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    肺孢子菌肺炎(Pneumocystis jiroveci)綜述

     gypandy 2022-03-13

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    歷史和背景

    History and Background

    1909年的Chagas和1910年的Carinii首先將被發現的肺孢子菌包囊描述為寄生蟲,認為它與枯氏錐蟲(Trypanosoma cruzi)有關。1912年Delanoe夫婦研究了大鼠肺部的肺孢子菌感染并建立了動物模型,明確該蟲種是一種新的病原體,將其命名為卡氏肺孢子蟲(Pneumocystis carinii)。1942年Van der Meer和Brug發現人體中也存在肺孢子菌,1952年Vanek和Jirovec在營養不良兒童及新生兒的“漿細胞間質性肺炎”中發現肺孢子菌,肺孢子菌被確認可以引起人類疾病。20世紀50年代,在接受皮質類固醇和化療藥物的患者中分離出了肺孢子菌,確定了肺孢子菌的新宿主。

    疾病控制中心(CDC)的Peter Walzer根據當時提供的唯一治療劑(噴他脒)對肺孢子菌肺炎進行了流行病學和治療研究。主要根據Walter Hughes在圣裘德醫院(St. Jude’s Hospital)的經驗,乙胺嘧啶、磺胺多辛、甲氧芐啶(TMP)和磺胺甲惡唑(SMX)被開發用于治療和預防肺孢子菌感染,并大大降低了肺孢子菌肺炎的發生率和死亡率;這些藥物通常用于固定組合(TMP-SMX或復方新諾明)。卡氏肺囊蟲病是1980年代第一種被定義為艾滋病的疾病,自1979年以來,在艾滋病毒感染者中造成超過四分之一的社區獲得性肺炎和20多萬例肺孢子菌肺炎。隨著遺傳學的深入研究表明,肺孢子菌是一種酵母而不是原生動物,引起人類感染的肺孢子菌被捷克寄生蟲學家Otto Jírovec更名為耶氏肺孢子菌(P. jiroveci)。2001年的機會性原生生物國際研討會上,與會專家確認,感染人的肺孢子菌稱為耶氏肺孢子菌,感染大鼠的肺孢子菌稱為卡氏肺孢子菌。

    生命周期、結構和分類

    Life Cycle, Structure, and Taxonomy

    在人類和動物中,已經鑒定出肺孢子菌的三種形態:滋養體、包囊和含有孢子的包囊(或稱囊內體)(圖1)。滋養體直徑2-5μmin,圓形或鐮刀形,包含細胞核、線粒體、液泡、偽足和絲狀足,用于有限的運動。包囊的直徑通常在3到6μm之間。細胞壁由三層組成,細胞質含有八個稱為子孢子的多形性囊內卵圓形小體。還發現了另外兩種囊性形式,可能是中間產物,包括空囊或發育中的囊。許多小的表面突起,或管狀擴張,在包囊和滋養體表面形成一個分支網絡。在肺泡中,肺孢子菌產生多種糖蛋白和蛋白酶,這些糖蛋白和蛋白酶可能決定與宿主細胞的相互作用。特異性和非特異性免疫球蛋白、白蛋白、表面活性蛋白、層粘連蛋白、纖維連接蛋白以及其它血清和肺蛋白也覆蓋在肺孢子菌表面。

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    動物模型的研究表明,動物可以在沒有預防治療或呼吸隔離的情況下自發產生肺孢子菌肺炎,也可以通過直接氣管內注射病原進行接種,證明了耶氏肺孢子菌的氣溶膠傳播。體外組織培養中,肺孢子菌可以在上皮細胞或成纖維細胞樣細胞的飼養細胞層上傳代。嚙齒動物源性的肺孢子菌的多次傳代是可能的,但人源性肺孢子菌在體外培養的成功率有限。

    肺孢子菌孢子子體從包囊中出現,并發育成滋養體。這些滋養體成熟形成包囊,然后重復這個循環。肺孢子菌在不同免疫缺陷的宿主中的生長方式也可能不同。核糖體RNA和mRNA序列的系統發育數據支持肺孢子菌屬于真菌分類界(根足綱、黏菌綱、接合菌綱、裂殖酵母綱、脈孢菌綱、念珠菌綱和紅色酵母)而非原生動物寄生界。耶氏肺孢子菌有富含β-葡聚糖的囊壁,該囊壁可被高碘酸-希夫和銀染色。線粒體發育不良,缺乏典型的原生動物細胞內細胞器,可以通過空氣傳播發生感染,這些特點都支持肺孢子菌的真菌分類。

