1例鸟胞内分枝杆菌复合群感染引起非结核分枝杆菌肺病
2022-09-12 王楠 刘卓 肖晓光 李世军 大连医科大学附属第一医院 “检验医学”公众号
近年来,随着环境的改变、检测技术的更新和医生对该疾病的意识增加等因素,NTM肺病的发病率在不断升高,正在快速成为一个严重的公共卫生问题,危害人类的健康。
前言
非结核分枝杆菌(NTM)是指结核杆菌及麻风分枝杆菌以外的所有分枝杆菌,也称为环境分枝杆菌[1]。非结核分枝杆菌病是指人类感染NTM所引起相关组织或脏器的病变。NTM最常侵犯人体肺脏,引起非结核分枝杆菌肺病,在免疫力低下人群甚至可引起全身播散性疾病。
近年来,随着环境的改变、检测技术的更新和医生对该疾病的意识增加等因素,NTM肺病的发病率在不断升高,正在快速成为一个严重的公共卫生问题,危害人类的健康。本报道分享一例由鸟胞内分枝杆菌复合群(mycobacteriumavium complex, MAC)感染引起的NTM肺病的诊疗经过。
案例经过
患者女性,56岁,咳嗽半年,加重3周。患者半年前无明显诱因出现咳嗽,睡前及晨起咳嗽,活动后加重,偶有咳痰,为白色泡沫样痰,无发热、盗汗,无胸痛、咯血、喘息。查体:神清语明,口唇无紫绀,呼吸平稳,双肺呼吸音粗,双肺可闻及爆裂音,未闻及干湿啰音,无胸膜摩擦音。外院肺CT示双肺间质性肺炎改变,左肺上叶磨玻璃密度灶,为求进一步诊治入我院。
病来饮食尚可、睡眠可,二便如常,体重无明显变化。肺CT结果提示:1.双肺间质性炎症;2.右肺中叶及左肺舌叶结节灶(图1)。初步诊断为间质性肺炎。
6月15日,BNP、PCT、血沉、心肌标志物、G试验、GM试验、曲霉菌抗体正常,淋巴细胞亚群无明显异常。抗核抗体IgG(荧光法)阳性、抗核抗体滴度(荧光法)1:100+、抗核抗体荧光模型(荧光法)、核颗粒+核均质、抗核抗体谱、ANCA、类风湿因子、抗环胀氨酸多肽抗体、抗髓过氧化物酶抗体、抗蛋白酶3抗体、抗心磷脂IgG抗体、ds-DNA抗体均正常。痰培养提示正常咽喉菌群生长。肺功能:肺通气功能正常;弥散功能轻度减低。予头孢米诺抗感染治疗,辅以止咳、抑酸护胃治疗。右腋下彩超显示右侧腋下淋巴结异常,左侧腋下未见异常肿大淋巴结。PETCT结果提示:左颈部、右侧腋窝、右肺门、纵隔内及胰腺周围多枚FDG代谢增高淋巴结,脾大伴FDG代谢增高,建议右侧腋窝淋巴结病理学检查除外淋巴瘤可能(图2)。淋巴结组织病理学结果提示可见肉芽肿,未见肿瘤细胞(图3)。患者症状未见好转,多次痰培养均提示正常咽喉菌群生长,临床与实验室进行多次沟通,明确该患者痰标本上皮细胞过多,质量欠佳,建议采用下呼吸道样本进行相关检查,同时考虑到罕见细菌感染的可能,实验室对该患者的样本进行延长培养。两日后,行气管镜相关检查,镜下可见右肺中叶支气管脓性分泌物,吸除后管腔通畅,于右肺中叶各段予肺泡灌洗。支气管肺泡灌洗液送实验室进行病原学相关检测。实验室回报TB-PCR(-),NTM-PCR(+),抗酸染色(+)(图4)。宏基因组测序mNGS结果提示:鸟胞内分枝杆菌复合群。最终诊断:鸟胞内分枝杆菌肺病。转市结核病医院继续治疗,该患者目前状态良好,后续治疗平稳进行。
案例分析
临床案例分析
1.1患者为什么会出现NTM感染
