CNS真菌感染

曲霉菌和隐球菌在中枢神经系统真菌感染中占主导地位。这些真菌大多普遍存在,但有些真菌的地理分布受到限制。中枢神经系统的真菌感染通常来源于中枢神经系统外的原发部位(如真菌性肺炎)或接种后发生(如侵入性操作)。大多数患者都有免疫缺陷,但免疫能力强的人也可以通过大量接触感染。侵染真菌可分为霉菌、酵母菌和双相型真菌。由于诊断延迟、药物渗透受损、抗真菌治疗抗药性和免疫功能不足,中枢神经系统真菌感染往往是致命的。这些感染可表现为不同的临床症状,如真菌性脑膜脑炎、脑脓肿、梗死、动脉瘤和肉芽肿形成。隐球菌性脑炎是不受控制的艾滋病毒感染者的常见并发症。在全球范围内,这种类型的感染是中枢神经系统最常见的真菌感染,并在难以获得充分医疗服务和感染艾滋病毒的人数众多的地区造成了沉重的疾病负担。由于越来越多的患者接受恶性肿瘤或自身免疫性疾病的移植或免疫抑制治疗,其他真菌引起的疾病负担可能会增加。此外,在非流行区,全球旅行和移徙也会增加由特有真菌引起的感染风险。几种真菌感染,如副球孢子菌病,可能是由潜伏的感染引起的;因此了解病人的病史(如前往疫区)和临床表现可作为重要的诊断线索。中枢神经系统的真菌感染在免疫能力强的个体中很少见,而且大多数患者都有一种易受影响的免疫损害状态(表1)。在免疫能力强的人中,通过神经外科手术、受污染的设备装置或药物制剂直接接种和滥用静脉药物直接导致真菌入侵。真菌孢子的吸入(如在接近溺水之后)也可导致播散性感染,并使免疫能力强的人发生脑感染(表1)。长期嗜中性粒细胞减少症,特别是急性白血病患者,是侵袭性真菌感染的主要危险因素。在这些患者中,曲霉菌是主要的病原体,可传播到中枢神经系统(表1)。同样,在异基因造血干细胞移植后,患者也面临由曲霉菌引起的中枢神经系统感染的风险,在这些患者中,移植物抗宿主病经常先于感染。医学免疫抑制,特别是皮质类固醇治疗,增加了曲霉菌病的风险。原发性免疫缺陷综合征,如慢性肉芽肿性疾病和CARD 9缺乏(导致CNS嗜中性粒细胞减少),容易使个人受到侵袭性真菌感染。慢性肉芽肿性疾病通常会使个人容易受到霉菌感染,包括CNS感染。据报道,早产儿和遗传性CARD 9缺乏的人对侵袭性念珠菌感染-包括脑膜脑炎的易感性增强。CNS曲霉病也在CARD 9缺乏的患者中被观察到(表1)。Panel:导致中枢真菌感染的主要病原菌曲霉菌属引起CNS曲霉菌感染的主要病原菌有100多种,分布在世界各地,其中烟曲霉是人类感染的主要原因。非曲霉菌霉菌可将各种普遍存在的霉菌分为毛霉菌(无隔膜或无隔膜菌丝的霉菌)、透明丝孢霉菌(缺乏色素的霉菌)和暗色丝孢霉菌(产生黑色素的黑色或暗色霉菌)。隐球菌属酵母菌群由两种主要致病种组成,一种是新型隐球菌(分布在世界各地),另一种是产于澳大利亚、巴布亚新几内亚和北美西北太平洋地区的加特隐球菌。念珠菌属酵母菌群是常见的共生生物,但能在人类中引起侵袭性感染。不常见的非念珠菌非隐球菌酵母菌异质性的酵母菌群,很少引起侵袭性感染,通常发生在严重免疫抑制患者。双相型真菌群表现为以酵母或霉菌的形式生长的一群真菌,取决于体内或环境中的生长条件。大多数双相型真菌仅限于疫区。