1、医学真菌学概论医学真菌学概论主讲人：李若瑜北京大学第一医院、真菌和真菌病研究中心010203目目录录真菌感染现状真菌感染现状真菌的分类与命名真菌的分类与命名病原真菌鉴定原则病原真菌鉴定原则真菌感染现状真菌感染现状01念珠菌院内血源感染第四位病死率第一位侵袭性真菌病的发病日益增多侵袭性真菌病的发病日益增多Wisplinghoff H et al. Clin Infect Dis. 2003;36:1103-1110Kume et al. Jpn J Med Mycol. 2006; 47: 15曲霉第二位最常见深部真菌病病死率高达60-90%院内血流感染前4位病原体45 ,000 血液病患者25
2、 % 死于真菌感染 50% 曲霉引起新发突发真菌感染及真菌耐药形势堪忧新发突发真菌感染及真菌耐药形势堪忧1986199620062016108种117种我国新发病原真我国新发病原真菌种类明显增加菌种类明显增加新发突发病原真菌新发突发病原真菌感染危害严重感染危害严重新发耐药性病原新发耐药性病原真菌感染增多真菌感染增多Espinel IngroffA, et al. Infect Drug Resist. 2015.Snelders et al. Plos Medicine.2008.侵袭性曲霉病全球每年新发病例侵袭性曲霉病全球每年新发病例20万人，万人，50%为血液性疾病，死亡率为血液性疾病，死
3、亡率29%-80%毛霉感染漏诊率高，治疗困难，死亡率高达毛霉感染漏诊率高，治疗困难，死亡率高达25-50%播散性镰刀菌病，死亡率播散性镰刀菌病，死亡率75%1005026种Lass-FlrlC, et al. J Antimicrob Chemother. 2017.条件性侵袭性真菌感染易感因素条件性侵袭性真菌感染易感因素HIV/AIDS肿瘤化疗干细胞及实体器官移植广谱抗生素、免疫抑制剂、糖皮质激素导管、机械通气等有创性操作发生率侵袭性真菌病的主要病原体侵袭性真菌病的主要病原体Kume H, et al. Med Mycol J. 2011;52:117-127.曲霉病念珠菌病隐球菌病毛霉病毛
4、孢子菌病不明我国临床常见的侵袭性真菌病我国临床常见的侵袭性真菌病 念珠菌病: ICU最常见，血源感染第4位 曲霉病: 常见于干细胞移植、实体器官移植、大剂量化疗患者 隐球菌病: 艾滋病人患病率为10-20%； 毛霉病:多见于重症糖尿病、烧伤及器官移植病人 马尔尼菲篮状菌病：多见于南方AIDS和其他免疫缺陷患者我国住院患者中念珠菌感染发病率逐年增加我国住院患者中念珠菌感染发病率逐年增加1. Ling Wang, Zhaohui Tong, Zhen Wang, et al. Medical Mycology. 201315683507012010080604020140160180白念近平滑热带
5、光滑希木龙季也蒙菌膜其他菌株数51.4%6791.5%Liu et al. The Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 69(1): 162-167, 2014.40%17%13%4% 2%1%2%C.aC.pC.tC.glaC.hC.gC.pell.others21%N=389C.a: non-alb=40.1%:59.9%1565中国中国ICU侵袭性念珠菌感染流行病学侵袭性念珠菌感染流行病学China-SCAN：念珠菌种分布情况：念珠菌种分布情况Candida auris（耳念珠菌）（耳念珠菌） 一种有可能威胁全球健康的新现真菌 对多种抗真菌药物耐