NTM广泛存在于水、土壤、灰尘等自然环境中,人和某些动物均可感染[2]。NTM可通过呼吸道、胃肠道、皮肤等途径侵入人体,其致病过程与结核病相似,但具体的免疫反应分子机制还未完全阐明。人体感染NTM后,由于免疫功能减弱,不能有效控制NTM感染,最终才进展为NTM病。有肺部基础疾病的人群易患NTM肺病,如肺结核、支气管扩张、慢阻肺、尘肺、过敏性支气管肺曲霉病、胸廓畸形、胸部肿瘤及肺移植术后等。该患者是一个绝经的老年女性患者,注重个人卫生,酷爱洗浴,增加了环境暴露的机会,此病例也提醒临床医生应提高对NTM肺病的认识。NTM肺病患者的临床表现存在多面性,部分患者发病时无明显症状,此病例患者未见明显的咯血等临床症状,仅仅是以咳痰为主要症状。
1.2 认识LadyWindermere Syndrome“温夫人综合征”
右肺中叶与左舌叶的鸟分枝杆菌复合体感染,被称作温夫人综合征。此综合征以王尔德的戏剧女主角而得名。维多利亚时期妇女坚信“淑女不吐痰”,因此易于肺部感染。通常发生在没有明显吸烟史或肺部疾病史的、免疫正常的老年女性身上,被认为是由于主观性的过度抑制咳嗽造成的。温夫人综合征女性的典型特征是高瘦,礼貌优雅的老年女性,没有基础肺疾病,她们出于礼貌克制咳嗽。分泌物的积累使患者易于感染,特别是右中叶支气管较为狭长。影像学显示间质和/或结节状改变,以左肺舌叶与右肺中叶为主,痰液或支气管灌洗液可分离出病原菌。
传统认为是“高贵女性”过度抑制咳嗽导致了温夫人综合征。有研究认为是绝经期内分泌改变导致了对NTM(非结核分枝杆菌)的异常应答。也有研究认为是MST1R基因变异导致了气道纤毛系统下降与IFN-γ分泌减少,最终NTM感染导致了温夫人综合征。
1.3增大的淋巴结是干扰诊断的“帮凶”
淋巴结肿大是临床常见症状,是由于多种原因引起的淋巴结内部细胞增生或者肿瘤细胞浸润而导致。引起淋巴结肿大的疾病众多,可遵循国际上通用的[CHICAGO]原则进行鉴别诊断,即Cancers(肿瘤)、Hypersensitivitysyndromes(变态反应性疾病)、Infections(感染)、ConnectiveTissue disorders(结缔组织病)、Atypicallymphoproliferativedisorders(非典型淋巴组织增生性疾病)、Granulomatous(肉芽肿性疾病)、Others(其它)。该患者PETCT结果提示左颈部、右侧腋窝、右肺门、纵隔内及胰腺周围多枚FDG代谢增高淋巴结,这些均是淋巴瘤的可见征象,但是随后的组织病理学的结果推翻了淋巴瘤的诊断,仅提示肉芽肿。该患者的诊断再次回归原点,难道是感染引起的淋巴结肿大?那么病原体又是什么呢?患者数次血培养均提示无细菌生长,痰培养提示正常咽喉菌群。直至BALF的实验室结果回馈,才明确该患者的淋巴结肿大是由于鸟胞内分枝杆菌引起。查阅相关资料发现NTM引起的淋巴结炎以颈部淋巴结炎多见,耳部、腹股沟、腋下淋巴结、肠系膜淋巴结也可受累。其表现为单侧无痛性淋巴结肿大,并常有窦道形成,多见于儿童,因儿童有玩水的习惯。该患者也是单侧淋巴结肿大,肿大的淋巴结见于左侧腋下,右侧未见累积。
检验案例分析
实验室如何挑战长期困惑临床医生的NTM诊断?