表1病原菌疾病所致免疫抑制HIV感染新型隐球菌血液肿瘤(如急性白血病)曲霉,非曲霉菌霉菌中性粒细胞减少症(如再生障碍性贫血)曲霉属新生儿早产念珠菌属糖尿病或铁超载毛霉菌目治疗所致免疫抑制免疫抑制药物(皮质醇)曲霉,非曲霉菌霉菌生物制剂(TNF-a抑制剂)霉菌、双相型真菌、隐球菌属免疫调节剂(拉铁尼伯)曲霉,隐球菌造血干细胞移植曲霉,非曲霉菌霉菌实体器官移植念珠菌属、曲霉属,非曲霉菌霉菌免疫缺陷综合征慢性肉芽肿疾病曲霉属CARD9缺乏念珠菌属抗GM-CSF自免抗体加特隐球菌医疗干预外科手术、脊髓麻醉或注射曲霉属,非曲霉菌霉菌、念珠菌属血管内或颅内装置devices念珠菌属环境暴露疫区暴露双相型真菌、加特隐球菌真菌孢子吸入隐球菌属、曲霉属,非曲霉菌霉菌、双相型真菌接近溺水状态真菌孢子吸入足放线病菌属其余各种各样的静脉毒品应用念珠菌属中枢神经系统真菌感染的临床特点曲霉菌大多数曲霉菌感染是由烟曲霉从感染的原发部位(主要是肺部)或邻近的解剖部位(如副鼻窦)血液传播引起(表2)。CNS曲霉菌病通常由神经外科或血管手术引起,或是真菌性心内膜炎。播散性曲霉菌病或肺部感染引起的持续侵袭,可引起脊髓感染。局灶性病变或脑脓肿形成是中枢神经系统曲霉菌病变的主要表现。较少见因脓毒性栓塞、血管血栓形成或霉菌性动脉瘤引起的脑梗死,单纯脑膜炎-不涉及其他中枢神经系统结构(脑实质)-很少被报告。CNS曲霉菌病的临床表现具有症状多变和非特异性。发烧、对广谱抗菌药物无反应、精神状态改变、局灶性神经功能缺陷和癫痫发作是最常见的症状。脊柱曲霉菌病可引起运动和感觉症状。由于大多数患者症状特异性低,任何中枢神经系统相关症状都应促使对高危患者进行诊断,尤其是那些有中枢神经系统外原发感染的临床症状的患者(如真菌性肺炎或鼻窦炎)。非曲霉菌引起人类感染的非曲霉霉菌可分为毛霉菌(即毛霉目)、透明丝孢霉菌和暗色丝孢霉菌。感染非曲霉霉菌的侵袭性感染与曲霉有相似的临床特征,主要由毛霉目的真菌引起,其中根霉属菌占优势,但也可由足放线病菌属、多育赛多孢和镰刀菌属引起。在毛霉病患者中,原发感染通常影响呼吸道,CNS感染是通过鼻腔或副鼻窦的血液传播或持续的CNS侵袭产生的,导致鼻脑毛霉菌病 。足放线病菌属、L-多生菌或镰刀菌的播散性感染通常发生在有免疫抑制患者身上,与曲霉菌感染相比,这些真菌通常可以从播散性感染患者的血液培养和相关的感染性皮肤感染中识别出来。多种其他非曲霉霉菌可以在人体内引起侵袭性感染,但它们很少发生。其中斑替枝孢霉、皮炎外瓶霉和麦氏喙枝孢霉(中东特有)均为暗色霉菌,表现出大量的亲神经性。在斑替枝孢霉引起的中枢神经系统感染中,感染的主要部位往往是不可辨认的。 CNS感染丝状担子菌裂褶菌群可引起真菌性鼻窦炎,是罕见的。大多数CNS感染的非曲霉霉菌存在脑脓肿(表2);其他临床表现(如脑膜炎、霉菌瘤)较少。然而,在美国全国范围内的医源性爆发期间,751名感染非曲霉霉菌喙状明脐菌的病人中有384人(51%)患上了真菌性脑膜炎。隐球菌中枢神经系统感染隐球菌通常表现为脑膜脑炎,主要由新型隐球菌引起,较少由加特隐球菌引起。这些感染通常是由原发性肺部感染引起的,或作为潜在感染的初次传播或重新激活。感染加特隐球菌的免疫能力强的患者更经常患占位性中枢神经系统隐球菌病,而不是免疫低下的个人或感染其他隐球菌的病人。头痛、精神状态改变、恶心、呕吐、视力恶化,第六神经性麻痹(常因脑脊液压力升高)是中枢神经系统隐球菌的常见症状和体征。隐球菌性脑膜炎是未经治疗的HIV感染的一种典型的感染性并发症,但只有约50%的未治疗HIV患者报告有假性脑膜炎,反映这些患者脑脊液中炎症反应缺乏。无控制的艾滋病毒感染患者在开始抗逆转录病毒治疗之前可能没有或不明显的临床症状,然而,这些症状可在抗真菌治疗后因对抗逆转录病毒治疗后的免疫重建炎症综合征产生反应导致病情恶化。