医学真菌分类学最新进展

刘维达 梁官钊 张美洁 葛力瑜 刘加 董嘉琤 宋歌

(中国医学科学院病原微生物菌(毒)种保藏中心 医学真菌中心，中国医学科学院北京协和医学院皮肤病研究所真菌科，南京 210042)

基于现有的生命科学基本认知，生物主要分为六界，即真核生物(Eukaryote)：原生生物界(Protista)、动物界(Animalia)、真菌界(Fungi)及植物界(Plantae)；原核生物(Prokaryote)：古细菌界(Archaea)及细菌界(Bacteria)。广义真菌包括黏菌(Mycetozoa)、中黏菌(Mesomycetozoa)、卵菌(Oomycota)及狭义的真菌(Eumycota)[1]。

真菌在地球上存在时间尚不清楚，真菌起源亦无确切的结论。真菌细胞既不含叶绿体，也没有质体，是典型异养生物，异养方式有寄生和腐生。最新研究推测，全球范围内真菌包括多达600万种，其中600余种真菌与人类密切相关，可作为常驻菌参与构成人体微生态，亦可作为病原菌而致病，真菌正深刻影响着人类健康、农业、生物多样性、自然生态、工业和生物医学等[2-4]。 研究真菌分类可更好探究真菌进化及亲缘关系，从而揭示生物特性及致病机理，有助于基础研究及分子诊断。随着技术进步，真菌分类学更新频繁，诸多研究团队亦可存在争论。医学真菌主要包括子囊菌(Ascomycota)、担子菌(Basidiomycota)及接合菌(Zygomycota)等，涵盖毛霉菌、皮肤癣菌、念珠菌、隐球菌、马拉色菌、曲霉菌及暗色真菌等。本文对主要真菌分类(尤其是医学真菌分类)的最新进展进行简述，以供参考指正。

1 真菌界及接合菌(Zygomycota)分类变化

近年来，国内医学界对于真菌国际分类的认识尚待更新，目前主要遵循2008年分类系统，依据世界著名的《菌物字典》(Ainsworth & Bisby’s Dictionary of the Fungi, 10thEdition)第10版菌物界划分为7个门、36纲、140目、560科、8283属、97861种[5]。其中7个门包括：壶菌门(Chytridiomycota)、芽枝霉门(Blastocladiomycota)、新丽鞭毛菌门(Neocallimastigomycota)、小丛壳菌门(Glomeromycota)、接合菌门(Zygomycota)、子囊菌门(Ascomycota)及担子菌门(Basidiomycota)。其中接合菌门包含四个亚门，即毛霉亚门(Mucoromycotina)、虫霉亚门(Entomophthorales)、梳霉亚门(Kickxellomycota)及捕虫霉亚门(Zoopagomycotina)。

2018年Tedersoo等[6]基于分子特征(18S、28S rRNA、RPB1、RPB2及EF1)把真菌更新为九大类群，18个门： 罗兹菌门(旧称隐真菌门)(Rozellomycota)、Aphelidiomycota、芽枝霉门、壶菌门、单毛壶菌门(Monoblepharomycota)、新丽鞭毛菌门、油壶菌门(Olpidiomycota)、蛙粪霉门(Basidiobolomycota)、捕虫霉门(Zoopagomycota)、梳霉门(Kickxellomycota)、虫霉门(Entomophthoromycota)、Calcarisporiellomycota、毛霉门(Mucoromycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)、根肿黑粉菌门(Entorrhizomycota)、子囊菌门及担子菌门。2018年Tedersoo等的最新研究是对真菌分类学较大规模的更新，已引起学界广泛关注，但若要被学界广泛接受尚需时间。总体来看，同临床工作者联系比较密切的是既往的“接合菌”变化，该名称现已不再使用。以前接合菌范畴内的毛霉亚门、被孢霉亚门、虫霉亚门及蛙粪霉纲均升为门。然而，针对此最新分类亦存在不统一，CBS属下的MYCOBANK网站分类：既往“接合菌门”分成为毛霉门、虫霉门、蛙粪霉门，毛霉门涵盖3个亚门，即毛霉亚门、被孢霉亚门及球囊菌亚门。另外，国际著名学者Sybren de Hoog教授领衔主编的《Atlas of Clinical fungi》(online版)[7]：医学真菌主要涵盖接合菌门、子囊菌门及担子菌门等，而接合菌门包含毛霉亚门、虫霉亚门及被孢毛霉亚门，虫霉亚门包含虫霉目(Entomophthorales)及虫霉科和耳霉科。另外，参照MycoBank Database网站分类，毛霉目(Mucorales)真菌已经无分为7个科9个属[8]：①横梗霉科(Lichtheimiacede)两个属：横梗霉属(Lichtheimia)和根毛霉属(Rhizomucor)；②毛霉科(mucoraceae)包含两个属：毛霉属(Mucor)和放射毛霉属(Actinomucor)；③枝霉科(Thamnidiaceae)含科克霉属(Cokeromyces)；④根霉科(Rhizopodaceae)含根霉属(Rhizopus)；⑤共头霉科(Syncephalastraceae)含共头霉属(Syncephalastrum)；⑥小克银汉霉科(Cunninghamellaceae)含小克银汉霉属(Cunninghamella)；⑦Saksenaeaceae科含Saksenaea属。