1.用于实验室诊断的临床标本有哪些
各种标本,如痰液、诱导痰、支气管冲洗液、支气管肺泡灌洗液,以及肺、淋巴结、肝脏、肾脏、脾脏等活检组织,还有血液、骨髓分泌物、体液和粪等标本均可进行NTM检测。如果检测目的是为了诊断,则要求留取多份标本,而且不同标本不能在同一天采集。临床标本应尽快检测(若不能及时处理,应置于4℃保存)。不应使用咽拭子培养或血清学检测结果诊断NTM病。若考虑是NTM病,在留取标本期间要避免使用抗菌药物,尤其是大环内酯类、喹诺酮类、氨基糖苷类、磺胺甲恶唑/甲氧苄啶及利奈唑胺等药物(可杀灭NTM),建议必要时停药至少2周后再采集标本。这在临床上操作很困难,但病情轻的患者尽量停药后采集标本。
2.涂片显微镜检查
与结核分枝杆菌一样,推荐用荧光染色法的涂片显微镜检查。萋尼染色仍然可用,但阳性率较低。有些NTM,尤其是快速生长型分枝杆菌,与结核分枝杆菌相比不耐受酒精脱色过程,易于出现假阴性结果。虽然个别NTM菌种可能会呈现比较特殊的抗酸菌形态,但单独依据涂片显微镜检查不能鉴别结核分枝杆菌和NTM。该患者入院期间进行了痰抗酸染色显微镜检查,结果均为阴性,直至BALF才出现了抗酸染色阳性结果。说明支气管肺泡灌洗可以获得气管镜所不能探及下气道的细胞和溶质,能更全面的反映肺部的整体情况。
3.分离培养
抗酸染色阳性率非常低,且不能与结核区分,目前培养仍然是检测NTM最灵敏的技术之一。固体培养和液体培养均可用于NTM的培养,推荐二者联合使用以提高培养的阳性率。液体培养的阳性率更高,尤其是对快速生长型分枝杆菌。固体培养的优势是能够直接观察菌落形态及生长速度,易于进行细菌定量,并有利于发现混合感染的存在。固体培养基上获得大量菌落往往提示有临床价值,如果仅有零星菌落存在,多意味着污染或是无临床价值的一过性定植。有些NTM菌种的培养需要特殊的培养基,或是特定的培养温度,或是需要延长培养时间,如嗜血分枝杆菌在含铁离子的培养基上才能生长,鸟分枝杆菌的副结核分枝杆菌亚种需要在培养基中添加分枝杆菌素,而溃疡分枝杆菌则要在培养基中添加蛋黄才更容易培养成功。溃疡分枝杆菌的最佳生长温度为25~33℃,海分枝杆菌是28~30℃,而蟾分枝杆菌佳生长温度为45℃。对于关节液、皮肤和骨组织标本,推荐平行开展28~30℃ 和35~37℃的2个温度梯度的培养,以提高阳性率。慢速生长型分枝杆菌培养一般需要2~3周才可在固体培养基上形成肉眼可见的菌落,而溃疡分枝杆菌则需要8~12周。该患者入院期间进行了痰培养,均提示正常咽喉菌群生长,直至BALF的NTM-PCR(+)和宏基因组测序提示鸟胞内分枝杆菌,我们才茅塞顿开,抓住了“真凶”。回顾该病例,我们目前实验室所采用的培养基不能覆盖到所有的NTM生长,对于罕见的NTM培养缺乏培养及鉴定条件。这也提示我们应提高对NTM的培养意识,例如延长培养时间,增加特殊培养基等,扩展实验室检测范围,为临床病原学诊断提供更多的依据。
4.菌种鉴定
NTM种类太多,培养阳性者尽量行菌种鉴定,要不然下一步很难精准治疗。菌种鉴定的目的是对NTM病进行精准诊断,包括对NTM临床相关性的判定,同时由于不同菌种对药物的敏感性不同,菌种鉴定对治疗方案的制定也具有重要价值。对于多份样本或是多个部位的样本分离到同一菌种、检测到大量的NTM存在(如标本涂片检查阳性或培养获得大量的菌落)、从无菌部位或是血液中分离到NTM时,临床意义更大。但不是所有分离到的NTM都需要进行后续的菌种鉴定,如培养分离到菌量很低、产色的快速生长型分枝杆菌时,几乎可以判定不是致病菌,不必开展进一步的菌种鉴定。
5.分子诊断技术