    在肺孢子菌中,缺失了在其它真菌中發現的甘露糖基化蛋白質,可能是一種適應性保護機制,以避免通過甘露糖結合受體被攝取。肺孢子菌的細胞壁富含葡萄糖、甘露糖、膽固醇和植物甾醇,但不含麥角甾醇,這是肺孢子菌對唑類和多烯類抗真菌藥缺乏敏感性的原因,但易受用于治療原生動物感染的藥物(噴他脒、阿托伐醌和磺胺甲惡唑)的影響。肺孢子菌包囊中的β-1,3-葡聚糖是巨噬細胞結合和吞噬的靶點,可以刺激肺部炎癥,并為棘白菌素類抗真菌藥提供靶點。因為肺孢子菌的滋養體中不存在β-1,3葡聚糖。因此,棘白菌素可以促使肺孢子菌的動物模型僅產生滋養體感染。肺孢子菌的主要表面糖蛋白基因(gp120,gpA,MSG)的克隆和測序結果表明,它可能發生抗原變異,這與錐蟲相似。這些數據表明,肺孢子菌具有獨特的系統發育特點。

    感染流行病學與宿主反應

    Epidemiology of Infection and Host Response

    肺孢子菌感染的自然宿主仍然未知。肺孢子菌病可以在免疫功能低下的宿主中引起肺炎。血清學檢測支持亞臨床感染、暴露或定植的可能性。大多數人在四歲時都有暴露于肺孢子菌的血清學證據。肺孢子菌定植在各種宿主(如糖尿病患者、猝死兒童、慢性阻塞性肺病患者甚至艾滋病患者)中的臨床相關性尚不確定。一項研究發現,多達五分之一的人在支氣管肺泡灌洗液中可能含有肺孢子菌DNA。這些數據表明,在易感宿主中,先前的肺孢子菌感染有可能重新激活,成為疾病的潛在原因。然而,關于暴發的數據、通過適當治療可以消除感染的證據、隨后的再次感染以不同的基因型從頭發生,以及疾病發病率的地理變異性共同表明,除了潛在感染的重新激活之外,肺孢子菌的其它傳播方式占主導地位。

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    在動物模型中已經證明了肺孢子菌感染的氣溶膠傳播,并且在臨床環境中出現了感染簇。分子分型研究表明,其中一些暴發可能是由于人與人之間的傳播。也通過聚合酶鏈反應(PCR)在受感染者使用的醫院房間、支氣管鏡檢查室和診所的空氣中檢測到耶氏肺孢子菌DNA。這些暴發是由于人與人之間的傳播還是某些共同的環境來源尚不清楚。一些專家建議在醫院嚴格隔離免疫缺陷患者以防范肺孢子菌肺炎,并在臨床環境中使用口罩;尚未證明這些方法的有效性或必要性。抗菌預防治療仍然是預防易感個體感染的最有效方法。

    在免疫抑制動物身上進行的研究和臨床經驗表明,耶氏肺孢子菌感染者的T細胞免疫缺陷占優勢。然而,免疫保護需要結合先天、細胞和體液免疫反應;肺孢子菌肺炎可發生在通過皮質類固醇、巨細胞病毒(CMV)感染或缺乏體液或細胞免疫功能導致先天免疫受損的個體中。對肺孢子菌的免疫反應通過多種機制被削弱。除了通過抗體、表面活性蛋白和其它宿主和生物體糖蛋白在肺泡中包裹外,肺孢子菌可能存在于生物膜中,從而損害患者的固有免疫功能并減少抗菌藥物的滲透。表面活性蛋白-D(SPDA)可引起肺孢子菌聚集,減少吞噬作用,促進感染,而SPA可改善肺孢子菌和巨噬細胞的結合。

    在我們的實驗室中,已經證明GM-CSF基因敲除小鼠中功能失調的肺泡巨噬細胞能夠結合和攝取肺孢子菌,但不能殺死或消化它們,導致細胞膨脹,含有多個包囊或滋養體,但感染清除不完全(圖2)。這可能反映了肺泡巨噬細胞需要完整的氧化爆發來殺傷肺孢子菌。在其它真菌中,蛋白質甘露糖基化是樹突狀細胞激活和調節細胞免疫反應所必需的;這種蛋白甘露糖基化在肺孢子菌中不存在。

