儿童非结核分枝杆菌病研究进展

郭倩 申晨

迄今为止，共发现200余种非结核分枝杆菌(non-tuberculous mycobacteria，NTM)，其中120种对人有致病性[1]。NTM属于条件致病菌[2]，不仅存在于自然环境中，也在供水管道、建筑园艺等人工环境中广泛存在[3]。虽然大部分NTM为寄生菌，仅少部分对人体致病，但当儿童存在基础肺部疾病或免疫力低下时，则容易发生NTM感染，引起淋巴结炎、皮肤和软组织及肺部感染，甚至播散性疾病等[4-6]。儿童NTM病最常见的病原体是鸟分枝杆菌复合群(Mycobacteriumaviumcomplex，MAC)，其次是嗜血分枝杆菌(Mycobacteriumhaemophilum)[7]。由于NTM病临床症状和病理表现不典型、鉴别诊断复杂，特别是在结核病高发地区，或对NTM病临床研究较少、缺乏快速菌种鉴定技术的地区，儿童NTM病极易被误诊漏诊。目前，我国对儿童NTM病相关报道较少，为进一步提高对儿童NTM病的认识，加强儿童NTM病的诊治管理，笔者从NTM分类、流行病学特征、致病机制、诊断和治疗等方面展开综述。

一、NTM分类

随着基因分型和分子生物学技术的不断发展，新的NTM菌种及亚种被陆续发现。目前，国际对NTM菌种多采用《伯杰系统细菌学手册》分类法[8]，将NTM根据其生长速度分为快速生长型和缓慢生长型。而国内多采用《伯杰系统细菌学手册》分类法和Runyon分类法相结合来对NTM进行分类，其中，Runyon分类法是根据NTM生长温度、速度、菌落形态、色素产生及与光反应的关系将NTM菌种分为：(1)光产色菌(Ⅰ组)：指在固定培养基中，菌落不见光时为淡黄色，光照后变橙色或黄色；以堪萨斯分枝杆菌、海分枝杆菌、猿分枝杆菌为主；(2)暗产色菌(Ⅱ组)：指在无光处培养时菌落为黄色或红色，若一直曝光培养，则颜色逐渐加深，如瘰疬分枝杆菌和戈登分枝杆菌；(3)不产色菌(Ⅲ组)：指无论光照与否，菌落均不产生色素，如鸟分枝杆菌复合群和胃分枝杆菌；(4)快速生长菌(Ⅳ组)：指在 3～5 d内即有肉眼可见菌落出现，如偶发分枝杆菌和脓肿分枝杆菌。

二、NTM的流行病学特征

研究表明，韩国2007—2016年这10年间儿童NTM病的发病率由6.0/10万增加到19/10万[9]，捷克2003—2018年儿童NTM发病率从0.04/10万上升至1.4/10万[1]，而我国因无需向中国疾病预防控制中心上报而缺乏相应患病例数和发病率等数据。据相关统计，广东等东南沿海地区NTM病的发病率最高，可高达16%，而东北等天气较寒冷的非沿海地区，NTM病的发病率最低(2.7%)，且仅有9个菌种，说明我国NTM感染率呈东部地区高于中部地区、南方高于北方、气候温和地区高于严寒地区等地域特点[10]。与国外认为NTM病具有季节性，冬末至春季发病率最高，秋季发病率最低的结论一致[4]。另有研究表明，在芬兰卡介苗覆盖率下降后，NTM病的患病率却迅速上升，说明卡介苗的接种可以降低机体NTM感染率[11]。

结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis，MTB)主要通过呼吸道传播，被感染后宿主多有午后低热、盗汗等全身症状，且80%好发于肺部。而NTM可通过不同途径感染，如呼吸道吸入、皮肤和软组织创伤后直接感染[7]，且被感染后患者全身症状多不明显。另外，NTM可在生物合成材料中形成生物膜，对常规抗生素及含氯消毒剂具有天然抵抗作用[12]。目前，最常见的儿童NTM病为NTM淋巴结炎，其次是皮肤及软组织感染和NTM肺病[4]。尽管研究发现脓肿分枝杆菌感染患者可能在物理治疗或肺功能测试期间通过气溶胶与其他NTM菌种存在交叉感染，但仍缺乏人群间相互传播的可靠证据[13]。