2 皮肤癣菌(Dermatophyte)分类变化

皮肤癣菌属于子囊菌门(Ascomycota)盘菌亚门(Pezizomycotina)，散囊菌纲(Eurotiomycetes)散囊菌目(Onygenales)，裸囊菌科(Arthrodermataceae)，是能侵袭皮肤、毛发、指/趾甲等角化组织，利用角蛋白作为营养的一类真菌。目前已报道的皮肤癣菌50余种，具有亲人性(arthropophilic)、亲动物性(zoophilic)及亲土性(geophilic)。皮肤癣菌分类主要基于精细的综合分类方法(形态学、生物学、系统发生)，其中对人类有致病作用的有20余种。目前，皮肤癣菌最新划分为9 属[9, 10]：毛癣菌属(16个种)、表皮癣菌属(1个种)、奈尼兹皮菌属(Nannizzia)(9个种)、小孢子菌属(3个种)、节皮菌属(21个种)、Paraphyton(3个种)、Lophophyton(1个种)、Cenomyces(1个种)、Guarromyces(1个种)、Epidermophyton(表皮癣菌属)只有1个种，即絮状表皮癣菌(Epidermophytonfloccosum)。Trichophyton(毛癣菌属)具有亲人性或亲动物性，有4个分支(Clade)，即须癣毛癣菌系(T.mentagrophytes-series)、苯海姆毛癣菌系(T.benhamiae-series)、红色毛癣菌复合体(T.rubrum-complex)及T.bullosum。

