海分枝杆菌感染的历史与现状

暴芳芳 刘 红 张福仁

山东第一医科大学附属皮肤病医院(山东省皮肤病医院)，山东省皮肤病性病防治研究所，济南，250022

海分枝杆菌(Mycobacteriummurinum)是淡水和海水鱼类的主要致病菌，此菌也可导致人类的感染[1]，临床以皮肤感染为主，也可累及肺部、骨关节及血液系统等[2-5]。此病在全世界范围流行，美国发病率为0.27/105，法国发病率为0.04/105，克罗尼西亚地区萨托万岛发病率高达6%[6-10]。

此病的命名随着人类对疾病病因的认识经历了数次演变。1886年，Riehl曾报道了一种发生在健康人手部和前臂的局部感染，类似于皮肤结核但却未分离出结核分枝杆菌，随后在上世纪30～50年代瑞典、美国相继有类似皮肤感染的病例报道，其中部分患者有游泳池擦伤史，但是均未分离出致病菌，于是当时这类皮肤感染被归于“原发性皮肤结核感染”[11]，直到1954年瑞典隆德大学学者Folke Linell首次从患者皮损组织中分离出致病菌，认为其是一个新的菌种，因患者的游泳及海水接触史，命名为“M.balnei”[11,12]，而海分枝杆菌(M.marinum)最早于1910年由Von Betegh首次发现[13]并于1926年由Aronson首次将其从费城水族馆的咸水鱼中分离出来[14]，后证实“M.balnei”和“M.marinum”为同一菌种，根据命名先后原则，最终将此致病菌统一命名为M.marinum。因本病发病多与游泳及养鱼爱好行为相关因此临床也称“游泳池肉芽肿”或“鱼缸肉芽肿”。

本文对已发表的海分枝杆菌感染文章进行检索并分析，以期全面认识本疾病的发展历程及临床诊治现状。

1 检索策略

本文搜集截止2020年4月国内外期刊发表的海分枝杆菌感染病例文章，对此病的流行发展趋势、病因学分析及诊断技术的发展进行总结分析。检索数据库包括Pubmed、Google学术搜索、中国知网全文数据库、万方数据库，输入关键词包括“Mycobacteriummurinum”、“Mycobacteriumbalnei”、“Swimming pool granuloma”、“Fish tank granuloma”、“Aquarium granuloma”、“海分枝杆菌”、“海洋分枝杆菌”、“海鱼分枝杆菌”、“游泳池肉芽肿”、“鱼缸肉芽肿”。

2 病例地理分布

通过以上检索，共检索到相关文献405篇，其中病例报道336篇，回顾性总结分析30篇，相关综述共39篇。文献发表年度由1951-2020年，其中中文文献35篇，英文、德文、法文、日文等文献共计370篇。

在检索到的405篇文献中，共计报道海分枝杆菌感染病例2714例，去除622例重复病例，共计2092例，分布于全世界43个国家(图1)，其中美国报道数量居首位，达到757例，其次为中国(441例)、瑞典(160例)、法国(144例)、英国(115例)。世界分布图呈现沿海国家地区报道相对较多，而内陆国家报道较少。

图1 海分枝杆菌病例世界分布

3 全球报道病例数量年代分布分析

自世界最早于1951年报道第一例海分枝杆菌感染病例至今，此病的发病总体呈现增多趋势(图2)，在上世纪五六十年代期间曾出现数次集中爆发感染，进入本世纪文献报道的年份更密集，数量也较多。

图2 世界报道病例数量年代分布

4 中国及欧美国家发病趋势及职业差异

由于中西方国家文化及生活习惯差异，对比分析了中国及欧美国家报道病例的职业差异，结果显示在国内最早于1997年报道一例海分枝杆菌感染病例，随后陆续有相关病例报道，且排在前三位的职业分别是渔民、水产养殖销售、厨师或家庭主妇(图3)，而欧美国家报道的病例因游泳而感染者占据首位，其次为鱼缸养鱼爱好者，而渔民及厨师或家庭主妇感染者次之(图4)。