6、药 全球多国均有报道（日本、韩国、印度、英国、美国及我国等 在住院患者中导致严重感染，多为念珠菌血症，死亡率3060% 可以定植、也可存在于环境中，可以通过健康设施传播 可能源于该菌流行地区的输入感染并在局部传播全球耳念珠菌流行情况全球耳念珠菌流行情况2019.2侵袭性肺曲霉病（侵袭性肺曲霉病（IPA) 严重的侵袭性真菌病，发生在免疫功能严重受损的宿主 肺部曲霉生长会导致组织破坏，血管侵犯，甚至血行播散 高危人群包括：CGD、长时间粒缺、HSCT及实体器官移植患者等 侵袭性曲霉菌病的病死率30%-80%我国的曲霉病发病情况我国的曲霉病发病情况 粗估年患病人数约160，000 最常见临床类型是
7、IPA (约15%) 其次是ABPA (4%) 中枢感染 (3%) 曲霉球(1%) 自1997开始报告烟曲霉耐药发生，已证实与多个突变位点相关Chen, et al. Front. Med. 2018, 12(1): 5875 1401例患者中IFD：确诊 16例，临床诊断92例，拟诊266例 6个月IFI (确诊+临床诊断) 累积发生率： 7.7% 不同移植类型下的累计发生率如下图：中国中国HSCT患者患者IFD发生情况发生情况我国临床曲霉菌种分布情况我国临床曲霉菌种分布情况Gao L, et al. Chinese J Mycology , 2013n=258（481/1457）土曲霉土曲
8、霉 1.94%黑曲霉黑曲霉 5.81%全球临床报告曲霉唑类耐药情况全球临床报告曲霉唑类耐药情况Howard SJ, 2010,AAA.菌株来菌株来源源 21 个省、市及全球个省、市及全球 55 家医院及机构家医院及机构MLST微卫星分型微卫星分型交叉耐药的烟曲霉具交叉耐药的烟曲霉具有新的有新的ST型型对对VRC耐药的黄曲霉耐药的黄曲霉来源于环境或临床治疗来源于环境或临床治疗菌株数菌株数目目7520株真株真菌资源库菌资源库718 株曲株曲霉，其中霉，其中392株烟曲霉、株烟曲霉、209株黄曲霉株黄曲霉唑类耐药的唑类耐药的曲霉菌株曲霉菌株12株耐株耐ITC的系列株的系列株2 株对唑类交叉耐药烟曲株
9、对唑类交叉耐药烟曲2株对株对VRC耐药的黄曲耐药的黄曲1株对株对ITC耐药的爪甲曲霉耐药的爪甲曲霉3株耐唑类的突变株株耐唑类的突变株1株唑类过敏感突变株株唑类过敏感突变株建立致病性曲霉耐药菌株库定期监测耐药发生建立致病性曲霉耐药菌株库定期监测耐药发生总体分类总体分类 (n=87) 根霉根霉 (36.78%); 毛霉毛霉 (35.63%); 根毛霉根毛霉 (9.2%); 犁头霉犁头霉 (3.45%)罕见虫霉等感染罕见虫霉等感染: 蛙粪霉蛙粪霉 (1)； 耳霉耳霉(1)： 印度；印度； 瓶霉瓶霉(1):：泰国：泰国临床分离毛霉种类分布临床分离毛霉种类分布Before1989中国的马尔尼菲篮状菌病中
10、国的马尔尼菲篮状菌病Xi et al.，Mycopathogia，2013Li Xq et al. Chin J Dermatol.2006,39:436-438中国的马尔尼菲篮状菌病中国的马尔尼菲篮状菌病被忽略的热带病被忽略的热带病-皮下真菌病皮下真菌病孢子丝菌病孢子丝菌病着色芽生菌病着色芽生菌病ChromoblastomycosisSporotrichosisZhang Y et al., Persoonia. 2015 Dec;35:1-20.孢子丝菌病世界流行情况及菌种分布孢子丝菌病世界流行情况及菌种分布我国位居第二位我国位居第二位手、足、甲癣手、足、甲癣最常见的真菌病最常见的真菌病各
11、种头癣：传染、危害健康各种头癣：传染、危害健康真菌感染的分类真菌感染的分类根据真菌侵犯人体的部位分为四类： 浅表真菌病 皮肤真菌病 皮下组织真菌病 侵袭性真菌病浅部真菌病Superficial Mycoses深部真菌病Deep-seated Mycoses医学真菌学面临挑战医学真菌学面临挑战 免疫功能受损患者增加 真菌感染日益严峻 病原菌种类不断变化，新出现的致病菌不断增多 医学真菌工作者面临艰巨任务深入研究病原真菌的特性提高真菌病的诊断治疗水平真菌的分类与命名真菌的分类与命名02真菌的基本特点真菌的基本特点 有真正的细胞核 菌体通常为分支繁茂的菌丝体，菌丝呈顶端生长 具有坚硬的细胞壁，主要成