三、NTM的致病机制

NTM的诸多毒力因子在NTM病的发病机制中起着重要作用。研究证实，在有基础肺部疾病如慢性支气管扩张、囊性纤维化及使用生物材料等患者中，NTM生物膜的形成是NTM病的诱发因素[14-16]，可影响NTM传播方式、抑制抗生素渗透并致其抗菌性失活。此外，存在于部分NTM(如MAC、偶发分枝杆菌和耻垢分枝杆菌等)外层的糖肽类脂(glycopeptide lipid，GPL)是主要的分枝杆菌类脂，具有免疫抑制作用，并可通过诱导多种细胞因子来影响机体对NTM感染的免疫应答，这可能是NTM致病的主要原因。

与MTB致病过程类似，当NTM经呼吸道、皮肤等途径感染宿主后，中性粒细胞会迁移至感染部位，杀灭大量NTM；而少量未被清除的NTM则可通过吞噬细胞表面表达Toll样受体2(toll-like receptor 2，TLR2)和TLR4识别，并将其提呈至活化的T细胞[17]。另有研究表明，NTM可刺激机体TLR2和TLR4基因表达上调，促进巨噬细胞凋亡，其细胞早期凋亡水平的差异与分枝杆菌的毒力有关，即巨噬细胞凋亡率低的分枝杆菌更容易存活[18]；另一方面，在溶酶体的作用下，巨噬细胞会消化吞噬的部分NTM，其抗原产物和菌体成分会被进一步运送至淋巴结，通过一系列途径激活多种效应细胞释放大量细胞因子来发挥免疫调节作用，但由于NTM属于胞内致病菌，可引发不完全吞噬，导致少量NTM滞留在巨噬细胞内并进一步生长繁殖[17]。

Wang等[19]研究指出，耻垢分枝杆菌和脓肿分枝杆菌可诱导巨噬细胞向M1型极化，并促进一氧化氮(NO)、γ-干扰素(IFN-γ)、IFN-α、白介素-6(IL-6)等因子表达；在向M1型极化过程中，一种高迁移率非组蛋白N2(high mobility group protein N2, HMGN2)可被自发诱导。研究表明，HMGN2缺乏可通过增强核因子促炎信号通路NF-κB(nuclear factor-kappaB)和激活丝裂原活化蛋白激酶MAPKs(mitogen-activated protein kinases)信号转导通路来促进M1标记物的表达和NO的产生，其在巨噬细胞抗NTM的免疫方面具有重要作用。IFN-γ的分泌对于宿主清除NTM也至关重要，一方面，其可促进巨噬细胞激活，使其表达更多的主要组织相容性复合物(major histocompatibility complex，MHC)Ⅱ类分子和NO，促进吞噬体和溶酶体的融合，有助于清除体内的分枝杆菌[19]；另一方面，IFN-γ可通过影响内吞途径改变吞噬体膜的形成，调节吞噬体的活性和转化[20]。此外，NTM还可抑制吞噬体的酸化和成熟，减弱宿主对NTM的免疫应答，从而为自身存活提供条件[17]。

四、儿童NTM病的临床表现

不同NTM病原体致病可累及不同脏器，其临床表现也不同[2]，主要以局部症状为主。

1.NTM淋巴结炎：是儿童最常见的NTM疾病，占总感染率的75%～85%[21]，且80%发生在5岁以下儿童，50%发生在3岁以下儿童[7]，女童稍多于男童[5]。一般表现为时间较长的单侧淋巴结肿大史，可持续数周至数月，面部、下颌下[21]和宫颈区淋巴结为其常见累及部位，腹股沟或腋窝淋巴结炎则少见[5]。其致病病原体通常是生长缓慢的分枝杆菌，其中MAC占76%。

部分NTM淋巴结肿块未经干预可能也会自然消退，但通常会进一步液化成更大的肿块[22]，但肿块通常无压痛或有轻微压痛[4]。特别是儿童颈面部淋巴结炎，其临床表现可以随着NTM感染的加重而出现4个阶段的变化[23]：第一阶段，局部出现无痛、牢固、血流加快的肿块；第二阶段，按压肿块可以波动；第三阶段，局部皮肤逐渐变为紫色、变薄呈“羊皮纸样”、有光泽；第四阶段，局部破溃、形成瘘管。

