《Journal of Clinical Microbiology》:Rapid and specific identification of emerging Trichophyton mentagrophytes genotype VII using an in-house developed and validated real-time PCR assay
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须癣毛癣菌基因型VII(Trichophyton mentagrophytes genotype VII, TmVII)是一种新发的皮肤癣菌,主要与性传播相关,可引起持续性、疼痛性及炎症性皮肤损害。TmVII属于趾间毛癣菌/须癣毛癣菌复合群(T. inte
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须癣毛癣菌基因型VII(Trichophyton mentagrophytes genotype VII, TmVII)是一种新发的皮肤癣菌,主要与性传播相关,可引起持续性、疼痛性及炎症性皮肤损害。TmVII属于趾间毛癣菌/须癣毛癣菌复合群(T. interdigitale/T. mentagrophytes species complex, TiTmSC),该复合群包含28种基因型。为实现对TmVII的快速特异性鉴定,研究人员开发了一种实时荧光定量PCR(real-time PCR, rt-PCR)方法,靶向内部转录间隔区1(internal transcribed spacer 1, ITS1)中三个独特的单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphisms, SNPs)。通过在两引物3′末端引入错配碱基增强了检测特异性。使用培养TmVII分离株的基因组DNA(genomic DNA, gDNA)验证,该检测方法表现出高灵敏度,最低可检测0.0002 ng gDNA/rt-PCR。该方法特异性强,当循环阈值(cycle threshold, Ct)截断值设为37时,与其他真菌病原体无交叉反应。在检测的497株霉菌分离株中,47株经rt-PCR确认为TmVII,与标准ITS-PCR/Sanger测序结果完全一致。该rt-PCR方法具有高灵敏度、高特异性、良好的可重复性和快速性,DNA提取后1天内即可获得结果,而Sanger测序需要2至7天。未来计划与医疗机构合作,使用原发皮肤样本开展研究,有望进一步提升该TmVII rt-PCR检测方法的诊断应用价值。
论文解读文章
一、研究背景与目的
须癣毛癣菌基因型VII(Trichophyton mentagrophytes genotype VII, TmVII)是一种新出现的皮肤癣菌病原体,主要与性接触传播相关,引起体癣和耻骨生殖器区域癣菌感染。2019年德国研究团队首次在37例性传播感染病例中鉴定出这一新基因型,其特征为环形炎症性、鳞屑性、疼痛、瘙痒且持续不退的皮肤损害。此后,该病原体已传播至法国、意大利、英国、西班牙、中国和美国等多个国家和地区。TmVII属于趾间毛癣菌/须癣毛癣菌复合群(TiTmSC),该复合群包含28种基因型,包括6种趾间毛癣菌(T. interdigitale)和22种须癣毛癣菌(T. mentagrophytes)基因型。基因型水平的鉴定至关重要,因为不同TiTmSC成员在传播机制、感染部位偏好和耐药谱方面存在显著差异。
目前存在的主要问题包括:基于传统培养形态学无法区分至基因型水平,因为缺乏独特的宏观或微观特征;基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)因蛋白峰重叠也无法区分复合群内基因型;现有的环介导等温扩增、实时定量PCR(rt-qPCR)及商品化多重rt-PCR检测试剂盒DermaGenius 2.0虽可鉴定至种水平,但无法区分基因型。目前唯一准确的TmVII鉴定方法是对内部转录间隔区(ITS)进行常规PCR扩增后行Sanger测序,再与TiTmSC全部28种基因型的ITS序列进行多重比对,但该过程耗时且成本高昂。此外,TmVII感染常被误诊为非感染性皮肤病(如银屑病)或其他性传播感染,延误治疗可能导致继发细菌感染和持续传播。因此,迫切需要一种简便快速的方法来鉴定TmVII,以实现及时治疗并阻止病原体进一步传播。
二、研究内容与结论
为解决上述问题,研究人员开发了一种基于TaqMan探针的高灵敏度TmVII特异性rt-PCR检测方法。该方法靶向TiTmSC 28种基因型多重比对中发现的TmVII在ITS1区域内三个独特的SNPs。引物设计使其中两个TmVII特有SNPs位于正向引物(C>G)和反向引物(C>T)的3′末端,探针则结合第三个独特SNP(C>T)。为进一步增强引物特异性,研究人员在正反向引物3′区域引入了错配碱基,该方法称为“聚合酶延伸阻断”(Polymerase Extension Block),通过抑制聚合酶在引物3′末端最后1至5个核苷酸发生错配时的延伸活性,作为聚合酶延伸的屏障,从而提高检测特异性。虽然这种严格设计可能降低了整体PCR效率,但实现了对TmVII的100%特异性且未损害检测灵敏度。
三、主要关键技术方法
