医疗相关侵袭性霉菌病:从快速诊断到安全有效管理

《Journal of Fungi》:Healthcare-Associated Invasive Mould Diseases: From Rapid Diagnostics to Safe and Effective Management

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月23日 来源:Journal of Fungi 4.3

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  侵袭性霉菌病(invasive mould diseases, IMDs)是医疗相关感染(healthcare-associated infections, HAIs)的重要组成部分。然而,由于HAIs的标准定义并不总是适用,且暴露后发病时间通常更长且更具变异

  
侵袭性霉菌病(invasive mould diseases, IMDs)是医疗相关感染(healthcare-associated infections, HAIs)的重要组成部分。然而,由于HAIs的标准定义并不总是适用,且暴露后发病时间通常更长且更具变异性,因此IMDs可能难以识别。感染源的识别同样具有挑战性,因为霉菌可定植于室内医疗环境的广泛区域,且可能存在多种暴露来源。因此,医疗相关IMDs可能反映感染控制措施的整体失效,而非单一孤立事件。此外,IMDs可能发展为难以检测和调查的暴发,因为它们可能在引起关注之前已持续较长时间。本文回顾了医疗环境中的霉菌生态学,并描述了易患医疗相关IMDs的患者群体。研究人员还概述了用于识别病例聚集的调查方法——包括病例发现、环境采样和分离株基因分型——总结了主要IMDs暴发事件,并强调了最佳管理实践。综合来看,这些知识将有助于识别高风险情况,并指导实施有针对性的预防措施和诊断策略,从而实现医疗相关IMDs的及时诊断和有效管理。
1. 引言

医疗相关感染(HAIs)是指通过接触医疗环境而直接或间接获得的感染[1,2],包括在医院或其他医疗环境中获得的感染,以及医疗或手术操作后发生的感染。HAIs通常定义为入院≥48小时或出院后30天内发生的感染,其特点是显著的发病率、死亡率和额外医疗费用[2,3]。HAIs常涉及抗菌药物耐药病原体,包括多重耐药菌。通过有效的感染预防与控制措施,可避免相当比例的HAIs。

侵袭性霉菌病(IMDs)是HAIs的重要组成部分,因为其主要影响免疫功能低下或危重患者,这些患者需要长期住院于医疗设施,并伴随不良结局[4,5]。然而,鉴于暴露来源的多样性以及暴露后发病时间更长且更具变异性,HAIs的标准定义可能不适用于IMDs[6]。此外,IMDs的来源往往难以确定,且主要为外源性暴露,即霉菌广泛存在并可定植于室内医疗环境或医疗器械[7,8,9]。除个体患者病例外,IMDs还可能发展为潜在的聚集性病例和暴发,这些暴发可能难以检测和调查,因为它们可在引起关注之前持续较长时间[10]。相反,霉菌也可能污染采样设备或实验室材料,导致假暴发,必须与真实暴发区分开来,以避免不必要的干预[11]。

本综述首先关注医疗环境中霉菌的生态学,以更好地理解潜在的暴露来源,然后描述易患医疗相关IMDs的患者群体。研究人员还回顾了主要IMDs暴发事件,描述了病例发现方法、用于调查病例聚集的诊断工具以及管理策略。

2. 医疗环境中的霉菌生态学

霉菌是腐生真菌,可在多种环境中发现并积累,包括室内医疗环境。充分了解其生态学对于评估医疗相关IMDs的风险和采取预防策略至关重要。

霉菌可通过产生空气传播的分生孢子从室外来源传播至室内医疗环境,这些孢子可在空气中悬浮数小时[12]。非保护区域室内分生孢子浓度通常反映室外环境浓度,室外浓度可超过1000个分生孢子/m3,其中低致病性的枝孢菌属(*Cladosporium*)和链格孢属(*Alternaria*)最为丰富[13]。值得注意的是,高致病性的曲霉属(*Aspergillus*)通常以较低浓度存在(0.2至15个分生孢子/m3),但在特定条件下可超过100个分生孢子/m3[14]。已记录到分生孢子负荷的质和量变化,通常在夏季观察到最高浓度,且优势菌属存在季节性更替[13,15]。靠近建筑工地或堆肥场所可进一步增加分生孢子负荷。

霉菌也可从室内来源在医疗环境中传播,尤其是通过通风管道,分生孢子可在其中积累[16]。因此,需要定期清洁通风系统,以防止受控区域污染[16]。然而,清洁程序本身可暂时增加空气中孢子浓度[16]。水也可作为医疗环境中传播和污染的来源,但尚不清楚传播是直接来自水还是气溶胶化之后[17,18,19]。此外,水损害和泄漏可促进局部霉菌增殖。多尘区域是室内医疗环境中的另一个霉菌热点,因为霉菌可在沉降灰尘中积累,需要在患者护理区域定期清洁。储存室同样需要谨慎管理,以防止材料或医疗器械污染,包括保温箱、床单、针头或粘性绷带[7,8,9,20,21]。