二代测序技术(nextgeneration sequencing,NGS):是菌种鉴定分辨率最高的手段,也可用于追踪由NTM引起的特定人群中的传播。随着NGS技术的日益普及以及费用的降低,其在NTM病的诊断中将发挥越来越大的作用。mNGS技术是针对未知、疑难病原微生物检测的新型核酸检测手段,无论针对新发突发传染病还是临床棘手的疑难感染性疾病都有出色表现。它以无偏倚性、检测结果快速、适用于各种临床标本而较其他检测技术有不可比拟的优势。但是临床感染病原学诊断是具有挑战性的工作。mNGS仅检测样本中的核酸(包括DNA与RNA),是否反映患者真实感染状况,需要将检测结果与临床情况结合,核对甄别。mNGS技术检测的是核酸,不能简单将核酸等同于病原微生物。但是任何技术都不可能解决所有问题,mNGS技术也没有摆脱核酸检测的局限性,检测结果的解释都需结合临床。该患者进行了BALF的宏基因组测序,与实验室常规的PCR技术结果吻合。实验室的常规PCR结果提示NTM-PCR(+),但是无法进行菌种的分类。mNGS技术快速弥补了实验室常规工作的空缺,分析结果提示鸟胞内分枝杆菌复合群。两个技术手段均提示NTM,为临床诊断提供了夯实的实验室依据。
知识拓展
1.非结核分枝杆菌的分类
根据NTM的生长速度,伯杰系统细菌学手册(Bergy′smanual of systematic bacteriology)将其分为快速生长型和缓慢生长型两大类,目前国际上多采用此种分类方法。
Runyon分类法根据该类菌群在试管内的生长温度、生长速度、菌落形态及色素产生与光反应的关系等将其分为4组,前3组实际上为缓慢生长分枝杆菌,而第4组则为快速生长分枝杆菌,国内目前多以两种分类法相结合。
Ⅰ组:光产色菌(photochromogens):在固体培养基上,菌落不见光时为淡黄色,光照后变为黄色或橙色。本组以堪萨斯分枝杆菌、海分枝杆菌及猿分枝杆菌为主。
Ⅱ组:暗产色菌(scotochromogens):在无光时菌落产生黄色或红色。本组以瘰疬分枝杆菌、戈登分枝杆菌及苏尔加分枝杆菌为主。
Ⅲ组:不产色菌(non-photochromogens):无论光照与否,菌落均不产生色素,可呈灰白色或淡黄色。本组有鸟分枝杆菌复合群、嗜血分枝杆菌、溃疡分枝杆菌、蟾分枝杆菌、玛尔摩分枝杆菌、土分枝杆菌及胃分枝杆菌等。
Ⅳ组:快速生长型分枝杆菌(rapidlygrowing mycobacteria,RGM):3~5d内有肉眼可见的菌落,多数1周内即生长很旺盛。本组有脓肿分枝杆菌复合群、偶发分枝杆菌、龟分枝杆菌、玛格丽特分枝杆菌、外来分枝杆菌、耻垢分枝杆菌和母牛分枝杆菌等。
2.非结核分枝杆菌肺病与肺结核的鉴别诊断
非结核分枝杆菌病主要与肺结核进行鉴别诊断,临床表现和影像学检查都非常相似,患者临床表现包括咳嗽、咳痰、少量咳血,病灶广泛的患者可出现胸闷以及全身症状,如低热、盗汗、消瘦。影像学特征也非常类似,患者的肺部表现为多发斑片状阴影。非结核分枝杆菌肺病的影像学表现与结核病存在不同,非结核分枝杆菌肺病常继发于结构性肺病,患者容易合并支气管扩张、先天性肺囊肿,空洞一般是薄壁空洞,而肺结核则以厚壁空洞为主。但二者主要根据分枝杆菌菌种鉴定相关检查进一步确认,通过影像学检查和临床表现都不能确诊。
NTM肺病具有呼吸系统症状和(或)全身性症状,经胸部影像学检查发现空洞性阴影、多灶性支气管扩张以及多发性小结节病变等,已排除其他肺部疾病,在确保标本无外源性污染的前提下,符合以下条件之一者可诊断为NTM肺病:(1)2份分开送检的痰标本NTM培养阳性并鉴定为同一致病菌,和(或)NTM分子生物学检测均为同一致病菌;(2)支气管冲洗液或支气管肺泡灌洗液NTM培养和(或)分子生物学检测1次阳性;(3)经支气管镜或其他途径肺活组织检查发现分枝杆菌病组织病理学特征性改变(肉芽肿性炎症或抗酸染色阳性),并且NTM培养和(或)分子生物学检测阳性;(4)经支气管镜或其他途径肺活组织检查发现分枝杆菌病组织病理学特征性改变(肉芽肿性炎症或抗酸染色阳性),并且1次及以上的痰标本、支气管冲洗液或支气管肺泡灌洗液中NTM培养和(或)分子生物学检测阳性。
3.非结核分枝杆菌是传染病吗?
