中国南方毛孢子菌临床分离株的物种分布与抗真菌药物敏感性特征：一项223株多中心研究

《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》：Species distribution and antifungal susceptibility profiles of Trichosporon species: a multicenter study of 223 clinical isolates from South China

中文摘要翻译： 背景： 毛孢子菌属（Trichosporon）物种已成为机会性致病菌，可引起危及生命的侵袭性感染。然而，来自中国南方的流行病学数据仍然有限。本多中心研究旨在调查该地区临床毛孢子菌分离株的物种分布、基因型特征及抗真菌药物敏感性特征。 方法： 研究人员共收集了来自中国南方五个省份18个中心的223株独特的临床毛孢子菌分离株。这些分离株通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）和基因间隔区1（IGS1）区域测序进行鉴定。阿萨希毛孢子菌（Trichosporon asahii）分离株进一步通过IGS1序列分析进行基因分型。采用临床和实验室标准协会（CLSI）制定的肉汤微量稀释法测定了六种抗真菌药物的最低抑菌浓度（MICs）。对氟康唑高MIC分离株和随机选择的低MIC分离株进行全基因组测序（WGS），以表征ERG11基因突变。 结果： IGS1测序将223株中的220株鉴定至物种水平，共代表八个物种，其中阿萨希毛孢子菌占主导地位（171株，77.7%）。MALDI-TOF MS与IGS1测序的物种水平一致性为85.5%（188/220），且种间差异显著。在阿萨希毛孢子菌分离株中，基因型1（32.7%）和基因型3（32.2%）共同占主导地位，未发现基因型与标本来源之间存在显著关联（P = 0.663）。伏立康唑是最有效的药物，其MIC90为0.125 μg/mL，几何平均数（GM）为0.06 μg/mL。高氟康唑MIC与特定的ERG11氨基酸置换持续相关：多哈毛孢子菌（T. dohaense）中的Y133F，以及星形毛孢子菌（T. asteroides）中的L229I、V132A和Y133F。 结论： 阿萨希毛孢子菌是中国南方临床毛孢子菌的主要物种。伏立康唑是对毛孢子菌最有效的抗真菌药物。物种特异性的ERG11多态性可能与氟康唑MIC升高相关。

论文主体解读文章：

一、研究背景与意义

毛孢子菌属（Trichosporon）隶属于担子菌门（Basidiomycota）、银耳纲（Tremellomycetes）、毛孢子菌目（Trichosporonales）和毛孢子菌科（Trichosporonaceae），广泛存在于土壤、水体及腐败有机物等自然环境中，同时也作为共生菌定植于人类胃肠道、口腔和皮肤。临床上，这类新兴病原体可引起从浅表感染到危及生命的侵袭性毛孢子菌病（trichosporonosis）的广泛疾病谱，表现为真菌血症、尿路感染、腹膜炎、肺炎或脑膜炎等。侵袭性疾病的死亡率极高，尤其是当抗真菌治疗延迟时。

过去二十年间，毛孢子菌感染已被日益认为是免疫功能低下宿主（包括血液系统恶性肿瘤患者、实体器官移植受者及长期中性粒细胞减少症患者）中侵袭性真菌病的重要病因。毛孢子菌还越来越多地涉及棘白菌素或两性霉素B预防期间的真菌突破性感染。在临床相关物种中，阿萨希毛孢子菌（T. asahii）在全球范围内占主导地位，占侵袭性感染的68%–84%，其次为墨金毛孢子菌（T. inkin）、星形毛孢子菌（T. asteroides）、粪毛孢子菌（T. faecale）、皮肤毛孢子菌（T. dermatis）、黏液毛孢子菌（T. mucoides）和多哈毛孢子菌（T. dohaense）。准确的物种水平鉴定在临床上至关重要，因为不同物种间的抗真菌药物敏感性特征差异显著。然而，常规表型方法常得出不确定结果，尽管MALDI-TOF MS提供了快速替代方案，但其准确性在很大程度上取决于数据库的完整性。因此，IGS1区域的序列分析仍是物种鉴定和基因分型的参考标准。