研究人员从2023年至2025年间纽约市及周边县多家医疗机构收集TmVII临床分离株。密切相关的TiTmSC成员(包括T. interdigitale I、II、XI型,T. mentagrophytes II、III、IV、XVIII型,以及新种T. indotineae,即原T. mentagrophytes VIII型)及其他皮肤癣菌和非皮肤癣菌霉菌通过内部ITS-PCR/Sanger测序方案鉴定。酵母菌通过MALDI-TOF MS鉴定。DNA提取后于?80°C保存备用。rt-PCR反应体系包含1× PerfeCTa Multiplex qPCR ToughMix、0.4 μM正反向引物、0.1 μM探针及2 μL浓度范围为0.0001至10 ng/μL的分离株DNA,反应总体积20 μL,在QuantStudio 7 Pro Dx仪器上运行,循环条件为95°C 60秒;45个循环的95°C 15秒和62°C 50秒。灵敏度评估采用三个TmVII分离株gDNA从10 ng/μL至0.00001 ng/μL系列稀释,同日及3个不同日各三重复检测。检测限(LOD)采用probit分析及四参数逻辑回归(4PL)确定,定义为所有重复中≥95%阳性检出率的最低浓度。特异性评估使用72种真菌病原体的gDNA,包括TiTmSC成员、其他毛癣菌属、小孢子菌属、絮状表皮癣菌及其他霉菌和酵母菌。验证实验采用盲法面板,包含31个TmVII分离株(不同gDNA浓度,其中一个浓度接近LOD)和17种其他霉菌。
四、研究结果
TmVII rt-PCR具有高灵敏度、高特异性和良好的可重复性
通过3个独立患者分离株在3个不同日期的三重复检测计算检出率,每个gDNA浓度共27个重复,Ct阈值为37。采用4PL回归分析计算LOD95为0.000035 ng/PCR,实际选择0.0002 ng gDNA/rt-PCR作为LOD,该浓度下100%样本可检出TmVII。相关系数(R2=0.9988)表明在六个数量级范围内具有优异的线性关系。扩增效率(e=76%)略低于普遍接受的90%,但不影响检测灵敏度。检测方法具有良好的可重复性,3个不同TmVII分离株在同日及3个不同日期的gDNA浓度检测中获得一致的Ct值。检测特异性高,Ct截断值设为37时与相近或远缘真菌病原体均无交叉反应。盲法面板中,该检测在0.002至20 ng/rt-PCR的gDNA浓度范围内均可检出TmVII。少数非TmVII皮肤癣菌在极高gDNA浓度(20 ng/rt-PCR)下产生低扩增产量,Ct值高于37;其余霉菌和酵母菌均无扩增产物,证实了该检测方法的高准确性。
TmVII rt-PCR展现出高性能
回顾性研究检测了231株真菌病原体的gDNA,其中38株TmVII阳性,Ct值范围为17至22。少数TiTmSC内其他皮肤癣菌(包括T. indotineae n=8、T. interdigitale I n=2、T. interdigitale II n=1、T. mentagrophytes II* n=4)产生39至45的Ct值,超过37的截断值。前瞻性研究检测了2025年7月1日至9月16日期间接收的266株霉菌分离株,其中9株在DNA提取后1天内被rt-PCR鉴定为TmVII,Ct值范围为16至29。8株产生40至45的Ct值,经Sanger测序确认其中5株为T. indotineae、2株为T. interdigitale II、各1株为T. mentagrophytes II和Cystobasidium slooffiae。综合回顾性和前瞻性研究,该检测方法性能优异,灵敏度100%(95% CI: 92.5%–100%),特异性100%(95% CI: 99.2%–100%)。Tm*VII鉴定在gDNA提取后1天内即可完成,而ITS-PCR/Sanger测序需要2至7天。
五、讨论与结论
TmVII是一种新出现的皮肤癣菌,主要与男男性行为者中的性传播相关,但也有涉及母亲、父亲和子女的家庭内传播病例报道。自鉴定以来已在全球范围内传播,引起医疗专业人员的高度关注。美国首例TmVII感染病例于2024年7月报道,随后出现多例病例。近期纽约的TmVII病例快速增长,提示该皮肤癣菌可能存在克隆性扩张。现有文献表明TmVII感染对一线药物特比萘芬反应良好,而T. indotineae则不然。虽然需要延长治疗时间(>8周),TmVII通常对特比萘芬敏感,尤其是纽约流行的菌株。然而,2026年报道了首例特比萘芬耐药TmVII病例,患者为一名突尼斯异性恋女性,在土耳其旅行期间性接触后感染,表现为快速进展、剧烈瘙痒的生殖器损害,对特比萘芬治疗无反应,抗真菌药敏试验证实该分离株对特比萘芬耐药(MIC>8 μg/mL),后经二线抗真菌药伊曲康唑成功治愈。这一发现令人担忧,因为特比萘芬耐药的T. indotineae已在全球广泛传播,包括美国。
虽然已有一些快速检测方法可用于T. indotineae鉴定,但尚无针对TmVII的快速诊断检测。由于缺乏所有基因型的全基因组测序数据,ITS区域仍是引物和探针设计的唯一可行选择。TmVII的ITS区域恰好存在三个独特SNPs,使得设计该基因型特异性引物和探针成为可能。在497株经rt-PCR检测的霉菌中,47株确认为TmVII,与ITS Sanger测序结果一致。少数Ct值高于37的分离株经Sanger测序确认为其他TiTmSC基因型,进一步证实了检测特异性。
及时识别和适当治疗TmVII感染对于控制其传播和优化患者预后至关重要。该TmVII rt-PCR检测方法在DNA提取后1天内即可获得结果,而常规ITS PCR和Sanger测序需要2至7天。这种高灵敏度、高特异性和快速的检测方法有望提升诊断能力、改善患者预后并加强感染控制措施。当前研究仅使用分离株进行鉴定,存在一定局限性。因此,未来计划与医疗机构合作使用原发皮肤样本开展研究,以增强该TmVII rt-PCR检测方法的诊断应用价值。在此之前,研究人员建议临床实验室在初步尿素酶和毛发穿孔试验阳性后,将从皮疹中分离的T. mentagrophytes菌株提交至具备T. mentagrophytes基因分型能力的参考实验室。