同样,迅速减少免疫抑制药物治疗(如停止钙调神经磷酸酶抑制剂)以恢复实体器官移植和隐球菌病患者的适当免疫反应似乎是合理的,但是这种快速减少也会导致免疫重建炎症综合征。艾滋病病毒阴性隐球菌性脑炎患者经抗真菌治疗和真菌反应后可发生脊髓蛛网膜炎。这种并发症被发现与脑脊液中炎症生物标志物(可溶性CD 27和可溶性CD 21)增加有关,并对皮质类固醇有反应。念珠菌和罕见酵母菌由念珠菌引起的CNS感染通常是由血行传播引起的,这些血液感染大多是白色念珠菌。明显(显性)脑膜炎是由念珠菌引起的中枢神经系统感染的典型临床表现,但慢性脑膜炎、脑脓肿形成、脑室炎、霉菌性动脉瘤、血管炎合并脑梗塞和脊髓感染也有报道。因此,中枢神经系统症状的存在应引起对特定危险因素患者患有中枢神经系统念珠菌感染的怀疑(表1)。播散性念珠菌感染的临床征象(如脓毒性皮肤病变)应及时采取适当的诊断干预措施,包括眼科检查(表2)。罕见酵母菌(非酵母菌或非隐球菌酵母菌)通常会影响免疫功能低下的患者,但目前临床数据只从病例报告中获得。在感染罕见酵母菌后,真菌性脑膜炎和脑脓肿已被报道。双相型真菌双相型真菌引起的中枢神经系统感染多种多样,其体征和症状可能与宿主和感染真菌的特点有关,包括亲神经性(神经亲和力)和免疫抑制的变异(表2)。皮炎芽生菌的感染通常是通过吸入疫区的分生孢子来获得的,进一步传播到中枢神经系统的风险尚不清楚,但似乎并不常见:一个病例系列确定了在23年内患上中枢神经系统囊虫病的16名患者。其中12例(75%)未发生免疫损害。患者报告的症状多为非特异性症状,包括头痛、局灶性神经功能缺损、精神状态改变、视力障碍和癫痫发作。结构成像最常显示局灶性病变,主要在小脑内,以及脑膜强化。球孢子菌属(粗球孢子菌、波萨达斯球孢子菌)主要通过在疫区孢子吸入感染,这与进一步肺部疾病进展或传播的风险增加有关。先天性(即白细胞介素-12、干扰素-γ和STAT 3通路的缺陷)或医源性免疫抑制(例如,免疫抑制药物疗法)传播的风险比免疫能力强的患者高,这会导致脑膜炎。球孢子菌属脑膜炎最常表现为头痛、恶心或呕吐、发烧、精神状态改变,颈强直或脑膜刺激可能不会存在。球孢子菌属脑膜炎可表现为嗜酸性粒细胞性脑膜炎,但有人建议,诊断性腰椎穿刺可能并非总是必需的,因为中枢神经系统感染患者始终存在指示性症状(如头痛、恶心)。这些患者也可能出现脑脊液开放性颅压增高,需要降颅压治疗。最常见的影像学表现是脑膜强化和脑积水,但有局灶性脑损害、梗死,或者也可能是脑炎或小脑炎的区域。副球孢子菌病主要由巴西副球孢子菌引起,很少由Paracoccidioides lutzii引起。原发感染通常累及肺部,引起急性或亚急性(青少年)或慢性(成人)副球孢子菌病。慢性副胞菌病是最常见的,主要影响到生活在疫区农村地区的30-50岁的男子(图1),and is caused by reactivation of a primary, oligosymptomatic, or asymptomatic无症状 infection during the first two decades of life.最常见的症状是轻瘫痪和惊厥。结构成像通常显示代表肉芽肿感染区域的脑或脊髓病变。荚膜组织胞浆菌感染是通过吸入分生孢子来获得的,临床进展在很大程度上取决于接种量、患者年龄和免疫抑制的存在,从无症状感染到急慢性感染不等。