由于霉菌也是主要植物病原体,它们可存在于盆栽植物和鲜花中,以及生鲜果蔬上。其他已被认为可能是免疫低下患者霉菌感染来源的食品包括户外干燥物品,如茶叶、胡椒或其他香料,以及乳制品,如奶酪或酸奶[8,22,23,24]。

最后,尽管IMDs的患者间传播非常罕见,但已报道感染患者本身可成为他人污染的来源:例如,在霉菌感染伤口[25,26]或肺部曲霉负荷较高的患者中[27]。相反,迄今尚未报道通过医护人员传播IMDs的病例。

3. 医疗相关IMDs的定义与挑战

医疗相关IMDs的定义和检测具有挑战性,原因在于:(i) 风险患者的异质性;(ii) 病原体种类及其生态学差异;(iii) 暴露与感染之间的时间滞后[6]。因此,除非存在明确来源(例如受污染的注射产品),否则感染的时间和地点往往不确定。空气传播暴露于病原体通常导致感染前有一段定植期,但早期临床和放射学异常常缺失,使及时诊断复杂化。此外,IMDs通常在医院环境中诊断,而患者经常就诊于医疗设施,因此难以区分风险个体中社区获得性继发IMDs与真正的医疗相关IMDs。

Meijer等人提出了免疫低下患者院内曲霉病的定义,将入院后7至14天之间发生的病例归类为“可能”,将入院后超过14天或出院后14天内发生的病例归类为“很可能”[6]。然而,这些定义不太可能统一适用于所有患者群体或霉菌病原体。研究表明,观察到的潜伏期可能从几天(创伤或烧伤相关IMDs可短至48小时)到血液系统恶性肿瘤数周,或器官移植后数月不等[28,29]。

由于医疗相关IMDs的发病率相对较低且缺乏共识定义,聚集性病例或暴发可能难以识别。最简单的形式是,暴发定义为感染发病率超过通常水平[8];但这需要了解基线发病率。另一项提议的定义认为,当≥2例特定IMD病例在时间和地点上相关联时,即存在暴发。最后,涉及不同霉菌物种或属(例如毛霉目)的IMDs暴发也已有报道。

聚集性病例和暴发可能反映预防措施中的问题或/和未预期事件。在两种情况下,都必须进行调查以防止更多病例。非典型IMDs(即表现出异常症状、发生于非经典人群或涉及相对当地流行病学而言不常见病原体的IMDs)也应进行调查,因为它们更可能是医疗相关性的。这种方法要求对当地流行病学有充分了解,因此需要对医疗机构内诊断的IMDs进行系统性监测。启动医疗相关调查的概念框架见图1。

图1 启动医疗调查的概念框架(IMD:侵袭性霉菌病)。“经典”和“非典型”IMD应根据当地流行病学进行分类,包括临床表现、患者风险因素和真菌种类。

4. 医疗相关IMDs的风险患者

从被认为是高风险(需要严格预防措施且通常具有特征性影像学-临床特征)的患者,到低风险患者(其中IMDs不如高风险患者可预测,且临床表现通常不典型),广泛的病人面临医疗相关IMDs的风险。

4.1. 高风险患者

4.1.1. 血液科患者

血液系统恶性肿瘤患者和接受造血干细胞移植(HSCT)的患者被认为具有IMD高风险,其中急性白血病和异基因HSCT队列的易感性最高[30,31]。关键易感因素包括长期中性粒细胞减少症(无论是疾病还是治疗相关因素)、复发或难治性疾病、严重移植物抗宿主病(GvHD)和长期使用皮质类固醇[30]。传统真菌风险评估因新型疾病相关免疫抑制疗法的广泛使用而进一步复杂化,IMD易感性增加与多种靶向治疗相关,包括抗CD52、TNF-α、Janus激酶(JAK)、BTK和PI3K抑制剂[31]。嵌合抗原受体(CAR)T细胞治疗亚组的证据也在出现,尽管罕见,但被认为在既往有IMDs、长期血细胞减少或/和细胞因子释放综合征/免疫效应细胞相关神经毒性综合征(CRS/ICANS)的患者中风险最大,尤其是在可能需进一步免疫调节的情况下[32]。同样,关于双特异性抗体(BsAb)疗法(主要用于多发性骨髓瘤)后IMDs的数据仍然有限,建议进行监测[33,34]。

