克氏棒状杆菌与囊性中性粒细胞性肉芽肿性乳腺炎相关性的研究进展

崔天玥, 欧阳理权(综述), 张胜初(审校)

肉芽肿性乳腺炎(granulomatous mastitis,GM)是非哺乳期乳腺炎中的一种,其致病因素可能有多种,包括创伤、高泌乳素血症、外源性感染等[1]。囊性中性粒细胞性肉芽肿性乳腺炎(cystic neutrophilic granulomatous mastitis,CNGM)是GM的一个特殊亚型。CNGM的特征性表现为化脓性脂肪肉芽肿,其病理学改变为急性或慢性肉芽组织形成,中心脂质空泡被中性粒细胞包围,同时可能存在其他炎性细胞浸润,包括嗜酸性粒细胞、组织细胞和多核巨细胞,还有可能出现局灶性坏死,但并非特征性改变[2]。该疾病通常表现为乳房肿块伴乳头内陷或窦道形成,临床上患者可能出现疼痛、乳头溢液、局部红斑及脓肿形成的情况[3]。多数情况下,CNGM与其他形式的GM在病理学和临床表现方面有一定的同质性[4]。由于该疾病临床治疗效果差,常进展至患侧乳房切除的程度[5],引起了人们的重视。鉴于CNGM与克氏棒状杆菌属的相关性,早期诊断CNGM对于为患者提供准确的治疗十分重要。本文就克氏棒状杆菌与CNGM相关性的研究进展进行综述。

1 克氏棒状杆菌概述

1.1克氏棒状杆菌的特征 棒状杆菌属是一类革兰阳性兼性厌氧菌,排列不规则,无芽胞,无鞭毛,大多数菌株无动力,形态多样,过氧化氢酶反应下呈阳性[6]。目前已发现的棒状杆菌属约100余种,其代表了革兰阳性细菌(Gram-positive bacteria,GPB)的多样化集合。其中部分菌种是导致人或动物疾病的病原菌[7],随着近年来新的微生物鉴定技术的应用和发展,越来越多的临床研究证实,乳腺脓肿和GM病例与棒状杆菌感染有关[8]。克氏棒状杆菌归类于棒状杆菌属,被学者于1998年从1例患有肺病的82岁女性患者痰液中分离出来[9]。克氏棒状杆菌与其他类型的棒状杆菌不同之处在于,它的细胞膜中缺乏分枝菌酸,因此它需要亲脂性环境才能生长[6]。有研究表明,克氏棒状杆菌中的分枝菌酸是由基因缺失引起,缺失的基因至少包含缩合酶基因或分枝菌酸还原酶基因中的一个,二者在棒状杆菌分枝菌酸的生物合成中起着重要作用[10]。除此之外,基因组序列分析表明亲脂性是该微生物的主要致病特征[11]。因此,富含脂质的乳腺组织为克氏棒状杆菌提供了良好的生长环境。有研究证实,克氏棒状杆菌在羊血琼脂培养生长不良,但补充1%吐温80的相同培养基或者在含有吐温80的脑-心浸液肉汤中生长状态良好[12]。