中枢神经系统组织胞浆菌病以急性或慢性脑膜炎和局灶性脑或脊髓病变为表现。最常见的症状是意识受损、头痛、颅神经麻痹、癫痫发作和confusion意识混乱。马尔尼菲蓝状菌的传播方式尚不清楚,但可能是通过空中途径传播的。这种真菌的感染主要发生在东南亚无控制的HIV感染者身上。这些CNS感染的常见症状是发烧、精神状态改变和有特征的皮肤损害(如红斑结节或斑块或疣状病变)。影像学资料很少,通常显示几个脑脓肿。大多数感染申克孢子丝菌是在户外活动或人畜共患传播过程中引起的,造成皮肤或淋巴皮肤感染。原发性肺部或播散性感染是罕见的,播散性感染几乎总是发生在免疫功能低下的患者。申克孢子丝菌的CNS感染是罕见的,大多数是在有发烧和头痛的HIV患者中报告的。结构显像显示有或没有局灶性病灶伴随的软脑膜强化。在这些病人中有针对性的脑脊液血清学申克氏阳性,值得注意的是,此病例报告强调血清学在诊断中枢神经系统真菌感染中的重要性。诊断微生物学在无菌点取样培养真菌阳性或通过显示真菌侵袭组织,任何侵袭性真菌感染的诊断通常被认为是明确的,很少有例外(如隐球菌和球孢子菌脑膜炎)。腰椎穿刺是获得诊断资料的最简单的手段,而脑脊液离心浓缩真菌颗粒可以提高诊断率。用光学增白剂(Calcofluor whit)或印度墨汁染色(对隐球菌种)进行直接显微镜检查可直接鉴定真菌成分,用这些染色剂进行显微镜检查特别重要,因为某些酵母菌可能被误认为是红细胞。由于大多数真菌生长缓慢,培养至少需要培养5天和3周。除真菌性脑膜炎外,脑脊液培养通常是非诊断性的,特别是对真菌性脑脓肿患者,可能需要活检才能确定诊断。组织病理学即使在培养呈阴性的病人中,组织损伤也被认为是中枢神经系统感染的充分诊断证据,但这一证明需要脑组织活检。重要的是,真菌可以逃避常规染色中的检测,但六胺银染色和希氏高碘酸染色法(PAS染色)提高了它们的可见度,并能更好地鉴别它们的形态特征。组织病理学特征可使某些真菌被指定到它们的属水平。血清学和分子检测血清中曲霉和篮状菌属的细胞壁成分半乳甘露聚糖的检测是诊断曲霉菌感染的一种行之有效的诊断方法,具有较高的诊断价值。用乳胶凝集试验检测血清或脑脊液中的荚膜多糖抗原是诊断隐球菌的方法。对于念珠菌病的诊断:念珠菌细胞壁组分甘露聚糖的免疫检测以及血清分析检测相应的抗体。这些免疫检测已经成功地应用于极少数念珠菌性脑膜脑炎患者,但在这些检测可以被认为是诊断念珠菌引起的中枢神经系统感染可靠之前,还需要做额外的工作。大多数真菌表达的细胞壁成分-β-D-葡聚糖的检测可以帮助诊断几种真菌感染,但在隐球菌病和毛霉菌病中,这种检测通常是阴性的。在一病例报告:由喙状明脐菌引起的医源性脑膜炎患者中,41例真菌性脑膜炎患者和66例对照组脑脊液β-D-葡聚糖检测的敏感性为100%,特异性为98%。此外测定脑脊液中β-D-葡聚糖的浓度可用于监测治疗反应,如一例病例报告中的曲霉性脑室炎患者。常规的真菌学技术(如培养和细胞学)不敏感,耗时较长,诊断性中枢神经系统活检在重病患者中可能被认为是太危险的。然而,立体定向脑活检可用于诊断和治疗目的,而且通常具有良好的耐受性,尽管由于血小板减少症有颅内出血的风险,该项检查技术仍然可能是一种未得到充分利用的程序。PCR等分子技术可以帮助诊断,而真菌DNA的测序既可以鉴定感染真菌,也可以检测耐药性(例如,烟曲霉对唑环药物的抗药性)。大多数分子测试没有标准化,有关真菌的快速增长的基因组知识需要定期收集序列数据。