临床表现因病原体而异,肺部、鼻窦和播散性疾病是最常报道的解剖部位[35]。因此,建议对出现新呼吸系统症状和不明原因持续发热的高风险患者提高IMDs怀疑程度[35]。除抗真菌预防外,医疗机构内的控制机制包括严格的环境预防措施,如使用高效微粒空气(HEPA)过滤以维持受保护空气质量,以及在高风险区域采用正压通风(PPV)[36]。在关注机会性真菌的区域,定期空气真菌采样也可能有益(见下文)[36,37,38]。关于低微生物饮食在降低IMDs方面有效性的数据很少,尽管既往研究支持避免所有未经预先灭菌或消毒的食物的建议[24,39]。

4.1.2. 肺移植受者

肺移植受者在实体器官移植(SOT)群体中承受最高的IMD负担,从环境霉菌暴露和暴发预防的角度来看,应与其他高风险人群(如急性白血病和异基因HSCT患者)一起考虑[40,41,42]。

移植后一年内IMD的发生率常描述为约4-9%[43,44],但最近一项274例患者的队列报告了侵袭性曲霉病(IA)发生率32%,发病中位时间为移植后6个月[45]。肺移植受者特别易感IMDs,原因包括同种异体移植物直接暴露于吸入真菌孢子、粘液纤毛清除受损、咳嗽反射减弱、结构异常以及长期显著免疫抑制。其他公认的风险因素包括移植前和移植后霉菌定植、巨细胞病毒(CMV)感染、气道狭窄、慢性肺同种异体移植物功能障碍、肾脏替代治疗以及需要加强免疫抑制的排斥发作[45,46,47]——这类患者需要额外警惕。

4.1.3. 烧伤患者

大面积烧伤患者是IMDs的独特风险群体,原因在于皮肤屏障广泛破坏、长期入住ICU、广谱抗生素暴露、反复手术操作以及烧伤相关免疫功能障碍[48]。在一项大型当代系列研究中,超过20%的烧伤面积>15%体表面积的烧伤患者发生IMD[48]。感染通常由受损组织直接接种引起,而非吸入性获得。曲霉属和毛霉目是最常报道的病原体,但镰刀菌属和其他环境霉菌的频率可能在增加[49,50]。烧伤病房的感染已与环境污染、污染敷料和建筑相关孢子播散有关[50]。

临床表现从侵袭性伤口感染和软组织坏死到播散性疾病不等[48,50,51]——这些感染严重,进展迅速,死亡率高。早期诊断具有挑战性,因为真菌伤口感染在临床上可能与细菌感染、定植或非感染性组织坏死难以区分。因此,高度怀疑结合早期组织取样和真菌感染筛查对于获得最佳患者结局至关重要。

4.2. 中风险患者

4.2.1. 其他器官移植受者

尽管霉菌感染在其他SOT人群中较少见,但仍然是发病率和死亡率的重要原因。肝移植受者承受第二高的IMD负担[40,42],大多数感染发生在移植后最初几个月内,通常伴有手术并发症、再次手术、肾脏替代治疗、CMV感染或长期医疗暴露[46,52,53]。心脏移植受者在移植后早期同样脆弱,特别是需要长时间重症监护支持、延迟胸骨闭合、机械循环支持或T细胞清除治疗的患者[54,55]。值得注意的是,心胸外科和心脏移植病房已报道过医疗相关曲霉病暴发,强调这些环境中环境控制的重要性[56]。相比之下,肾移植受者通常IMD发生率较低,大多数病例发生在移植后第一年之后,并与强化免疫抑制或排斥反应治疗相关[40,42,57]。

4.2.2. 重症监护患者

IMDs在非中性粒细胞减少的重症监护病房(ICU)中日益被认识。最近一项荟萃分析显示,最常见霉菌——曲霉——在ICU患者中的汇总患病率为10%[58]。重要易感因素包括长期机械通气、慢性肺部疾病、皮质类固醇暴露、广谱抗菌药物使用、体外膜氧合(ECMO)和长期入住ICU[58]。特别关注的是严重病毒性肺炎患者,其中流感相关肺曲霉病(IAPA)和COVID-19相关肺曲霉病(CAPA)已成为发病率和死亡率的重要原因[59]。气道上皮损伤、免疫失调和皮质类固醇治疗被认为协同作用增加这些患者对IMDs的易感性。医疗相关暴露可能通过建筑活动、通风故障、水损害和污染环境储源增加额外风险,特别是在收治长期机械通气患者的病房,因此需要特定预防措施。

与血液系统恶性肿瘤患者不同,放射学发现往往非特异性,诊断具有挑战性[59]。因此,高度怀疑结合早期支气管镜检查和支气管肺泡灌洗液真菌感染筛查对于优化患者结局至关重要。