①红色毛癣菌复合体(T.rubrum-complex)包含10余个种)：红色毛癣菌(T.rubrum)、紫色毛癣菌(T.violaceum)、苏丹毛癣菌(T.soudanense)、T.balcaneum、T.fischeri、T.raubitschekii、T.kanei、T.rodhainii、T.fluviomuniense及T.yaoundei；②须癣毛癣菌系(T.mentagrophytes-series)(7个种)： 断发毛癣菌(T.tonsurans)、马类毛癣菌(T.equinum)、指(趾)间毛癣菌(T.interdigitale)、须癣毛癣菌(T.mentagrophytes)、昆克努毛癣菌(T.quinckeanum)、许兰毛癣菌(T.schoenleinii)、猴类毛癣菌(T.simii)；③苯海姆毛癣菌系(5余个种)(T.benhamiae-series)、同心毛癣菌(T.concentricum)、苯海姆毛癣菌(T.benhamiae)(原Arthrodermabenhamiae)、刺猬毛癣菌(T.erinacei)、疣状毛癣菌(T.verrucosum)及T.eriotrephon；④Microsporum小孢子菌属具有亲人性或亲动物性：小孢子菌属现在只限于奥杜盎小孢子菌(M.audouinii), 犬小孢子菌(M.canis)和铁锈色小孢子菌(M.ferrugineum)，其他原来属于毛癣菌属的物种被归类于Lophophyton、Nannizzia和Paraphyton属；⑤Lophophyton原名鸡禽小孢子菌(Microsporumgallinae)被归类于Lophophyton属，命名Lophophytongallinae，具有亲动物性，主要侵犯鸡肉冠和肉垂，鸡黄癣(Fowl flavus)，人接触也可感染，致体癣和/或侵犯头发引起白癣型头癣；⑥Paraphyton原名为柯克小孢子菌(Microsporumcookei)被归类于Paraphyton属，命名为Paraphytoncookei，具有亲土性，人接触土壤偶可引起体癣；⑦Nannizzia属具有亲土性或亲动物性，现在由9个种组成：N.fulva，N.gypsea，N.nana和N.persicolor以前都包含在Microsporum属中；石膏样小孢子(Microsporumgypseum)改为石膏样奈尼兹皮菌(Nannizziagypseum)、粉小孢子菌(Microsporumfulvum)改为粉奈尼兹皮菌(Nannizziafulva)、猪小孢子菌(Microsporumnanum)改为猪奈尼兹皮菌(Nannizzianana)、杂色小孢子菌(Microsporumpersicolor)改为杂色奈尼兹皮菌(Nannizziapersicolor)；⑧Arthroderma节皮菌属具有亲土性：阿耶罗毛癣菌(Trichophytonajelloi)现在改名为勾状节皮菌(Arthrodermauncinatum)；Trichophytonterrestre(地球毛癣菌)现在改名为Arthrodermainsingulare；⑨表皮癣菌属(Epidermophyton)只有1个种，即絮状表皮癣菌(Epidermophytonfloccosum)。

3 念珠菌(Candida spp.)分类变化

念珠菌属于子囊菌门(Ascomycota)，酵母亚门(Saccharomycotina),酵母纲(Saccharomycetes)，酵母目(Saccharomycetidae)，酵母科(Saccharomycetales)。近年来分类学发生变化，现把念珠菌属主要致病菌分为数个同种复合体(complexes of cryptic species)[11]：①白念珠菌复合体(C.albicanscomplex)包括C.albicanssensustricto(s.s.)、C.dubliniensis和C.africana；②光滑念珠菌复合体(Candidaglabratacomplex)包括C.glabratas.s.、C.bracarensis和C.nivariensis；③近平滑念珠菌复合体(C.parapsilosiscomplex)包括C.parapsilosiss.s.、C.orthopsilosis和C.metapsilosis；④希木龙念珠菌复合体(C.haemuloniicomplex)包括C.haemuloniis.s.、C.haemuloniivar.vulnera及C.duobushaemulonii。其他与希木龙念珠菌复合体亲缘关系密切的菌种，即C.pseudohaemulonii、C.ruelliae、C.heveicola及C.auris。

4 隐球菌(Cryptococcus spp.)分类变化

隐球菌属于担子菌门(Basidiomycota),银耳纲(Tremellomycetes)，银耳目(Tremellales)，隐球酵母科(Cryptococcaceae)隐球菌属(Cryptococcus)，共有37余个种。引起人类致病的主要是C.neoformans和C.gattii，此外也有C.albidus、C.decagattii、C.laurentii、C.deuterogattii、C.uniguttulatus、C.adeliensis、C.humicolus等引起感染的报道[12]。

目前基于11个核酸位点(CAP59、GPD1、IGS、ITS、LAC1、PLB1、RPB1、RPB2、SOD1、TEF1、URA5)将C.gattii/C.neoformansspecies complex分为7个独立的种(C.deuterogattii、C.decagattii、C.gattii、C.tetragattii、C.bacillisporus、C.neoformans、C.deneoformans)[13]。目前不再强调复合体概念,杂合体的概念保留,但仍存在一定的争议。Ashton等[14]对不同国家来源C.neoformansvar.grubii、C.neoformans进行全基因组测序分析发现：临床上基因型VNI型最常见，VNB型进一步分为VNBI和VNBII两亚型，VNBII在临床上更为常见，而南美洲可能为主要的多样性中心；相对于菌株本身而言，地域对基因重组影响小；重组、杂交现象普遍，跨地域分布，具有高度的进化可塑性。此外，基因型VNIa型可进一步分为VNIa-、VNIa-5、VNIa-93、VNIc、VNIb、VNIa-32、VNIa-Y、VNIa-X及VNIa-outlier 9个亚型，VNIa-4、VNIa-5和VNIa-93三种亚型在艾滋病患者中最为常见，其中VNIa-93亚型在Uganda和Malawi最常见，VNIa-4和VNIa-93主要分布于东南亚，VNIa-4亚型感染的患者预后要好。