有报道称在CNS曲霉菌病中脑脊液PCR检测的敏感性为100%,特异性为93%。此外,PCR检测还成功地诊断了几种中枢神经系统真菌感染,包括真菌性脑膜炎患者中罕见真菌的鉴定(如真菌性脑膜炎患者的喙状明脐菌)。影像学CT和MRI是中枢神经系统真菌感染的首选诊断方法,这些方法可以发现感染性病变和并发症,如颅内压增高,并能指导治疗干预。治疗中枢神经系统真菌感染患者的治疗往往需要多学科的方法。由传染病、放射学、微生物学和神经外科专家组成的小组进行早期评估,可以改善预后。药物早期使用抗真菌治疗至关重要,抗真菌药物的选择应根据其药理特性和现有的临床和体外数据进行指导。抗真菌化合物的理化性质各不相同,这决定了药物在CNS的渗透程度、作用方式和活性谱。伏立康唑、氟康唑和氟胞嘧啶很容易进入中枢神经系统,但氟康唑和氟胞嘧啶的活性谱很窄。氟康唑是治疗球孢子菌脑膜脑炎的有效药物,但应终身使用以防止复发(表2)。伏立康唑是治疗中枢神经系统曲霉菌病的首选药物,也是治疗CNS感染其他易感真菌的一种选择,如Lomentospora species or Scedosporium species足放线病菌属。两性霉素B的CNS渗透性较差,但对真菌性脑膜炎有效。脂制剂两性霉素B的耐受性很好,其他真菌感染(如曲霉菌病)所用高剂量(较之标准剂量)也同样推荐用于毛霉[菌]病。两性霉素B和氟脲嘧啶联合治疗仅适用于隐球菌性脑膜炎,并优于两性霉素B单药治疗(表2)。磺胺甲恶唑(抗菌药物),已成功地应用于CNS副球孢子菌病的治疗。临床特征主要诊断特征主要治疗方案曲霉属脑脓肿(非特异性或局灶性中枢神经系统症状)和原发性感染(肺部感染比鼻窦感染更常见)影像学:局灶性病变,无论是否有出血(MRI或CT)和靶向病灶(MRI);脑脊液:培养物大多阴性,但有半乳甘露聚糖和PCR检测有用。伏立康唑;类固醇的逐渐减少可能是有益的;神经外科治疗应该据病情考虑。非曲霉霉菌脑脓肿(非特异性或局灶性中枢神经系统症状)、脑膜炎和原发感染(在毛滴虫感染中,鼻窦感染比肺部感染更常见)影像学:病灶有无出血(MRI或CT);脑脊液:培养多数阴性,PCR检测可能有用,β-D-葡聚糖检测有用(毛霉菌病除外)。毛霉属:L-AmB两性霉素B脂质体(≥5 mg/kg/d);丝孢菌属:伏立康唑或伏立康唑+特比萘芬;镰刀菌:伏立康唑或L-AmB;暗色霉菌:L-AmB或伏立康唑和L-AmB;神经外科手术干预应视具体情况而定。隐球菌属脑膜脑炎和原发性肺部感染(并非总是临床表现)影像学:脑膜强化(MRI)或隐球菌瘤或假性囊肿(MRI或CT);CSF:印墨染色、隐球菌抗原试验和培养。使用AmB(两性霉素B)与氟胞嘧啶诱导;FLU(氟康唑)巩固和维持;引流以降低颅内压;神经外科手术很少被指出(如大的隐球菌瘤)。酵母菌属脑膜脑炎,常因播散性感染(念珠菌血症)或中枢神经系统污染(来自神经外科手术或CNS devices)影像学:脑膜强化(MRI)或微脓肿(MRI或CT);脑脊液:培养,甘露聚糖抗原和抗体,以及PCR检测有用;推荐眼科检查。L-AmB,联合或不联用氟胞嘧啶;以及FLU剂量递减治疗敏感菌株感染患者;应移除受感染的CNS装置其他不常见酵母菌(非念珠菌酵母菌或非隐球菌酵母菌)脑膜炎、脑室炎或脑脓肿及播散性感染是常见的影像学:脑膜强化(MRI)或局灶性病变(MRI或CT);脑脊液:培养物的敏感性不同,但PCR检测可能有用。AmB(脂类制剂优先)或唑类(伏立康唑优先),依赖于药敏试验;神经外科干预可以考虑个别案例的基础上。