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    肺孢子菌誘導Th1、Th2、Th17和T細胞調節反應;然而,每種T細胞在清除感染中的確切作用尚不確定。使用嚴重聯合免疫缺陷(SCID)小鼠、重組激活基因(Rag)1-/-、Rag2-/-或淋巴細胞補充小鼠建立的免疫缺陷動物模型表明,CD4 T細胞的丟失使哺乳動物易受肺孢子菌肺部感染。在SCID的重組實驗中,肺孢子菌的保護性免疫可通過輸注CD4 而非CD8 T細胞(在沒有抗體的情況下)或通過抗體補充(在沒有T細胞的情況下)產生。接受抗CD40配體(CD40L)抗體的SCID小鼠不能分解肺孢子菌,也不能產生抗肺孢子菌的抗體。這一觀察結果表明,不僅CD4 細胞需要CD40配體結合,而且T細胞和抗原呈遞細胞在清除肺孢子菌過程中也需要相互作用。CD8 細胞在促炎性細胞因子和趨化因子的產生以及肺孢子菌的肺損傷中起主要作用,并且需要GM-CSF來對抗肺孢子菌。抗原轉換在限制適應性免疫反應效果中的作用尚不確定。然而,經過適當治療后,在同一人類或動物宿主中復發的肺孢子菌感染通常表現出新的抗原和基因類型,而不是先前菌株的重新出現。B細胞也可能通過CD40L在T細胞對肺孢子蟲的激活中發揮作用。與患者一樣,免疫重建的小鼠會產生肺部過度炎癥反應。

    肺孢子菌存在四大類易感宿主:(1)先天性T細胞或B細胞免疫缺陷;(2)由免疫抑制療法或化療,尤其是皮質類固醇引起的;(3)HIV感染中的一種機會病原體;(4)在營養不良的易感新生兒和嬰兒中的流行性感染。在這些人群中,既往呼吸道病毒感染、巨細胞病毒感染和既往肺部疾病可能導致肺孢子菌肺炎,癥狀通常在免疫重建過程中出現。在大多數HIV陰性、免疫缺陷的患者中,肺孢子菌肺炎的患病風險約為5%至15%。

    在HIV感染患者中,CD4 T細胞的逐漸耗竭預示著肺孢子菌肺炎的發病風險,盡管CD8 T細胞可能在應對肺孢子菌感染中發揮重要作用。在HIV陽性個體中,肺泡巨噬細胞吞噬肺孢子菌的功能降低高達74%,當CD4 細胞計數低于200/mm時,肺泡巨噬細胞的吞噬功能進一步下降。被動轉移免疫CD8 效應T淋巴細胞可保護小鼠抵抗肺孢子菌肺炎。持續性中性粒細胞減少或低丙種球蛋白血癥也會增加肺孢子菌肺炎的風險。小鼠被動免疫球蛋白轉移沒有明顯的保護作用。

    肺孢子菌感染的風險是可預測的,應允許有針對性的預防,并建議臨床醫生對受影響的個體進行診斷。對116例HIV陰性的肺孢子菌肺炎患者的回顧性研究反映了肺孢子菌肺炎的主要危險因素,其中30.2%患有血液系統惡性腫瘤,25%為器官移植受者,22.4%患有炎癥性疾病,12.9%患有實體瘤,9.5%患有其他疾病。90.5%的患者使用皮質類固醇。中位日劑量為30mg強的松;然而,25%的患者每天僅服用16mg強的松。診斷為肺孢子菌肺炎前的皮質類固醇治療的平均持續時間為12周。然而,25%的患者在服用皮質類固醇8周或更短時間后出現肺孢子菌肺炎。特定的免疫抑制藥物可能不如由多種因素(潛在惡性腫瘤或肺部疾病、免疫抑制、免疫細胞數量和質量或低丙種球蛋白血癥、年齡和病毒共感染)組合產生的免疫抑制的整體狀態重要。

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    實體器官移植后,在前6個月、口服皮質類固醇治療后3至6個月(超過15-20mg強的松當量)以及免疫抑制增強期間發生肺孢子菌肺炎的風險最大,如使用大劑量皮質類固醇治療移植物排斥反應后,使用淋巴細胞消耗抗體療法或CMV感染后。根據廣泛實施預防措施之前的研究,實體器官移植受者感染的總發生率為5%至15%。在器官移植中使用鈣調神經磷酸酶抑制劑代替硫唑嘌呤可增加肺孢子菌肺炎的發病率。肺和肺心聯合移植受者的發病率最高。這些患者群體以外的人群發生肺孢子菌肺炎應表明這些患者存在流行病學危險因素或不明原因的免疫缺陷。在實體器官移植受者中,預防措施的不一致使用與肺孢子菌肺炎的爆發有關。肺孢子菌肺炎還使雷帕霉素肺綜合征復雜化。雷帕霉素肺綜合征是一種接受西羅莫司免疫抑制的實體器官移植受者發生彌漫性肺浸潤的特殊綜合征。肺孢子菌肺炎不應發生在接受甲氧芐啶-磺胺甲惡唑(TMP-SMX)有效預防的患者中。