毛孢子菌病的抗真菌治疗仍具挑战性。毛孢子菌物种对棘白菌素天然耐药，氟胞嘧啶对这些担子菌酵母也缺乏活性。在唑类药物中，伏立康唑（voriconazole）表现出最强的体外活性，并被2021年全球罕见酵母感染管理指南推荐为一线治疗药物。然而，唑类耐药阿萨希毛孢子菌菌株的出现，特别是在长期唑类暴露后，构成了日益增长的临床威胁。提出的耐药机制包括ERG11基因突变、外排泵过表达、生物膜形成及应激反应通路激活，但ERG11变异是否构成唑类耐药的主要驱动因素仍存在争议。

此外，毛孢子菌的物种分布、基因型及抗真菌药物敏感性模式已记录到显著的地理差异。来自中国南方的综合流行病学数据仍然有限，区域物种分布、耐药模式及基因型与敏感性之间的相关性尚未得到系统表征。为填补这些空白，本研究对来自中国南方的223株临床毛孢子菌分离株进行了表征，旨在明确其物种分布、基因型特征和药物敏感性模式，为临床管理和经验性治疗策略提供依据。

二、研究设计与关键方法

本研究为回顾性多中心研究，纳入2020年1月至2025年12月期间中国南方五个省份18个中心连续收集的223株独特的临床毛孢子菌分离株。其中203株（91.0%）来自广东省13个中心，其余20株（9.0%）来自广西、湖南、云南和福建5个中心。所有分离株均转运至中山大学附属第一医院进行集中鉴定和药物敏感性检测。

研究人员采用的主要关键技术方法包括：基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）进行快速物种鉴定；IGS1区域序列分析作为物种鉴定和基因分型的参考标准；肉汤微量稀释法（遵循CLSI M27第4版和M27M44S第3版文件）测定六种抗真菌药物的最低抑菌浓度（MICs）；全基因组测序（WGS）用于分析ERG11基因突变，对无公开参考基因组的星形毛孢子菌和多哈毛孢子菌采用de novo组装策略构建参考基因组，并通过BWA-MEM2比对、FreeBayes变异检测和SnpEff功能注释等生物信息学流程进行变异分析。

三、主要研究结果

临床和人口统计学特征： 研究人群以男性为主（162例，72.6%；男女比例为2.7:1）。患者年龄范围为0至101岁（平均55.8岁；中位59.0岁），呈双峰分布，峰值在51–60岁和61–70岁年龄组。大多数分离株来自重症监护病房（ICU）（74株，33.2%），其次为外科（57株，25.6%）、内科（51株，22.9%）和血液科（19株，8.5%）。按标本类型分，尿液是最常见的来源（70株，31.4%），其次是痰液或支气管肺泡灌洗液（BALF）（52株，23.3%）和分泌物（32株，14.3%）。血培养获得16株（7.2%）。

物种分布及MALDI-TOF MS鉴定准确性： IGS1测序将223株中的220株鉴定至物种水平，共代表八个物种，其中阿萨希毛孢子菌占主导（171株，77.7%），其次为粪毛孢子菌（15株，6.8%）、星形毛孢子菌（10株，4.5%）、多哈毛孢子菌（9株，4.1%）、皮肤毛孢子菌（7株，3.2%）、墨金毛孢子菌（3株，1.4%）、土壤毛孢子菌（T. terricola）（3株，1.4%）和耶氏毛孢子菌（T. jirovecii）（2株，0.9%）。MALDI-TOF MS与IGS1测序的物种水平一致性为188/220（85.5%）。MALDI-TOF MS对阿萨希毛孢子菌、星形毛孢子菌和皮肤毛孢子菌的一致性为100%，而其余五个物种均未被正确鉴定至物种水平，这归因于Vitek MS IVD Knowledgebase v3.2数据库对稀有物种参考谱覆盖不足。

阿萨希毛孢子菌的IGS1基因型分布：** 171株阿萨希毛孢子菌分离株被分为六个基因型。基因型1（56/171，32.7%）和基因型3（55/171，32.2%）共同占主导，其次为基因型4（41/171，24.0%）、基因型2（10/171，5.8%）、基因型5（5/171，2.9%）和基因型6（4/171，2.3%）。通过Pearson卡方检验、似然比检验及合并基因型5和6的敏感性分析，均未观察到基因型与标本类型之间存在统计学显著关联（χ2 = 16.850，df = 20，P = 0.663），表明主要基因型共享相似的生态位，没有单一基因型与特定标本来源优先相关。