1.2克氏棒状杆菌的病原学特征及鉴别 棒状杆菌属代表了在基因组DNA中具有高G+C含量的GPB分类群。与其他类型的棒状杆菌相比,克氏棒状杆菌较为特殊,具有亲脂性生活方式和碳水化合物摄取及利用显著的特征[13]。临床分离的克氏棒状杆菌大部分来自女性患者,并且主要来自于乳房脓肿患者和GM患者[6]。由于棒状杆菌对于培养环境要求苛刻,在常规培养基中常出现无法生长或生长缓慢的现象,因此微生物学标本检测可能会出现假阴性的结果。在实际情况下,CNGM患者乳腺组织中细菌含量很少,这可能导致病理组织检查结果呈阴性。目前提高检出率和易于识别的一种方法是革兰染色的“厚切片”。Sangoi[14]的研究表明将标准4 μm厚的切片改为6 μm切片进行观察,GPB检出率从37%升至58%,并且在同一例阳性病例中检测到更多细菌。除了标准的生物化学方法外,学者还在探索准确鉴定棒状杆菌属的其他方法,包括使用多种低特异性抗血清的免疫染色法、16S rRNA基因测序法、rpoB基因测序法及基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS)[15-16]。16S rRNA基因测序法和rpoB基因测序法可检测和鉴定病原菌,通过对比两种测序法中的树状图可以推断出克氏棒状杆菌与其他类型棒状杆菌的相似性和差异性[12]。因此,将rpoB基因测序法和16S rRNA基因测序法作为棒状杆菌菌种鉴定的金标准[17],而相较于16S rRNA基因测序法,rpoB基因测序法对于克氏棒状杆菌来说可以得到更准确的鉴定结果[12]。在MALDI-TOF MS中,微生物的鉴定是通过生成特征肽质量指纹图谱,并将其与数据库中已知生物体的序列进行比较[18]。由于成本低、准确度高及速度快,MALDI-TOF MS越来越多地用于棒状杆菌的鉴定[19]。有研究表明,MALDI-TOF MS可以准确鉴定大多数棒状杆菌属的菌种(高达99.5%)和物种(高达92.3%)水平[16]。

2 CNGM概述

2.1CNGM定义 2002年,Paviour等[20]在24例GM女性患者中发现了CNGM的组织学特征。其中有10例患者的乳腺样本病理学结果显示为化脓性脂肪肉芽肿,肉芽肿在多核巨细胞的中心聚集,周围有上皮样组织细胞和中性粒细胞的外袖套样结构,多核巨细胞包绕了一个空泡样结构,其内是溶解的脂质。经检测发现了棒状杆菌,因而推测棒状杆菌感染可能参与了GM的发病过程。尽管棒状杆菌感染在GM中较为常见,但当时尚未对该类经棒状杆菌感染的GM患者形成准确定义。Renshaw等[21]于2011年提出了CNGM,在其报道的3例病例中均显示急性炎症伴囊泡和肉芽肿结构,同时在单个囊泡中均发现GPB,因此推测CNGM是与GPB相关的GM的独特模式。目前CNGM仍缺乏统一的定义,学者对CNGM的定义不尽相同。有学者将CNGM描述为GM中特殊的组织病理学实体[22-26],而也有学者认为CNGM是GM的一个亚组[15,27-28]。研究人员已经得出CNGM统一的组织病理学特征性图像,但是尚未证实棒状杆菌与该疾病发病过程的相关性,这部分患者中大部分被误诊为特发性GM(idiopathic granulomatous mastitis,IGM)或慢性GM[29-31]。目前CNGM的诊断及治疗尚未形成统一规范,临床上易造成误诊或漏诊。

2.2CNGM的临床症状及组织学表现 CNGM通常发生在哺乳期后的经产女性[26]。CNGM患者可表现为乳房结节或脓肿伴有窦道形成,临床症状包括疼痛、乳头溢液和局部红斑,类似坏疽性脓皮病[4]。CNGM与GM的临床表现相似,但病理组织学表现不同。因此,临床上对于疑似罹患CNGM的患者应进行组织学检查进行确诊[32]。CNGM的组织学表现为慢性乳腺炎伴多发化脓性脂肪肉芽肿,其中化脓性脂肪肉芽肿由多个圆形囊腔组成,囊腔内衬有中性粒细胞、上皮样细胞、淋巴细胞、浆细胞和多核巨细胞浸润,一些空泡内可见GPB,但乳腺导管和小叶未见明显异常[33]。有研究通过比较51例单纯GM患者和28例CNGM患者,发现CNGM组的患者发病年龄更小[4]。除年龄这一特征外,CNGM组与单纯GM组没有明显的临床或微生物学特征。有研究观察到入组的CNGM患者中有3例病理结果提示早期脂肪肉芽肿,位于管腔内近导管处,其中一些破裂并显示出炎症变化。因此,推测CNGM患者早期脂肪肉芽肿支持乳腺导管起源,同时与破裂和囊性变相关。

