谢晶晶 杨江科 代江红

(武汉轻工大学 生命科学与技术学院，武汉 430023)

自2020年初，新型冠状病毒(简称新冠病毒，SARS-CoV-2)引起的新型冠状病毒肺炎(简称新冠肺炎，COVID-19)在全球大流行起来。根据世界卫生组织(WHO)的统计，截至发稿日期(2022年4月8日)，全球已有4.9亿多人感染COVID-19，617万多人死亡[1]。SARS-CoV-2主要通过飞沫和密切接触传播，通过呼吸道进入人体，其表面的刺突蛋白(S蛋白)与人体细胞膜上的ACE2蛋白结合，在肺泡中繁殖，引起COVID-19[2]。

真菌感染常见于免疫力低下或缺陷患者，属于机会性感染。COVID-19导致人体免疫系统紊乱，如CD14+、CD16+细胞增加，细胞因子风暴产生(IL-2、IL-6、IL-10、肿瘤坏死因子α等表达量增加)，中性粒细胞增多，CD4+、CD8+细胞数量减少等，加重肺部病理和炎症反应，降低人体免疫力，引发重症患者急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)以及需要使用呼吸机治疗，增加真菌感染的风险[3-4]。新冠疫情爆发之初，国内外真菌学者发出警示，SARS-CoV-2与真菌合并(并发/继发)感染可能被漏诊或误诊，是需要关注的重要临床问题之一[5-6]。事实上，早期武汉99例病例分析显示，真菌合并感染发病率为5.0%(5/99)，其中1例为黄曲霉(Aspergillusflavus)，1例为光滑念珠菌(Candidaglabrata)，3例为白念珠菌(Candidaalbicans)[7]。随着COVID-19全球大流行，许多国家先后报道大量的SARS-CoV-2与真菌合并感染病例，特别是印度爆发的大规模毛霉合并感染引起世人的注目[8]。

真菌合并感染多出现于重症患者身上。一份英国威尔士重症监护室(ICU)的调查报告发现，真菌合并感染发病率为54%(135/250)，病死率为53%，其中，病死率远高于没有真菌合并感染时的31%[9]。本文介绍COVID-19患者中最常见的曲霉、念珠菌和毛霉等真菌感染，并分析真菌感染的复杂性和严峻性。

1 曲 霉

曲霉(Aspergillus)是临床上常见的病原真菌，感染患者引起曲霉病(aspergillosis)。COVID-19患者具有较大的风险患COVID-19相关肺曲霉病(COVID-19-associated pulmonary aspergillosis, CAPA)。2021年3月，采用随机效应模型，对来自欧洲、墨西哥、中国、巴基斯坦和美国的3 148病例进行的Meta分析显示，CAPA的发病率和病死率分别为10.2%和54.9%[10]。最近，一份对3 297病例的Meta分析得到了类似的结果：CAPA的发病率和病死率分别为9.5%和59.2%[11]。引起CAPA的曲霉主要是要烟曲霉(A.fumigatus)，其次是黄曲霉(A.flavus)和黑曲霉(A.niger)[12]，这和疫情爆发之前临床上曲霉感染情况相同。

临床医生很难准确诊断出患者是否患有CAPA，因为其症状是非特异性的，包括计算机断层扫描在内的成像技术的检测结果与COVID-19和ARDS的临床表现相似[12]。此外，检测侵袭性真菌感染的标志物，如曲霉半乳甘露聚糖(GM)和1,3-β-D-葡聚糖(BDG)以及血清、呼吸道分泌物中的真菌DNA，都无法准确诊断患者是否患有CAPA[12]。

COVID-19患者易感染曲霉的原因与SARS-CoV-2感染后体内免疫应答有关。COVID-19患者的IL-10水平明显升高[13]。IL-10在调节细胞免疫反应中发挥关键作用，参与包括侵袭性肺曲霉病(invasive pulmonary aspergillosis, IPA)在内的各种炎症性疾病[14]，原因是辅助型T细胞2(Th2)过度的免疫反应和Th1的免疫抑制减弱巨噬细胞反应，增加宿主对曲霉的易感性[15-16]。总的来说，SARS-CoV-2感染后，IL-10的增加激活Th2免疫反应，随后会出现短暂的Th1免疫抑制，此时患者易感染曲霉[17]。

