曲霉菌感染分类及治疗药物进展

崔南南

(天津市海河医院，天津 300350)

曲霉菌(aspergillus)是广泛存在于自然界的真菌，属于真菌的一个亚型，为典型的丝状菌，属于常见的条件致病性真菌，广泛分布于自然界，可感染动物，也可寄生于饲料、粮食中引起动物中毒，自然界中曲霉菌超过185种,据统计大约20种曲霉菌可以引起人体机会性感染。其中以烟曲霉为曲霉菌感染的主要致病菌，同时也可产生毒素，黄曲霉、寄生曲霉、棕曲霉、杂色曲霉等主要以产生的毒素而致病。

1 曲霉菌感染

1.1曲霉菌病和侵袭性曲霉病 曲霉菌病(aspergillosis)是曲霉菌感染引起的真菌病，曲霉孢子约2～5 μm大小，在空气中可呈现悬浮状态，孢子由呼吸道进入人体后可引起曲霉菌感染，人的呼吸系统如鼻窦、咽部、气管支气管及肺部最易受累，可在呼吸系统内寄生、定植进而播散至全身，可累及支气管、肺、胃肠道、神经系统、骨骼、皮肤、黏膜、眼和鼻等多器官系统，患者免疫系统受损严重则可能引发侵袭性曲霉病(Invasive Aspergillosis,IA)。近期Zilberberg等[1]发表的一项回顾性系列研究结果显示，IA 会增加住院病死率和住院期间的治疗费用、延长住院时间，有40%的可能相对增加30 d再次入院几率。研究人员在美国2009—2013 年住院患者数据中筛选出符合研究纳入标准的66 634 683例患者，其中154 888例诊断为IA(0.2%)，进行倾向评分匹配(PSM)分析两组患者，住院病死率(OR，1.43；95%CI，1.36～1.51)和30 d再入院率(OR，1.39；95%CI，1.34～1.45)IA 组均高于非IA组，同时IA 可延长平均6 d的住院时间(95%CI，5.7～6.4)和增加每次约1.5万(13 869～17 215)美元的住院治疗费用。

1.2肺曲霉菌病 各种曲霉菌感染中，肺曲霉病约占全部曲霉病的80%[2]。按照病理分类，可依据曲霉菌丝是否侵及肺实质组织或在气道是否侵及支气管上皮细胞基底膜，分为侵袭性和非侵袭性；按临床病程可分为急性、亚急性和慢性。肺曲霉病临床表现复杂多变，取决于病原体和宿主免疫系统相互作用的结果，与宿主自身免疫状态以及宿主是否存在基础性呼吸道疾病有密切关系，而细致详实的分类方法尚无公认的统一标准。综合宿主危险因素、基础肺部疾病、病理和病程，肺曲霉病包括7种，变应性支气管肺曲霉菌病(ABPA)、单发曲霉球(SA)、曲霉肉芽肿(AN)、慢性空腔曲霉菌病/复杂曲霉球病(CCPA)、慢性纤维化肺曲霉菌病(CFPA)、亚急性/慢性坏死性肺曲霉菌病(SIA/CNPA)和侵袭性肺曲霉菌病(IPA)。其中SA、AN、CCPA、CFPA、SIA/CNPA多归为慢性肺曲霉病。 SA可合并出现于AN以外的各慢性肺曲霉病(CPA)过程中。IPA可依据侵犯部位分为血管侵袭型和气道侵袭型，曲霉菌病易侵犯血管引起血栓形成以及出血性肺梗塞或者间质性坏死和肺脓疡的形成，而气道侵袭型较为少见，其诊断标准是曲霉菌病侵入气道支气管上皮细胞基底膜。其中IPA病死率高，治疗难度大，成本高，特别是合并其他疾病的患者，更增大其发病率和病死率。