4.3. 低风险或背景风险

大多数就诊于医疗环境的患者具有低或背景IMD风险。尽管某些情况,如存在内置或外置装置[60]、深部伤口[26]或早产新生儿状态[20,61]可能增加风险,但这些情况单独不足以发展IMDs。在这些人群中,IMDs的发生可能反映医疗相关因素,如环境或设备暴露(例如早产新生儿的保温箱)或通过污染材料或设备直接接种,因此值得调查。移植旅游[62]和美容整形手术[63]也与医疗相关IMDs相关。此外,在无特定风险因素的患者中,注射污染产品后也记录到IMDs[64,65,66,67]。

尽管感染通常局限于接种部位,但这些低风险患者的临床表现可能不典型,可涉及不常见或更罕见的真菌,确定因果关系可能具有挑战性,从而延误诊断。

5. 医疗相关IMDs的调查

调查的主要要素包括病例发现、环境评估(考虑针对性环境采样),以及结合时间、空间和流行病学信息进行解释的比较真菌学和基因型分析。

5.1. IMD诊断与病例发现

IMD诊断涉及评估宿主风险因素、临床特征和真菌学发现。可包括针对症状患者的靶向策略或针对无症状患者的筛查策略。无论哪种情况,真菌学发现都应谨慎解释,考虑已知的诊断性能和环境污染的潜在风险。主要诊断要素总结于表1。

表1 按IMD风险组划分的临床表现、诊断策略和解释概述。

5.1.1. 靶向诊断

在症状患者中,调查包括放射影像学成像以评估感染部位和范围,以及受累部位的活检。在识别指示病例时,明确诊断依赖于从活检、无菌部位、体液和血培养中分离霉菌,以及直接显微镜检查和组织病理学。培养和显微镜诊断的方法和技术已在共识定义和诊断指南中有详细描述[68,69,70,71,72]。简而言之,确诊病例需要从无菌部位或血培养中分离或扩增并测序霉菌DNA,或通过组织病理学、细胞病理学或直接显微镜检查发现霉菌并伴有相关组织损伤[68]。除宿主因素和临床特征外,很可能病例的真菌学证据包括非无菌部位(如痰液、支气管肺泡灌洗液或伤口活检)培养阳性,以及检测循环真菌抗原和核酸[68]。在潜在聚集性调查期间,具有临床症状患者的诊断遵循与指示病例类似的方法。

5.1.2. 筛查

除了对症状患者进行靶向诊断外,IMD筛查也可能有助于改善高风险无症状患者的早期检测或潜在聚集性调查期间。曲霉感染筛查方案已在长期中性粒细胞减少的血液科患者中建立,血清生物标志物筛查也可考虑用于烧伤患者[51,73,74]。血清半乳甘露聚糖水平升高以及血清曲霉PCR阳性可比感染首次临床或放射学体征提前数天出现,从而实现前瞻性监测[75,76]。

其他霉菌的筛查方法已在高风险患者中描述,但尚未纳入临床指南。值得注意的是,血清毛霉目PCR阳性可在诊断前4-9天和影像学检查前1-2天出现[77,78,79],并已用于烧伤和血液科患者以启动更早的治疗[80,81]。同样,血清镰刀菌PCR已被证明可在血培养或活检确认前一周检测到感染[82]。血清微生物细胞游离DNA(mcfDNA)宏基因组检测已被证明可在临床诊断前三周检测到病原体DNA(包括曲霉和毛霉目),可能代表一种有前景的筛查工具[83]。最后,除血清筛查外,肺移植患者的迭代支气管肺泡灌洗和严重烧伤患者的连续伤口采样也可用作这些高风险人群的IMD筛查方法[51,84]。

5.2. 环境调查与采样

医院环境的环境采样是指从水、硬表面和空气中收集微生物样本以进行病原体检测、定量和监测的过程。对于硬表面采样,可使用与临床标本类似的样本收集方法,例如拭子;而对于空气采样,可进行主动空气捕获或使用沉降平板[85]。无论采用何种方法,都难以区分临床重要真菌分离株与污染物,结果报告需要谨慎[86]。此外,由于缺乏普遍接受的真菌负荷阈值来指示采样区域是否“安全”供临床使用,结果解释具有挑战性。

首先简要描述常见采样方法,然后讨论进行环境调查的作用。

5.2.1. 空气采样

主动空气采样使用专门设备将定义体积的空气吸入琼脂表面。平板通常在25-30°C下孵育2至7天,结果以每立方米菌落形成单位(CFU/m3)表示,提供空气真菌的定量和广泛代表性评估[28,85]。此方法的局限性在于采样过程可能干扰气流,从而引入测量偏差[86]。

