近期medscape發表綜述,回顧了隱球菌性腦膜炎的診斷和治療方法,強調了現行治療指南的證據基礎。
隱球菌病在全球範圍內每年約有一百萬的新發感染病例,在撒哈拉沙漠以南的非洲地區,位居死亡率的第四位,每年約有60萬人死於此病。播散性隱球菌病,在辛巴威,是腦膜炎的首要病因;在馬拉威,佔腦膜炎病例的40%。
隱球菌病由隱球菌屬的厚莢膜酵母菌感染引起。新型隱球菌和格特隱球菌是人隱球菌病的主要病原。新型隱球菌按血清學分類可分為5型:A、B、C、D及A/D ,其中血清型B和C即為格特隱球菌,A為新型隱球菌grubii變異型(C. neoformans var. grubii),D為新生變種(C. neoformans var. neoformans)。
根據分子序列分析,新型隱球菌和格特隱球菌為兩個不同的變種。每個變種可進一步分為4個主要的分子亞型,其生態龕各不相同(表1)。新型隱球菌表現為全球分布,可見於鴿子排洩物、土壤和植物腐敗物中。格特隱球菌主要分布在熱帶和亞熱帶氣候地區,存在於尤加利樹中。其它類型的隱球菌,如albudius隱球菌、laurentii隱球菌和luteolus隱球菌等,較少在人類中致病。
表1.隱球菌的地理分布
隱球菌病的流行病學
1894年,一名31歲患有播散性疾病的婦女,從其脛骨中分離出了隱球菌,從而確定隱球菌可在人類中致病。1905年,von Hansemann首先描述了隱球菌所致腦膜腦炎的病例。在獲得性免疫缺陷症候群(AIDS)流行之前,隱球菌較少引起嚴重的人類疾病。
AIDS的流行,導致了隱球菌病的病例迅速增長。在美國, HAART(高效抗逆轉錄病毒療法)治療時代以前,86%的隱球菌病見於HIV感染患者;每年HIV患者的隱球菌發病率(66 例/1000)顯著高於非HIV患者(0.9 例/10萬)。
對於非HIV患者來說,發生隱球菌病最大的風險因素包括惡性腫瘤、糖尿病、類固醇治療、實質器官移植和患有肝、腎功能衰竭等慢性疾病。
HAART治療的發展導致發展中國家隱球菌感染的發生率顯著降低,但在隱球菌感染的發生率在其它免疫功能不全患者中仍然較為穩定。
在撒哈拉沙漠以南的非洲地區,隱球菌病是HIV感染患者致死的首要病因。在南非的HIV成人患者中,發病率為95~ 120 例/10萬;在 AIDS患者 (定義為CD4 < 200個細胞/mm3) 中,發病率為14 例/ 1000。在東南亞,每年新增超過10萬 例的隱球菌病;在亞洲,隱球菌病的疾病負擔在AIDS患者中最大,1/3的腦膜炎患者為隱球菌性腦膜腦炎。
隱球菌病的宿主易感性
隱球菌在環境中廣泛存在,通過吸入而感染。原發性肺部感染主要見於兒童,但也有見於成人的報導。細胞介導的免疫反應對於募集和激活巨噬細胞、控制疾病十分重要,可清除潛伏感染。Th1細胞免疫應答及其產物幹擾素γ、腫瘤壞死因子α、白介素12、白介素18對降低真菌感染、防止疾病播散有著重要的作用;但Th2細胞免疫應答與疾病播散有關。
對於免疫功能不全的宿主,潛伏感染的重新激活是繼發性隱球菌病的機制。AIDS患者,CD4+ T細胞的減少殆盡,損害了原本可控制隱球菌感染的免疫應答功能。HIV感染可導致Th1 細胞因子表型轉變為 以 Th2 表型為主,加劇了隱球菌病的播散。此外, HIV 可侵襲肺泡巨噬細胞,削弱了它們控制隱球菌感染的能力。
