肺结核患者呼吸道菌群研究简述

刘冠 赵雁林

(北京市结核病胸部肿瘤研究所 北京 101149)

近年来,难治性肺结核已成为全球结核病控制的一个棘手问题。造成难治性肺结核的原因有很多,包括耐多药和广泛耐药结核病的流行,HIV合并结核病的增多,人口流动增加等。其中肺结核患者混合感染其他致病菌也是影响肺结核病治疗和康复,造成难治性肺结核的重要原因。下文简要介绍肺结核患者呼吸道菌群的研究情况。

1 感染结核分枝杆菌复合群

1.1 单一感染结核分枝杆菌复合群 很长时间以来,肺结核被认为是由单一致病菌引起的慢性肺部疾病。尽管肺结核可以由数种结核分枝杆菌复合群成员引起,包括结核分枝杆菌、牛分枝杆菌和非洲分枝杆菌等。但是通常单个肺结核患者多由单种的结核分杆菌复合群引起。目前,结核病的临床诊断和防治工作就是基于以上理论制定的。

1.2 混合感染多种结核分枝杆菌复合群亚型 近些年来一些研究者发现在肺结核患者下呼吸道标本中存在结核分枝杆菌复合群菌株水平上的混合感染。有研究者[1-4]通过DNA指纹图谱的分枝杆菌散在重复单元-可变数目串联重复序列(mycobacterial interspersed repetitive unit-variable-number tandem repeat typing,MIRU-VNT R)分型方法发现部分肺结核患者的下呼吸道标本中存在不同菌株的结核分枝杆菌混合感染。Warren RM等[1]的研究显示南非开普敦地区同时感染北京和非北京基因型结核分枝杆菌患者占全部肺结核患者和感染北京基因型结核分枝杆菌患者分别为19%和57%,并认为这种结核分枝杆菌复合群菌株水平的多重感染十分常见。Shamputa IC等[2]研究乔治亚州一所监狱医院肺结核患者情况近似,发现13.1%肺结核患者存在这种菌株水平的混合感染。Fang R等[3]在研究上海地区肺结核患者的结果也相似,发现5.6%的肺结核患者存在这种混合感染,他们占非北京基因型菌株和北京基因型菌株分别为12.5%和3.5%。Garcí a de Viedma D 等[4]的研究结果略有不同,在115肺结核患者中仅检出2.6%(3例)患者存在结核分枝杆菌复合群菌株水平的混合感染。值得注意的是,在4位研究者的研究结果中部分标本的结核分枝杆菌复合群混合感染情况和该标本的“不均一性药敏”[5]结果相符合。此外,以上研究结果存在明显的地区性差异,提示有必要对我国肺结核高发地区进行相关进一步研究,为今后的结核病防治工作的制定做理论基础研究。

2 混合感染其他致病菌

很多研究者通过对肺结核患者痰和支气管灌洗液标本进行分离培养,发现有不少肺结核患者同时混合感染其他致病菌,而且主要是在上呼吸道定植的和环境中的条件致病菌。其中肺结核患者呼吸道最常见混合感染革兰阴性菌、其次是真菌、革兰阳性菌较低[6]。其中肺结核继发感染80%为细菌感染。但是许岩等[7]发现老年肺结核患者混合感染G+菌较真菌多。肺结核患者混合感染其他致病菌可能是因为肺结核是一种慢性消耗性疾病,机体细胞功能低下、病情较重的肺结核病患者,往往由于肺部结核病变广泛,存在坏死、干酪物质和空洞,使局部抵抗力降低,加上某些病例合并糖尿病和其他疾病,长期应用皮质激素等免疫抑制剂,使机体抵抗力更为下降,不少结核病患者常合并感染,往往较长时间使用广谱或多种抗生素,引起菌群失调,从而导致二重或多重感染。

2.1 混合感染革兰阴性菌 肺结核患者下呼吸道混合感染革兰氏阴性菌的比例近年来不断增加,并具有多样性的特点。边泽源等[6]的研究显示以铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌分离率最高,分别占27.9%、17.3%,以多重耐药铜绿假单胞菌、嗜麦芽窄食单胞菌、肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌产EsBk株耐药最严重,对亚胺培南、丁胺卡那、环丙沙星耐药率较低。而老年肺结核患者略有不同,以肺炎克雷伯杆菌最多见。许岩等[7]认为老年患者更易感染肺炎克雷伯杆菌、兼性厌氧菌,而结核分枝杆菌复合群在宿主组织中如干酪病灶内,氧分压低,近于厌氧环境,二者生存环境相似,可能与之有关。

2.2 混合感染真菌 由于肺结核患者长期使用抗结核药物,其中不少抗结核药物同时也兼有广谱抗菌效用,如利福平等,引起菌群失调,抵抗力减弱,并发真菌感染。尽管各种报道肺结核患者发生真菌感染率不尽相同。边泽源等[6]的研究认为酵母样真菌分离率高达14.4%。其中55.6%为白假丝酵母菌,常常发生在亚胺培南等广谱抗生素治疗4～5 d后。而曲霉菌感染常常见于空洞型肺结核病人。洪牧等[7]的研究显示：480例肺结核患者继发肺部真菌感染56例(11.7%),均为肺部白色念珠菌感染.。但在一般认为基层医院,特别是乡卫生院,抗生素及激素滥用的现象比较严重,结核误诊率及并发真菌感染率较高。

