痤疮丙酸杆菌的新命名及其与寻常痤疮的相关性

郎德休 廖勇 杨蓉娅

解放军总医院第七医学中心皮肤科，北京100700

寻常痤疮是一种累及毛囊皮脂腺单位的慢性炎症性疾病，皮脂分泌增加、毛囊角化、微生物定植和炎症等因素参与该病的发生发展。定植菌痤疮丙酸杆菌是皮脂腺丰富部位的优势菌，在调节皮肤生态稳定方面起关键作用，能防止其他有害病原体入侵，但它与寻常痤疮的发病存在相关性［1］。基于其定植于皮肤的特征，最近基因组学研究支持将原有痤疮丙酸杆菌（Propionibacterium acnes）命名改为Cutibacterium acnes（C. acnes），并研究其不同的分型［2］。近期研究［1，3］显示，C.acnes 增殖并不是寻常痤疮的病因，皮肤微生物菌群之间生态失衡及不同C.acnes 型别间的生态失衡可能在寻常痤疮发病中起更关键的作用。此外，数篇文献［4-5］报道C.acnes出现耐药。因此，我们讨论痤疮丙酸杆菌的重新命名、其型别与寻常痤疮的关系以及不同型别的耐药现状，探讨微生物相互作用对寻常痤疮的影响。

一、C.acnes分型多样性与寻常痤疮

1.痤疮丙酸杆菌的重新命名：上世纪，基于表型特征和分离来源将丙酸杆菌分为两大类，即经典型及皮肤相关型，16S rRNA 基因序列也能很好地反映丙酸杆菌属系谱的拓扑结构，但不能区分种间的遗传物质差异［2］。Scholz 等［2］发现丙酸杆菌种间的基因组不能形成单一簇系；皮肤相关型的DNA G+C 含量和基因组含量较其他型低，在适应皮肤环境过程中进化获得或失活某些基因，如获得性的脂肪酶基因编码的三酰基甘油脂肪酶和溶血磷脂酶能特异性降解皮脂，但缺乏产生谷胱甘肽/酞酸盐和氨基丁酸的基因。因此，Scholz 等［2］根据高分辨率核心基因组、16S rRNA 基因序列及DNA G+C含量、基因组大小分析结果和分离来源、表型特征等联合进行分类，从多方面区分种间差异，将丙酸杆菌重新分为三大类，即Acidipropionibacterium gen. nov.、Cutibacterium gen. nov.和Pseudopropionibacterium gen. nov.，其中Cutibacterium gen.nov.包括痤疮丙酸杆菌、贪婪丙酸杆菌、颗粒丙酸杆菌以及Propionibacterium humerusii，痤疮丙酸杆菌重新命名为C.acnes。此后，多篇文献采用了该新名称［6-7］，而且美国临床和实验室标准协会于2018 年发表的M100-S28标准也将痤疮丙酸杆菌更名为C.acnes［7］。

2.C.acnes 分型方法：不同时期C.ances 的分型方法有所不同［6，8-9］。最初，学者们通过recA 基因和tly 基因序列将C.acnes分型为ⅠA、ⅠB、Ⅱ和Ⅲ［9］。但由于recA和tly基因位点的分型方法不能很好地识别ⅠB 型菌株，因而出现了更精确的分型方法。利用多位点序列分型（MLST）方法，可识别Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型菌株，且能将Ⅰ型进一步细分为ⅠA1、ⅠA2、ⅠB 和ⅠC，每个亚型都包含不同的CC 型或ST 型［8］。单位点序列分型方案则能更好地研究C. acnes ST 型的多样性［8-9］。此外，还有学者使用16S rRNA 基因核糖体分型方法，但该方法识别率较低，临床上较少使用［8-9］。通过不同的分型方法鉴定出的C.acnes 型别名称不同，Dréno 等［10］整理出C.acnes分型方法与命名对照表，并采用统一的型别命名（ⅠA1、ⅠA2、ⅠB、Ⅱ和Ⅲ）。

3.C.acnes 分型与寻常痤疮：研究表明，寻常痤疮患者皮肤中C.acnes相对丰度与健康人群相当［11］，或略低于健康人群［3］。Barnard 等［3］认为，C.acnes 增殖可能与寻常痤疮发病无关，生物群落失衡及其整体毒力变化是更关键的致病因素，且痤疮患者皮肤C.acnes分型与健康者存在差异。