图3 中国报道病例数量年代分布及职业分析

图4 欧美报道病例数量年代分布及职业分析

5 接触史信息分析

在2092例病例中，1678例有明确的接触史，包括接触海鲜、游泳池、鱼缸、海水、河水、湖泊等(图5)，其中海鲜接触者481例(29%)，其中渔民、海鲜销售者、厨师、家庭主妇为高发人群；游泳池接触者共471例(28%)，包括室外游泳池386例，室内游泳池85例；鱼缸接触者435例(26%)，其中养鱼爱好者405例，水族馆工作者30例；有海水暴露史者206例(12%)其中包括海水浴、海边娱乐、海员海上工作、海边钓鱼等接触方式；河水、湖泊淡水暴露史者74例(4%)，包括河边钓鱼、池塘游泳等；其他接触史者11例(1%)，包括接触植物如园林维护、接触动物如猫抓伤、蝾螈、乌龟、河豚以及金属擦伤等。

图5 世界报道病例感染源比例

在2092例病例中有数次爆发感染事件报道，在20世纪五六十年代，多与游泳池水源污染相关[15]，而随着室内游泳池氯化消毒剂的规范使用，与游泳池相关的感染病例逐渐减少，上世纪七十年代至本世纪初，另一个与疾病相关程度较高的水族馆或鱼缸成为主要的感染源，这些感染病例多为散发报道，多数患者有养殖热带观赏鱼的爱好，而在清洗鱼缸时因外伤而感染[11]。而在近十余年也发生两起规模较大的群体感染事件，均与水产的接触有关[16]。

1951年Hellerstrom、Bruck分别报道了发生于瑞典游泳池受伤感染的6例及3例病例，同年Cleveland也报道了加拿大4例类似病例，均与一个海水公共游泳池相关[17-19]，1953年Rees和Tolmach分别报道了发生在美国的8例和1例游泳池感染患者[20,21]。同时期较大规模人群感染事件相继被报道，1952年Zettergren报道了发生于瑞典的60例因接触韦斯特拉斯市一个池塘水源而感染的事件[22]，1954年Linell和Norden报道了发生于瑞典厄勒布鲁市因游泳池而感染的80例患者，其中75例为儿童[12,23]，同时作者从患者皮损组织分离出了致病菌“M.balnei”(后证实为海分枝杆菌)，并且在患者接触的游泳池的墙壁上也发现了相同的病原体。Mollohan和Philpott分别于1961年和1963年报道了1959年发生于美国科罗拉多州格伦伍德斯普林斯一个露天游泳池导致290例感染的事件，调查研究发现该游泳池水源为温泉水(51℃)和来自科罗拉多河的冷却水混合，使其温度降至大约(28～29℃)，而冷水没有经过氯化处理。研究人员从泳池的水中及池底的淤泥中分离出了与患者皮损中相同的病原菌，并且与1954年瑞典爆发分离出的菌株在形态学、培养特性和致病性试验结果一致，但当时尚无菌株基因序列的差异比较研究[24,25]。事发游泳池经彻底氯化处理后未再检测到海分枝杆菌。1972年Zeligman报道了18例因暴露于美国东部切萨皮克海湾而感染的病例[26]，1967年Thomas和Waddington报道在英国威尔士格拉摩根郡地区的伯纳斯一处室内游泳池(建于1878年)因建筑陈旧及缺乏消毒措施而发生一起80例感染事件，其中包括73例儿童和7例成年人[27,28]。与污染水源相关的群体感染还有Lillis于2009年[9]报道一起群体聚集性皮肤感染，在位于赤道以北西太平洋密克罗尼西亚地区萨托万岛上有超过10%的居民自二战结束后开始出现一种损容性皮肤病(岛上居民650人)，对39例患者进行临床及实验室检查，发现其主要累及四肢，呈慢性疣状增生性斑块表现，所有组织培养均为阴性，组织病理学及PCR分子鉴定最终确诊海分枝杆菌感染，追溯调查发现这些患者均有种植水植芋头或于当地一水池(二战时期炸弹造成的一处坑洼)游泳的经历，但作者并未对农田或水池环境进行采样分析，因此未能找到致病源的确凿证据。

