2019 冠状病毒病相关侵袭性肺曲霉菌病的研究现状

刘婷 张璟璐 江山平

新型冠状病毒( SARS-CoV-2 ) 引发的 2019 冠状病毒病(Coronavirus Diseases 2019, COVID-19)疫情形势严峻。根据 WHO 的数据，截止至 2021 年 2 月 22 日，全球已有超过1.1亿确诊的COVID-19 病例，超过 251 万人死于 COVID-19 及其并发症，如急性呼吸窘迫综合征、继发感染等[1]。重型/危重型 COVID-19 病例通常合并严重的基础疾病，治疗过程中使用糖皮质激素、免疫调节剂、机械通气等措施，均导致继发真菌感染的风险增加。因此，临床应高度警惕COVID-19 继发真菌感染。2020 年 1 月我国学者首次报道 COVID- 19 合并真菌感染：99 例COVID-19 患者中有 4 例痰标本/气管内吸出物真菌培养阳性，其中 1 例培养出黄曲霉菌[2]。但目前对 COVID-19相关侵袭性肺曲霉菌病( COVID-19 associated invasive pulmonary aspergillosis, CAPA)的认识有限，因此，本文对近来国内外报道的CAPA 的发病率、发病机制、危险因素、临床表现、诊断、治疗和预后等进行系统综述。

一、发病率

近来的研究提示严重的病毒性肺炎合并侵袭性肺曲霉菌病的风险增加，2018 年欧洲多中心研究发现，重症流感病毒肺炎相关侵袭性肺曲霉菌病(Influenza associated invasive pulmonary aspergillosis, IAPA)发病率高达 14%～32%[3]。相比之下，CAPA 在国内外不同的报道里发病率不尽相同，约 0.3%～35%。浙江大学医学院附属第一医院在 2020 年 1～3 月共收治COVID-19 患者 104 例，其中发生 IPA 8 例，发病率为 7.7%(8/104)[4]。英国一项全国多中心、前瞻性的队列研究对 135 例确诊COVID-19 的ICU 患者进行侵袭性真菌病的筛查，其中CAPA 发病率为 14.1%(19/135)[5]。西班牙马德里一家三级医院在 2020 年 3 月 1 日～5 月 31 日共收治COVID-19 成人患者2723 例，其中 ICU 患者 239 例，8 例需机械通气的ICU 患者发生CAPA，其在 COVID-19 住院患者和 ICU 患者中发病率分别为 0.3%(8/2723)和 3.3%(8/239)[6]。比利时 Rutsaert 团队的研究纳入 20例ICU 需机械通气的 COVID-19 患者，其中CAPA 发病率为 35%(7/20)[7]。瑞士洛桑大学医院一项研究共纳入 80 例ICU 接受机械通气的COVID-19 患者，CAPA 发病率为 3.8%(3/80)[8]。荷兰布雷达安菲亚医院的一项研究纳入 31 例确诊COVID-19 且接受机械通气的ICU 患者，CAPA 发病率为 17.9%(6/31)[9]。法国里昂教学医院一项为期 6 周的前瞻性研究发现， CAPA 在入住ICU 的 COVID- 19 患者中发病率为 17.9%(19/106)[10]。而另一项来自法国巴黎的前瞻性研究报道，行机械通气支持的危重型 COVID-19 患者CAPA 发病率达到 33.3%(9/27)[11]。

二、危险因素和发病机制

根据 2019 年欧洲癌症研究与治疗组织和真菌病研究组教育研究联 合 会 (The European Organization for Research and Treatment of Cancer and the Mycoses Study Group Education and Research Consortium，EORTC/MSGERC)侵袭性真菌病的定义共识，IPA 经典的危险(宿主)因素包括：近期中性粒细胞减少、血液系统恶性肿瘤、异基因造血干细胞移植或实体器官移植、长期使用皮质类固醇、化疗或免疫抑制剂治疗等免疫功能低下者及使用针对特定免疫细胞或信号通路的靶向药物者[12]。多个研究表明，与IAPA 类似，大部分CAPA 患者缺乏侵袭性曲霉菌病的经典宿主危险因素[6,8-9,13]。

国内浙江报道高龄、联合应用 β-内酰胺酶抑制剂、机械通气、慢性阻塞性肺疾病，是 COVID-19 发生IPA 的独立危险因素[4]。荷兰的一项研究表明，与无 IPA 组比较，IPA 组合并慢性阻塞性肺疾病的比例更高(44.4% vs 12.1%，P<0.05)，提示肺纤毛清除功能受损在 IPA 发病中起一定的作用[14]。而在其他一些报道中，CAPA 患者常见的基础疾病还包括高血压、糖尿病、肥胖、心脏病、高胆固醇血症等[10-11,13,15]。

既往文献报道，接受静脉-静脉体外膜氧合(veno-venous extracorporeal membrane oxygenation， vv-ECMO)支持的危重患者中，IPA 发病率达 7%(10/134)[16]。近期丹麦哥本哈根大学的一项研究显示，8 例使用ECMO 的危重型COVID-19 患者中，2 例合并肺曲霉菌病，亦提示ECMO 可能增加了CAPA 的风险[17]。