Lomholt 和Kilian［12］收集大样本C. acnes 临床菌株进行研究，发现ⅠA型菌株与中重度寻常痤疮相关性强，而其他分型如ⅠB、Ⅱ和Ⅲ与健康皮肤或机会性深部组织感染相关。另有研究［4，13］进一步证实，ⅠA1 型主要与寻常痤疮有关，而ⅠA2、ⅠB、Ⅱ和Ⅲ型菌株在寻常痤疮皮损中较少出现。Kwon 等［14］研究发现，正常皮肤表面C.acnes 分型分布与粉刺皮损处相似，而丘疹和脓疱皮损处ⅠA 型增加、ⅠB和Ⅱ型减少，提示ⅠA 型C.acnes 在炎性微环境中增殖，且寻常痤疮患者皮肤微生物群发生了变化。Fitz-Gibbon等［11］发现，寻常痤疮患者皮损中C.acnes菌株群落结构与正常皮肤显著不同，ⅠA1 型与寻常痤疮密切相关，Ⅱ型主要出现在健康皮肤，其他型别在健康人群组和痤疮患者组的分布无明显区别。此外，Lomholt 等［15］还发现，ⅠA1 型是寻常痤疮患者毛囊中的主要菌株型别，而健康人群的菌株型别更为多样化，包括ⅠA1、ⅠA2、ⅠB 和Ⅱ型。上述研究结果比较一致，寻常痤疮皮损中C.acnes 型别的组成多样性降低，ⅠA 型（尤其ⅠA1 型）与寻常痤疮相关性较强，其他型别ⅠB、Ⅱ和Ⅲ主要分布于健康皮肤和深部组织感染。

C.acnes与外周血单核细胞共培养的体外实验［16］显示，痤疮相关菌株型别（ⅠA2、ⅠB1和ⅠC型）可诱导表达高水平的干扰素γ 和白细胞介素（IL）-17，激活辅助性T 细胞（Th）-1 和Th17 应答，从而促进痤疮炎症的发生；而健康相关型别菌株（Ⅱ和Ⅲ型）诱导表达高水平的IL-10，下调干扰素γ 和IL-17，从而减轻炎症。然而，C.acnes 与人皮肤组织共培养时［17］，不同型别菌株激活、促进炎症的能力不同，各型别的促炎潜能从高到低分别为Ⅲ、Ⅱ、ⅠC、ⅠA1 和ⅠB型，Ⅲ型菌株具有最高的促炎能力，能上调蛋白酶激活受体2、肿瘤坏死因子α、基质金属蛋白酶13 和金属蛋白酶抑制因子2，其中基质金属蛋白酶/金属蛋白酶抑制因子2比值变化可能在痤疮炎症后瘢痕形成过程中起至关重要的作用。此外，痤疮相关的ⅠA2型菌株与健康相关Ⅱ型菌株相比能产生更多卟啉［18］，卟啉通过氧化作用可产生毒性物质角鲨烯过氧化物［19］，促进角质形成细胞产生炎症和免疫反应介质IL-8［20］。综上所述，不同型别C.acnes诱导产生不同的促炎因子参与调节宿主固有免疫和痤疮炎症。

饮食介导皮脂量和皮脂成分异常，使菌株的生存环境出现变化，能更好适应环境变化的C.acnes菌株才能在微环境中存活［21］。与Ⅰ型菌株相比，Ⅱ型菌株的脂肪酶活性降低，其在一个多物种群落环境中的竞争空间和资源可能处于劣势［22］。

4.C.acnes分型与耐药：对285株C.acnes菌株进行药物敏感性实验发现，85%的耐药株属于ⅠA1型［4］；类似实验显示，15.8%的菌株对克林霉素耐药（3.5%高水平耐药），8.8%对红霉素耐药（5.5%高水平耐药），9.6%对四环素耐药（1.8%高水平耐药），7 株高水平耐药菌中，6 株分离自痤疮患者，1株分离自治疗痤疮患者的健康皮肤科医生，并且仅在痤疮患者中检测到四环素耐药株［5］。从痤疮皮损分离的所有ⅠC型菌株都对红霉素和四环素耐药［4］，基因测序发现它们都存在23S rRNA 和16S rRNA 突变［5，11］。C.acnes 菌株对氟喹诺酮类抗生素耐药机制的研究［23］显示，大多数耐药株为ⅠA 型，其耐药机制为DNA 旋转酶出现氨基置换。Nakase等［24］从痤疮皮损分离的60.3%的临床株都属于ⅠA1型，55%的大环内酯类耐药株存在23S rRNA突变［24］，而16S rRNA 突变与四环素耐药相关［25］，编码rRNA 甲基转移酶的获得性erm（X）基因与高水平克林霉素和大环内酯类耐药相关［24-25］。然而，Sadhasivam等［26］发现，C.acnes致病型ⅠA1对克林霉素敏感，而与健康皮肤相关的ⅠB 型对克林霉素表现出较高的耐药性；敏感性分析还发现C.acnes分离株均对四环素和那氟沙星敏感，采用米诺环素与那氟沙星联合治疗痤疮可获得较显著的临床疗效。以上研究提示，寻常痤疮皮损中分离的C.acnes菌株具有独特特征，是临床工作者选择最佳个体化治疗方法的重要依据，同时某些C.acnes型与寻常痤疮的关联可能比预期更复杂。由于皮损可能由多种病原微生物混合感染所致，经验性抗生素治疗的效果存在一定局限性［5，27］。长期使用抗生素治疗，随之而来的耐药问题不容忽视。研究［24-25］显示，C.acnes 对目前批准使用的某些抗生素（如红霉素、四环素、克林霉素和喹诺酮类）敏感性下降。这些耐药株的出现警示我们在临床上应该限制局部和系统应用抗生素作为治疗寻常痤疮的长期和单一方案，可以使用替代疗法，如使用过氧化苯甲酰或联合外用维A酸类药物。