沉降平板是一种被动空气采样方法,其中活真菌孢子通过重力在定义的暴露时间内沉降到琼脂表面,然后孵育。结果以每单位面积每暴露时间的CFU(CFU/m2或cm2/时间)表示,但被认为不是定量或定性的[28,86]。尽管简单且经济高效,但不推荐沉降平板用于真菌空气监测,因为它们选择性收集较大颗粒,而单个孢子可无限期悬浮在空气中[87]。

5.2.2. 表面和水采样

表面采样针对真菌污染更可能发生的区域,如高接触表面和设备;然而,其效用受到缺乏标准化方法以及没有既定阈值来确定不可接受真菌负荷的限制[88]。尽管简单且廉价,表面采样的准确性取决于适当的采样和分析技术,并且不能直接检测采样时存在的空气真菌[28,85]。因此,结合表面和空气采样可提供比单独表面或空气采样更全面的真菌评估[85]。

水也可能代表真菌的潜在来源[89],但与细菌、病毒和寄生虫不同,没有评估水中真菌污染的标准化方法。医院水的常规检测通常不适用于暴发调查之外,即使在那时,也需仔细考虑。医院水真菌污染的阈值尚未定义[19,87,90]。

5.2.3. 环境采样在医疗相关IMDs中的作用

环境采样可常规进行或响应事件进行,如疑似病例聚集或建筑或环境基础设施的疑似或已知损害,例如供暖、通风和空调(HVAC)系统破坏或清洁表面上可见霉菌。表2总结了作者在这些临床背景下进行环境采样的合理且务实方法的考虑。

表2 根据临床背景对疑似医疗相关侵袭性霉菌病进行环境调查的框架。

常规采样与监测

目前,没有要求医疗机构进行常规设施范围环境真菌监测[85],因为缺乏支持该实践的强有力证据(表2),且重要的是,对个体患者风险的预测价值很小。然而,尽管证据有限,一些权威机构认为在高风险患者区域(如HSCT病房和ICU)将其作为其他环境预防措施的重要辅助手段[19];这些建议主要基于专家意见,并受机构既往霉菌暴发经验驱动,应逐案评估。还应认识到,各国在涉及空气质量测量的建筑维护要求上存在差异。如果进行,这有助于建立高风险临床单元的机构基线并检测相对基线的偏差。

事件触发采样

美国(US)疾病控制中心(CDC)和其他国际指南文件建议,环境采样可定位为靶向工具:(i) 支持暴发调查,(ii) 监测清洁效果,以及(iii) 验证医疗机构感染控制协议,尤其是针对免疫低下患者(总结于表2)[6,28,87]。这也是澳大利亚一些医疗机构的实践(作者个人交流)。还需承认,尽管在上述场景中可进行采样,但采样点数量、采样环境的大小和物理面积等参数通常任意确定。此外,重复采样的频率将取决于事件的性质和规模以及是否已进行补救工作。

空气采样在暴发调查中的作用

空气采样在暴发调查中的作用仍存在激烈争论,但可以公平地说,在潜在暴发中,空气采样通常不确定,很少影响临床决策。有时与水和表面采样结合进行以寻找环境来源(见上文),被视为一种主动支持方法。值得注意的是,采样时间将影响结果。例如,在干预之前环境或临床信号出现后不久进行时,采样可能记录到空气霉菌计数升高。相反,延迟采样可能反映干预后措施,不再反映相关暴露环境[10,91]。

支持空气霉菌负荷与IFD之间关联的证据充其量是混合的。在血液科病房,包括纵向调查在内的许多研究观察到IMDs与测量空气计数无关[92,93,94]。相反,其他研究注意到空气曲霉计数升高与IA发生率增加之间存在时间联系[10,95]。在暴发场景外也观察到类似关联[96,97]。最近,一项美国研究中,儿科血液科/肿瘤科病房的曲霉属负荷与IMD发生率显示出强关联(每增加1 CFU/m3,IMD率升高15.9倍[95% CI 2.8-90.7,p=0.002])。在此,靶向定期空气监测基于可能识别患者IMD风险增加时期的假设。