3 克氏棒状杆菌与CNGM的相关性

克氏棒状杆菌是CNGM中最常见的病原体[27]。从微生物角度来看,克氏棒状杆菌是一种稀有细菌,对脂类有亲和力,乳房是其生产和繁殖的场所。D′Alfonso等[22]通过研究12例CNGM患者的临床特征、影像学资料和组织病理学特征,试图建立该疾病与棒状杆菌感染的关系。利用石蜡包埋组织切片进行抗酸染色和革兰染色检测微生物,同时进行16S rDNA聚合酶链反应测序,12例中有5例鉴定出GPB。该研究印证了之前关于CNGM的研究,CNGM的组织病理学表现为化脓性肉芽肿,伴有中性粒细胞炎症。嗜中性粒细胞衬里的囊状空泡被栅栏状组织细胞以及少量的淋巴细胞、浆细胞和朗格汉斯巨细胞包围,形成边界清晰的肉芽肿。将19例CNGM患者和19例非CNGM型GM患者的组织病理学结果进行对比,证实了19例CNGM患者中有16例囊腔内存在GPB;非CNGM型GM患者的革兰染色和微生物学检查均呈阴性[22]。Johnstone等[27]对15例CNGM病例资料进行分析,通过手术、细针穿刺获得的标本进行培养或使用16S rRNA基因测序检测微生物,结果显示有7例病例在空泡化间隙内观察到GPB微生物。在9例中进行了细菌种属鉴定发现了克氏棒状杆菌。这一研究为克氏棒状杆菌与CNGM疾病的相关性提供了证据支持,同时强调了认识这些组织学线索的重要性以及革兰染色和微生物培养在检测这种疾病过程中的局限性。研究证实,复发性CNGM与克氏棒状杆菌感染密切相关。Tan等[1]进行了一项关于复发性CNGM疾病的相关性研究,1例33岁女性患者出现左乳肿块而就诊,行乳腺彩超检查显示大小7.7 cm×3.4 cm的低回声病变。由于非特异性症状及影像学特征很难进行微生物分析,因此需要通过活检的方式进行组织病理学评价。后续行超声引导下脓肿抽吸及活检,取6份组织学标本行组织病理学检查显示广泛的慢性炎性细胞浸润,包括淋巴细胞、浆细胞和中性粒细胞,聚集在小叶周围;中性粒细胞排列在脂质囊腔周围,其中一些含有GPB微生物。随后取标本进行16S rRNA测序、聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)、Sanger测序鉴定为克氏棒状杆菌,应用头孢氨苄治疗2周后,患者临床症状显著改善。3个月后,患者左乳疼痛加重伴窦道形成,重复超声引导抽吸,取标本行MALDI-TOF MS分析,结果提示为克氏棒状杆菌感染,继续应用4周头孢氨苄治疗后效果良好,无明显左乳疼痛及窦道形成。运用实时PCR和Sanger测序法检测67例GM患者经福尔马林固定石蜡包埋的组织切片,结果提示有46例(68.9%)GM患者的克氏棒状杆菌16S rRNA SYBR实时PCR呈阳性,经进一步检测表明,阳性病例中大多数表现为CNGM33[34]。

4 克氏棒状杆菌感染的CNGM治疗

CNGM尚未形成统一临床管理规范,目前还没有一种主流的治疗方案能够完全缓解或治愈该疾病。在临床上,常见的治疗手段包括抗生素、类固醇激素、手术(切开引流、局部切除和全乳房切除术)以及联合治疗,疗效较肯定的两种方案为抗生素治疗和免疫抑制剂治疗。

