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HIV/AIDS合并NTM肺病在临床诊疗方面的研究进展

田景辉(综述),吴利先*(审校)

(大理大学基础医学院微生物与免疫学教研室,云南 大理 671000)

[关键词]获得性免疫缺陷综合征;非结核分枝杆菌肺病;诊断;治疗

doi:10.3969/j.issn.1007-3205.2018.04.027

人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)分为HIV-1和HIV-2,是引起艾滋病的病原体,艾滋病流行的主要病原体是HIV-1,在全球范围内传播广泛[1]。不含结核分枝杆菌(mycobacterium tuberculosis,MTB)复合物且不引起汉森病的分枝杆菌被称为非结核分枝杆菌(non-tuberculosis mycobacteria,NTM)。NTM可机会性引起动物或人类的疾病,越来越多地被认为是人类的病原体[2]。目前,至少有55种NTM已被鉴定,NTM在环境中普遍存在,在炎热的气候中比在寒冷的气候中更普遍,并且通常与土壤和供水有关。大约一半的物种能够引起人类和动物感染,尽管这些感染通常是机会性的,并且经常影响具有一定程度的免疫抑制的人[3]。分枝杆菌属种类超过150种。NTM是机会性感染的原因,经常出现与结核病相似的临床特征[4],严重阻碍了MTB和NTM引起疾病的诊断和治疗[2]。重要的是,大多数NTM(堪萨斯分枝杆菌除外)本身对标准抗结核药物存在固有的抗性或仅部分易感。因此,NTM感染的诊断对于选择有效的治疗计划至关重要[2]。NTM是新兴的肺及肺外疾病的重要病原体,识别NTM引起的疾病并随后治疗这种疾病变得越来越重要[5]。由于NTM肺部疾病在上升,而NTM又是普遍存在的生物,故仅仅依靠肺部样本证明NTM肺部疾病的存在,证据并不充分。因此,诊断还应结合临床表现、影像学特征、实验室检查等[6]。近年来,NTM肺病在全球的患病率呈快速增长趋势,且HIV/获得性免疫缺陷综合征(acquired immunodeficiency syndrome,AIDS)患者的增多更加剧了NTM肺病的流行,临床常见的是HIV/AIDS合并NTM肺病。因NTM肺病临床症状与结核病相似,故易误诊为结核病,且HIV/AIDS合并NTM肺病更加速了死亡,提高了病死率。因此,针对HIV/AIDS合并NTN肺病患者的早期诊断、治疗非常重要。现就近几年关于HIV/AIDS合并NTM肺病临床诊疗方面的研究进展综述如下。

1 HIV/AIDS合并NTM肺病的临床表现

HIV/AIDS合并NTM肺病的临床症状、体征类似于结核病,如慢性咳嗽(有或无痰)、胸痛和体质量减轻,不同的疾病表现与不同的NTM相关。鸟胞内分枝杆菌复合体最常与肺部感染有关;偶发分枝杆菌也与肺部感染有关,但往往影响皮肤、软组织或骨;在免疫功能低下的情况下(如HIV阳性)易受NTM感染,特别是播散性鸟分枝杆菌病[7]。已经证明鸟胞内分枝杆菌复合体(mycobacterium avium complex,MAC)的具体基因型模式可以预测临床行为[8]。当艾滋病患者出现发热且有重度脾大、多系统损害时,需考虑NTM感染,应尽快对病原菌进行鉴定,尤其是标本的培养[9]

2 各类肺病影像学异同点

2.1NTM肺病与结核病影像学差异 NTM肺病与结核病的常规影像学特征有一定的差异,在NTM肺病和结核病中,空洞是常见的,并且其标志2种疾病处于活动传染状态。NTM肺病较倾向于导致薄壁空洞,周围实质渗透较少。NTM肺病中的薄壁空洞比结核病更薄,当空洞与相邻的胸膜增厚、不明确的卫星树芽结节或<10 mm空洞结节相关时,CT高度提示是NTM肺病而不是结核病[10]。胸部CT特征显示右中叶或左舌段支气管扩张和直径>3 cm的薄壁腔通常是NTM肺病患者[11]