1.3危险因素

1.3.1粒细胞缺乏 中性粒细胞作为体内抗曲霉菌的主要免疫细胞，主要通过黏附菌体、脱颗粒和释放活性氧等非吞噬方式杀灭菌丝或孢子，粒细胞缺乏是发生IA最常见的危险因素，多见于血液系统恶性肿瘤患者、接受放、化疗治疗以及骨髓造血干细胞移植患者中。Michallet等[3]回顾性分析2004—2007年262例急性髓系白血病(AML)患者的诱导化疗预后状况，58例出现并发IA，其中并发IA患者的2年期生存率为14%，而无并发IA的患者2年期生存率为32%，且无论治疗失败与否，IA的发生均会增加该类患者的死亡风险。

1.3.2非粒细胞缺乏 近年来，随着检测手段的发展，肺曲霉菌病在没有明显免疫缺陷但合并肺部疾病的患者中发生率有所增加，罗霞[4]通过对56例肺曲霉病患者的病历资料进行分析,24例为IA，其中使用两种以上抗生素为独立危险因素，而慢性阻塞性肺部疾病(COPD)、有创机械通气、重症肺炎亦为IA高危因素。毛文炜等[5]在 864例COPD急性加重期合并肺部感染患者中，发现62例合并侵袭性曲霉菌感染，并通过logistics回归分析发现，糖尿病、近4周内的肺部感染、使用超过3种以上抗菌药物是COPD急性加重期合并侵袭性肺曲霉菌感染的独立危险因素(P<0.05)。

2 治疗药物

2.1多烯类抗真菌药 多烯类抗真菌药及其半合成衍生物皆为大环类化合物，由于含有一系列共轭双键，通过与真菌细胞膜上的麦角固醇结合，使细胞膜上形成微孔，改变了细胞膜的通透性，发挥抗真菌作用，并且随着药物浓度的增高，大分子也可通过细胞膜外渗，导致细胞内成分不可逆的丢失，而致真菌死亡。临床常用药物为两性霉素B及其衍生剂型。2016 IDSA曲霉菌病诊治指南中将两性霉素B脱氧胆酸盐及其脂质衍生物作为曲霉菌感染初始治疗以及伏立康唑无法给药时补救治疗的推荐用药。

2.1.1两性霉素B 两性霉素B(amphotericin B)在临床使用上主要为注射剂，但由于两性霉素B不溶于水，脂溶性很低，因此通过加入脱氧胆酸钠为增溶剂，以摩尔比1∶2与两性霉素B混合配制为常规注射剂，即两性霉素B脱氧胆酸盐(amphotericin B deoxycholate,AMB-D)。通常临床治疗所达到的药物浓度为抑菌作用(最低抑菌浓度为0.02～1 mg/L)，当药物浓度接近人体耐受范围的高限时可起到杀菌作用。两性霉素B对曲霉菌感染疗效较为显著，但不良反应较多，静滴过程中常伴有有寒颤高热反应，而药物滴注速度过快，可引起静脉炎、心律紊乱、室颤甚至心跳骤停，说明书中提示几乎所有患者在疗程中均可出现不同程度的肾功能损害，尿中可有RBC、WBC、蛋白尿、管型尿、尿素氮和肌酐升高，肌酐清除率降低，也可引起肾小管性酸中毒。由于其作用机制为破坏细胞膜结构引起钾离子外排，因而常引发低钾血症。杜俊凤等[6]使用两性霉素B对52例COPD并发侵袭性肺曲霉菌感染患者进行治疗，有效率为70.2%，而不良反应发生率为51.3%，其中低血钾发生率排首位(44.7%)，其中1例低血钾患者发展为顽固性低血钾，补钾治疗未能纠正，直至停药后恢复；第二位为寒战、发热(31.9%)，通过减慢输注速度并静注地塞米松5 mg后恢复正常；另有6例(12.8%)肾功能轻度异常。另有对于两性霉素B引起肝损伤的报道[7]，27例使用两性霉素B的患者中，15例发生肝功能异常，而且两性霉素B所致肝损伤与累积剂量相关，多数可逆，保肝治疗有积极意义。研究表明[8]，通过24 h持续静脉滴注或延长输注时间，可增加患者的耐受性，减少低钾、低镁血症的发生，并降低肾毒性。通过改变剂型亦可大大降低两性霉素B的不良反应发生率，包括两性霉素B脂质体类、两性霉素B/聚乙二醇-聚谷氨酸苄酯纳米球。其中两性霉素B脂质体类又分为两性霉素B脂质体、两性霉素B胶体分散体和胆固醇复合物[9]，其中两性霉素B脂质体已经广泛应用于临床。

