于严重的AIDS病 治疗方案参照鸟复合分枝杆菌的化疗方案 最近报道克拉霉素对此菌的MIC为 0 06 0 25ug ml 2 隐藏分枝杆菌 M celatumsp nov 1993年butler首先报道 属慢生长型分枝杆菌 生化反应似鸟分枝杆菌 其枝菌酸与蟾分枝杆菌相仿 可致播散性感染 颈淋巴结炎等 多数是从AIDS病患者分离出此菌 也有免疫功能较低的老年人死于此病感染 本菌用16sr RNA序列分析或指纹分析法等分子生物学技术 可分为 型 对本菌有效化疗尚在探讨之中 因其对抗结核药物有原发耐药 3 产粘液分枝杆菌 M mucogenicumsp nov 1995年首次报道 称它为类龟分枝杆菌 是偶然分枝杆菌群中一成员 为快速生长分枝杆菌 由于它在固体培养基上多数分离物呈高产粘液样物质 故命名为粘液分枝杆菌 此菌可引起创伤后皮肤感染和败血症 4 居间分枝杆菌 M interjectumsp nov 1993年首次报道 用16srRNA序列分析可查出此菌 此菌可引起儿童淋巴结炎及慢性毁损性肺疾病 曾经有2例报道从颈淋巴结内容物中分离获得的 此菌可能为共栖菌 临床表现不明显 5 海德堡分枝杆菌 M heidelbergensesp nov 1997年Hass首先报道 为缓慢生长菌 不产色 在海德堡发现 故名 从反复发作颈淋巴结炎儿童的淋巴组织分离而得 在簿层色谱上的图谱似马尔摩分枝杆菌 16srRNA基因测序呈独特序列 与猿分枝杆菌近似 对抗结核药物INH高度敏感 试管内 6 新卡城分枝杆菌 M novcastrensesp nov 1997年首次报道 为快速生长菌 光产色 黄色 从一名儿童手皮肤慢性肉芽肿的活组织中分离获得的 在16srRNA基因测序呈独特性 该菌在新卡城发现 故名 2 非致病菌 1 雾分枝杆菌 M brumaesp nov 1993年首次报道 为快速生长非光产色菌 从西班牙巴塞罗那的水 土壤和人痰中分离 根据其DNA的GC含量 枝菌酸图谱 簿层色谱分析 证明它是分枝杆菌 而且有 枝菌酸存在 不同于假分枝杆菌和次要分枝杆菌的 枝菌酸 2 缓黄分枝杆菌 M lentiflvaumsp nov 1996年首次报道 为缓慢生长菌 产黄色素 故名 它在吐温80中水解 在尼克酸 硝酸盐还原酶和尿素酶试验中都呈阴性 气液相蒲层和高效液相色谱的枝菌酸图呈独特性序列 与猿和日内瓦分枝杆菌密切相关 3 霍德勒分枝杆菌 M hodlerisp nov 1996年首次报道 为速生长菌 能降解多环芳香烃 从污染的土壤中分离而得 根据其独特的脂肪酸图谱 属分枝杆菌 16srRNA序列分析呈独特性 在种系发生上与迪氏分枝杆菌和新金色分枝杆菌相近 4 三重分枝杆菌 M triplexdp nov 1996年