2000年我国制定了“NTM病诊断与处理指南”,此后近20年未再出指南,直到2020年11月《中华结核和呼吸杂志》才发表了《非结核分枝杆菌病诊断与治疗指南(2020年版)》,可见此病诊治困难,这些年进展缓慢。
会传播的疾病不一定是传染病。传染病是一个人为规定的社会学概念,通常这种疾病可借由直接接触已感染的个体、感染者的体液及排泄物、感染者所污染到的物体,可以通过空气传播、水源传播、食物传播、接触传播、土壤传播、垂直传播(母婴传播)、体液传播、粪口传播等。痰可培养出多重耐药肺炎克雷伯杆菌,医院要实行床旁接触隔离,避免交叉感染。假如克雷伯杆菌肺炎不会传染,医生为何要因此洗手呢?不过,很多感染性疾病传染性非常弱,免疫力正常的健康人不会感染,更不可能像新冠病毒那样全球播散,所以,这类感染性疾病一般不算传染病。近年来有研究表明脓肿分枝杆菌病可通过人与人之间进行传播,尤其是囊性肺纤维化患者,可能是通过气溶胶或污染物传播。不过目前在很多国家,NTM病仍未列入传染病管理,也无需上报。
案例总结
本案例患者入院前经历了长达半年的咳嗽症状,加重3周,睡前及晨起咳嗽,活动后加重,偶有咳痰,为白色泡沫样痰,无发热、盗汗,无胸痛、咯血、喘息。查体:神清语明,口唇无紫绀,呼吸平稳,双肺呼吸音粗,双肺可闻及爆裂音,未闻及干湿啰音,无胸膜摩擦音。辗转入我院呼吸科诊治,病来饮食尚可、睡眠可,二便如常,体重无明显变化。外院肺CT示双肺间质性肺炎改变,左肺上叶磨玻璃密度灶,为求进一步诊治入我院。病来饮食尚可、睡眠可,二便如常,体重无明显变化。肺CT结果提示:1.双肺间质性炎症;2.右肺中叶及左肺舌叶结节灶,初步诊断为间质性肺炎。痰培养提示正常咽喉菌群生长。肺功能:肺通气功能正常;弥散功能轻度减低。予头孢米诺抗感染治疗,辅以止咳、抑酸护胃治疗。右腋下彩超显示右侧腋下淋巴结异常,左侧腋下未见异常肿大淋巴结。PETCT结果提示:左颈部、右侧腋窝、右肺门、纵隔内及胰腺周围多枚FDG代谢增高淋巴结,脾大伴FDG代谢增高。淋巴结组织病理学结果提示可见肉芽肿,未见肿瘤细胞。气管镜相关检查,镜下可见右肺上叶支气管脓性分泌物,吸除后管腔通畅,于右肺上叶各段予肺泡灌洗。支气管肺泡灌洗液送实验室进行病原学相关检测,次日实验室回馈TB-PCR(-),NTM-PCR(+),抗酸染色(+),宏基因组测序mNGS结果提示:鸟胞内分枝杆菌复合群。最终诊断:鸟胞内分枝杆菌肺病,转市结核病医院继续治疗。该患者目前状态良好,后续治疗平稳进行。
鸟胞内分枝杆菌是NTM在全球各大洲最常见的菌种,也是NTM肺病、淋巴结病及播散性NTM病等的主要菌种 。一些抗分枝杆菌药物对鸟胞内分枝杆菌均有较强的抗菌活性,如大环内酯类、利福霉素类、喹诺酮类及氨基糖苷类等,其中大环内酯类药物疗效确切[3] 。众所周知,NTM病的流行病学研究较为困难,不同国家或地区的确切资料和数据难以掌握,因为在大多数国家NTM病的报告不是强制的,而鉴别NTM感染和发病也很困难,不同的研究中NTM感染的发生率和患病率有着显着的不同。但从现有的资料来看,NTM病的发病率和患病率在一些国家和地区呈增加趋势,甚至超过了结核病的发病率和患病率。