    在未經治療的艾滋病中,隨著CD4 淋巴細胞計數逐漸下降至每立方毫米200個細胞以下或淋巴細胞總數的20%以下,患肺孢子菌肺炎的風險增加。與T淋巴細胞數量的相關性是,隨著CD4 淋巴細胞計數從100-200/mm3下降到100/mm3以下,感染率幾乎翻了一番。在HIV患者中,之前發生的肺孢子菌肺炎是肺孢子菌肺炎風險的獨立預測因素。很少有肺孢子菌肺炎發生在CD4 淋巴細胞計數大于200個細胞/mm3的情況下,應該從這個CD4 淋巴細胞計數水平開始為此類患者提供預防。在不屬于這個CD4 淋巴細胞計數水平的人中發生肺孢子菌肺炎感染,也許說明該患者存在接觸肺孢子菌感染者、有其它免疫抑制效應(例如,與CMV共感染、淋巴瘤或中性粒細胞減少癥)或處于HIV感染的快速進展期。在HIV患者中,肺孢子菌肺炎與循環HIV病毒載量的相關性尚不明確。從醫學史上看,在齊多夫定有效抗病毒作用期間,艾滋病患者肺孢子蟲肺炎的發病率降低了一半。在接受高效抗逆轉錄病毒療法(HAART)治療6個月以上的患者身上觀察到了更為顯著的效果。這些患者通常能夠避免肺孢子菌肺炎的初級預防。與靜脈吸毒者相比,與感染艾滋病毒的男性發生性關系的男性的肺孢子菌感染率似乎翻了一番。在缺乏有效預防或HAART治療的情況下,預計超過80%的艾滋病患者會發展出肺孢子菌肺炎。臨床上,癥狀性感染可能在免疫抑制劑停藥期間出現,或作為艾滋病HAART免疫重建綜合征的一部分出現。這與易感宿主機體產生的有限炎癥反應的表現一致。

    在兒童中,流行病學研究表明肺孢子菌肺炎可能發生在病毒感染后,在社區意外死亡的嬰兒中尤為突出。Beard等人證明,與感染HIV的成年患者的標本相比,嬰兒標本中似乎存在不同的肺孢子菌菌株。這表明不同的毒株在未感染艾滋病毒的嬰兒和感染艾滋病毒的成人中傳播。

    臨床表現

    Clinical Presentation

    耶氏肺孢子菌肺炎表現為明顯的低氧血癥、呼吸困難、無痰性咳嗽,通常伴有發熱,所有這些癥狀的嚴重程度都與血液或影像學檢查結果不成正相關。

    • 在器官或干細胞移植受者或皮質類固醇治療者中,肺孢子菌肺炎的進展通常為急性或亞急性。患者的臨床表現常因免疫抑制或肺水腫、肺移植排斥反應或器官功能障礙以及伴隨感染等過程而改變。在接受抑制劑治療的患者中,肺孢子菌肺炎的臨床和放射學進展通常會加快。

    • 肺孢子菌在艾滋病患者中的演變比在艾滋病毒陰性患者中更為緩慢(通常為2至5周);體重減輕可能是突出的表現。隨后的感染進展得更快。在HIV陰性的肺孢子菌肺炎中,肺部受累通常更嚴重,動脈氧分壓較低,呼吸衰竭更頻繁。

    • 先前存在的肺部疾病(如環磷酰胺肺、肺纖維化和COPD)或其它感染(如CMV、軍團菌和分枝桿菌)會加劇肺孢子菌感染的演變。

    在沒有接受HAART治療的艾滋病患者中,肺孢子菌肺炎的表現因各種因素而改變。使用霧化噴他脒或亞治療水平的其它抗生素(如氨苯砜或阿托伐醌)進行預防可能延遲或改變疾病的臨床表現,并混淆診斷分析。超過一半的肺孢子菌感染患者將檢測到CMV和其它病原體的共同感染。CMV、莢膜組織胞漿菌、曲霉屬、軍團菌屬或分枝桿菌感染可能導致體質癥狀、低氧血癥和肺部病變的出現。與HAART相關的免疫重建綜合征可能顯示無臨床感染癥狀或進行性加重的低氧血癥。