1962年Swift首次报道了因接触鱼缸而感染的病例[29]，一对母子因被热带鱼鱼缸的金属带夹伤而受伤，两例患者皮损组织中均培养出海分枝杆菌，同时作者采集鱼缸表面及水样标本也培养出了同样的菌落，此结果证实感染源来自患者所接触的鱼缸。因接触鱼缸而感染的病例多数为散发病例报道，Aubry发表于2002年的文章总结分析了法国1996-1998年间发生的63例海洋分枝杆菌感染的临床特征、治疗方法等[30]，所有病例中53例(84%)有鱼缸接触史，60例(95%)以上肢感染为主，推测患者多因爱好养鱼清洗鱼缸而感染，但是并没有从接触的鱼缸中分离出致病菌，因此无感染源的确证证据。

本世纪以来共有两起群体爆发感染事件的发生，均与海产品的接触相关。Feng等[31]于2011年报道国内一起海分枝杆菌群体感染事件，感染发生于2008年，18例感染者均来自中国江苏海安一处养鱼场，包括15名鱼工，2名鱼工家属，1名鱼贩，其中男13例，女5例，年龄24～65岁，平均年龄36.94岁。16例患者曾有明确外伤史，所有患者皮损均发生在上肢，组织病理示16例为感染性肉芽肿，2例表现为慢性非特异性炎症，7例(38.9%)抗酸染色阳性，16例(88.9%)组织培养阳性，聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)分析细菌hsp 65基因鉴定为海分枝杆菌。作者未对渔场环境及养殖的鱼类进行采样分析，未找到感染源的直接证据。另外一起爆发感染事件为Yacisin等于2017年报道的发生于2013年6月至2014年3月间的美国纽约鱼市海分枝杆菌感染[16]，感染人数共计98例，由于事发鱼市位于华人聚集居住地区，共有88例中国人感染，另有4例英国人、4例俄国人及2例西班牙患者，其中77例(79%)为女性，平均年龄为62(30～91)岁。根据溯源调查，这些怀疑携带病原菌的鱼从多个州(从密歇根州到北卡罗来纳州)的渔场购进并主要销售至纽约的市场包括曼哈顿及布鲁克林地区的中国市场，鱼种包括罗非鱼和鳕鱼等，作者从相关的鱼市收集了鱼类、水箱生物膜和水的样品，但是并未从采集的标本中检测到海分枝杆菌，因此无法确定感染的环境来源。

6 临床特征及治疗分析

2092例病例中，男女比例1.48∶1，年龄分布从13周至91岁不等，平均发病年龄42.78岁。1688例描述发病部位，临床表现以皮肤为主，皮肤外型仅有9例(0.5%)(图6)。发病部位包括面部46例(2.7%)，上肢1255例(74.3%)，下肢289例(17.1%)，躯干89例(5.3%)，累及肺部、纵膈及血液的深部感染9例(0.5%)，皮肤外感染患者均为免疫低下或抑制患者如合并血液疾病、器官移植及其他基础疾病长期应用免疫抑制剂治疗的患者。对皮损形态详细描述者726例，其中描述皮损累及淋巴管者达220例(30.3%)，形态包括红斑、结节、溃疡、脓肿。临床分析显示从患者皮损出现到确诊的时间为7天至20年不等，平均延迟诊断时间为8个月。

图6 感染部位分布

诊断方法包括组织病理、抗酸染色、培养及分子鉴定，在951例病理描述中多表现为感染性肉芽肿，在702例抗酸染色中285例(40.6%)阳性，在852例传统培养中633(74.3%)例阳性，169例病例应用分子鉴定方法包括聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)和测序对Hsp65和16S rRNA基因进行分析，其中88例阳性(52%)。