双相真菌脑膜炎、脑膜脑炎、脑或硬膜外脓肿、脊髓病变和原发性肺部感染(常见)影像学检查:脑膜强化、脓肿或肉芽肿形成并伴有扩散减少(MRI);脑脊液:培养物的敏感性不同,对芽生菌病和组织胞浆菌病(血清、尿液或脑脊液)的抗原检测有用,对球孢子菌病、副球孢子菌病和孢子丝菌病有帮助。皮炎芽生菌:L-Amb随后为唑类(FLU、伊曲康唑或伏立康唑)球孢子菌:FLU(或伊曲康唑)终生治疗,并考虑类固醇,以防止继发性脑血管事件组织胞浆菌病:L-AMB,随后为伊曲康唑(>1年)副孢子菌属: L-AmB,随后为TMP-SMX (>2年)马尔尼菲蓝状菌:AmB(脂类制剂优先),继之伊曲康唑申氏孢子丝菌:AmB(脂类制剂优先),继之伊曲康唑(>1年)。神经外科手术可据病情考虑;与球孢子菌属感染相关的颅内压升高应采用引流治疗。外科手术干预神经外科手术的治疗作用在大多数中枢神经系统真菌感染中没有明确的定义。如需要明确诊断可行脑活检,但由于凝血功能受损,患者可能被认为没有资格接受侵入性手术。然而,严重或危及生命的并发症,如扩大的病变或出血,可促进神经外科干预。因此,任何中枢神经系统真菌感染患者应考虑早期神经外科评估。关于最佳神经外科手术入路(如立体定向或神经导航活检和开颅切除)的决定应在个别基础上作出,但如果可行的话,切除可以清除具有低抗真菌药物穿透率的坏死区域,这些区域可能含有真菌。指南已提出由霉菌引起的中枢神经系统真菌感染的神经外科干预的标准,包括具有肿块效应的脑实质占位性病变、脑积水、抗真菌治疗无效的病变、肿块效应的中风和蛛网膜下腔出血的动脉瘤。手术干预也与改善粘液霉菌病的预后有关,早期手术清创对鼻脑黏液霉菌病和快速进展性坏死病变患者可能特别有效。在治疗隐球菌性脑炎时,应采用反复腰椎穿刺、腰椎引流或脑室分流来控制颅内压升高。对于具有肿块效应的大型脑损害(如隐球菌瘤)、免疫重建炎症综合征无法解释的扩大病灶或是为了验证诊断,可考虑切除。由于念珠菌或其他不常见的酵母菌引起的中枢神经系统感染,通常不需要神经外科干预,因为这些酵母菌大多表现为脑膜炎。在治疗球孢子菌脑膜炎时,可能需要脑室腹腔分流术来减轻颅内压,分流功能障碍或重复感染可能需要切除和再植入分流。神经外科手术治疗由双相真菌引起的中枢神经系统感染很少,但在治疗颅内并发症(如脑积水)或初步确定诊断时可能是必要的。结论尽管在诊断和治疗方面取得了进展,但CNS的真菌感染仍然很难治疗,预后也很差。提高对这些感染的认识可以使人们尽早开始适当的治疗,从而改善结果。然而,需要新的诊断策略,更好地了解遗传倾向和抗真菌宿主防御机制,以及更有效的抗真菌药物,以改进治疗策略。新的抗真菌药物正在研制中,药效学性能得到改善,或采用新的作用机制来规避已建立的抗真菌药物的耐药性。例如,一系列有效抑制隐球菌CYP 51蛋白(真菌细胞膜合成所需的关键酶)的新四唑类药物已进入第一阶段试验。四个新的小分子(T-2307、E 1210/APX 001、ASP 2397和F 901318)也进入了早期的试验阶段,这些小分子对耐唑类药物霉菌病原体和其他真菌都具有抑制作用,并有可能增强CNS通透性,这可能转化为提高CNS抗真菌感染的疗效,然而,需要更深入地了解有缺陷的抗真菌宿主反应,以便更好地识别处于危险中的人,并发展有针对性的免疫调节疗法。

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