2.2HIV/AIDS合并结核病与合并NTM肺病影像学异同点 HIV/AIDS合并结核病与合并NTM肺病,CT均可表现为多种病变共存,如多肺段分布,同时还常伴纵隔或肺门淋巴结肿大。但在AIDS病晚期,病变主要表现为磨玻璃样或斑片状渗出或大片状实变肺叶炎症现象,多是由于CD4+T淋巴细胞明显减少,免疫功能严重降低,从而导致病灶扩散造成的[12]。晚期不能形成空洞或空洞性病变少见,多是因为细胞免疫严重缺陷,从而抑制了巨噬细胞的能力,进而使肺组织不能产生干酪样坏死[13]。然而,两者之间也有一些差别,若出现胸腔积液或胸膜增厚,两肺弥漫粟粒结节,多提示HIV/AIDS合并结核病,若出现结节病灶多提示HIV/AIDS合并NTM肺病[13]。HIV/AIDS合并NTM肺病通常表现为播散性感染,还可表现为淋巴结肿大[14-15]

3 HIV/AIDS 合并 NTM 肺病的实验室诊断方法

在进行NTM肺病治疗的前提下,因抗酸染色法无法对NTM和MTB进行鉴别,故病原学NTM肺病实验室诊断方法显得特别重要。随着分子生物学技术的迅速发展,使分枝杆菌菌属鉴定方法快速、经济且准确。

3.1传统方法 将菌种在对硝基苯甲酸(P-Nitro benzoic acid,PNB)和噻吩-2-羧酸酰肼(2-Thiophenecarboxylic acid hydrazide TCH)修饰的L-J培养基中培养,可以在PNB和TCH修饰的L-J培养基中生长的分离株被认为是NTM[2]。另外,可以结合28 ℃生长试验,MTB不生长而NTM可以生长加以鉴别。在耐热触酶试验中,因MTB在68 ℃水浴20 min后不能分解过氧化氢,而NTM 则可分解过氧化氢而产生持续性小气泡,故观察此现象也可对MTB和NTM进行初步鉴定[16]。通过常规生化测试鉴定分子细菌到物种水平是耗时的,导致诊断显著延迟。因此,准确快速地确定NTM正确的流行病学控制方法和具体的治疗方法尤为重要[2]

3.2分子生物学技术 ①多重PCR技术:应用多重PCR技术对NTM和MTB进行鉴定,结果可靠、快速且准确,为临床快速诊断提供了有效手段,对疾病的治疗有很好的应用价值[17]。②PCR单链构象多态性分析技术:该方法是一种快速、经济、简便的筛查点突变的技术,可以快速鉴别NTM和MTB[17]。③基因芯片技术:该方法以反向分子杂交为基本原理,操作简单,分析速度快,所需样本少,可对多样本进行处理,可同时进行菌种鉴定和耐药基因检测[18]。④高效液相色谱法:由于高效液相色谱法可以识别10种95%的分离株,采用高效液相色谱法测定NTM形态诊断由NTM引起的疾病具有重大意义[5]。⑤基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱:这是一种新型软电离质谱技术,经该技术得到的被检测菌蛋白质指纹图,与事先采用测序技术确认的典型菌所建立的NTM文库进行比对,将细菌鉴定至种。华盛顿大学一项研究提示,采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术时特别需要注意培养菌的菌龄,必须与资料库所用的菌龄匹配[19]。⑥16S~23S rRNA内转录间隔序列:16S rRNA基因分析是鉴定分枝杆菌的标准方法,但有明显的分析限制性,因为一些NTM物种共享相同或非常相似的16S rRNA序列,并且分枝杆菌属内的基因序列多样性很低。分枝杆菌中16S~23S rRNA内转录间隔序列的多态性高于16S rRNA基因,故内转录间隔序列可用于鉴别分枝杆菌种内菌株。现在内转录间隔序列被用作分类和鉴定分枝杆菌种内的理想靶基因,内转录间隔序列可作为16S rRNA基因序列不能区分密切相关物种的有效补充[2]。如比利时Innogenetics公司推出的INNO-Li PA MycobacteriaⅠ试剂盒,就是16S~23S rRNA内转录间隔序列[20]。应用该试剂盒可以使分枝杆菌快速地从培养物中检出进而鉴定。