    在艾滋病出現之前,肺孢子菌已經在人體肺外部位被發現,但轉移性感染在未經治療的艾滋病患者中更為常見。即使在未經治療的艾滋病患者中,肺外肺孢子菌感染的發生率也可能不到1%。有人提出,但未經證實,易感艾滋病患者在接受噴他脒預防性治療(靜脈注射或吸入)時可能更容易發生肺外疾病,因為這種藥物在肺部積聚,全身的有效藥物水平不夠。臨床醫生必須對肺部以外的感染高度懷疑。肺外感染患者的呼吸道感染可能很少或不存在。除肝臟和脾臟外,肺外感染的部位還包括眼睛、耳朵、淋巴結、胸腺、皮膚、乳突、腹水、胃腸道和大網膜、胸膜、腎臟、骨髓、胰腺和腎上腺,據報道,肺外感染可能是血栓栓塞性疾病的病因,由耶氏肺孢子菌引起的血管炎是手指缺血性壞死的原因,并且與組織活檢中的肉芽腫性炎癥有關。

    診斷

    Diagnosis

    • 肺孢子菌肺炎表現為低氧血癥和發熱,但無明顯痰液生成,胸片顯示彌漫性間質病變。

    • 肺孢子菌肺炎的影像學表現取決于患者的基礎疾病、免疫抑制程度和感染持續時間。早期肺孢子菌肺炎表現為細小、雙側、肺門周圍或彌漫性浸潤,進展為間質性肺泡蝶型彌漫性病灶;浸潤通常從肺門區擴散到肺外周或基底部。盡管進行了治療,但肺部病灶通常會進展,并在3到5天內逐漸實化。肺孢子菌肺炎的異常影像表現很常見,包括結節、單側浸潤、胸腔積液、氣胸、淋巴結病變或肺葉實變。耶氏肺孢子菌可重疊感染真菌或分枝桿菌。接受霧化噴他脒治療的患者的突破性病變在胸片上主要或僅表現在上肺葉。在肺移植患者中,移植物排斥反應、感染(流感、巨細胞病毒)以及兩者的聯合病變會在胸片上產生相似表現。化療、免疫抑制和中性粒細胞減少可能導致肺孢子菌肺炎患者無明顯影像學表現。接受癌癥免疫治療(如免疫檢查點抑制劑)的患者可能有放大的影像學表現。先前存在的或同時發生的其它肺部感染或異常肺淋巴管(心臟、肺或肝移植后)可進一步改變肺孢子菌肺炎患者的肺部影像學表現。胸部CT通常可以顯示常規胸片無法識別的異常,當患者的胸片未顯示明顯異常,卻與患者的臨床表現不一致時,應進行肺部CT檢查。肺孢子菌肺炎患者的核醫學掃描是非特異性的,除了正常的掃描結果用于排除診斷外,對肺孢子菌肺炎的診斷幾乎沒有幫助。在疾病的早期可以觀察到異常的正電子發射斷層掃描(PET)圖像。

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    沒有用于診斷肺孢子菌肺炎的肺部進展情況的特異性指標 。許多患者會出現PO2低于60毫米汞柱的呼吸性堿中毒。在肺孢子菌肺炎中,血清乳酸脫氫酶(LDH)通常超過300 IU/ml。低氧血癥伴有靜脈和動脈氧分壓差梯度升高;治療開始時靜脈和動脈氧分壓差超過30毫米汞柱的梯度與高死亡率相關(并且是輔助使用皮質類固醇治療的指征)。治療成功后,LDH和動靜脈氧合梯度均恢復正常。在肺孢子菌肺炎患者的血清中可以檢測到血管緊張素轉換酶(ACE)(也是非特異性的)。(1-3)β-D-葡聚糖(BDG,G試驗)分析具有較高的靈敏度(>90%)和較低的特異性(低于80%),以及較差的疾病分辨跟蹤能力。診斷肺孢子菌肺炎的生物標志物是一個重要的研究領域。對包括血清BDG、Krebs von den Lungen-6抗原(KL-6)、乳酸脫氫酶(LDH)和S-腺苷蛋氨酸(SAM)在內的肺孢子菌肺炎生物標記物的研究表明,BDG最可靠,其次是KL-6、LDH和SAM。BDG/KL-6聯合試驗是診斷肺孢子菌肺炎最準確的血清學方法,敏感性94.3%,特異性89.6%。抗體檢測在急性感染中靈敏度較低,在免疫抑制患者中通常為陰性;艾滋病患者的反應甚至更低。在一些患有肺孢子菌肺炎的腎移植受者中觀察到了甲狀旁腺激素非依賴性高鈣血癥,這可能是激活的肺泡巨噬細胞產生1,25-(OH)2D3的產物。肺孢子菌肺炎患者的血清降鈣素原濃度通常升高,但對診斷沒有幫助。