5 曲霉及青霉菌分类变化

曲霉菌属于子囊菌门(Ascomycota)，散囊菌纲(Eurotiomycetes)，散子囊菌目(Eurotiales)，曲霉科，曲霉属。2019年Steenwyk等[15]利用ML分析(IQ-Tree法、RaxML法)和MrBayes法，对曲霉科81种真菌的基因组序列进行分析，囊括了曲霉属和青霉属在内的5个属，共构建了1668个同源基因组成核苷酸(NT)和氨基酸(AA)的数据矩阵，得出的结论与2016年Koesubé等建立的分类学和命名学研究不完全一致，他证明了曲霉属和青霉属是互为单系的，而原先认为是单系的狭义曲霉菌属(Nigri、Ochraceorosei、Flavi、Cindati、Candidi和Terrei)并非单系[16]。

曲霉科下分为5个属，分别为曲霉菌属(Aspergillus)、青霉菌属(Penicillium)、耐干霉菌属(Xeromyces)、红曲霉属(Monascus) 和拟青霉属(Penicilliopsis)，曲霉属下分为13个亚属45种，包括Nigri、Nidulantes、Versicolores、Usti、Ochraceorosei、Flavi、Circumdati、Candidi、Terrei、Fumigati、Clavati、Aspergillus、Cremei，常见的致病曲霉菌有Nigri亚属组内的黑曲霉(A.niger)，Flavi亚属组内的黄曲霉(A.flavus)，以及Fumigati亚属组内的烟曲霉(A.fumigatus)其中狭义曲霉属较先前研究无改变，仍是Nigri、Ochraceorosei、Flavi、Cindati、Candidi和Terrei。另外，青霉属(Penicillium)下分支有11个亚属35种，包括Fasciculata、Penicillium、Chrysogena、Roquefortorum、Robsamsonia、Ramigena、Canescentia、Lanata-divaricata、Exilicaulis、Citrina和Sclerotiora。

6 马拉色菌(Malassezia spp.)最新分类

马拉色菌属于担子菌门(Basidiomycota)，黑粉菌亚门(Ustilaginomycotina)，马拉色菌目(Malasseziales)，马拉色菌科(Malasseziaceae)，马拉色菌属(Malassezia)。目前已经发现总共18个种。1996年法国学者利用生理生化学及形态学相结合的方法命名了7种马拉色菌：糠批马拉色菌(M.furfur)、钝形马拉色菌(M.obtusa)、球形马拉色菌(M.globosa)、斯洛菲马拉色菌(M.slooffiae)、合轴马拉色菌(M.sympodialis)、厚皮马拉色菌(M.pachydermatis)、限制马拉色菌(M.restricta)；2002—2004年日本学者通过对rDNA测序的方法发现新的菌种：皮肤马拉色菌(M.dermatis)、日本马拉色菌(M.japonica)、纳娜马拉色菌(M.nana)及大和马拉色菌(M.yamatoensis)。动物皮肤中分离出4个新的菌种马马拉色菌(M.equina)、羊马拉色菌(M.caprae)及兔马拉色菌(M.cuniculi)。2016年Prasanna等[17]从印度脂溢性皮炎患者和健康对照者中分离出新的菌种M.arunalokei，Cabanes等[18]自鹦鹉分离出M.brasiliensis和M.psittaci两个种。 2018年Lorch 等[19]自蝙蝠分离出耐低温马拉色菌Malasseziavespertilionis。