12、分为几丁质和葡聚糖 通过胞壁吸收营养物质，异养型生物 通过有性或无性方式繁殖产生孢子形态多种多样，行有性和无性生殖。可借此特征鉴定菌种孢子发生、菌丝特点，孢子形态，色素、大小、分隔等，均可作为参考依据真菌基本形态结构真菌基本形态结构主要物质为多糖_几丁质_（1,3）-葡聚糖_（1,6）-葡聚糖-甘露糖蛋白b1,3b1,6glucansPPLbilayerchitinergosterolb1,3 glucansynthase细胞壁的组成细胞壁的组成mannoproteins真菌与病原真菌真菌与病原真菌 已命名的真菌至少10万种 未发现的真菌估计100万1000万种 每年发现新种约1,0001,5
13、00种 与人类或动物疾病相关的不足500种 真正的致病菌不足50种 越来越多真菌成为条件致病菌 真菌鉴定很有挑战性，了解分类和命名原则十分必要DNA测序用于真菌分类测序用于真菌分类 基于真菌的系统进化途径来识别真菌物种的方法（phylogenetic approach to species recognition, PSR) 通过对核酸特点的变化进行比较分析来定义真菌的种类 一个物种是指在不同遗传位点的DNA序列中具有一致性的一群微生物（非形态或性别） 超出临床微生物实验室的范围，但结果可应用到一些重要的医学真菌：Coccidioides posadasii 已经 C.immitis 种中分出
14、基于基于18S-rRNA的真菌界系统发生树的真菌界系统发生树担子菌门担子菌门BASIDIOMYCOTA33个目个目; 29914 个种个种Basidiomycetes (mushrooms)Teliomycetes (rusts)Ustomycetes (smuts)子囊菌门子囊菌门ASCOMYCOTA56个目个目; 32,739个种个种Hyphomycetes (conidial moulds)接合菌门接合菌门ZYGOMYCOTA15 目目; 1090 个种个种Zygomycetes (pin/bread moulds)Trichomycetes (insect pathogens)壶菌门壶
15、菌门CHYTRIDOMYCOTA6 目目; 914 种种Aquatic mouldsCryptococcusTrichosporonMalasseziaCandida, Aspergillus,Scedosporium, Fusarium,Paecilomyces, Pencillium, Cladophialophora,Bipolaris,and other hyphomycetes,including the dimorphicsand dermatophytes.RhizopusRhizomucorAbsidia etc重要医学真菌的分类近况重要医学真菌的分类近况门或亚门门或亚门 纲纲
16、目目具代表性的属具代表性的属毛霉亚门毛霉亚门虫霉亚门虫霉亚门担子菌门担子菌门银耳纲银耳纲伞菌纲伞菌纲毛霉目毛霉目虫霉目虫霉目线黑粉菌目线黑粉菌目伞菌目伞菌目横梗霉属、根霉属横梗霉属、根霉属蛙粪霉属、耳霉属蛙粪霉属、耳霉属丝黑粉菌属、线黑粉菌属丝黑粉菌属、线黑粉菌属 (隐球菌隐球菌的有性型的有性型)裂褶菌属裂褶菌属子囊菌门子囊菌门肺孢子菌纲肺孢子菌纲酵母纲酵母纲散囊菌纲散囊菌纲粪壳菌纲粪壳菌纲肺孢子菌目肺孢子菌目 肺孢子菌属肺孢子菌属酵母目酵母目 克鲁维酵母菌属克鲁维酵母菌属(念珠菌种念珠菌种的有性型的有性型)；酵母属；酵母属爪甲团囊菌目爪甲团囊菌目 节皮菌属节皮菌属(小孢子菌属和癣菌属小孢子菌