2.3 混合感染革兰氏阳性菌 对于肺结核患者混合感染革兰氏阳性葡萄球菌较低,边泽源等[6]认为这可能与葡萄球菌对利福平等抗结核药耐药较低有关。但是颜卫国研究[9]显示尽管革兰阳性球菌占肺结核患者混合感染比例不高,但是其中凝固酶阴性的葡萄球菌(主要是表皮葡萄球菌和溶血性葡萄球菌)耐药率达95.7%,这些菌株有较强的耐药性,应引起医学界高度重视。表皮葡萄球菌亦称凝固酶阴性葡萄球菌,一般无致病性,常见于皮肤表面,是皮肤正常寄生菌,但在机体免疫力下降时,可导致皮肤化脓,泌尿道感染,在肺炎、脑脊髓膜炎和心内膜炎的病人体内也偶有发现。而老年肺结核患者通常患有基础性疾病,免疫力较低,因此较普通肺结核患者更易感染革兰氏阳性菌。

3 问题和展望

早期肺结核患者呼吸道菌群的相关研究多是基于分离培养方法。但是到目前为止人类很难模拟各种微生物的原始生存环境,因此被分离并鉴定的微生物仅占环境微生物总数的0.1%～1%[10]。同样基于传统方法的肺结核患者呼吸道菌群研究必然不能真实的还原肺结核患者呼吸道本身微生物群系特点。近年来随着分子生物学技术的发展,微生物生态学借助这些技术在微生物多样性、微生物种群动力学、重要基因定位等方面取得了长足进展。特别是以PCR为基础的免培养方法极大的提升了对人体呼吸道菌群的研究水平,如前面提到的肺结核患者结核分枝杆菌株水平的混合感染的发现。但是目前为止尚没有运用分子微生态学方法研究肺结核患者呼吸道种属水平的混合感染。

而以细菌16Sr DNA为目标的PCR和变性梯度凝胶电泳(denature gradient gel electrophoresis.DGGE)实验技术在分子微生态学研究广泛应用。它避免了很多微生物不能培养的困难,可以更加真实研究菌群组成结构并动态监测其变化。而且DGGE技术在人体肠道[11],口腔[12],阴道[13]和眼[14]菌群相关研究取得一定的成果。因此可以期待运用这项技术更加真实的研究肺结核患者呼吸道菌群特点。

[1]Warren RM,Victor T C,Streicher EM,Richardson M,Beyers N,Gey van Pittius NC,van Helden PD.Patients with active tuberculosis often have different strains in the same sputum specimen[J].Am J RespirCrit Care Med,2004,169(5)：610-614.

[2]Shamputa IC,Jugheli L,Sadradze N,Willery E,Portaels F,Supply P,Rigouts L.Mixed infection and clonal representativeness of a single sputum sample in tuberculosis patients from a penitentiary hospital in Georgia[J].Respir Res,2006,7：99.

[3]Fang R,Li X,Li J,Wu J,Shen X,Gui X,DeRiemer K,Liu L,Mei J,Gao Q.Mixed infections of Mycobacterium tuberculosis in tuberculosis patients in Shanghai,China[J].Tuberculosis(Edinb),2008,88(5)：469-473.

[4]García de Viedma D,Alonso Rodriguez N,Andr é s S,Ruiz Serrano MJ,Bouza E.Characterization of clonal complexity in tuberculosis by mycobacterial interspersed repetitive unit-variablenumber tandem repeat ty ping[J].J Clin Microbiol,2005,43(11)：5660-5664.

[5]Michailova L,Kussovski V,Radoucheva T,Jordanova M,Berger W,Rindero H,M arkova N.结核分枝杆菌“不均一耐药株”的形态学变异及细胞壁缺陷[J].国际结核病与肺部疾病杂志(中文版),2006,9(2)：85-91.

[6]边泽源,何川,杨芸红.肺结核合并其他病原菌感染的调查分析[J].江西医学检验,2007,25(5)：457-458.

[7]许岩,宋晓东,朱红.老年肺结核患者下呼吸道菌群分布及临床意义[J].实用医学杂志,2008,24(14)：2511-2512.

[8]洪牧,张树春.肺结核病继发真菌感染 56例临床分析[J].亚太传统医药,2009,5(4)：80-81.

[9]颜卫国.28例肺结核合并院内表皮葡萄球菌支气管肺感染分析[J].临床肺科杂志,2008,13(8)：970-971.

[10]Ward DM,Bateson MM,Weller R.Ribosomal RNA analysis of microorganisms as they occur in nature[J].Adv Microb Ecol,1992,12：219-286.

[11]Forno E,Onderdonk AB,McCracken J,Litonjua AA,Laskey D,Delaney M L,Dubois AM,Gold DR,Ryan LM,Weiss ST,Celedón JC.Diversity of the gut microbiota and eczema in early life[J].Clin Mol Allergy,2008,6：11.

[12]Li Y,Ge Y,Saxena D,Caufield PW.2007.Genetic profiling of the o ral microbiota associated with severe early-childhood caries[J].J Clin Microbiol,2007,45(1)：81-87.

[13]Anukam KC,Reid G.Organisms associated with bacterial vaginosis in Nigerian women as determined by PCR-DGGE and 16S rRNA gene sequence[J].Afr Health Sci,2007,7(2)：68-72.

[14]Schabereiter-Gurtner C,Maca S,Rölleke S,Nigl K,Lukas J,Hirschl A,Lubitz W,Barisani-Asenbauer T.16S rDNA-based identification of bacteria from conjunctival swabs by PCR and DGGE fingerprinting[J].Invest Ophthalmol Vis Sci,2001,42(6)：1164-1171.