CAPA 的发生是宿主、病原体和环境因素相互作用的结果。曲霉菌属在环境中常见，繁殖期可释放大量的孢子随空气播散，在真菌繁殖季节每人每天吸入的真菌孢子可超过 50000 个，这些分生孢子很容易到达肺泡；而繁殖期的孢子和菌丝的细胞壁分子，如β-葡聚糖、几丁质及其分泌的生物活性蛋白酶和糖苷酶，可被气道上皮细胞和树突状细胞等固有免疫细胞识别，启动固有免疫及适应性免疫系统进行清除。肺泡巨噬细胞驱动的中性粒细胞募集和促炎细胞因子如肿瘤坏死因子-α(TNF-α) 的短暂释放是清除这些分生孢子的关键因素[13]。SARS-CoV-2 感染对肺的结构性损害和免疫系统受损可能为分生孢子出芽和产生菌丝，然后为侵入组织和血管提供充足的条件[6]。SARS- CoV-2 入侵和感染后，固有免疫细胞建立的炎症风暴启动了一系列的免疫反应，循环中 IL-1、IL-6、TNF-α水平升高。SARS-CoV-2 感染诱导的 IL-1 早期过度激活可能促进了炎症环境的形成，从而利于真菌感染[15]。此外，在感染烟曲霉菌的上皮细胞中也观察到 IL-6，提示在重症 COVID-19 患者中，混合感染可能是导致 IL-6 升高的原因之一[18]。

而 IL-6 拮抗剂如托珠单抗可能是 CAPA 发生发展的另一个危险因素。西班牙的一项研究中，全部(8/8，100%)CAPA 患者均曾接受托珠单抗治疗，而在考虑为曲霉菌呼吸道定植的患者里，接受托珠单抗治疗的比例仅为 40%(2/5)(P=0.04)[6]。

英国RECOVERY 研究证实，地塞米松每天 6mg(口服或静脉)，可使接受有创通气的 COVID-19 患者死亡风险下降 36%，仅需单纯氧疗患者的死亡风险下降 18%[19]。但长时间大量使用类固醇激素亦可抑制肺泡巨噬细胞的活性，从而促进曲霉菌分生孢子的出芽[13]，增加CAPA 发病率和死亡率[5]。

三、临床表现与影像学特征

CAPA 与危重型 COVID-19 的临床表现类似，进展迅速，当出现以下情况之一，需警惕 CAPA 的发生：适当的抗生素至少治疗三天，发热无缓解；热退至少 48 小时后再次发热，尽管仍在使用抗生素且无其他明显原因；胸膜炎或有胸膜摩擦音；呼吸困难；咯血； 尽管采取了适当的抗生素治疗和呼吸支持，呼吸衰竭仍持续恶化[17,20]。CAPA 和COVID-19 影像学表现类似，缺乏特异性。病毒性肺炎的早期 CT 特征为磨玻璃样阴影，这种阴影也可见于 IPA 患者，其病理基础为曲霉菌侵袭血管引起自发性肺泡出血，因此，当COVID-19 患者出现肺内出血和咯血，高度提示IPA 可能[21]。CAPA 的 CT可 出 现 典 型 的 侵 袭 性 尘 肺 病 (aggressive pneumoconiosis)影像学改变，如伴有空洞的结节和树枝征[4]。其他改变如外周结节、空气新月征、反晕征、结节实变、铺路石改变、胸腔积液和肺囊肿等亦见报道[5,10,11,21-23]。

四、诊断

与IAPA 一样，目前国内外尚无 CAPA 的统一诊断标准。无菌体液或组织培养及病理学检查仍是诊断 IPA 的金标准。但 ICU 的危重患者通常存在呼吸不稳定及凝血功能障碍，肺活检的风险大。目前国内外报道的 CAPA 大多为临床诊断或拟诊病例，而较少有组织病理确诊的病例。

有学者认为，危重患者血清半乳甘露聚糖(galactomannan， GM)OD 值>0.5、支气管肺泡灌洗液(broncho-alveolar lavage fluid，BALF)GM OD 值>1.0，需高度怀疑 IPA 可能[24]。在非中性粒细胞缺乏的患者中，曲霉菌感染更倾向于气道侵袭性，而非血管侵袭性，故血清曲霉菌GM 试验敏感性低[25]。西班牙报道 CAPA 患者血清GM 阳性率仅为 42%(3/7)[6]。CAPA 患者通常病情危重， 难以耐受支气管镜等侵入性检查，且镜检过程中产生大量气溶胶， 增加感染的风险，因而对COVID-19 患者较难获得下呼吸道标本(BALF、组织标本)进行真菌学检查。为此，荷兰报道通过一种非直接支气管肺泡灌洗术(Nondirected BAL)获取下呼吸道标本，具体操作为：通过闭合回路推进长 54 cm 的 12-F 抽吸管(成人用Halyard Turbo-cleaning 封闭式吸引器)楔入支气管，然后通过闭合回路注入 2×20mL 无菌生理盐水，并通过抽吸导管回收，回收的样本进行曲霉菌GM 检测及真菌培养。结果显示，非直接支气管肺泡灌洗液GM 试验OD 值>1.0 与曲霉菌培养阳性符合率高达 77.8%[14]。