二、C.acnes与其他微生物的相互作用

1.表皮葡萄球菌与C.acnes 的相互作用：对代表潮湿、干燥和皮脂丰富微环境的18 个不同人体皮肤部位样本进行宏基因组学分析［28］发现，个体特征和皮肤部位决定了微生物群落组成，而C.acnes 分布具有个体特异性，表皮葡萄球菌分布具有部位特异性。皮脂丰富的环境中，正常皮肤和寻常痤疮皮损中都能分离出C. acnes 和表皮葡萄球菌［29］。由于毛囊皮脂腺单位的独特环境和化学性质，毛囊内定植微生物可能与表面微生物组成不同。研究［30］显示，表皮中表皮葡萄球菌丰度较高，而厌氧和皮脂丰富的毛囊中C.acnes 丰度较高。总的来说，表皮葡萄球菌和C.acnes分别为皮肤表面和毛囊皮脂腺最具优势的定植菌种，两个菌种组成结构失衡和相互作用可能是引起皮脂腺富集区皮肤疾病的原因。

健康皮肤中C.acnes 和表皮葡萄球菌是稳定的异质性群落，但在寻常痤疮皮损中，表皮葡萄球菌相对丰度增加，而C.acnes数量减少［3］。其他研究［31］发现，表皮葡萄球菌可以发酵皮脂，从而产生琥珀酸，这种酸可抑制C.acnes 的生长，还能抑制C.acnes 介导的小鼠皮肤炎症反应。事实上，表皮葡萄球菌和C. acnes 已被证实存在相互作用。Christensen等［32］从健康皮肤和寻常痤疮皮损中分离出77株C.acnes，包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ多种分型，产生细菌素或细菌素样分子（如硫肽类抗生素），对表皮葡萄球菌有抗菌活性，同时大多数表皮葡萄球菌菌株也能够抑制C.acnes生长。此外，与寻常痤疮相关的C.acnes型ⅠA2比其他型对表皮葡萄球菌具有更高的抗菌活性［32］。利用C.acnes 和表皮葡萄球菌间相互拮抗的关系，可为开发治疗寻常痤疮和其他皮肤疾病的外用活性益生菌制剂提供依据。大量体内外研究数据［33］也支撑以益生菌治疗寻常痤疮的可行性。

2.噬菌体与C.acnes的相互作用：宏基因组学分析［3］显示，与寻常痤疮患者相比，健康人群中C.acnes 噬菌体更为普遍和丰富，这与其他通过培养C.acnes噬菌体计数的研究结果一致［34］。老年人中能检测到更多的噬菌体，这可能是寻常痤疮患病率随年龄增长而下降的原因［35］。为了更好地理解细菌与噬菌体之间的相互作用，Liu 等［34］用15 种不同的噬菌体与C.acnes菌株相互作用，发现来自健康皮肤相关型别（ⅠB 型、Ⅱ型和Ⅲ型）的菌株可抵抗噬菌体的杀伤作用，而寻常痤疮相关的菌株型可被噬菌体杀灭。上述研究提示，噬菌体具有成为治疗寻常痤疮的活性生物制剂的潜在价值。

三、总结

综上所述，寻常痤疮皮损与健康皮肤中C.acnes载菌量可能无明显差异，但其型别与寻常痤疮的关系值得关注，ⅠA型（尤其ⅠA1型）与寻常痤疮高度相关。与寻常痤疮相关性较高的菌株型的耐药情况是个体化用药的重要依据。微生物群组结构失衡及相互作用也是诱发寻常痤疮的原因，认识C.acnes 与表皮葡萄球菌、噬菌体的相互作用可为未来开发新型活性生物制剂治疗寻常痤疮提供更可靠的证据。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突