隱球菌病的臨床表現
隱球菌病的臨床表現各不相同,可表現為無症狀性疾病、局部肺病或播散性病變。播散性病變可見於任何器官,但較易侵襲中樞神經系統引起腦膜腦炎,偶爾還可導致局灶性顱內肉芽腫,稱為隱球菌瘤。
腦膜腦炎的患者,典型表現為重度的頭痛;頭痛可持續數周至數月,伴有精神狀態、性格的改變,發熱,嗜睡和昏迷。其它中樞神經系統的症狀包括腦積水(交通性和非交通性)、視乳頭水腫引起的視盲、突發性感音性耳聾、顱神經麻痺、運動和感覺功能缺損、小腦功能障礙和癲癇。表2總結了美國、南非和辛巴威三個患病人群中腦膜腦炎常見的臨床表現。
表2. HIV感染住院患者腦膜腦炎的臨床表現
a:局灶性神經功能缺損的體徵包括顱神經麻痺、視乳頭水腫、偏癱、視盲、耳聾和截癱。
b:定義為Glasgow昏迷量表<13分。
c:葡萄糖< 2.2 mmol/L (40 mg/dL)。
d:白細胞≥ 20 cells/mm3
e:白細胞≥ 5 cells/mm3
f:腦脊液各參數的均值,白細胞計數5/mm3(範圍 0~1250,以單核細胞為主);葡萄糖水平2.1mmol/L (0.1~5.1);蛋白水平1.1 g/dL (範圍 0.1~10.6)。
撒哈拉沙漠以南非洲地區的患者,臨床表現常延遲性出現,疾病後期以局灶性神經功能缺損和癲癇為特徵。隱球菌性腦膜炎常為求診患者的首個愛滋病定義性疾病。頭痛時最為常見的症狀,多數患者存在假性腦膜炎。
由於真菌聚集在蛛網膜絨毛和蛛網膜下腔處,梗塞了腦脊液的排出通道,因此常見顱內壓增高,引起交通性腦積水。較高的腦脊液開放壓與較差的臨床結局相關。
眼部症狀也會出現,常因顱內壓增高所致。患者表現為眼球運動麻痺、視乳頭水腫和視力完全性喪失。眼內隱球菌病較為少見,可引起眼內炎或直接侵襲視神經。
隱球菌性腦膜炎的診斷
隱球菌病可經視覺評估、組織病理檢查、細菌培養或查找血液、腦脊液和尿中的隱球菌抗原而診斷。隱球菌存在於血液、腦脊液和組織,為單細胞生物體,以多糖莢膜為特徵。
印度墨染色後顯微鏡尋找到該生物體,則可確診。印度墨染色是一種傳統的方法,其可將背景而非真菌莢膜染藍,呈現特徵性的「繁星之夜」表現。印度墨染色的敏感性和特異性不一,常依賴於觀察者的經驗,裂解的白細胞可被誤認為真菌。也可培養該生物體,進而確診。
隱球菌的組織病理學診斷可採用以下染色技術。Giemsa染色僅能染到部分生物體,因此並非常用。蘇木素-伊紅染色不能染莢膜,因此隱球菌只為弱染。Gomori 六胺銀染色可與真菌菌壁上的醛基結合,將真菌染成黑色,而不染莢膜。Mucicarmine染色或Alcian藍染色,可將莢膜分別染成紅色或藍色。
在組織中,尤其對於免疫功能正常的宿主來說,隱球菌會被肉芽腫包裹限制:隱球菌被巨噬細胞吞噬後,引起炎症反應,形成上皮樣肉芽腫,環以淋巴細胞;肉芽腫常無乾酪樣壞死。在免疫功能不全的患者中,可能不會形成肉芽腫,但有包含莢膜菌體的假性囊腫,周圍環以巨噬細胞和淋巴細胞。
腦脊液參數的評估,如細胞計數、葡萄糖和蛋白質的水平、開放壓等,有助於隱球菌性腦膜腦炎的診斷性評估。
一項病例報導中,40名隱球菌腦膜炎、且有糖尿病、惡性腫瘤、結節病和其它風溼性疾病的患者,腦脊液參數異常:其中約97%的患者細胞計數異常,6 ~ 808 個/mm3,淋巴細胞佔白細胞的8~ 100%;90%的患者蛋白水平增高,55%的患者葡萄糖水平降低;64%的患者開放壓增高。