94篇文献提及药敏试验，共包括240株菌株对26种药物的体外敏感性试验结果(表1)，其中利福布汀、利奈唑胺、卡那霉素、亚胺培南、乙硫异烟胺、氯法齐明、克拉霉素、米诺环素、乙胺丁醇、阿米卡星、利福平的敏感性较高，达到90%以上，而头孢西丁、庆大霉素、对氨基水杨酸耐药率100%，由于个别药物试验例数较少，仅作参考。

治疗方案中，在有详细记录的519例中，251例(48.4%)患者进行单一药物疗法，其中米诺环素81例，复方新诺明55例，克拉霉素49例，四环素29例，多西环素18例，利福平10例，阿莫西林/克拉维酸2例，左氧氟沙星2例，阿米卡星、阿奇霉素、环丙沙星、链霉素、异烟肼各1例。应用两种药物者172例(33.1%)，其中利福平、乙胺丁醇45例，克拉霉素、利福平34例，克拉霉素、乙胺丁醇19例，利福平、复方新诺明10例，利福平、四环素6例，米诺环素、复方新诺明6例，克拉霉素、多西环素5例，克拉霉素、米诺环素5例，利福平、异烟肼5例，其他还包括链霉素、阿奇霉素、阿莫西林/克拉维酸、莫西沙星、左氧氟沙星、链霉素等组合，例数较少；三种药物联合者83例(16.0%)，其中最常见的为克拉霉素联合利福平、乙胺丁醇，其他包括克拉霉素联合利福平、莫西沙星或左氧氟沙星，利福平联合乙胺丁醇、复方新诺明，利福平联合乙胺丁醇、异烟肼等；四种药物联合者11例(2.1%)，包括克拉霉素、利福平、乙胺丁醇、环丙沙星2例，克拉霉素、乙胺丁醇、阿米卡星、环丙沙星2例，利福平、乙胺丁醇、莫西沙星、异烟肼2例等；五种药物者2例(0.4%)，克拉霉素、利福平、乙胺丁醇、莫西沙星、阿奇霉素1例，利福平、乙胺丁醇、多西环素、复方新诺明、环丙沙星1例。207例(46%)的患者口服药物联合其他治疗方式如外科切除、液氮冷冻、光动力等疗法。治疗时间从3周到2年不等，平均治疗时间140天。

表1 240株海分枝杆菌对26种药物的体外药敏结果

7 讨论

大多数海分枝杆菌感染都与水源有关，与人类接触密切相关的感染源包括海水浴场、游泳池、水族馆、海产养殖场、海鲜市场以及餐饮厨房等。在上世纪六十年代以前报道的病例大多数有游泳或者海浴历史，并且有群体爆发感染事件，临床医生称此类感染为“游泳池肉芽肿”。1962年，Swift报道一例因饲养热带鱼而感染海分枝杆菌的病例，这也是第一例“鱼缸肉芽肿”的病案报道[29]，在这之后相继有多例与水族馆、养殖热带观赏鱼等相关的病例报道[32-35]。在本世纪近二十年来先后发生多起与海产品接触而引起的群体感染事件，主要发生于海产养殖及海鲜市场[16，31]，这与以往报道的感染人群有较大差异，提示海分枝杆菌感染方式及对象随时代发展及人类的经济文化生活的变迁发生了相应的变化。根据本数据分析结果显示中国的感染患者与欧美国家报道的感染者在职业及接触史有较大差异，分析原因与人们的生活方式及海鲜处理方式存在差异，欧美国家人群游泳者及鱼缸养鱼者比例较高，而水产海鲜接触至感染者较少，其海鲜加工多为工厂化，而国内大多与捕鱼及海鲜养殖销售及处理相关，这与饮食习惯差异相关。