3.3免疫学检测方法 MPT64蛋白具有较高的抗原特异性和免疫反应性。有学者用结核杆菌鉴定试验检测了MPT 64蛋白,结果显示结核杆菌鉴定试验和索状因子对MTB和NTM的快速诊断和准确鉴别具有较高的敏感度和特异度[4]。韩国标准诊断公司开发的SDBioline的MPT64TB抗原检测免疫层析测试是一种简单、经济、有效的方法,用于从NTM 中分离出MTB复合群[21]

日本研发了Capillia TB免疫层析技术,通过检测MPB64抗原可进行NTM与MTB复合群的初步鉴定[22]。然而,另一项研究显示Capillia TB-Neo在敏感度和特异度方面优于Capillia TB[23]

4 NTM基因分型方法

由于NTM的种类繁多,基因型复杂,不同NTM菌株具有各自不同的毒力、免疫应答方式、流行病学特征和耐药表型[24]。所以,对NTM进行基因分型和多态性研究是现代分子流行病学研究和检测的基础,并能从分子水平研究病原菌的进化程度和变异趋势。目前使用最广泛的是间隔区寡核苷酸分型技术、插入序列限制性片段长度多态性分析、脉冲场凝胶电泳、数目可变串联重复序列(variable number of tandem repeats,VNTR )等[25]。IS6110-RFLP方法因具有较高的分辨率、较好的重复性及很强的鉴别菌株的能力,在国际上得到了广泛的认同与应用,已被用作MTB基因分型的金标准,同时也可用于NTM的分型[26]。有学者将与其原理相似的IS1311-RFLP技术用于了NTM的分型,也取得了较好的效果[27]。分枝杆菌基因中散布有类似人类小卫星序列的数目可变的串联重复序列(mycobacterial interspersed repetitive unit,MIRU),其特点是种类多、分布广、有高度的多态性、表现高度的个体特异性[26]。VNTR技术就是以PCR为基础,基于MIRU重复序列的拷贝数在菌株中不同进行基因分型[28]。有的称之为MIRU-VNTR技术。它是一种近几年发展起来的新方法,分辨率接近金标准IS6110-RFLP,且操作简便、快速、成本低廉、重复性好,便于不同实验室结果比较,对IS6110拷贝数少的菌株也有很好的分型效果[26]。因此,用MIRU-VNTR法对NTM进行基因分型和多态性研究将会取得良好的效果。

5 HIV/AIDS合并NTM药敏试验

NTM是全球公认的病原体,特别是在免疫功能低下的人群中(包括HIV/AIDS患者),除了在免疫受损患者中引起感染外,也越来越多地被认为是免疫活性个体的病原体[29]。NTM正日益被视为人类机会性感染病原体,对于大多数NTM感染的治疗选择是药物治疗,但治疗方案在不同的物种之间,特别是缓慢的分枝杆菌(如鸟型分枝杆菌,堪萨斯分枝杆菌)和快速生长的分枝杆菌(如脓肿分枝杆菌、偶发分枝杆菌),一般来说,药物治疗是长期的、昂贵的,而且往往与药物毒性反应相关;药物治疗效果较差,可能与天然耐药性高水平的NTM有关[30]。不同种类抗生素的敏感性不同,故将NTM分为不同的物种,以便制定相应的治疗计划是非常重要的。克拉霉素构成NTM治疗的基石,是临床和实验室标准研究所推荐用于药物敏感性试验的唯一药物[29]。随着病程延长,HIV患者免疫力越来越低下,极易并发MTB和NTM的感染,且主要引起肺部感染,而这2种感染在治疗上用药差异很大,由于NTM大多对常见的抗结核药物耐药,且HIV/AIDS患者合并NTM耐药率很高,故在NTM治疗前进行药敏试验,可以指导临床有效用药。宜参照我国2006年《结核病诊断实验室检验规程》,采用MIC法和比例法对NTM进行抗结核药物敏感性试验[31]