此外，SARS-CoV-2还会导致细胞因子风暴(cytokine release storm，CRS)，其中IL-6最为关键。IL-6是一种多功能细胞因子，在抗曲霉的免疫反应中发挥重要作用。烟曲霉感染后IL-6显著升高[18]，IPA患者的T细胞对IL-6的反应性降低[19]。另外，IL-6信号传导过度导致多种生物学效应，如增加血管通透性、ARDS、心律失常和降低心肌收缩力。患有ARDS的非免疫功能低下患者容易感染IPA，其发病率达15%[20]。阻断IL-6表达的药物对COVID-19有效[21]，其中Tocilizumab是一种重组人源化抗IL-6受体单克隆抗体，在中国已被批准用于治疗COVID-19、ARDS和IL-6过度表达的患者[17]。在COVID-19早期，及时诊断患者发生CRS并开始免疫调节治疗可以降低患者转为重症的可能性，因此，早期干预IL-6的过度表达可以阻止COVID-19的发展，同时阻止COVID-19的并发症。尽管如此，免疫治疗是一把双刃剑：Tocilizumab可以作为抗IL-6药物用于COVID-19的治疗，但也因降低IL-6的免疫应答而导致曲霉感染[17]。

2 念珠菌

念珠菌(Candida)是人体皮肤、胃肠道、呼吸系统以及泌尿生殖道的正常菌群，感染患者引起念珠菌病(candidiasis)。类似CAPA ，COVID-19患者也具有较大的风险患COVID-19相关念珠菌病(COVID-19-associated candidiasis, CAC)[22]。CAC的发病率和病死率在不同国家和地区表现不同[22]。例如西班牙的一份研究显示，CAC(念珠菌尿、念珠菌血、腹内念珠菌病)的发病率为0.4%(4/989)，病死率达50%[23]。另一份英国研究发现，使用呼吸机后，CAC(念珠菌血)的发病率为12.6%(17/135)，病死率达47.1%%(8/17)[9]。迄今为止，念珠菌感染多以白念珠菌(C.albicans)为主，其次是耳念珠菌(C.auris)[24]。

COVID-19引发的免疫反应并不是CAC的发病原因。人体抵御念珠菌的一些重要免疫细胞，如中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞，其含量并没有受SARS-CoV-2的影响而减少。COVID-19重症患者支气管肺泡灌洗的单细胞分析结果显示，患者体内仍存在大量单核细胞和巨噬细胞[25]，表明这些免疫细胞与CAC无关。

导致CAC的主要原因可分为两类：一类是ICU中的患者易患侵袭性念珠菌病的常见因素，例如糖尿病、需要血液透析的肾衰竭、腹部手术、三腔导尿管、胃肠外营养、接受多种抗生素治疗、在ICU停留时间超过7d以及既往的腹部感染等[26]。在ICU中广泛使用的留置中心静脉导管，也是常见念珠菌的入口[27]。另一类与COVID-19有关。一方面，COVID-19导致的严重呼吸衰竭患者需要体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)技术治疗[28]。ECMO使用较多的血管导管(包括中心静脉导管，肺动脉和外周动脉导管以及ECMO套管)。由于ECMO具有凝血倾向，因此，微生物病原体容易黏附到导管上，从而引起感染；此外，白细胞在肺毛细血管和外周组织中的隔离和ECMO管路对白细胞的黏附和溶解，引起白细胞减少症。可见ECMO的使用使人体容易感染念珠菌[24]。另一方面，CAC也与临床上治疗COVID-19的皮质类固醇有关[29]。皮质类固醇对中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞有免疫抑制作用，导致患者容易患侵袭性念珠菌病。

COVID-19患者Fe离子失调，出现高铁蛋白血症[30-31]。念珠菌能分泌高亲和性的Fe离子载体，从铁蛋白中获取Fe离子，也使患者具有较高的感染风险[22]。

3 毛 霉

毛霉目(Mucorales)中的少数种类引起毛霉病(mucormycosis)，是一种比较罕见的黑色真菌感染。随着COVID-19的蔓延，印度出现大量的COVID-19相关毛霉病例(COVID-19 associated mucormycosis，CAM)[8]。对来自4个ICU(法国、德国、墨西哥和土耳其)的COVID-19患者的分析发现，CAM的发病率为0.3%～0.8%[32]。对来自18个国家的80例(其中印度病例占大多数，为42例)CAM分析显示，CAM的病死率为49%，同时高达46%的患者失明[32]。毛霉感染患者最多的部位是鼻眶/鼻脑，其次是肺部、皮肤和胃肠道[33]。毛霉感染主要是由根霉(Rhizopusspp.)引起[33]。