2.1.2两性霉素B脂质体 两性霉素B脂质体(lipid formulation of amphotericin B,L-AMB)为含有两性霉素B的双层脂质体，脂质体包裹两性霉素B后，具有较高的稳定性，对真菌表面麦角固醇的亲和力增加, 并使两性霉素B大多存留脂质体的疏水层中，降低了药物与人类细胞膜中胆固醇的亲和力, 在减少引起不良反应几率的同时,增强药物与真菌细胞中麦角固醇的结合能力，增强杀菌能力。此外，剂型的改变影响了药物在组织间的分布，两性霉素B包裹于脂质体中，通过肾小球滤过进入肾小管的药物减少，降低了在肾组织中的分布，在网状内皮组织丰富的器官(如肝、脾、肺组织中)中分布更多，与非脂质体剂型相比，两性霉素B脂质体的肾毒性明显下降[10]。有研究[11]表明，两性霉素B脂质体在寒战、发热等注射反应发生率上低于其他类型的两性霉素B药物,而且经脂质体包裹后的两性霉素B，其血浆蛋白结合率增高，可以适用于同时进行血液滤过的患者，且无需剂量调整。张静等[12]对比观察两性霉素B与两性霉素B脂质体治疗恶性血液病患者侵袭性真菌感染中的不良反应发生率，两性霉素B/两性霉素B脂质体的不良反应发生率：寒战、发热(55.0%/5.2%),低血钾血症(45.0%/26.3%),消化道反应(20.0%/10.5%)，肾功能损害(15.0%/5.2%),肝功损害(10.0%/5.2%)及静脉炎(10.0%/5.2%)，两性霉素B脂质体各项不良反应的发生率均低于两性霉素B。通过脂质体包裹后，两性霉素B的不良反应有所降低，但药物的整体不良反应仍高于其他药物，庾胜等[13]对比观察两性霉素B脂质体与伏立康唑治疗侵袭性肺曲霉菌病在效果和不良反应上的差异，结果两性霉素B脂质体的治愈率、总有效率和肾功能损害的发生率均高于伏立康唑。在另一项针对应用两性霉素B脂质体治疗肺真菌病的回顾性研究中[14]，全部纳入的12例患者在治疗过程中均出现不同程度的不良反应，其中1例患者因严重肾功能损害停药，制剂工艺及新剂型的应用改善了两性霉素B的适用性，但应用该类药物仍存在较高的不良反应发生率。

2.2三唑类抗真菌药 目前临床用于治疗曲霉菌感染的三唑类抗生素包括两代，第一代的伊曲康唑(itraconazole)以及第二代的伏立康唑(voriconazole)、泊沙康唑(posaconazole)，包括新近出现的艾沙康唑(isavuconazole)均对曲霉菌感染有疗效，多数患者可优选三唑类药物防治包括IA在内的各种曲霉菌感染。

2.2.1伊曲康唑 伊曲康唑的抗菌谱较广，对多数曲霉菌有较好的抗菌活性，其体内主要代谢产物羟基-伊曲康唑也具有一定的抗真菌活性。该药物的口服吸收受到胃内pH值和胃内物的影响较大，因而口服胶囊剂吸收率差，以β-环糊精包合技术助溶的口服液及注射液生物利用度明显提高[15]。一些研究也旨在通过自乳化药物传递系统改善伊曲康唑口服制剂的水溶性及吸收率，增加其口服生物利用度[16]。伊曲康唑可作为慢性曲霉菌病、ABPA的治疗用药及IPA的预防治疗用药。程哲等[17]报道了对12例移植术后继发侵袭性肺曲霉菌感染的患者进行伊曲康唑注射液和口服液的贯序治疗，结果有10例患者显示有效。蔡闯等[18]报道了1例伏立康唑初始治疗失败后予以伊曲康唑补救治疗的IPA病例，提示药敏试验无交叉耐药的情况下，可选择伊曲康唑为补救治疗方案。2016版IDSA曲霉菌病诊治指南中也将其列为补救治疗药物之一，同时提示应综合考虑包括交叉耐药问题。应用伊曲康唑治疗变应性支气管肺曲霉菌病可以提高患者的整体疗效,降低血清IgE水平,减少并发症[19]。一项META分析[20]的结果提示，联合使用伊曲康唑与单独使用糖皮质激素相比，并不能明显改善患者的肺功能。同时，在减少口服激素剂量[21]及增加患者运动能力[22]方面的效果也未体现出明显改善。