抗真菌药物敏感性模式： 在223株毛孢子菌分离株中，伏立康唑表现出最强的体外活性，MIC₅₀为0.06 μg/mL，MIC₉₀为0.125 μg/mL，GM为0.06 μg/mL。其次为泊沙康唑（GM，0.10 μg/mL）、艾沙康唑（GM，0.11 μg/mL）和伊曲康唑（GM，0.15 μg/mL）。氟康唑的MICs总体最高，MIC₉₀为4 μg/mL，GM为2.70 μg/mL。两性霉素B的MIC₉₀为2 μg/mL，GM为0.83 μg/mL。星形毛孢子菌在所有物种中表现出最高的唑类MICs，氟康唑MIC₉₀为256 μg/mL，其次为伏立康唑（4 μg/mL）、艾沙康唑（2 μg/mL）、伊曲康唑（1 μg/mL）和泊沙康唑（0.5 μg/mL）。多哈毛孢子菌也表现出升高的氟康唑MICs，MIC₉₀为32 μg/mL。相比之下，粪毛孢子菌和皮肤毛孢子菌对所有抗真菌药物均持续表现出低MICs。

ERG11突变与氟康唑MIC的关联： 基于全基因组测序数据分析，在阿萨希毛孢子菌中，ERG11系统发育背景与高MIC表型无关，高MIC菌株与低MIC菌株之间的ERG11外显子序列100%一致，表明ERG11突变以外的机制（如外排泵过表达或生物膜形成）可能在阿萨希毛孢子菌中发挥更突出的作用。对于星形毛孢子菌，所有四株高氟康唑MIC分离株均一致携带三个ERG11氨基酸置换：L229I（c.685C>A），以及由多核苷酸变异（c.395_398delTGTAinsCGTT）产生的串联V132A和Y133F置换。对于多哈毛孢子菌，所有四株高氟康唑MIC分离株均一致携带Y133F置换（c.398A>T）。星形毛孢子菌中L229I与串联V132A/Y133F置换的共现可能解释了其相对于多哈毛孢子菌显著更高的氟康唑MICs。研究人员指出，毛孢子菌ERG11中的Tyr133与白色念珠菌（Candida albicans）ERG11中已知的唑类耐药热点Tyr132等价，这些置换是导致高氟康唑MICs的合理候选因素，但由于样本量较小且基于MIC结果选择，数据仅证明关联而非直接因果关系，需进行功能验证。

四、讨论与结论总结

讨论部分指出，本研究的队列表现出明显的男性优势和51–70岁的双峰年龄分布，与巴西和沙特阿拉伯的多中心研究一致。ICU和外科部门的高比例分离株提示毛孢子菌分离与医疗环境相关。尿液是最常见的标本来源，可能反映毛孢子菌在留置导尿管上形成生物膜的倾向。阿萨希毛孢子菌占77.7%，与其全球临床分离株的主导地位一致。MALDI-TOF MS对常见物种可靠但对稀有物种不足，需要测序鉴定。基因型1和3的共同主导模式与台湾、泰国和印度的报道相似。唑类药物的GM MIC排序（伏立康唑 > 泊沙康唑 ≈ 艾沙康唑 > 伊曲康唑 > 两性霉素B > 氟康唑）与2021年全球指南推荐伏立康唑作为毛孢子菌病首选一线治疗一致。由于同一毛孢子菌物种内抗真菌药物敏感性结果存在显著的菌株间变异性，常规药物敏感性检测至关重要。本研究未纳入棘白菌素检测，因为毛孢子菌物种对该类药物天然耐药，接受卡泊芬净或米卡芬净预防的患者应考虑毛孢子菌突破性感染的可能性。

研究结论为：在中国南方的这项多中心研究中，阿萨希毛孢子菌是主要的临床毛孢子菌物种，IGS1基因型1和3共同占主导。伏立康唑表现出最强的体外活性，证实其作为一线治疗的有效性。虽然MALDI-TOF MS对常见物种鉴定可靠，但对稀有物种不足，仍需基于测序的鉴定以实现准确诊断。物种特异性的ERG11置换——多哈毛孢子菌中的Y133F和星形毛孢子菌中的L229I、V132A、Y133F——与高氟康唑MICs持续相关。

研究局限性包括：未区分定植与感染，数据反映总体临床分离株群体而非侵袭性感染菌株；分离株地理分布不均（91.0%来自广东省），无法进行按省份的分层分析；ERG11变异虽经全基因组测序筛选，但未进行功能验证实验以确认其因果作用及替代耐药通路，因此所鉴定的ERG11置换代表候选耐药标志物而非已确认的机制，有待未来功能研究验证。