17、属和癣菌属的有性型；的有性型；阿耶罗菌属阿耶罗菌属(芽生菌和组织胞浆菌芽生菌和组织胞浆菌的有性型的有性型)散囊菌目散囊菌目 胞壳菌属、散囊菌属、新萨托菌属胞壳菌属、散囊菌属、新萨托菌属(曲霉属曲霉属的有性型的有性型)肉座菌目肉座菌目 赤霉菌属，丛赤壳菌属赤霉菌属，丛赤壳菌属 (镰刀菌属镰刀菌属的有性型的有性型)小囊菌目小囊菌目 假霉样真菌属假霉样真菌属 (赛多孢属赛多孢属的有性型的有性型)临床微生物学手册，临床微生物学手册，11版版真菌界（真菌界（Kingdom Fungi）-7个门个门4个亚门个亚门低等真菌低等真菌basal Fungi 微孢子菌门微孢子菌门 Microsporidia 芽枝
18、菌门芽枝菌门 Blastocladiomycota 瘤胃真菌门瘤胃真菌门 Neocallimastigomycota 壶菌门壶菌门 Chytridiomycota 球囊菌门球囊菌门 Glomeromycota梳霉亚门梳霉亚门 Kickxellomycotina捕虫霉亚门捕虫霉亚门 Zoopagomycotina虫霉亚门虫霉亚门 Entomophthoromycotina毛霉亚门毛霉亚门 Mucoromycotina双核亚界双核亚界Dikarya 子囊菌门子囊菌门 Ascomycota 担子菌门担子菌门 BasidiomycotaHibbett等等(2007)毛霉亚门和虫霉亚门毛霉亚门和虫霉亚门
19、(原接合菌门原接合菌门) 接合菌门划分为球囊菌门和四个有待进一步分类的亚门 含毛霉亚门和虫霉，属低等真菌 菌体寡具隔膜，由宽大的透明(无色)分支菌丝组成 无性孢子(称为孢囊孢子) 常产生于孢子囊，囊壁破裂释放出孢囊孢子 有性繁殖可以产生大而厚壁的接合孢子毛霉毛霉孢子囊和孢子囊孢子孢子囊和孢子囊孢子担子菌门担子菌门大部分为有分隔的丝状菌体也有些是典型的酵母菌有性繁殖时在称为担子的生殖细胞外形成单倍体的担孢子有15个纲，无性阶段归属：隐球菌属（Cryptococcus）马拉色菌属（Malassezia）毛孢子菌属（Trichosporon）有性型被归至丝状黑粉菌属（Filobasidium ）和线
20、状黑粉菌属（Filobasidiella）担子菌及锁状联合担子菌及锁状联合子囊菌门子囊菌门 约包含50%已经命名的真菌，约80%是非常重要的医学真菌 有性生殖产生子囊孢子，在囊样结构子囊中产生 从单子囊到多子囊的子囊果和子囊座等结构转变，是分类的重要依据 无性繁殖是指由生殖细胞或产孢细胞产生分生孢子的过程子囊菌：子囊及子囊孢子子囊菌：子囊及子囊孢子无性丝状菌无性丝状菌 实验室分离的大部分有隔霉菌在常规培养基上并不产生有性生殖结构 鉴定基于无性孢子的产生方式 基于分生孢子的形成，为无性霉菌人为设置了两个纲：丝孢纲：直接在菌丝或特定的分生孢 子梗上产生分生孢子腔孢纲：有载孢体作为生殖结构腔孢纲腔孢
21、纲 三个人造的目：球壳孢目，黑盘孢目和盾座孢目 一些菌属是人类常见病原体：Neoscytalidium dimidiatum：可致皮肤和指甲感染的植物病原体无性型Scytalidium dimidiatum丝孢纲丝孢纲 含大量医学上非常重要的有隔无性霉菌 分生孢子的产生过程是最主要的鉴定依据 可分为丝裂型和芽生型两种基本方式丝裂型：是指现有的菌丝细胞被转换成一个或更多个分生孢子芽殖型：分生孢子是某种出芽形式的产物孢子发生（孢子发生（conidiogenesis）Birth:Wall:locusenteroblasticOrder:synchronoussympodialphialidicann