6 HIV/AIDS合并NTM肺病的治疗

标准的一线抗结核治疗药物与MTB相比,对NTM的效果较差,迄今为止没有单一的NTM方案存在,根据NTM种类,治疗方案的建议包括用抗生素治疗,有时甚至手术切除感染的组织,鸟分枝杆菌复合物用克拉霉素、利福平和乙胺丁醇组合治疗,并应持续1年[7]。美国胸科学会和美国传染病协会推荐治疗NTM肺部弥散性疾病是一种含有大环内酯的多药方案,克拉霉素是一种大环内酯类药物,被认为是治疗NTM疾病的关键[29]。据报道,包膜糖蛋白GP120的第2个保守区的C-末端,包括肽RSANFTDNAKTZZVQLNESVEIN(NTM),对HIV-1的传染起重要的中和作用,并证明拥有GP120区的人天然抗血管活性肠肽抗体反应,对控制艾滋病病情的发展有重要作用[32]。近年来,由于在HIV/AIDS合并NTM肺病人群中开始了高效抗逆转录病毒治疗(highly active anti-retroviral therapy,HAART),HIV/AIDS新感染例数下降。相关报道显示,在HAART时代艾滋病病毒感染儿童分枝杆菌病发病率降低,特别是在中低收入国家,实施HAART,使这种致死性传染病得到了控制[33]。有报道显示,在HAART前,HIV/AIDS合并NTM肺病仍先联合应用敏感的抗结核药物治疗2~8周[34]

HAART极大地提高了艾滋病病毒感染者的存活率。然而,治疗必须继续进行,因为其不会完全消灭感染。HIV持续存在于静止状态的CD4+T细胞和其他细胞类型中,当治疗中断时可以从这些细胞中重新出现。因为HAART不能抵制HIV感染者的异常状态或者不能重建正常的生命周期,这些限制可能是由于药物的不良反应或不完全的病毒抑制,特别是在病毒解剖保护区[35]

HAART能有效抑制HIV病毒的复制,从而对恢复患者的免疫功能有很大的作用,但与此同时,免疫重建炎性综合征(immune reconstitution inflammatory syndrome,IRIS)也随之出现。IRIS是指HIV/AIDS患者在进行HAART后,恢复的免疫功能对特定的感染性或非感染性抗原的炎症反应,临床表现多样,且不易诊断。在HAART实施3个月内,与MAC相关的IRIS随之出现。尽管IRIS出现,但并不意味着HAART的失败,相反是因为机体免疫功能恢复,重新开始免疫应答的表现,其预后大多良好[36]。所以,HAART仍然是HIV/AIDS合并NTM肺病治疗的有效方法。还有研究表明,血清降钙素原是人体内降钙素的前体物质,对临床细菌感染具有较高的敏感度、特异度,且在判断患者病情程度及治疗效果评价中具有重要意义[37]

7 展 望

因为HIV/AIDS患者不仅是结核病的易感者,而且也是NTM肺病的易感者,AIDS合并NTM肺病并非是2个病原体感染的简单合并,而是相互影响、相互促进的。所以,必须提高对NTM肺病的认识,重视NTM肺病与MTB的鉴别,尽快对NTM肺病作出诊断。一旦确诊,应在最短的时间内制定合理的治疗方案,以提高HIV/AIDS合并NTM肺病的治愈率。加强对NTM的鉴定和分型技术的研究以及治疗方案的优化是未来发展的方向和重点。

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[收稿日期]2017-11-21;[修回日期]2018-03-12

[基金项目]国家自然科学基金项目(81760357)

[作者简介]田景辉(1991-),女,山西昔阳人,大理大学基础医学院医学硕士研究生,从事免疫学研究。

*通讯作者。E-mail:w_lixian@163.com

[中图分类号]R512.91

[文献标志码]A

[文章编号]1007-3205(2018)04-0476-05

(本文编辑:赵丽洁)