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【慧眼识菌】无处不在的胶红酵母

2023-12-15 19:16

作者 张素

京港感染论坛

促进感染病诊治的标准化和规范化



红酵母属(Rhodotorula spp.)为一类单细胞产红色色素的酵母菌,广泛分布于空气、土壤、湖泊和海水等生态环境中。近年来异军突起已成为继念珠菌属、隐球菌属及毛孢子菌属后引起人类侵袭性真菌病的第四大酵母样真菌,分离率达4.2%,总死亡率达12%,其中以胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)最为常见[1],该菌对氟康唑和棘白菌素类抗真菌药物均表现出高MIC值,经验性使用卡泊芬净和氟康唑抗感染可能导致临床治疗失败。因此,日益增多的感染亟需引起临床工作者的关注与重视。



一、简介

胶红酵母是一类单细胞产色素酵母菌,曾用名为红圆酵母(Torula mucilaginosa)、深红酵母(R.rubra)、胜马红酵母(R.senmaria)或红酵母(Saccharomyces rubra),隶属于担子菌门(Basidiomycota),柄绣菌亚门(Pucciniomycotina),微球黑粉菌纲(Microbotryomycetes),锁掷酵母目(Sporidiobolales),锁掷酵母科(Sporidiobolaceae),红酵母菌属(Rhodotorula)[1]。目前红酵母属已发现六十多个种,具有临床意义的主要是胶红酵母、粘红酵母(R.glutinis)和小红酵母(R.minuta),其中又以胶红酵母最为常见。


二、培养特性

胶红酵母在25℃条件下生长速度较快,37℃条件下生长速度较慢,4 d即可成熟。在SDA、PDA、血平板、巧克力平板和科玛嘉显色平板上均可生长,菌落为酵母样,光滑、凸起、湿润,呈黏液状,随着培养时间的延长,菌落表面干燥,出现脑回状褶皱。菌落颜色为桃红色、珊瑚红、浅橙色。孢子为椭圆形,可出芽,假菌丝和真菌丝较为罕见(图1)。胶红酵母鉴别要点为:菌落粘液状,产珊瑚红色,尿素酶阳性。



▲图1 胶红酵母培养特点。a-b:从左至右为血平板、SDA,3d,28℃;c:SDA,7d,28℃;d:脑回状褶皱[2];e:乳酸酚棉蓝染色,×400;f:革兰染色,×1000


▼ 三、病原学特点

胶红酵母是一种常见的环境酵母,广泛分布于空气、土壤、湖泊和海水中,常寄生于植物、人类和其他哺乳动物。近年来也有从富含金属的污水分离到该菌的报道[1]。该菌对塑料有很强的亲和力,可在塑料表面形成生物膜,可从透析设备、纤维支气管镜、中心静脉插管、浴帘、浴缸和牙刷分离到[3]。同时它也是皮肤、指甲、胃肠道、泌尿系统和呼吸系统的暂时共生菌[4]。有趣的是,胶红酵母也可在空间站中生存,根据外国媒体报道,美国宇航局前段时间对国际空间站中已检测到的菌落进行分类,发现胶红酵母的占比最高。


在工农业上,被广泛应用于低成本的工业生物合成中[5]。因为人体不能合成类胡萝卜素,而胶红酵母则能够自身合成番茄红素、β-胡萝卜素和虾青素等,这使得它成为类胡萝卜素主要生成酵母菌;而且含有丰富的α-亚麻酸,对人体低过敏性,生物安全性好,可作为α-亚麻酸的发酵来源。因此,在工农业上的广泛应用使其对环境具有较强的适应性。