空气采样的其他局限性在于没有霉菌负荷阈值可预测IMD风险或区分“安全”与“不安全”环境。因此,结果无法指导有意义的临床行动。实际上,对于大多数患者,可能不存在安全的最低暴露水平,因为在暴发环境中观察到感染发生在非常低的空气计数下[98];连续剂量-反应趋势可能比单一阈值测量更有用。此外,宿主易感性差异限制了任何阈值的普遍适用性,因为感染风险反映累积和动态暴露而非单一时间点。方法学差异(跨机构、单元和采样位置)进一步使解释复杂化,这些差异导致基线变异,并在缺乏纵向数据时限制结果的有意义背景解释[96,99]。因此,任何阳性空气采样,或确实环境中任何阳性采样,都应触发相关临床单元、感染预防从业人员和医院行政及建筑代表之间讨论患者安置、清洁和进一步监测的决策。

最后,当储源主要为表面相关时,空气采样可能低估环境污染。在丹麦的一次黄曲霉暴发中,表面样本的真菌负荷大大高于配对空气样本[100]。总之,空气采样可视为由事件或事故触发的工具,在质量保证中发挥作用,可支持环境评估和补救,但确定因果关系或分配患者风险的能力有限[19]。

5.3. 真菌学和基因组调查

医疗相关IMDs真菌学调查的第一级是病原体的准确鉴定。真菌分离株的明确鉴定通常通过基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)或内转录间隔区(ITS)、β-微管蛋白、钙调蛋白和/或翻译延伸因子基因测序确认[101,102,103]。泛真菌PCR检测可直接对临床标本进行,通过扩增ITS1和ITS2区域,然后进行熔解曲线分析或扩增子测序[101,104,105,106]。在组织病理学阳性但培养阴性的分离株中,泛真菌PCR是诊断的重要辅助手段,特别是在识别毛霉目时,后者仅在15-25%的临床样本中生长[107,108,109]。将患者标本获得的鉴定结果与环境采样或其他患者获得的结果进行比较,可能足以支持疑似感染源或识别聚集病例,特别是当涉及的病原体不常见时。对于更常见的病原体,如曲霉属,抗真菌药敏谱可能有助于识别潜在病例聚集[110]。

真菌学调查的第二级是基因分型及相同物种分离株基因型的比较。已使用多种基因分型方法,每种方法根据目标提供不同的性能指标和分辨率[111]。分子指纹方法,如限制性片段长度多态性(RFLP)、随机扩增多态性DNA(RAPD)和扩增片段长度多态性(AFLP)分析,最初广泛用于调查医疗相关IMDs,因为它们操作简单,不需要预先了解遗传信息[26,112,113,114,115,116],且可应用于广泛病原体。然而,结果可能难以解释,且通常缺乏菌株水平足够分辨率。相比之下,基于串联重复的基因分型方法,如短串联重复(STR)、可变数量串联重复(VNTR)和多位点VNTR分析(MLVA),提供良好菌株水平分辨率,但需要物种特异性方案,将其使用限制在有限数量的霉菌中。STR基因分型已广泛用于调查医疗相关曲霉病,并得到烟曲霉(A. fumigatus)标准化方案和引物组(STRAf)的支持[117]。多位点序列分型(MLST)提供良好的实验室内可重复性,但也需要物种特异性方案和专用序列型(ST)数据库。此外,其菌株水平分辨率通常低于基于串联重复的方法。因此,MLST仅偶尔用于调查医疗相关IMDs,镰刀菌属(Fusarium)除外,该属具有精选数据库[60,118,119]。最后,全基因组测序(WGS)方法正越来越多地使用——特别是基于单核苷酸多态性(SNP)分析的方法。WGS提供高分辨率分析;然而,霉菌病原体菌株划分的SNP数量阈值尚未完全定义,不同物种间存在差异,在某些情况下可能导致多样性过度或低估[120]。核心基因组MLST(cgMLST)和全基因组MLST(wgMLST)是标准MLST的高分辨率扩展,但其使用仍受限于ST数据库的有限可用性。

在调查医疗相关IMDs时,基因分型方法的选择取决于是否有针对疑似物种的验证STR方案或精选ST数据库,以及WGS分析的资源。结合不同菌株水平分辨率的方法也可能有助于细化分离株相关性评估[120]。然而,真菌学调查和基因分型数据不能单独用于确认或排除医疗相关IMDs或暴发,或确定传播机制或流行病学因果关系,必须与时间、空间、环境和临床流行病学信息一起解释。

6. 医疗相关IMDs的主要暴发

6.1. 曲霉医疗相关暴发

既往已报道过多起医疗相关曲霉病暴发,最常见于血液系统恶性肿瘤患者,且通常发生在建筑工作期间空气传播分生孢子播散的背景下[98]。尽管烟曲霉和黄曲霉是此场景中最常涉及的物种,但真菌学和/或基因型调查通常检索到跨患者的多个物种或基因型,而非单一基因型[10,20,61,112,121]。这种模式反映环境控制措施的缺陷,存在多个暴露来源,而非特定来源的单一菌株扩张。环境采样(见上文)也强调了这一点,通常显示高总真菌负荷而非占主导的单一物种或基因型[10]。在污染或非功能性空气处理单元相关的暴发中也观察到类似模式[121]。因此,在此背景下,临床与环境分离株之间的基因型差异不应用于排除潜在污染来源。