2.2.2伏立康唑 伏立康唑有口服制剂(片剂和悬浮剂)及注射剂，口服生物利用度约为95%，伴高脂肪饮食可降低药物吸收，胃内pH不影响药物吸收，经肝脏细胞色素P450同工酶代谢，主要经尿液排泄，不良反应大多为轻度。本药对曲霉菌属具有杀灭作用，可作为IA的首选治疗药物[23]，2016版IDSA曲霉菌病诊治指南将伏立康唑推荐为主要治疗用药。伏立康唑能有效降低初诊急性髓系白血病患者的侵袭性曲霉菌感染的发生率[24]。在ABPA的治疗上，伏立康唑的合并使用可有效降低静脉血清IgE抗体水平，以及外周血嗜酸性粒细胞滴度[25]，明显减少糖皮质激素用量。临床研究[26]中伏立康唑对于曲霉菌的总有效率可达到50%以上。不良反应以神经系统的幻觉、精神兴奋和肝功能异常最为常见。近期的多项研究表明，伏立康唑的治疗效果及不良反应的发生存在明显个体差异，与药物血药浓度、患者性别、年龄、CYP2C19基因型等多种因素有关。王童等[27]对64名使用伏立康唑的患者进行浓度血药浓度检测发现，伏立康唑血药浓度个体间差异大,当其血药浓度大于5.50 μg/ml时,容易发生不良反应。王陶陶等[28]采用多元线性回归和分类回归树的方法探讨伏立康唑肝毒性的影响因素，发现药物谷浓度≤2.89 μg/ml的女性患者、谷浓度大于2.89 μg/ml的慢代谢患者及谷浓度大于2.89 μg/ml合并使用CYP2C19抑制剂的非慢代谢患者肝毒性发生率更高。通过PCR-RFLP方法对49名伏立康唑使用者行基因型分析，结果表明CYP2C19基因多态性对伏立康唑血药浓度、疗效和不良反应产生显著影响[29]。而李宇[30]对30例患者进行随机分组研究CYP2C19基因多态性对伏立康唑血药浓度、疗效及安全性的影响，结果发现伏立康唑的最小血药浓度在快、中代谢型患者中无差异,而上述两者与慢代谢型患者差异较大，CYP2C19基因型对伏立康唑的疗效和安全性的影响也存在差异，部分患者仅通过CYP2C19基因多态性并不能解释伏立康唑药效上的差异,因此尚不能将CYP2C19基因型差异作为指导伏立康唑临床使用的根据,仍需结合血药浓度监测以及患者具体情况来指导伏立康唑的临床个体化给药。

2.2.3泊沙康唑 泊沙康唑于2013年由SFDA批准在中国上市，目前临床使用的剂型仅有口服混悬液，说明书中规定为使用年龄不得低于13岁，因重度免疫缺陷，导致侵袭性曲霉菌感染风险增加的患者预防用药。一项回顾性研究[31]发现，血液系统恶性肿瘤合并肺曲霉菌感染的患者中使用泊沙康唑进行补救治疗，疗效等同于与两性霉素B脂质体联合伊曲康唑，优于上述两种药物的单药治疗，可以有效降低患者接受机械通气的几率。泊沙康唑对难治性曲霉感染的补救治疗效果明显，Rogers等[32]对17例两性霉素B耐药的恶性血液病合并烟曲霉/土曲霉感染患者，使用泊沙康唑进行补救治疗，有效率大于50%。泊沙康唑对耐伊曲康唑的烟曲霉菌，体外药敏呈现较好的敏感度,且与烟曲霉菌在cyp51A点位的基因突变无明显相关[33]。但该药在临床研究中应用时间较短，尚未研制出静脉制剂，存在局限性，指南中也仅将其作为预防一线用药，IPA治疗的补救治疗用药及CPA治疗的三线用药。