1,3-β-D 葡聚糖是许多致病性真菌细胞壁(毛霉和隐球菌除外)特有的成分，可用于多种真菌感染的检测。血清 1,3-β-D 葡聚糖抗原检测似乎比GM 试验敏感性更好[26]，文献报道 CAPA 患者血清 1,3-β-D 葡聚糖抗原检测阳性率为 86.7%(13/15)[25]。1,3-β-D 葡聚糖抗原检测在国内外指南中推荐用于侵袭性真菌病早期诊断的重要筛选指标。

呼吸道标本曲霉菌培养阳性，不能鉴别是感染、污染或是定植所致，在没有其他阳性生物标志物的情况下，应谨慎解读。曲霉菌特异性侧流装置(lateral flow device，LFD)检测侵袭性感染期间活跃生长的菌丝，而在气道曲霉菌定植的情况下保持阴性，可用于进一步区分定植和感染[23]。2017 年欧洲临床微生物学和传染病学会、欧洲医学真菌学联合会和欧洲呼吸学会联合推荐LFD 用于诊断侵袭性曲霉菌病(BII)[27]。

五、治疗与预后

CAPA 进展迅速，文献报道死亡率高达 44%～100%[5,6,11,17]，且缺乏早期诊断的敏感指标，建议尽早启动抗真菌治疗[7,13,28-29]。英国伦敦帝国理工学院学者以临床症状(呼吸)恶化和/或痰或气管抽吸物曲霉菌培养阳性为主要指标，提出一种 CAPA 筛查和诊断的新策略，并提出建议启动抗真菌治疗的时机：(1)BALF 曲霉菌(抗原、培养、PCR) 1 次以上阳性，同时血清生物标记物(曲霉菌抗原、PCR、1,3-β-D-葡聚糖)1 次以上阳性，高度提示 CAPA，应立即启动抗曲霉菌治疗。(2)BALF曲霉菌(抗原、培养、PCR)1 次以上阳性，而血清生物标记物(曲霉菌抗原、PCR、1,3-β-D-葡聚糖)阴性；或在无法获得 BALF 标本时，血清生物标记物(曲霉菌抗原、PCR、1,3-β-D-葡聚糖)1 次以上阳性；或BALF 曲霉菌(抗原、培养、PCR)阴性，而血清生物标记物(曲霉菌抗原、PCR、1,3-β-D-葡聚糖)1 次以上阳性，以上三种情况均提示CAPA 可能。在无法获得 BALF 标本时，血清生物标记物(曲霉菌抗原、PCR、1,3-β-D-葡聚糖)阴性，不能排除 CAPA。

当提示 CAPA 可能或不能排除 CAPA 时，需结合以下情况考虑是否启动抗曲霉菌治疗：①潜在的 EORTC 经典宿主因素；② 危险因素(合并流感感染、使用皮质类固醇/其他免疫调节剂)；③无其他原因解释的临床加重；④新发含空洞的结节或晕征或实变；⑤后续随访血清生物标记物转为阳性；⑥进行性的肺浸润。⑶BALF 曲霉菌(抗原、培养、PCR)阴性，同时血清生物标记物(曲霉菌抗原、PCR、1,3-β-D-葡聚糖)1 次以上阴性，提示 CAPA 可能性不大，无需启动抗真菌治疗[26]。

伏立康唑仍然是侵袭性曲霉病的一线治疗药物[27,30-31]。使用伏立康唑需注意药物相互作用，其通过 CYP2C19、CYP2C9 和CYP3A4 代谢，是 ICU 环境中与主要药物相互作用最频繁的药物之一[32]。伏立康唑与一些 COVID-19 的研究药物如羟氯喹、阿扎那韦、洛匹那韦/ 利托那韦等药物亦存在相互作用[33]。体外试验表明，伏立康唑可与ECMO 体外循环各部分结合，导致血药浓度下降，ECMO 治疗期间伏立康唑的治疗浓度不能得到保证[34]。此外，伏立康唑的治疗窗口狭窄[35]，以上缺点均限制了伏立康唑的使用。与伏立康唑相比，艾沙康唑显示出良好的药代动力学特征，毒性和药物相互作用更少见[36]，有学者提出作为治疗的首选。两性霉素 B 脂质体是 ICU 治疗 IPA 的主要替代选择[31]，与伏立康唑相比，ECMO 并未改变两性霉素 B 的药代动力学特点，两性霉素 B 在 ECMO 患者中不需要调整剂量[37]，近年来，耐三唑类曲霉菌株的报道时有出现[25]，提示药物敏感试验的必要性和重要性，在这种情况下，两性霉素 B 脂质体为治疗的首选。然而该药物具有肾毒性，可能导致肾功能进一步下降。

由于CAPA 起病隐匿、进展快、死亡率高，建议针对COVID-19 重型/危重型患者应该早期开展真菌筛查，除了传统的培养外，需高度重视血清学检测。早检测、早诊断、早治疗, 是提高CAPA 患者治愈率与生存率的基石。