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    通過發現肺組織或呼吸道分泌物中的微生物,可對肺孢子菌肺炎進行定性診斷。在患者接觸霧化高滲鹽水20至30分鐘后收集誘導痰樣本。標本的粘液狀、無色素部分可以用于制備涂片。甲苯胺藍O或Gomori甲胺銀染色僅用于發現包囊,在肺孢子菌中占5%至10%。Giemsa、Wright's或Diff-Quik染色同時檢測囊內體(子孢子)和滋養體,這是肺泡中肺孢子菌最常見的生物體形式。當單克隆抗體染色不可用時,鈣氟白色和銀色染色的常規應用最有預測價值。選擇的檢查方式通常是誘導痰檢查,結合耶氏肺孢子菌的直接免疫熒光染色,以及常規涂片和細菌及真菌培養。任何單一呼吸道樣本的陰性涂片均不能用于排除肺孢子菌肺炎。初步篩查應包括多個誘導痰樣本;應盡早考慮支氣管鏡檢查和肺泡灌洗,以確定具體診斷,避免治療毒性(尤其是在腎功能不全的情況下),并確定共同致病因素。建議使用免疫熒光單克隆抗體對所有呼吸道樣本進行肺孢子菌肺炎染色,或使用銀染色和多色染色對組織活檢進行染色,以提高產量。診斷共同感染應該是一個優先事項。

    對肺孢子菌肺炎來說,常規聚合酶鏈反應(PCR)和巢式PCR提高了診斷的敏感性和特異性,但常規使用可能過于敏感;定量PCR的截止值尚未確定。定量NAT(qNAT)檢測肺泡灌洗液中的微生物的能力比顯微鏡更靈敏。肺泡灌洗液樣本的檢測結果可與定量PCR和血清(1-3)β-D-葡聚糖(BDG,G試驗)分析一起用于推定診斷。對血液樣本使用NAT進行檢測的有效性尚未得到驗證。β-D-葡聚糖檢測呈陽性并不能排除其它真菌感染。

    在受感染個體和器官移植受者中肺孢子菌肺炎爆發的流行病學調查中,測序已證明存在多個肺孢子菌菌株。基于深度焦磷酸測序確認,肺孢子菌肺炎通常是由多個菌株引起的。NAT分析適用于檢測甲氧芐啶和磺胺甲惡唑的耐藥突變(即二氫翼酸合成酶突變);考慮到全劑量TMP-SMZ的臨床反應,即使存在明顯的耐藥性和DHPS突變,在臨床上也不太重要。對阿托伐喹酮的耐藥突變(細胞色素b突變)也被認為與心臟移植受者的預防相關。

    肺孢子菌感染的肺的組織病理學是獨特的。空氣空間充滿泡沫狀嗜酸性滲出物,呈蜂窩狀;肺泡內滲出物由生物體、大量表面糖蛋白、來自肺部的蛋白樣滲出物以及巨噬細胞和炎性細胞碎片組成。同時,多形核白細胞和淋巴細胞浸潤肺泡間質。肺部分布的斑片狀陰影是常見的。在動物模型中,接種耶氏肺孢子菌可誘導中性粒細胞浸潤,并迅速(2至3天)被淋巴細胞和巨噬細胞取代。同樣,在移植受者中,盡管患者的淋巴細胞減少或接受鈣調神經磷酸酶抑制劑治療,肺孢子菌可以引起急性淋巴細胞和中性粒細胞為主的肺浸潤,隨后是巨噬細胞浸潤和病原的清除。浸潤淋巴細胞主要是CD4/8比值正常的T細胞。這與患有急性肺孢子菌感染的艾滋病患者中巨噬細胞和中性粒細胞為主的浸潤的表現不同。

