一、概述
1882年Koch首次鑑定出結核桿菌,不久人們就發現除結核桿菌和麻風桿菌外,還存在有非結核分枝桿菌(non-tuberculous mycobacteria, NTM)。以往認為NTM在臨床上很少致病,然而近幾年來隨著角膜手術的大量開展,特別是激光原位角膜磨鑲手術(laser in situ keratomileusis,LASIK)的不斷普及,術後併發的NTM性角膜感染已經成為眼科界高度重視的問題。據統計,1998年全世界共行LASIK手術兩百萬例,術後感染性角膜炎的發病率為0.1%~0.2%,其中非結核性分枝桿菌(non-tuberculous mycobacteria, NTM)是最常見的致病微生物之一。近年研究發現,隨著AIDS的增加及激素和免疫抑制劑的使用,該機會致病菌的感染還會增多。為此,本實驗室在國內率先開展NTM性角膜炎的研究工作,併成功地在角膜組織中分離鑑定出第一株非結核性分枝桿菌。
NTM又稱非典型分枝桿菌,由於具有抗酸染色陽性的特性,故又稱抗酸菌。它在外界環境中廣泛存在(包括土壤、牛奶、消毒水、動物體表及體液等),並可汙染多種水源,尤其是醫院中的試劑和沖洗液,因此已成為醫院感染中最常見的細菌之一。
NTM為細長或微彎的桿菌,長1-4um,寬0.3-0.5um,無鞭毛及莢膜,不形成芽孢,無運動能力,生長緩慢。在塗片中多以單個細菌存在,菌量多時可聚集成束狀或團塊。培養中常有聚集傾向,故純培養的塗片中常呈索狀。電鏡下發現其表現為多形性,並且有時呈分枝狀如V、Y或人字形排列。用熒光染料金銨染色,在熒光顯微鏡下呈金黃色熒光。
NTM是一種機會致病菌,在眼部抵抗力下降的條件下易感染該菌。NTM傳播途徑尚未確定,與外界環境中的NTM接觸感染被認為是主要途徑,另外分枝桿菌汙染的手術器械也是其重要的傳播途徑。
NTM菌體的細胞壁覆蓋有大量的脂肪酸和糖脂,使其具有在宿主吞噬細胞內不被吞噬小泡所殺滅而長期生存的能力,從而逃避防禦機制。另外,角膜基質中由於相對缺氧,NTM可以進入非複製性休眠狀態,利用自身的乙酸和脂肪酸作為碳源進行脂質代謝和氮呼吸而生存。有研究表明,分枝桿菌在進入休眠期後,其毒力因子表達下調,菌體代謝速率下降,可使NTM在眼內長期生存而不致病,然而一旦機體抵抗力下降或局部使用激素,細胞介導的免疫反應受到抑制,休眠狀態的NTM隨時有轉入增殖期的可能。研究發現NTM的複製週期長,一般約20小時左右,生長緩慢,所以導致NTM性眼病潛伏期長,持續帶菌狀態,發病過程緩慢。現代免疫學的觀點認為:分枝桿菌引起的疾病是一種免疫紊亂性疾病,細菌通過誘導敏感機體產生肉芽腫性免疫反應,導致免疫平衡失調,向病理性免疫反應發展。研究發現IFN-γ在NTM引起的保護性免疫反應中起重要作用,而 TNF-α和IL-1則和組織壞死密切相關。
二、臨床診斷
1、臨床表現:LASIK術後NTM角膜炎的發病呈慢性經過,平均潛伏期2~3周。感染早期的症狀包括畏光、流淚、眼紅,部分患者有眼痛,但不明顯,這與LASIK手術損傷了角膜瓣的感覺神經纖維有關;後期出現視力下降。眼部體徵:睫狀充血,角膜基質灰白浸潤,開始為小的上皮下浸潤,之後浸潤範圍逐漸擴大,邊界不規則呈羽狀,且病灶可融合形成瓣下膿腫,嚴重者可產生角膜瓣壞死,遊離浮起;部分患者出現衛星病灶、環狀浸潤、錢幣形角膜炎或結晶樣角膜病變。重症患者可引發前房炎症。
2、診斷:LASIK術後有激素使用史,2~3周后角膜出現浸潤病變或角膜瓣下出現結晶樣角膜病變,應高度懷疑NTM角膜炎,病因診斷須依靠實驗室檢查。若浸潤表淺,可刮取角膜上皮或淺基質進行染色鏡檢及培養;浸潤較深或瓣下浸潤時,應掀開角膜瓣取標本進行培養。
塗片染色鏡檢、培養及動物實驗是NTM常用的診斷、鑑定技術。塗片抗酸染色鏡檢可給臨床提供一個初步的實驗室診斷,其優點為簡便、快捷,但敏感性較低,Vincent 統計直接塗片抗酸染色鏡檢敏感性為22%~80%,Somoskovi用金胺-若丹明(auramine-rhodamine)對塗片進行熒光染色後鏡檢,NTM檢測的敏感性明顯提高。NTM培養時間比普通細菌要長,判定結果一般需7~60天,常選擇使用羅氏(或改良羅氏)培養基、Middlebrook7H 9、10、11培養基或吐溫卵蛋白液體培養基。