2.2.4艾沙康唑 艾沙康唑的常用剂型包括口服和注射两种，均为水溶性前体药物的形式，已被美国FDA批准用于治疗侵袭性曲霉菌病，尚未在国内上市。该药半衰期长，给药1次/d，且注射剂型无需环糊精包合，降低了磺丁基-β-环糊精引起肾毒性的风险。体外试验表明,艾沙康唑对包括耐药菌株在内的曲霉菌属有较好的抗菌活性[34]。一项多中心的全球性随机双盲Ⅲ期临床试验[35]，旨在研究治疗侵袭性曲霉感染的SECURE 试验，在非劣效性检验中，以全因死亡率为指标的结果显示其抗曲霉菌活性(18.6%)不劣于伏立康唑(20.2%)，试验中艾沙康唑的总体不良反应发生率为42.4%，显著低于伏立康唑的59.8%，而且局部不良反应发生率均优于伏立康唑(发热22.2%/30.1%，恶心27.6%/30.1%，腹泻23.7%/23.2%，呕吐24.9%/28.2%，肝胆异常8.9%/16.2%，皮肤问题33.5%42.5%，眼部异常15.2%/26.6%)。

2.3棘白菌素类抗真菌药 棘白菌素类(echinocandins)抗真菌药通过抑制真菌细胞壁的合成发挥其抗真菌作用，药物通过非竞争性抑制真菌β-(1,3)葡聚糖合成酶，使真菌细胞壁的葡聚糖合成减少，细胞壁的结构发生异常，细胞渗透性增加，进而细胞内物外渗导致死亡。而哺乳动物没有细胞壁，因此相对毒性较低，但此类药物口服生物利用度低，目前临床使用的药品均为静脉给药途径，药物很少透过血脑屏障，脑脊液中几乎不能检出。已上市三种药物：卡泊芬净(caspofungin)、米卡芬净(micafungin)和阿尼芬净(anidulafunngin),其中阿尼芬净尚未在我国上市。棘白菌素类体外抗菌活性研究[36]表明，棘白菌素类对于曲霉菌属有抑制作用，活性相近。尽管有临床研究[37]显示米卡芬静与伏立康唑对CPA感染的总缓解率相当，ADR发生率更低，但2016指南中未将该类药物作为一线治疗药物，且不建议作为单药治疗用药。指南中推荐卡泊芬净/米卡芬净可作为预防IPA的选择用药和用于IPA及CPA的补救治疗，或与多烯类或唑类药物联合用药，以发挥可能存在的协同作用[38]。

2.3.1卡泊芬净 卡泊芬净是第一个棘白素类抗真菌药,于2001年经FDA批准用于治疗对其他治疗无效或不能耐受的侵袭性曲霉菌病,是安全有效的治疗侵袭性曲霉病二线及补救治疗用药。

新出现的临床数据表明，卡泊芬净单药治疗可作为侵袭性曲霉病的一线治疗的相关替代方案。一项前瞻性研究中，Candoni等[39]报道，卡泊芬净作为一线药物治疗患有血液系统恶性肿瘤的患者的侵袭性曲霉病的有效率为56%。同时，一项针对心脏/肺移植患者的单中心、前瞻性研究[40]报道卡泊芬净作为一线用药治疗的有效率为92%。三项[41-43]Ⅱ期临床试验经过治疗129名血液学恶性肿瘤患者，实现了一线卡泊芬净治疗曲霉菌感染的临床数据的支持。这三项研究报告的有效率为32.7%～57%，12周存活率为50%～74%。其中， Viscoli等[41]和Herbrecht等[42]发表的两项非比较性研究确定了患者接受卡泊芬净标准剂量，首日静脉输注70 mg负荷剂量，之后50 mg/d。其中，在体重> 70 kg的患者中，给予70 mg/d 的剂量。由Cornely等[43]进行的剂量递增研究(70～200 mg/次，1次/d)，确定了卡泊芬净的最大耐受剂量。