    在沒有微生物病原學診斷的免疫抑制的肺炎患者中應考慮侵入性診斷。可能需要肺泡灌洗(如有可能,進行活檢)、放射引導下的針吸活檢(用于可觸及的囊性或腫塊病變)或開放式肺活檢。具體檢查的選擇取決于患者的臨床狀況和機構可用的檢測技能。試圖通過使用藥物進行經驗性治療來避免使用侵入性檢查可能導致醫療風險和本不需要的副作用發生,錯過診斷合并感染的病原,以及延遲有效治療。因為在非HIV感染的肺孢子菌肺炎宿主中,機體負擔通常較輕,因此痰檢可能較不易顯示陽性結果,支氣管鏡肺泡灌洗的檢查結果的陽性率較高。如果存在彌漫性肺部疾病,應從上肺葉進行灌洗。多次經支氣管活檢將提高對病原的檢測率,但會增加風險。當懷疑有其它伴隨過程,且初步檢查無陽性發現時,開放式肺活檢最有幫助。已經觀察到肺孢子菌與其它病原體可以合并感染,尤其是巨細胞病毒感染。CMV感染抑制巨噬細胞/單核細胞反應,并減少T細胞動員。在心肺聯合移植受者中,感染其它病原體也是常見的。這些因素將使管理復雜化。在尋找共同感染因子時,通過培養證明CMV感染對同時存在的CMV疾病沒有幫助;真正的CMV肺炎患者的血液中的病毒載量通常呈陽性。對于CMV和肺孢子菌的共同感染,可能需要對這兩個病原都進行治療。

    治療

    Treatment

    •  可用于肺孢子菌肺炎的藥物及藥物組合包括:TMP-SMX,噴他脒(Pentamidine),阿托伐醌(Atovaquone),伯氨喹和克林霉素(Primaquine andclindamycin),氨苯砜和甲氧芐啶(Dapsone and trimethoprim),乙胺嘧啶和磺胺嘧啶(Pyrimethamine and sulfadiazine),大環內酯和磺胺甲惡唑(Macrolide and SMX),卡泊芬凈和TMP-SMX(Caspofungin and TMP-SMX)等。實踐建議包括使用TMP-SMX作為一線藥物和首選藥物。沒有一種藥物的療效優于TMP-SMX。在嚴重感染中,靜脈注射(IV)噴他脒可能仍是TMP-SMX后的第二線藥物。噴他脒治療可能因多種毒性作用而復雜化,包括引起胰腺炎、低血糖和高血糖、骨髓抑制、腎功能衰竭和電解質紊亂。大多數專家建議胰腺移植受者完全避免使用該藥物,因為它可能導致胰島細胞壞死。

    • 盡管缺乏HIV人群以外的證據,但應在進行性低氧血癥(室內空氣中paO2<70mmHg)的早期服用輔助性皮質類固醇,最好在開始抗菌治療的72小時內使用。皮質類固醇的最佳劑量尚未確定,但建議每天給予40至60mg強的松(或等效物),每次2至3次,持續5至7天,然后在10至14天內逐漸減少,以避免反彈性肺炎。

    • 抗菌治療的持續時間應至少為14天;通常需要更長的療程。

    • 輔助措施,如集落刺激因子(G-CSF或GM-CSF)和減少免疫抑制劑等措施尚未進行臨床試驗。

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    預防

    Prevention

    可用于預防肺孢子菌肺炎的藥物及藥物組合包括:TMP-SMX,氨苯砜(Dapsone),阿托伐醌(Atovaquone),噴他脒(Pentamidine),克林霉素和乙胺嘧啶(Clindamycin and pyrimethamine)等。在動物模型中,通過適當的初始治療可以預防肺孢子菌肺炎的復發;在免疫缺陷無法逆轉的患者中,再感染很常見。患有原發性免疫缺陷(即嚴重聯合免疫缺陷、特發性CD4 T淋巴細胞減少癥和高IgM綜合征)的患者是預防治療的候選者。大多數器官移植中心都使用抗肺孢子菌藥物;風濕性疾病或化療患者的預防策略更為多變。在異基因干細胞受體中,預防從植入時開始,持續6個月。隨著風險因素的增加,需要維持預防治療,如移植物抗宿主病(GVHD)或自身免疫性疾病的持續或增加免疫抑制、CMV的復發或活動性感染、高劑量皮質類固醇治療的延長療程(例如,每天>15–20mg強的松至少4周)或中性粒細胞減少癥的延長。對于接受皮質類固醇治療且具有某些免疫缺陷的患者(例如血液系統惡性腫瘤,尤其是急性淋巴細胞白血病),應考慮進行預防治療。免疫抑制劑的聯合使用也會增加肺孢子菌肺炎的風險,尤其是含有環磷酰胺的類固醇、酪氨酸激酶抑制劑、替莫唑胺、包括抗CD52(阿來單抗)的T淋巴細胞耗竭劑、氟達拉濱、含利妥昔單抗的依地立西布和腫瘤壞死因子抑制劑。既往有肺孢子菌肺炎發作的患者也有再感染的風險。在淋巴細胞計數恢復正常之前,應維持預防措施;正常免疫功能的恢復可能滯后于細胞計數。