分子生物學技術可快速、敏感、特異地對NTM作出診斷。其方法主要是PCR技術,用於NTM分類鑑定的靶基因序列有16S rDNA、16S ~23S rDNA、IS6110及hsp65。PCR-RFLP是將PCR和限制性內切酶分析相結合的技術手段,16S ~23S rDNA IGS的PCR-RFLP可快速、準確地進行菌種鑑別。核酸雜交技術是用125I標記的DNA探針與分枝桿菌的rRNA互補結合,2小時即可完成檢測,具有高度特異性和敏感性。
由於NTM的毒力較結核桿菌弱,組織病理學檢查發現NTM角膜炎可表現為非乾酪樣壞死的組織細胞反應;中性粒細胞或嗜酸粒細胞增多;巨噬細胞胞內吞噬有抗酸菌。
三、臨床治療
NTM角膜炎的治療方法包括藥物治療及手術治療。治療的原則為:藥物治療與手術治療相結合,局部治療與全身治療相結合,並且禁用激素。
1、藥物治療:NTM具有很強的疏水性,菌細胞壁外層膜孔蛋白通道非常狹窄,使藥物難以進入NTM的菌體內;且快速生長型NTM具有很強的β-內酰胺酶活性,可使β-內酰胺類抗生素失去其抗微生物活性,併產生耐藥性,因此青黴素類及頭孢菌素類抗生素對NTM治療無效。
對於早期NTM角膜炎,大多數情況下首選阿米卡星(Amikacin)滴眼液,它屬於氨基糖苷類抗生素。在低濃度情況下,阿米卡星抑制NTM的生長,高濃度時則具有較強的殺菌作用。阿米卡星滴眼液濃度一般為1%~2%,每30分鐘一次,連續使用48小時之後減量;中、重度患者可再給予結膜下注射4%阿米卡星0.5ml;一般不全身用藥。
儘管阿米卡星一直是抗NTM的一線藥物,但近年來發現其對角結膜上皮有明顯的毒性作用,且易產生耐藥株,因此Ford提出局部使用新大環內酯類藥物如克拉黴素(Clarithromycin, CAM)、羅紅黴素(Roxithromycin, RTM)或阿奇黴素(Azithromycin, ATM)來作為治療的首選藥物。該類藥物具有很強的抗NTM活性、組織內濃度高、半衰期長及不良反應少等特點。體外實驗克拉黴素能100%殺滅NTM,眼藥水濃度一般為1%。因局部刺激性較強,所以限制了克拉黴素在該病中的使用,對於中、重度患者可選擇克拉黴素全身用藥。阿奇黴素在體內易與組織結合,對NTM感染最敏感,其靜脈製劑穩定,配製成的眼藥水可在4℃冰箱保存7天,刺激性較小,一般濃度為0.2%~2%,對於中、重度患者可靜脈滴注阿奇黴素,500mg/日。
氟喹諾酮類抗生素對NTM有較強的抗菌活性,第四代氟喹諾酮類中,加替沙星(Gatifloxacin)效果最好,眼藥水濃度為0.3%。而且角膜毒性較氨基糖苷類抗生素為低。
由於本病的治療時間較長,為防止產生耐藥,須聯合用藥,通常用0.8%阿米卡星眼水或1%克拉黴素眼水與0.3%左氧氟沙星眼水聯合點眼,可呈明顯的協同作用。
大多數文獻認為,使用激素是造成NTM角膜炎的關鍵因素之一,激素可使角膜基質變薄,延長病程,加重病情,而且易造成病情反覆。最近研究表明,NTM角膜炎使用激素后角膜標本上可見少許炎症細胞及大量的NTM,未用激素組角膜標本上可見大量炎症細胞及少量NTM。Hu於1998年將NTM接種於兔角膜,觀察4周後,抗生素治療組與不治療組角膜炎均有緩解,但使用激素后角膜感染擴散,其機理可能為激素抑制了肉芽腫性炎症,導致NTM易於擴散,因此在治療中應禁用激素。
2、角膜瓣沖洗:對於使用上述藥物治療無效者或中重度患者,Karp認為最好的治療是早期掀開角膜瓣,立即取材塗片鏡檢明確病原菌,若為NTM即用0.8%阿米卡星或1%克拉黴素溶液沖洗角膜瓣及基底床(5分鐘);無條件取材鏡檢者可選用廣譜的抗生素如妥布黴素或先鋒黴素進行沖洗。
3、手術治療:儘管採取積極的局部治療,仍有64%的患者因藥物不敏感而須手術治療,手術包括角膜瓣切除術和板層角膜移植術。瓣切除的手術指徵為疏鬆的角膜瓣不能與角膜基質附著;臨床症狀不緩解,對藥物治療反應差。瓣切除既可提高局部藥物濃度,又能破壞NTM的生存環境,消除瓣與基質間的小腔隙,使炎症得以控制。瓣切除患者在炎症控制後為提高矯正視力可行角膜板層移植術。另外有文獻報道,在藥物控制感染的同時,直接行板層角膜移植術,亦可取得較好療效。