同时，一项多中心，非比较研究[44]的结果表明，卡泊芬净与三唑类联用是单一给药治疗曲霉菌病失败时一种有效的补救疗法。国内同时也报道[45]伏立康唑治疗失败后，与卡泊芬净联用有效控制了曲霉菌的感染症状。

2.3.2米卡芬净 米卡芬净属于阜孢霉素的衍生物，口服不吸收，目前临床使用均为静脉给药途径，经肝脏代谢，主要由粪便排泄，约40%经胆汁排泄，肾功能不全者无需调整剂量，儿童对药物的清除速率高于成人，12岁以下儿童约为成人的1.3倍。由罗劲等[46]从31例下呼吸道曲霉菌感染的患者痰液及肺泡灌洗液中分离出烟曲霉菌,分别测定对伏立康唑、伊曲康唑、两性霉素B、卡泊芬净、米卡芬净的敏感性。结果 31株受试烟曲霉菌均未显示出对卡泊芬净和米卡芬净的耐药，对其他三种药物呈现不同程度的耐药率(3.2%、12.9%和25.8%)。Enoch等[47]进行的回顾性分析中表明，米卡芬净对胃肠道刺激性较小，耐受度较高，且体外和体内试验均呈现出对曲霉菌较好的敏感性。随着使用的广泛，近年关于米卡芬净引发溶血的病例报道逐渐增多，王志清等[48]报道了米卡芬净相关的2例溶血报道，2例患者均为连续使用米卡芬净注射液的过程中，出现外周血网织红细胞逐渐升高(最高至10.33%)、血红蛋白水平进行性下降的状态，经停用药物并予以地塞米松后改善，随访结果未出现复发。亦有急性溶血并肾衰的病例[49]，患者出现溶血症状后，经连续肾脏替代性治疗及输注红细胞悬液、血浆等积极治疗后仍未缓解，进行性黄疸加重后放弃治疗。目前，相关不良反应的发生机制尚未完全阐明，临床应用中应密切注意患者血象变化及尿常规检查。

2.3.3阿尼芬净 阿尼芬净属于第三代棘白菌素类半合成抗真菌药，相较于其他棘白菌素类药物，其分布容积更大，抗菌谱更广，抗菌活性更高。阿尼芬净在体内主要是在胆汁中进行缓慢的化学降解而非肝肾代谢，能有效地避免药物间的相互作用，而且药物半衰期更长。与前两代棘白霉素类相似，可用于两性霉素 B及唑类药物耐药或不能耐受的侵袭性曲霉感染的二线治疗。因为与伏立康唑作用机制不同，联合应用具有良好的协同作用。伏立康唑通过抑制真菌细胞色素P450(CYP)依赖性14-β-甾醇脱甲基酶而抑制真菌细胞膜合成。同时，阿尼芬净是1,3-β-D-葡聚糖合成酶抑制剂，可干扰真菌细胞壁的合成。一项使用体外药代动力学/药效学模型分析伏立康唑联合应用阿尼芬净对烟曲霉治疗剂量的研究表明，伏立康唑与低剂量的阿尼芬净联合应用可以提高抗真菌作用，降低抗真菌治疗的成本和潜在毒性[50]。

3 结语

目前，曲霉菌感染仍以三唑类为主要治疗药物，鉴于曲霉菌感染的类型较多，诊断标准仍在不断规范、完善，尚不能完全统一，且临床表现复杂，多为重症患者，因而高质量、设计严谨的随机对照试验仍比较少，因而仅对临床常见的药物进行了分类、归纳。目前各种新的治疗药物及各种治疗药物的新剂型研发也正在进行中，最新的雷夫康唑(ravuconazole)、阿巴康唑(albaconazole)仍在进行各种体外、体内的相关试验，待更多高质量的临床研究报道后进一步讨论。