在某些情况下,临床暴发分离株已与环境分离株在基因型上相关联。这尤其发生在已识别特定污染源时,例如早产新生儿保温箱、污染建筑材料或另一名具有广泛外部病变的患者[20,26,61,100]。然而,即使临床分离株与环境分离株相关联,很少有暴发在多名患者中发现相同基因型,使得单一菌株参与不太可能。最后,一些曲霉暴发已或多或少悄无声息地持续数月甚至数年[10,20,100],进一步复杂化检测并延迟管理。表3总结了已进行基因分型的主要曲霉医疗相关暴发。

表3 已进行基因分型的曲霉医疗相关暴发。

6.2. 毛霉目医疗相关暴发

毛霉目是继曲霉之后第二常报道的参与医疗相关暴发的霉菌。它们通常与受污染的医疗用品或其他环境来源相关,Walther及其同事详细描述了这些暴发[123]。在28起医疗相关暴发中,常见来源包括接触污染医疗器械(占病例的40.7%),例如绷带、木质压舌板、床单、货架,以及空气(31.3%)。聚集性病例数从2例到12例不等;影响了不同的患者群体。最常见病原体是根霉属(Rhizopus),但任何毛霉目都可引起暴发。受污染医院床单(包括洗衣车)似乎是毛霉目感染的主要来源,推测由次优洗涤、干燥和储存程序引起,并在香港[124]和美国造成皮肤和肺毛霉病,影响免疫低下和移植患者包括儿童[125,126,127]。

在已进行基因分型的研究中,一项研究证明四名因Cunninghamella bertholletiae导致肺部感染的血液科患者之间所有分离株具有克隆相关性[113],但没有环境分离株可供研究。更近的研究发现,尽管分离株数量相对较少,但病例分离株之间遗传多样性非常高(表4),非暴发和环境分离株之间也存在类似高多样性[114,120,128,129]。所有研究表明聚集性病例由环境中存在的多个无关菌株引起,提示控制措施缺陷,与大多数曲霉暴发类似。

表4 非曲霉丝状真菌暴发:已进行基因分型的主要医疗相关聚集性病例(更新自Douglas等人[130])。

6.3. 其他医疗相关霉菌暴发

对这一异质病原体组的区域和机构流行病学模式了解是诊断和管理的关键,但暴发通常具有可能点源的共同主题:无意暴露于污染产品或设备(包括术后事件)、暴露于污染环境表面,或通过空气传播。由各种病原体引起的医疗相关暴发报告众多,超出本综述范围,但可在其他地方找到[123,130,137]。然而,研究人员总结了在表4中已使用基因分型方法支持流行病学聚集的主要暴发。特别是赛多孢霉属(Scedosporium)和Lomentospora物种,分别在一到两次暴发中,基因分型识别了跨患者的相同基因型[115,116,132]。此外,在一次Lomentospora暴发中,临床和环境分离株共享相同基因型,证实了感染源[116]。

研究人员还特别关注受污染药品和设备引起的聚集性病例,因为必须吸取警示教训。历史上,此类医疗相关霉菌暴发集中于污染隐形眼镜护理液和白内障术后主要由镰刀菌属引起的病例(由Douglas等人总结[130])。在最大暴发之一中,156例尖孢镰刀菌复合体(FOSC)眼内炎发生在白内障术后,临床分离株与从眼用粘弹剂装置培养的分离株之间识别出相同基因型,表明该装置是感染源[60]。其他白内障术后镰刀菌感染暴发也发生过;在一项土耳其研究中,九名连续的茄病镰刀菌复合体(FSSC)眼内炎患者在同一手术室进行手术,但未识别出环境来源[138]。此外,据报道,分别由层生镰刀菌-马特镰刀菌复合体和双极霉(Bipolaris hawaiiensis,现为Curvularia hawaiiensis)引起的两种并发眼内炎暴发源于眼内植入后使用污染产品[133]。

2012年,美国首次报道了由离蠕孢霉(Exserohilum rostratum)引起的超过750例真菌性脑膜炎暴发,据称源于通过硬膜外、椎旁或关节注射使用污染甲泼尼龙,死亡率接近8%[67],提高了公众意识。基因分型显示18株分离株之间基因组几乎相同,提示共同感染源[135]。最近,墨西哥和美国报道了两起FSSC脑膜炎暴发(死亡率≈80%),与2022年5月至2023年2月期间在墨西哥杜兰戈和马塔莫罗斯外科手术中接受硬膜外麻醉相关[64,65]。尽管并非所有菌株都经基因分型,但证据提示这是点源感染(表4)。