马拉色菌鉴定主要依靠核糖体DNA (LSU rDNA)大亚基D1/D2区和内部转录间隔区(ITS) 1/2(包括5.8S rDNA)，最近加入更多位点，包括几丁质合成酶-2 (CHS2)、球状微管蛋白和翻译延伸因子1 (TEF1)等。基于系统基因组学，鉴定出3个主要群[20]: Cluster A，主要为人类皮肤主要菌群，包括M.furfur、M.japonica、M.obtusa及M.yamatoensis；Subcluster B1包括M.globosa和M.restricta，Subcluster B2包括M.sympodialis、M.dermatis、M.caprae、M.equina、M.nana及M.pachydermatis；Cluster C 包括M.cuniculi和M.slooffiae。

7 暗色真菌传统分类

暗色真菌多属于盘菌亚门(Pezizomycotina)，主要包括煤炱目(Capnodiales)、座囊菌目(Dothideales)、格孢腔菌目(Pleosporales)、座囊菌目(Diaporthales)、刺盾炱目(Chaetothyriales)及Venturiales。①格孢腔菌目(Pleosporales)暗色孢科(Dematiaceae)：链格孢属(Alternaria), 离蠕孢霉属(Bipolaris), 弯孢(霉)属(Curvularia)，德氏霉属(Drechslera)，凸脐蠕孢属(Exserohilum)及Dissitimurus属等；②座囊菌目(Dothideales)：暗色枝顶孢属(Phaeoacremonium)、链格孢属(Alternaria)、葡萄状菌属(Botryomyces) 、弯孢属(Curvularia)、离蠕孢属(Bipolaris)、凸脐孢属(Exserohilum)、出芽短梗霉(Aureobasidium)及Corynespora等；③刺盾炱目(Chaetothyriales)：枝孢瓶霉属(Cladophialophora)、外瓶霉属(Exophiala)、着色真菌属(Fonsecaea)、瓶霉属(Phialophora)、喙枝孢属(Rhinocladiella)、维朗那霉(Veronaea)及Cyphellophora属等；④Venturiales：赭霉属(Ochroconis)、Verruconis；⑤煤炱目(Capnodiales)：威尼克何德霉(Hortaeawerneckii)等。

国际上近2年有新发现临床致病菌种，部分如下：①链格孢属新种：Alternariaanthropophila、Alternariaatrobrunnea及Alternariaguarroi[21]；②弯孢霉属新种: 2019年报道Curvulariatamilnaduensis和Curvulariacoimbatorensis[22]；2020年报道Curvulariavietnamensis、Curvulariasuttoniae及Curvulariaparaverruculosa[23]；③格孢腔菌目新属：2020年报道的Gambiomyces(MycoBank MB 835 155)和Gambiomycesprofunda(MycoBank MB 835 156)[24]。

8 针对分类学的思考及展望

①2011年墨尔本18届国际植物学大会呼吁1种真菌1个名称 ( One Fungus & One Name )，已经被最新的命名法规所采纳，将消除有性型和无性型双重命名系统所带来的混乱。但新规则的应用必将引起新分类系统的建立和大量病原真菌属、种名称变化，将会面临诸多研究体系命名更新，存在挑战；②新分类及种水平的变化常与方法学相关，一定程度有利于认识真菌亲缘，探究进化及致病规律。随着分子技术进步，真菌分类日臻变化，不同领域的学者常存在争论，尤其是医学与非医学领域研究者间；③真菌分类有利于病原菌分子诊断，有利于积累病原菌的流行病学数据，但一般并不影响治疗，临床工作者应有理智认识；④近年以分子生物学、遗传学和生物信息学为手段的真菌分子系统学( Fungal molecular systematic)已促使真菌命名法规发生重大变革，这是划时代的改变。但分子分类与形态学分类可存在不一致，亦可导致种属拆分与合并及真菌种名的改变。如何寻求形态鉴定和分子鉴定平衡与统一，如何建立稳定的分类系统，以及如何加强学科之间沟通，将是真菌分类学研究值得深思问题。