2.NTM皮肤及软组织感染：通常发生在因皮肤擦伤、开放性损伤、骨折而接触到NTM的健康儿童或免疫缺陷患儿中，其发病潜伏期不固定，多为3～4周，可能是发生播散性NTM病的病因[24]。此类NTM感染多为脓肿分枝杆菌，其症状具有多样性，可出现溃疡、斑块、丘疹、结节甚至脓肿等，早期常以局部皮肤硬化为主，很少出现压痛，几周后即开始破溃[25-26]，大多数患儿脓肿间相互孤立。

3.NTM肺病：多见于有肺部基础疾病的患儿，特别是患有慢性肺病(如囊性纤维化)或与之相关的支气管扩张及免疫缺陷患儿，MAC是其最常见菌种，其次是脓肿分枝杆菌。对于脓肿分枝杆菌感染的患者，其肺功能下降速度明显快于铜绿假单胞菌、嗜麦芽链球菌等慢性感染[27]，且大多数患儿会出现发热、咳嗽咳痰、体质量减轻和疲劳等症状[28]。也有研究证实，纤维化与NTM肺病的患病率增加密切相关[29]。NTM肺病的CT扫描可表现为大小结节、支气管扩张、纤维空洞性病变及肺实变等，但这些特征不具有特异性，应注意与其他肺部疾病相鉴别[30]。

4.NTM播散性疾病：NTM可侵犯人体多个组织和器官并引起相应症状，如淋巴结、皮肤、肝脏、肾脏、骨髓等[31]，当感染者出现免疫力低下、外科感染，特别是存在HIV感染和IFN-γ、IL-12途径缺陷时[32]，极易发生播散性NTM病[33]。MAC是发生播散性NTM病的主要菌种，发生率高达90%以上，可通过血培养或骨髓活检标本的染色和培养来鉴定。

五、NTM病诊断

NTM病的诊断通常依赖于临床表现、影像学及实验室检查等，不同部位的感染确诊方法也不同[34]。抗酸染色镜检可以检测出组织中的分枝杆菌，但无法鉴别其类型。结核菌素皮肤试验对诊断NTM病具有较高的敏感度，但特异度较低。而 γ-干扰素释放试验的特异度高于结核菌素皮肤试验，可用于鉴别MTB和NTM，但难以鉴定二者同时感染的情况[30]。

1.NTM淋巴结炎：可对颈部、纵隔或其他出现淋巴结肿大部位进行CT扫描，通常表现为淋巴结肿大，密度均匀或呈结节状或环状强化[2]。但仍需采集穿刺物或少量淋巴结组织行PCR(敏感度为91.3%)或分枝杆菌培养(敏感度为64.8%)[7]，以明确菌种及类型。

2.NTM皮肤及软组织感染：同NTM淋巴结炎诊断类似，NTM皮肤及软组织感染也需采集感染病灶穿刺物或活检组织行NTM培养或分子生物学检测。在保证标本不被污染的前提下，若分离到NTM菌种，则意味着该菌为致病菌[2]。但应注意患儿水体暴露史及外伤史等。

3.NTM肺病：由于NTM广泛存在于自然界，从非无菌标本(如痰液、灌洗液等)中分离出NTM并不能确诊NTM肺病，仍需结合临床症状、影像学检查结果和病原学依据做综合诊断，NTM培养仍是确诊NTM肺病的金标准。对于大龄儿童患者，应至少采集3份以上清晨痰液标本，且需有2份痰液/灌洗液样本培养阳性结果才能确诊NTM肺病[35]。