6.4. 假暴发

除真实暴发外,霉菌也可导致假暴发,必须识别以避免不必要的感染控制措施和抗真菌治疗。假暴发可能源于实验室污染:例如,在保温箱或生物安全柜内。这种情况可在实验室直接管理和调查,通过审慎标本追踪和适当清洁程序后重新分析可疑污染样本,以排除真实暴发。然而,采样设备本身可能遭受污染。在这种情况下,假暴发可能更难检测,因为相同样本的重新分析仍将产生阳性培养。此外,由于污染来源通常唯一,分离株基因分型将识别跨样本和患者的相同基因型。最近,报道了一次影响22名疑似紫孢霉(Purpureocillium lilacinum)皮肤感染的假暴发,持续10个月[11]。所有皮肤样本均在同一诊所通过拭子刮取收集。然而,调查显示临床背景和皮肤病变与P. lilacinum感染不一致。此外,拭子采样期间使用的加注盐水挤压瓶被P. lilacinum污染。WGS SNP基因分型进一步证明临床样本与瓶之间共享相同基因型,确认了设备污染来源。这次假暴发强调了病例发现和评估罕见霉菌作为医疗相关IMDs原因的重要性。

7. 医疗相关IMDs的管理

多学科团队方法不容过度强调,需要临床团队、感染预防与控制人员、建筑基础设施和工程服务、微生物学家和传染病专家、医院行政和医院治理之间的充分沟通。重点应放在(i) IFD患者的最佳实践抗真菌治疗;(ii) 所有患者的安全安置、安全通风和水系统以及安全建筑环境;以及(iii) 相关清洁程序的审查和补救。此外,应讨论IFD监测程序。

讨论每种霉菌感染的优选、二线和挽救治疗及其原理超出本综述范围,但在多个国际IMD管理指南中有详细说明[72,139,140,141]。这些指南涉及抗真菌药物使用和辅助措施如手术和免疫调节;尽可能基于证据,采用推荐分级评估、制定与评价(GRADE)方法评估和分类支持证据体[142,143]。在缺乏证据或证据较弱的情况下,建议通常基于专家意见。

一旦做出诊断,应立即开始抗真菌治疗,或如果怀疑IMD,在治疗临床医生认为适当时尽快开始。抗真菌治疗的时机应在对IMD怀疑强烈时无论环境研究如何,因为许多IMD是医疗紧急情况。

7.1. 安全患者安置

安全患者安置涉及在远离任何已识别环境污染的病房区域护理患者,包括对IMD高风险者使用保护性环境如HEPA过滤房间(见上文)。如果怀疑病例聚集涉及基础设施受损,应立即或在切实可行时尽快将患者转移出该区域,并应仔细考虑抗真菌治疗。安全安置实践还要求消除住院环境中明显的霉菌来源,如盆栽植物和鲜花或干花[39]。

在医院建设或翻新期间,患者安全安置尤其具有挑战性,因为这些活动构成风险增加时期,一些报告观察到建筑工作期间空气传播分生孢子被播散[28,98,130]。然而,在此背景下,许多专家认为空气主要作为传播媒介而非主要来源,尽管在缺陷HVAC系统等情况下源-传播模式可能不清晰[17]。建议采用多学科方法在高风险期间降低IMD风险,包括最小化灰尘播散和患者暴露,确保定期清洁和消毒表面[36]。

具体而言,当出现安全患者安置问题时,注意力常转向空气采样以辅助临床决策(见上文和表2)。然而,值得注意的是,目前没有国际指南定义可接受真菌负荷,也没有不同临床环境空气采样频率建议[85,86]。尽管如此,HEPA过滤环境中不存在机会致病性霉菌(如曲霉属)通常被认为是理想的[19,85,86]。

7.2. 清洁程序

一旦识别到暴发,应对受影响医院病房进行巡视,通过目视检查识别危险,包括风扇设置、开窗、脏空调、管道污染和过滤不足[144]。在识别可能的感染控制违规点后,需要补救。这包括加强清洁:使用霉菌活性消毒剂进行更高频率清洁,以及清洁和消毒空气管道和循环系统[36]。

为防止施工期间孢子传播,建议施工人员不应穿工作区域的室外服装通过临床空间[36]。如果患者无法避免通过施工区域,高风险患者应佩戴N95/P2呼吸器口罩。施工期间可考虑的其他感染预防措施包括粘性垫除尘、拉链墙壁围护、用塑料
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