22、ellidicblasticholoblasticthallicholothallicholoarthricconversionenteroarthricArrangement:Liberation:schizo rhexo schizo schizojust onecatenateclump catclump catbasipetalacropetalschizo rhexoschizorhexo曲霉曲霉瓶梗产孢瓶梗产孢病原真菌鉴定原则病原真菌鉴定原则0349主要方法主要方法病原真菌鉴定病原真菌鉴定酵母菌与霉菌基本形态酵母菌与霉菌基本形态酵母与酵母样真菌酵母与酵母样真菌丝状真菌（霉菌）丝状真
23、菌（霉菌）双相真菌双相真菌27C菌丝相菌丝相37C酵母相酵母相主要的致病性双相真菌主要的致病性双相真菌 球孢子菌属 巴西副球孢子菌 荚膜组织胞浆菌 皮炎芽生菌 马尔尼菲篮状菌（青霉） 孢子丝菌属真菌鉴定的关键点真菌鉴定的关键点 对真菌形态学特征的认识 熟悉各种不同的结构和术语 晦涩的术语是妨碍许多微生物学家掌握真菌鉴定的一个主要因素 学习真菌的基本结构和分类、命名的原则，可以正确地识别重要的医学真菌酵母菌鉴定原则酵母菌鉴定原则 “酵母菌”不是正式分类群，是在子囊菌和担子菌中广泛存在的一种生长形式 鉴定需要结合形态学、生理学和生化特征及分子、质谱特征 “黑酵母” 是用于描述一类广泛存在并无关联的
24、子囊菌类和担子菌，能够产生黑色的出芽细胞和菌丝体，鉴定主要基于无性孢子的形态特征和孢子发生方式丝状菌鉴定原则丝状菌鉴定原则 大部分霉菌可通过培养进行鉴别 肉眼观察对霉菌的鉴别很有帮助菌落形态、表面颜色、和增长速度受培养基、培养温度、培养代数和培养液量影响 传代培养至低营养培养基促进孢子形成PDA 和CMA 通过玻片培养等技术观察镜下产孢特点DNA测序用于真菌分类鉴定测序用于真菌分类鉴定 常用基因：ITS区（真菌内转录间隔区）28SrDNAelongation factor延长因子-tubulin 微管蛋白calmodulin钙调蛋白等不同种属所选基因不同。所得序列需要与两个或两个以上真菌基因数
25、据库比对，得到可靠结果基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS) 原理：数据库、特征蛋白指纹图谱 优点：快速、简便、廉价、高通量MALDI-TOF质谱方法应用质谱方法应用 多用于固体培养基传代后的酵母菌和霉菌培养物的鉴定 血中的蛋白质和血红蛋白会干扰产生的频谱 直接检测方法成功率不同，有研究用模拟的血培养，与临床情况不同 346例血培养阳性的酵母菌直接用MALDI-TOF鉴定的正确率与常规培养的方法相比，白念珠菌95.9%，非白念珠菌为86.5% 有望成为标准的操作程序，仍需大规模的临床评估真菌多相性鉴定真菌多相性鉴定 非产孢的真菌：无法用形态
26、鉴别和分类 通过分析比较DNA序列并应用PSR概念，可以对大多数菌株进行鉴别和分类DNA测序作为常规真菌鉴定的一部分 适用于：形态不典型、不产孢、表型非特异或模糊、需要准确鉴定特定菌株及了解爆发和流行病学意义 结合形态学和基因型的方法是目前真菌鉴定最实用和最经济高效的方式医学真菌学未来任务医学真菌学未来任务 充分发挥真菌实验室的作用，建立规范化的真菌学临床诊断体系，从基本的真菌学诊断方法抓起，作到对病原学的详细鉴定，提高鉴定水平本地真菌感染的流行特点？菌学特征？动态观察变迁规律？ 充分利用并积极开发现代化诊断手段特别是非培养诊断和分子诊断侵袭性真菌感染的早期诊断和准确治疗；药敏特征？耐药菌株监测？ 开展多中心协作，在方法的标准化和规范化方面做深入细致的工作，切实提高我国真菌实验室的水平制定SOP，严格质控不同检测方法的比较？感谢聆听感谢聆听