四、临床意义

胶红酵母以前常常被认为不具致病性,常被认为污染菌,但近年来胶红酵母异军突起已成为一种机会性病原体,可导致血流感染、中枢神经系统感染、透析相关性腹膜炎、眼内炎、皮肤感染及关节假体感染等,总死亡率为12%[6],其中导管相关性真菌血症是感染最常见的类型。自从1960年Louria等人[7]首次报道了美国一名女性心内膜炎患者胶红酵母血流感染的病例后,其感染的报道愈发增加。随着广谱抗生素和器官移植后免疫抑制剂的广泛使用,粒细胞减少、中心静脉导管置管、免疫功能低下的患者增多,临床上胶红酵母感染也随之增加。多数感染患者存在基础疾病,如糖尿病、白血病、肿瘤及艾滋病等[1]。Tuon等[8]通过对128例红酵母感染病例的进行系统回顾,79%病例为真菌血病(胶红酵母为最常见的菌种),7%为眼部感染,5%为透析性腹膜炎,其中87%病例与潜在的免疫抑制或肿瘤有关,83.4%病例住院期间均有中心静脉导管(CVC)植入史。除CVC外,胃肠道粘膜损伤相关的菌群易位是胶红酵母引起血流感染的另一重要原因。


胶红酵母可导致侵袭性感染,亦可在医院环境中持续存在引起院内感染,且有文献报道[3]可从医护人员和病患皮肤和周围环境分离到,需引起院感重视。除感染人体外,其亦可从环境传染至动物,目前已经从牛和鸡中分离出该菌,并发现可引起犬类呼吸道感染[5]。


五、体外抗真菌药敏特点

目前,临床实验室可采用CLSI的微量肉汤稀释法或商品化药敏板进行红酵母属体外抗真菌药物敏感性试验,但无相关的折点参考标准。


有研究[9]发现氟康唑对红酵母的MIC值大部分≥64 μg/mL,但其对氟康唑的耐药机制尚不清楚,但高MIC值的重复模式表明某些菌株存在内在耐药性。Zaas等[10]参考M27-A文件对8例胶红酵母进行药敏试验,发现其对两性霉素B的MIC为0.25~1 μg/mL,氟康唑32~>64 μg/mL和伏立康唑1~>8 μg/mL,而且卡泊芬净和米卡芬净的体外活性较差,这也凸显了棘白菌素在治疗红酵母感染方面缺乏有效性,这可能是由于棘白菌素类抗真菌药主要通过非竞争性抑制1,3-β-D-葡聚糖合成酶,干扰真菌细胞壁1,3-β-D-葡聚糖的合成而发挥药效,但由于胶红酵母细胞壁缺乏1,3-β-D-葡聚糖合成酶,从而导致棘白菌素类抗真菌药物失去作用靶点,在体外表现出高MIC值[9]。此外,胶红酵母产生的类胡萝卜素色素也可能在棘白菌素产生耐药性方面发挥作用,但这尚未得到证实。Gomez-Lopez A等[11]发现氟康唑、伊曲康唑和伏立康唑在体外对大多数胶红酵母分离株均无活性,而两性霉素B和氟胞嘧啶具有良好的活性,是经验性治疗的合理替代药物,且作者还发现胶红酵母通常需要培养48 h或72 h后方可进行MIC判读,因为培养24 h后的MIC值可能因为菌株的生长不良而被错误地低估。


六、病原学诊断

胶红酵母的早期诊断较为困难,由于胶红酵母是环境中的常见菌,其临床意义经常受到质疑,从而导致容易漏诊和误诊。再者,总结以往的病例报告发现,其感染缺乏特异性临床表现,血清G试验结果往往不升高,可能原因是胶红酵母的结构特征与隐球菌较为相似,它们的细胞壁主要由1, 6-β-D葡聚糖组成,1,3-β-D-葡聚糖含量少,所以在胶红酵母和隐球菌感染患者中,血清1,3-β-D-葡聚糖往往不升高[6],这提示G实验结果在胶红酵母菌血流感染的诊断中需谨慎解读[12]


目前,胶红酵母的实验室鉴定主要依赖于真菌镜检、培养等传统的形态学检查。一些商品化鉴定系统如API-20C、ID32C、VITEK2系列实现对其鉴定,但鉴定准确性不高。MALDI-TOF MS亦可对红酵母进行菌种鉴定,可能由于色素和菌落表面粘液对其结果的干扰导致鉴定率偏低。对于部分无法鉴定的菌种,基因测序可作为传统病原学检测的有效补充,有助于提升胶红酵母菌鉴定的准确性。