人类感染海分枝杆菌的方式主要为接触污染的水源或携带病原菌的海生生物如贝类、鱼类或者被病原菌污染的物体如捕鱼工具、船板、鱼缸等。人畜共患的疾病模式已被相关实验证明[36-39]，目前尚未见人与人之间传播的临床报道，也无相关的实验室证据[1，40]。海分枝杆菌存在于水生环境中，人体暴露于被污染的水源后可通过皮肤屏障破损处感染病原菌，因此皮损部位因暴露方式而有所不同，如有游泳或海水浴历史的患者常被累及肘部、膝盖和足部，而因清洗鱼缸、钓鱼、处理海鲜而伤及皮肤感染者多发生于上肢尤其是手部。感染后的临床表现可因宿主的免疫状态不同而呈现不同的类型，皮肤受累主要表现为无痛或疼痛性丘疹、结节或疣状斑块，这些单一病变在与受感染鱼类接触后几周或几个月内出现可并可沿淋巴管分布，临床表现类似孢子丝菌感染。此外，在免疫功能低下患者中可呈深部感染，包括关节炎、腱鞘炎、骨髓炎、滑囊炎等，血液系统的感染也可见于严重的免疫功能受损患者中[1，41]。

在临床对M.marine感染的诊断应根据病史、皮损形态、组织学特征、微生物学检查、分子鉴定方法及治疗反应进行综合诊断，其中鱼类和水族箱的接触史在诊断中起重要作用[31,42]。此病的组织学特征类似于其他分枝杆菌感染，可呈急性或慢性炎症，可见结核性肉芽肿、纤维素样变性及干酪样坏死现象，而组织抗酸染色阳性率报道不一，大部分研究显示组织中抗酸菌较少，而有学者报道阳性率可达60%[43]。应用传统的培养方法分离出致病菌并鉴定为M.marinum可为确诊提供明确证据，文献报道的培养阳性率为2.9%～96.8%[31]，而由于培养的耗时较长(30～32℃培养10～28天)限制了临床的早期治疗需求，基于PCR的分子鉴定方法因其高灵敏性及快速诊断的优势为分枝杆菌的诊断提供了新的技术手段，自1996年第一次应用分子鉴定的方法诊断临床海分枝杆菌感染以来，目前已有多种方法包括聚合酶链反应-限制性片段长度多态(PCR-RFLP)、qPCR和Hsp65和16S rRNA基因测序方法，其可将诊断时间缩短至2天[44,45]，可实现早期快速诊断的目的。结核菌素皮肤试验在M.marinum感染中通常呈阳性[46]，由于交叉反应抗原存在于各种分枝杆菌中，因此其预测价值较低[47,48]。有学者研究发现结核感染T细胞斑点试验(T-SPOT.TB)在海分枝杆菌感染患者中可呈阳性，但其同样在结核分枝杆菌、堪萨斯分枝杆菌及戈登分枝杆菌感染中呈阳性，因此需要结合病史进行诊断，可以作为海分枝杆菌感染的辅助诊断方法[49-51]。

海分枝杆菌感染的治疗尚无标准指南或共识，主要依赖于回顾性的病例分析。目前报道的有效治疗方法包括系统应用抗生素、手术切除、冷冻、光动力等治疗，而大多数患者仅应用抗生素便可达到治愈效果，少数患者可联合手术清创等治疗。主要的系统用药包括克拉霉素、利福平、乙胺丁醇、莫西沙星、左氧氟沙星等，Mei等[52]报道大部分皮肤感染的患者应用克拉霉素联合利福平、莫西沙星或左氧氟沙星临床疗效明显，部分患者单独使用克拉霉素皮损也能完全治愈，而深部感染的患者则推荐联合用药。药敏试验不作为常规推荐，但少数治疗困难者可借助体外药敏试验筛选敏感药物治疗。治疗通常需持续3～6个月，推荐在病灶明显好转后继续维持治疗1～3个月。

8 小结

海分枝杆菌的感染方式随环境、人类的经济生活方式等因素改变而有所变迁，由上世纪初的无氯化处理的游泳池到接触热带观赏鱼鱼缸以及近些年密切相关的水产市场爆发感染事件的发生，提示对感染源的确定以及正确处理将影响感染的发生率，因此对水产如鱼类、贝类的检验检疫应引起社会及政府相关部门的重视，此外应对高危人群普及防护意识，避免外伤引起致病菌种植感染，在临床诊疗中应提倡引入准确性及灵敏度更高的分子鉴定方法，而治疗的规范化亟待完善。