引发CAM的因素有糖尿病、酮症酸中毒、皮质类固醇药物治疗、细胞因子风暴以及高浓度毛霉孢子等，其中糖尿病是重要危险因素[33]。由于印度是全球第二大糖尿病患者聚集地(患病率约为8.9%)，其中高达42%的患者未被诊断[8]，导致毛霉病得以在印度大爆发。

SARS-CoV-2进一步加剧糖尿病患者血糖异常，增加CAM的发病风险[34]。SARS-CoV-2感染胰岛细胞，导致胰岛β细胞损伤和内源性胰岛素分泌减少，影响人体对血糖的控制[35]。此外，过度升高的IL-6水平损害患者的胰岛素受体和胰岛素受体底物-1的磷酸化，引起胰岛素抵抗，导致COVID-19患者血糖异常[34]。另外，由于COVID-19重症患者呈现高铁蛋白血症[31]，导致胞内活性氧(ROS)和肝细胞死亡。与此同时，IL-6刺激铁蛋白合成并下调游离铁的输出，细胞内铁含量过高[36]。在组织受到损伤后，铁蛋白失去结合的铁离子，导致血清中出现更高水平的游离铁，引发酮症酸中毒[37]。由于印度对于COVID-19的治疗比较简陋，多数患者服用皮质类固醇药物并居家隔离，在患有糖尿病的背景下，服用过量的皮质类固醇诱导的高血糖症和免疫抑制，是导致毛霉感染的主要原因。此外，COVID-19和糖尿病相互作用导致的内皮损伤、内皮炎和血栓形成更容易使患者感染毛霉[38]。

由于印度人口多、医疗简陋，使用未经消毒的医疗产品导致高浓度毛霉孢子也使患者具有较高的毛霉感染风险[39]。

4 小 结

SARS-CoV-2引发的免疫系统紊乱、严重呼吸衰竭等症状、重症所用血管导管等仪器以及治疗COVID-19药物的使用，导致患者容易受到侵袭性真菌的感染。目前，由于临床医学不能快速、准确地检测真菌感染，因此，COVID-19患者是否合并感染真菌感染具有一定的复杂性。值得注意的是，全球超过3亿人罹患严重的真菌性疾病，每年因此丧生的人高达160多万，但此现象一直被公众、媒体和学术界忽视[40]。因此，大量真菌性疾病患者是否容易感染SARS-CoV-2，且感染后更易转为重症或死亡，即前期的严重性真菌感染是否有助SARS-CoV-2的感染，不得而知。但可以肯定的是，SARS-CoV-2的感染会增加真菌感染的发病率和病死率。换言之，新冠疫情之下，真菌感染具有一定的严峻性。

由于SARS-CoV-2高度适应人类，具有极强的传播能力[41]，因此，同其他病毒相比，SARS-CoV-2的防控难度增大。特别是，新冠疫情爆发以来，SARS-CoV-2相继出现各种变异毒株，如α、β、γ、δ、λ、ο等毒株，其中δ毒株毒力最强且具有较强的传播力，致使疫情一度更加严重。目前，ο毒株是主要的流行性毒株，尽管其毒性较δ毒株下降且感染人体后主要存在于咽部，但其传播力较δ毒株更强[42]，因此，真菌合并感染的复杂性和严峻性进一步增加。

自COVID-19爆发以来，我国采取严格的管控措施和“动态清零”政策，新冠疫情得到有效控制，但国际上由于政治干扰以及文化差异，疫情防控不佳，疫情呈现一波又一波的态势。鉴于此，大量国家放松管控措施，“躺平”与COVID-19共存，真实的感染和死亡人数可能远超官方统计。最近，《柳叶刀》期刊上的一份研究显示，截至2021年12月31日，COVID-19导致的全球死亡人数高达1 800多万，是官方统计的三倍之多[43]。毫无疑问，国际抗疫举措提高了真菌合并感染的复杂性和严峻性。

新冠疫情自爆发至今已有2年之多，科学界还没有研发出特效药物。尽管已有多款疫苗上市，极大地降低了重症发病率和死亡率，但疫苗仍未能有效阻止疫情的传播。因此，基于上述原因，在新冠疫情消失之前，SARS-CoV-2与真菌的合并感染将给临床医学和科学界带来挑战。