HIV感染的晚期,出現隱球菌腦膜腦炎的患者,腦脊液可表現出典型的白細胞計數和蛋白水平增高,但不總是伴有低葡萄糖水平(表2)。
在血清、腦脊液和尿液中查找隱球菌莢膜抗原是確診隱球菌病較為可靠的方法,檢查可採用乳膠凝集實驗、酶免疫分析法和較為新穎的側流分析法。
乳膠凝集實驗檢測隱球菌抗原已被使用了數十年,敏感度和特異性都較印度墨染法高;抗隱球菌抗體包裹著乳膠粒子,遇見隱球菌抗原時發生凝集,形成肉眼可見的團塊;該檢查的敏感性和特異性因製造商和是否使用鏈黴蛋白酶而異。
一項研究比較四個不同品牌的乳膠凝集試劑,發現血清敏感性為83 %~ 97%,未使用鏈黴蛋白酶的試劑在血清敏感性最低;血清特異性為93 %~ 100%;但腦脊液的敏感性和特異性較高,敏感性為93 ~100%,特異性為93 ~ 98%。
酶免疫分析法在腦脊液中的敏感性為100%,特異性為98%。與酶免疫分析法相比,乳膠凝集實驗的主要缺點為需要手動操作,結果解釋較為主觀。
側流分析法於2009年發明,是一種免疫層析實驗。金結合的抗隱球菌單克隆抗體與隱球菌抗原結合後可在測試膜上沉澱為測試條帶,而對照羊IgG抗體沉澱為對照條帶。陽性結果為出現測試條帶和對照條帶,陰性結果只有對照條帶。
側流分析法的敏感性和特異性均較高,與酶免疫分析法和乳膠凝集實驗的結果高度契合;它的發明革新了隱球菌的診斷,其操作簡單易行,不需要專業技術人員,也不需要專業的實驗室儀器,在野外也可進行。
隱球菌性腦膜炎的治療
如不進行治療,隱球菌腦膜腦炎常為致死性,早期診斷和及時治療對挽救患者的生命十分重要。能有效對抗隱球菌的經典抗菌藥物為多烯類(兩性黴素B製劑)、唑類和氟胞嘧啶。典型的隱球菌腦膜炎的治療包括2周的誘導治療期、8周的鞏固治療期以及額外的、防止復發的維持治療期。推薦的治療方案見表3。
表3.不同指南推薦的隱球菌腦膜炎治療方案
兩性黴素B和氟胞嘧啶聯合治療在1990年代中期曾為超級方案,在全球範圍內受到推薦。然而,兩性黴素B和氟胞嘧啶的毒性較強,可造成腎毒性、貧血和中性粒細胞減少,需要靜脈內給藥和監測藥物毒性。在撒哈拉沙漠以南非洲地區和亞洲部分地區,氟胞嘧啶或未經允許在臨床使用或過於昂貴。在偏遠地區,常常缺乏兩性黴素B,其價格、相關毒性的監測和管理都阻礙了臨床的應用。
一些研究評價了使用兩性黴素B單藥、兩性黴素和氟康唑、氟康唑和氟胞嘧啶、氟康唑單藥、兩性黴素B短程療法等替代方案的療效;這些研究最大的局限為小樣本、單中心的研究,評價治療方案死亡率的效力不夠。儘管死亡率較高,但撒哈拉沙漠以南非洲地區的患者,多數在誘導期接受了氟康唑的單藥治療。
除了抗真菌治療之外,還需要對增加的顱內壓進行治療,減少死亡率。腦脊液開放壓≥ 25 cm 水柱的患者,需要重做腰椎穿刺直至壓力正常,倘若壓力持續增高則需引流。
隱球菌腦膜炎治療毒性的管理
兩性黴素的毒性較強,使用鎮痛藥和4~6小時緩慢靜滴,可減少頭痛、寒顫、發熱和局灶性反應;腎毒性常見,可引起腎小球濾過率降低,停用兩性黴素後可糾正腎功能不全;其它的腎毒性還包括低鉀血症和低鎂血症。足夠的等張補液預先水化,可最小化兩性黴素引起的腎毒性;每周兩次監測電解質。貧血是兩性黴素B治療另一常見的副作用,因此治療期間應至少每周一次監測血紅蛋白的含量。