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    在器官移植患者中,肺孢子菌肺炎的風險通常在移植后的前6個月最高,盡管上述特征可能有延長的風險。對于移植前接受免疫抑制藥物治療的患者,如自身免疫性疾病患者,肺孢子菌肺炎可能更早發生。從歷史來看,在器官移植受者中至少有3-5%的肺孢子菌肺炎發生率被認為是預防治療的閾值;目前的發病率尚不清楚。一般來說,建議所有實體器官移植受者在移植后至少6至12個月內預防抗肺孢子菌。對于肺和小腸移植受者,以及任何有肺孢子菌感染史的移植患者,通常需要終身預防治療。心臟和肝臟移植通常采用終身預防治療,這取決于免疫抑制的總體風險和強度。在移植排斥反應治療期間需要重新開始預防治療。

    TMP-SMX是預防肺孢子菌肺炎的首選藥物。由于療效、藥物副作用和成本的原因,所有其它預防性藥物應被視為二線藥物。TMP-SMX還具有預防其它機會性病原體的潛在優勢。最常見的例子是弓形蟲,盡管TMP-SMX也可以預防一些社區獲得性呼吸道病原體、胃腸道感染和尿路病原體。TMP-SMX的副作用需要監測。骨髓抑制可能發生(通常僅在腎功能衰竭和更高劑量時發生),并通過同時服用其它骨髓抑制劑而增強。皮疹很常見,從良性反應到Steven-Johnson綜合征。其它潛在影響包括肝炎、間質性腎炎、無菌性腦膜炎和胰腺炎。甲氧芐啶具有抑制鉀和肌酐分泌的能力,導致高鉀血癥和血清肌酐升高,這不一定反映真實的腎功能。

    氨苯砜被用作預防肺孢子菌肺炎的二線藥物;有些人將氨苯砜與乙胺嘧啶聯合使用,每周一次,每次25至50毫克。它也是預防弓形蟲的有效藥物。盡管不能接受TMP-SMX治療的患者可能耐受氨苯砜,但不建議使用氨苯砜治療TMP-SMX的嚴重副作用患者,包括脫皮、中性粒細胞減少、嚴重腎炎或肝炎,或有既往史的葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G6PD)缺乏患者。氨苯砜最常見的相關副作用包括溶血性貧血和高鐵血紅蛋白血癥。一般來說,這些癥狀與G6PD酶缺乏有關,盡管G6PD缺乏不是先決條件。這些副作用通常未被認識到。

    阿托伐醌在HIV人群中得到了很好的研究,在固體器官移植受者的小型前瞻性試驗中也得到了研究,劑量為1500毫克,每天口服一次。阿托伐喹酮僅在懸浮液中可用,它通過抑制易感肺孢子菌的線粒體電子傳遞發揮作用。脂肪食物可促進藥物吸收,腹瀉時可減少藥物吸收。皮疹和胃腸道不適是最常見的副作用。肝轉氨酶增加很少被注意到。雖然理想的劑量可能還不清楚,但每天服用1000毫克或更少藥物的患者出現突破性感染的情況已有發現。阿托伐醌也可能具有抗弓形蟲病緩殖子的活性,和TMP-SMX以及氨苯砜類似。

    感控事項

    Infection Control Issues

    耶氏肺孢子菌在自然界中沒有確定的貯藏所,有可能通過空氣傳播,但人與人之間的傳播尚未得到證實。無癥狀攜帶者或受感染的免疫功能低下者在傳播中的作用尚不清楚。在多個中心的移植受者中描述了醫院群集感染。一些研究已經進行了分子基因分型,證明了分離菌株的相關性,并加強了醫院獲得感染的論點。使用NAT可以在醫院病人護理室的空氣樣本中檢測到肺孢子菌。一些作者建議免疫功能低下的肺孢子菌肺炎患者進行呼吸道隔離。對易感患者進行預防治療可能更有效。目前缺乏關于肺孢子菌肺炎的醫院感染控制的基于數據的建議。

    來源FBI醫刊,翻譯浙江大學醫學院附屬第一醫院感染科畢晟,原文Fishman, J. A. (2020). Pneumocystis jiroveci. Seminars in Respiratory and Critical Care Medicine, 41(01), 141–157.

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