研究结果显示在土壤(酸性松林、海岸沼泽土)、室内游泳池、热水浴缸、海岸沼泽排水系统、室内加湿器和淋浴器的气溶胶以及农村、花园、盆栽土壤扬起的灰尘中均可能含有NTM。例如鸟胞内分枝杆菌对消毒剂及重金属具有一定的耐受性,使其可在自来水系统中生存。
本例患者是绝经的老年女性患者,且有公众浴池泡澡的喜好,这些均增加了感染NTM的几率。预防NTM从环境传播到人,更早发现感染以及感染后精准用药是临床医生面临的重要挑战。本案例患者的临床诊断及治疗可以为今后临床医生的治疗提供参照,以提高对NTM病的诊治水平。
专家点评
NTM肺病是NTM病中最常见的类型,近年来在我国的发病呈明显升高趋势。早期识别并正确诊断对减少传播性、提高治愈率、降低耐药率至关重要。NTM肺病患者的临床表现存在多面性,部分患者发病时无明显症状。因此,对NTM高危因素和高危人群的早期识别和健康管理是早期诊断NTM病的重要环节。
目前认为NTM病的高危因素包括宿主因素、药物因素、环境因素。宿主因素主要是指有肺部基础疾病及免疫缺陷的人群,此外的研究表明类风湿性关节炎、胃食管反流、营养不良、维生素D缺乏症也是NTM病的危险因素。药物因素主要是指使用糖皮质激素和免疫抑制剂的患者。环境因素则包括室内气溶胶、土壤扬尘等。呼吸道或肺组织标本的病原微生物培养及分子生物学菌种鉴定结果阳性是确诊NTM肺病的必要条件。联合固体培养和液体培养有助于提高NTM培养的阳性率。不同NTM亚种的治疗方案有所不同,因此NTM菌种鉴定是精准治疗的保证。
NTM在环境中广泛存在,但不同种NTM的致病性不同。通常来说,临床样本中分离到MAC、脓肿分枝杆菌、堪萨斯分枝杆菌、玛尔摩分枝杆菌、蟾分枝杆菌、瘰疬分枝杆菌、龟分枝杆菌、偶发分枝杆菌及海分枝杆菌等,有致病的可能性,而戈登分枝杆菌、产黏液分枝杆菌、不产色分枝杆菌及土分枝杆菌等一般不致病或致病性弱,分离到该菌株可能为污染或短暂的定植[4] 。
加强健康教育,了解NTM病的危害和传播方式,养成良好的卫生习惯。及时发现和治愈传染源,减少与NTM病患者的接触,做好人际间传播的防护。增加机体抵抗力,降低对NTM的易感性。值得注意的是,防止医院内NTM感染至关重要,关键是要做好医院用水和医疗器械的消毒工作。消毒液的配制必须严格按要求进行,规范操作。在做好预防工作的同时还要注意加强NTM的检测工作,开展NTM菌种鉴定及药物敏感性试验,以提高对NTM病的诊治水平。
参考文献:
1.分枝杆菌菌种中文译名原则专家共识[J]. 中华结核和呼吸杂志. 2018 (07)
2.非结核分枝杆菌病诊断与治疗指南(2020年版).中华结核和呼吸杂志.2020.43(11):918-946.
3.Daley CL,Iaccarino JM,Lange C,et al.Treatment of nontuberculous mycobacterial pulmonary disease:an official ATS/ERS/ESCMID/IDSA clinical practice guideline.Eur Respir J.2020.56(1)
4.再议非结核分枝杆菌的危害性[J]. 沙巍,肖和平. 中华结核和呼吸杂志. 2018 (02)
作者:王楠 刘卓 肖晓光 李世军 大连医科大学附属第一医院
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