氟胞嘧啶具有骨髓毒性,可致中性粒細胞減少、血小板減少、貧血或全血細胞減少,停藥後可緩解。
此外,治療隱球菌腦膜炎、併發症以及其它感染(如結核)的藥物相互作用,也對優化治療提出了挑戰,因此必須對患者的臨床狀態進行監測。
維持治療的持續時間
推薦採用每日氟康唑200mg口服,進行維持治療,防止復發;維持治療可持續至免疫功能重建或HIV的病毒載量得到抑制,CD4 細胞計數持續3~6個月 > 200 個/mm3。
隱球菌免疫重建炎症症候群的診斷和治療
隱球菌免疫重建炎症症候群在開始進行逆轉錄病毒治療的HIV患者中,發生率為8%~49%,可見於已接受有效治療或之前已成功結束治療的患者,機體對隱球菌抗原的免疫應答障礙可能為此症候群的發生機制。
隱球菌免疫重建炎症症候群發生的危險因素包括高真菌載量、低基線CD4細胞數、在腦脊液完全滅菌前過早的進行逆轉錄病毒治療以及治療初始病毒載量快速下降,此綜合症可發生於逆轉錄病毒治療開始後數周至數月。
隱球菌免疫重建炎症症候群的治療包括持續逆轉錄病毒治療和抗真菌治療,重症病例可使用皮質類固醇。
隱球菌病抗病毒治療的時機
HIV感染伴隱球菌病患者,抗病毒治療的最佳時機還未明確。機會性感染的患者(如卡氏孢子菌肺炎),推遲抗病毒治療與AIDS迅速進展和/或在抗病毒治療之前死亡有關。肺結核患者若及早開始抗病毒治療,則免疫重建炎症症候群的風險增高,但死亡率降低;低CD4細胞數的患者尤其如此;而結核性腦膜炎的患者,早期開始抗病毒治療並不能改善臨床結果。
在辛巴威的一項研究中,患者被隨機分為早期抗病毒治療(確診後72小時內)和延遲抗病毒治療(確診後10周)兩組,所有患者均每日口服氟康唑800 mg一次,結果早期治療組的3年死亡率高於延遲治療組(88% vs. 54%, p = 0.006)。
在烏幹達的隱球菌腦膜炎患者中,與 延遲抗病毒治療(5~6周開始抗菌治療)相比,早期抗病毒治療(1~2周內開始兩性黴素B治療)與死亡率增高相關。
因此,多數專家建議對隱球菌腦膜炎和HIV感染的患者,尤其是接受氟康唑單藥治療的患者,至少推遲4周進行延遲抗病毒治療。
隱球菌病的預防
重度免疫抑制(CD4 細胞計數< 100 個/mm3)、伴有HIV感染的隱球菌病,疾病負擔十分沉重。減少HIV的罹患、促進抗病毒治療、當CD4計數較高時開始抗病毒治療等措施,可以顯著減少隱球菌病的發生。
對於CD4 細胞計數< 100 個/mm3的患者,進行隱球菌抗原測試篩查隱球菌病,對於篩查結果陽性的患者進一步排除隱球菌腦膜炎的可能,早期治療無症狀性隱球菌病(儘管尚無最佳治療方案),可減少隱球菌病的死亡率。
總之,隱球菌腦膜炎仍是AIOS相關死亡的病因之首,也是免疫功能不全患者最常見的真菌疾病之一。隱球菌病的簡化性診斷已有顯著的進步,可在缺乏實驗室設備的環境中做出診斷性檢查。在撒哈拉沙漠以南非洲國家,推廣大規模的篩查項目,可顯著減少感染人群。
未來的研究需要著重於開發價格低廉、毒性更小、效果可與兩性黴素B和氟胞嘧啶媲美的口服抗菌藥物,降低隱球菌相關的死亡率。而此刻,對兩性黴素B和氟胞嘧啶進行藥物註冊、減少費用和增加供給,應成為撒哈拉沙漠以南非洲地區政府的當務之急。