4.播散性NTM病：血培养可确诊播散性NTM病。因菌血症可能会出现间歇性阳性，故需多次培养。当不同部位或同一部位多份样本分离出同一NTM菌种，或从无菌部位(如淋巴结、骨髓等)分离出NTM，则具有重要临床诊断意义[36-37]。对于CD4+T淋巴细胞计数低的疑似播散性无症状NTM病患者，不建议行常规培养[38]，可留取多份标本用于其他方法的诊断，且不同标本不能在同一天采集，并应在24 h内完成。目前，NTM的耐药性因菌种不同而差异较大，且大多数NTM对常用的抗分枝杆菌药物均耐药，故为了保证治疗效果，需在菌种鉴定后依据药物敏感性试验结果进行治疗[2]。

六、NTM病的治疗

对于疑似或确诊NTM病患者主要有3种治疗方式，即观察治疗、药物治疗及手术治疗。但不建议对疑似患者进行试验性治疗[2]。

1.NTM淋巴结炎：对肿大的淋巴结进行完全手术切除可能是最为优选的方案。Lindeboom等[39]将NTM淋巴结炎患儿分为抗生素治疗组和手术切除组，结果发现，外科手术切除组的治疗成功率(96%)明显高于抗生素治疗组(66%)，疗程也明显短于抗生素治疗组，且接受抗生素治疗的患者多出现发热、疲劳等药物不良反应，甚至停药，治愈率较低[40-41]。故仅对广泛MAC淋巴结炎或手术切除可能会有面神经损伤或感染高风险的患者才考虑药物保守治疗[38, 41]。

2.NTM皮肤感染：研究指出，NTM皮肤感染也需内外科联合治疗，对脓肿采取外科引流和异物清除至关重要，并在培养和药物敏感性试验结果出来前，应根据最可能感染的菌种先进行经验性治疗，可采用大环内酯类和氟喹诺酮类、四环素或甲氧苄啶等药物[42]。一旦确定菌种类型，则建议采用2种药物联合治疗，但对于轻度的局部皮肤损伤可以使用单一抗生素治疗，如大环内酯类；而对于较广泛或较深的皮肤/软组织损伤，则需要外科清创、皮肤移植，并联合抗生素治疗[35]。儿童孤立的皮肤NTM感染预后一般较好，接受完全手术清除和药物治疗后复发率较低[43]。

3.NTM肺病：由于NTM耐药性复杂，应对不同菌种引起的NTM肺病进行基于药物敏感性试验结果的个体化治疗。根据国内外相关文献和指南[2, 38]，建议大多数结节性/支气管扩张性MAC肺病患者服用克拉霉素或阿奇霉素、利福平和乙胺丁醇治疗；而对纤维空洞性MAC肺病或严重结节/支气管病的MAC肺病患者则建议服用克拉霉素或阿奇霉素、利福平、乙胺丁醇、阿米卡星或链霉素，且持续至痰培养阴性后至少1年。对于堪萨斯分枝杆菌肺病的治疗，则建议服用异烟肼、利福平和乙胺丁醇，且持续至痰培养阴性后至少1年；而对于脓肿分枝杆菌肺病，则通常采用外科清创引流术和服用大环内酯类药物方案。当药物治疗NTM肺病不理想时，可考虑手术治疗方案，包括肺叶切除，但这一方案还需要更深入的研究[44]。

4.NTM播散性疾病：相关研究表明，播散性NTM病的初始治疗应包括至少2种抗分枝杆菌药物。克拉霉素和阿奇霉素被认为对播散性NTM病治疗有效，且前者较后者更易清除血液中的NTM[45-46]，又因MAC感染多选用大环内酯类和乙胺丁醇[35]，故常用的治疗方法应包括克拉霉素或阿奇霉素、大环内酯类或乙胺丁醇[38]。对于HIV感染或艾滋病并发播散性NTM病的患儿，用药疗程应至免疫功能恢复后至少1年，甚至终生服药，治疗方案同播散性MAC病。

综上所述，应充分认识NTM病的传染性、致病性和危害性，加强NTM筛查、检测及鉴定，特别是对免疫力低下或器官/骨髓移植受者等易感人群。目前，国内对儿童NTM病的研究和数据甚少，不同地区患者、不同菌种感染，以及不同感染部位的临床表现及诊疗方案均不同，加之症状不典型、患者治疗依从性差、NTM的天然耐药性，使得快速确诊、规范用药对于降低儿童NTM病的误诊误治，防止出现更严重的并发症至关重要。