七、治疗

胶红酵母对氟康唑和棘白菌素类抗真菌药物表现出高MIC值,经验性使用卡泊芬净和氟康唑可能导致胶红酵母感染患者治疗失败[13]。欧洲临床微生物学与传染病学会(ESCMID)的指南提出,两性霉素B是胶红酵母首选的一线治疗药物[6]。指南同时强烈建议植入中心静脉导管的患者应尽可能早期移除CVC,因为有部分患者在导管移除后虽未经系统抗真菌药物治疗仍获好转。2019年的一项研究报道[14]指出,相较于未移除留置导管的患者,移除了导管的患者30天病死率下降了31%。一些重症患者往往合并肝肾功能不全,对抗真菌药物耐受性差,这时可考虑选用泊沙康唑作为替代治疗药物[15]。


对于胶红酵母感染,经验性使用氟康唑和棘白菌素类药物进行抗真菌治疗,不仅治疗效果欠佳,亦可能会导致胶红酵母的突破性感染,影响患者预后。因此,临床医师应避免选用氟康唑或棘白菌素类药物作为胶红酵母感染的经验性抗真菌用药,同时应根据临床指南及相关菌株的体外药敏试验结果及时调整治疗方案,改善患者预后。


▼ 八、小结

胶红酵母由于其自身产生的红色色素,导致菌落呈鲜艳的珊瑚红,可作为肉眼鉴别的显著特征。对于胶红酵母引起的感染,其G实验结果一般无异常升高,且该菌对氟康唑和棘白菌素类抗真菌药物均表现出高MIC值,可根据指南或实验室鉴定和体外抗真菌药敏试验结果选择用药,改善患者预后。


参考文献(上下滑动)

1.朱信霖, 李晨, 扈东营, 等. 胶红酵母菌感染流行现状的回顾性分析[J]. 中国真菌学杂志, 18(1): 24.

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3.Wirth F, Goldani L Z. Epidemiology of Rhodotorula: an emerging pathogen[J]. Interdiscip Perspect Infect Dis. 2012; 2012: 465717. 

4.Kumar A, Chauhan N. Rhodotorula mucilaginosa: Rare cause of fungal peritonitis[J]. Indian Journal of Nephrology, 2023, 33(1): 77.

5.Huang J J, Chen X F, Tsui C K M, et al. Persistence of an epidemic cluster of Rhodotorula mucilaginosa in multiple geographic regions in China and the emergence of a 5-flucytosine resistant clone[J]. Emerging Microbes & Infections, 2022, 11(1): 1079-1089.

6.Hirano R, Mitsuhashi T, Osanai K. Rhodotorula mucilaginosa fungemia, a rare opportunistic infection without central venous catheter implantation, successfully treated by liposomal amphotericin B[J]. Case Rep Infect Dis. 2022 Jun 3; 2022: 7830126.

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11.Gomez-Lopez A, Mellado E, Rodriguez-Tudela JL, et al. Susceptibility profile of 29 clinical isolates of Rhodotorula spp. and literature review. J Antimicrob Chemother. 2005 Mar; 55(3): 312-6. 

12.冯晓凯, 何怀武, 张佳慧, 等. 罕见酵母菌-胶红酵母菌血流感染1例[J]. 基础医学与临床, 2021, 41(11): 1658.

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作者简介


张素

江西省赣州市兴国县第二医院检验科 初级检验师。从事检验相关工作3年,现于广东省人民医院检验科微生物组进修。

袁凯旋

广东省人民医院检验科临床微生物组 主管技师;华南真菌感染精准诊疗与经济学研究联盟秘书;广东省药学会第一届临床微生物专家委员会委员;广东省人民医院检验科进修生管理员、微生物组教学管理员;从事临床微生物检验多年,较擅长真菌感染的实验室诊断及分子鉴定,以第一作者/通讯作者发表国内外论文多篇,带教进修生和实习生论文多篇。主要研究方向:临床病原真菌研究。

END


作者|张素(赣州市兴国县第二医院)

指导|袁凯旋(广东省人民医院)

审校|王占伟(北京大学人民医院)

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