4.1抗生素治疗 由于CNGM的组织学检查显示的囊腔是亲脂性的,因此水溶性β-内酰胺类药物不能有效地作用于这些细菌[11]。鉴于棒状杆菌,特别是克氏棒状杆菌感染在CNGM致病机制方面的研究,相关研究人员推测,具有高分布溶剂的亲脂性抗生素更可能在脂肪肉芽肿内达到足够的浓度,从而产生更好的临床疗效[7]。亲脂性抗菌药物已显示有希望诱导症状的缓解,特别是克拉霉素、甲氧苄啶-磺胺甲恶唑、青霉素、多西环素、红霉素、克林霉素、利福平和四环素等[28]。一旦诊断为CNGM,无论组织学和组织培养的细菌状态如何,均应使用抗菌药物治疗。由于棒状杆菌感染罕见,目前许多棒状杆菌种的临床抗菌敏感性测试方法缺乏与临床结果相关性的验证[6]。Renshaw等[21]进行了相关研究,对CNGM患者应用靶向亲脂性棒状杆菌抗生素治疗,例如四环素或多西环素的延长疗程,取得了良好的临床效果。据研究推测,具有高分布溶剂的亲脂性抗生素如多西环素、甲氧苄啶-磺胺甲基异恶唑以及克拉霉素和利福平在脂肪肉芽肿内达到足够的杀菌浓度方面更有效。Brownson等[34]报道了3个独立病例使用甲硝唑和阿莫西林/克拉维酸6周、多西环素10周以及甲硝唑3周和环丙沙星5周的组合治疗成功的案例。对于CNGM,应该在菌种水平上鉴定棒状杆菌分离株,应进行抗生素敏感性试验[35]。部分文献报道中缺乏对抗生素治疗剂量及持续时间的信息[24]。Saraiya和Corpuz[36]发现,持续治疗时间为3周～1年可为一些患者提供更好的结局,而1～2周的抗生素治疗不仅不能起到较好的疗效,还会导致抗生素耐药性的发生。

4.2免疫抑制剂治疗 目前大多数学者认同CNGM是GM的一种亚型,过去使用类固醇激素治疗GM成功的案例表明了GM可能是一种自身免疫性疾病,肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)抑制剂是慢性肉芽肿性自身免疫性疾病的既定长期治疗方案[37]。因此相关研究运用免疫抑制剂治疗CNGM。阿达木单抗可靶向杀伤CNGM的组织细胞成分。而氨苯砜通过抗中性粒细胞的特性靶向疾病的中性粒细胞活化,但其抗炎特性尚未得到表征[5]。研究对2例CNGM患者运用氨苯砜联合阿达木单抗序贯疗法以及单独使用阿达木单抗治疗,患者相关临床症状均得到缓解[4]。临床使用这两种药物时,要密切关注其副作用的出现并及时调整治疗方案。阿达木单抗会导致患者出现明显的疲乏感;氨苯砜的副作用则是显著的感觉和运动神经系统障碍[4]。目前已被报道的CNGM病例数量较少,同时缺乏前瞻性研究。

5 结语

CNGM的特征性组织病理学表现为化脓性肉芽肿,由中性粒细胞包围的中心脂质间隙组成。这种独特的组织学表现提示在研究过程中应仔细寻找囊腔内罕见的GPB,尤其是脂泡内罕见的克氏棒状杆菌。为提高棒状杆菌的检出率,不能仅依靠革兰染色和微生物培养检测等传统研究方法,还需要借助特殊培养技术,同时应评估抗生素敏感性。虽然脂溶性低的抗菌剂敏感性良好,但无法渗透乳房内的感染部位。选择抗生素治疗的最佳时机以及疗程仍需要进一步研究。随着医学水平的提升,针对棒状杆菌进行的靶向微生物学研究对于临床上提高CNGM的治愈率有重大意义。