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常见的曲霉半乳甘露聚糖(GM)检测的干扰因素有哪些?

发布时间:2019-06-19

曲霉半乳甘露聚糖(GM)检测,主要适用于侵袭性曲霉病(IA)的早期诊断。菌丝生长时GM从薄弱的菌丝顶端释放,是IA最早释放的抗原之一。血清与肺泡灌洗液(BALF)GM检测对IA的诊断具有重要价值,可实现IA的早期快速诊断。然而,GM试验存在一定的干扰因素,常见的GM假阳性因素主要有:(1)β-内酰胺类抗生素;(2)交叉反应(如组织胞浆菌、镰刀菌、隐球菌、芽生菌病等)(3)血液制品;(4)新生儿双歧杆菌定植;(5)其他因素等。现将GM检测的假阳性和假阴性干扰因素总结如下:

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1) β-内酰胺类抗生素(包括含有酶抑制剂的抗生素)

 A.血清样本

关于哌拉西林/他唑巴坦(TZP)引起的GM假阳性研究有很多。哌拉西林是青霉的发酵产物,青霉细胞壁中含有GM[1]。2003年首次报道的研究发现患者使用的四批次TZP中含有GM [2]。2018年的一项研究对三个国家(PiSATM,墨西哥;VitalisTM,哥伦比亚; PfizerTM,美国)生产的TZP进行了GM检测,结果发现只有墨西哥公司生产的TZP出现了假阳性,同时对本公司生产的阿莫西林、双氯西林、头孢曲松、头孢噻吩药品进行GM试验检测,均未出现假阳性[3]。目前,有证据表明世界各地(美国,意大利,巴西、美国、韩国)TZP配方已不再与GM试验的假阳性相关。但是,一些国家(法国和土耳其)TZP配方仍然存在问题[4-9]。在中国TZP的配方是否还存在问题,目前尚不清楚。

阿莫西林/克拉维酸(AMC)是另一种被认为可引起血清GM试验假阳性的抗生素,2004年首次报道了一例55岁的女性肺炎患者,从2004年2月2日至2月13日每日三次静脉注射 AMC预防治疗。结果发现GM检测值从2月3日的0.06升到2月5日的4.01,在 2月12日增加到6.1 [10]

此外,其他抗生素也有可能引起GM试验假阳性。2010年的一项研究报道了不同抗生素引起血清GM试验的假阳性研究。结果发现不同抗生素血清样本GM试验的假阳性分别是AMC(26.7%,4/15),TZP (58.3%,7/12),头孢吡肟(CFP)(14.3%,1/7),头孢哌酮/舒巴坦(CPZ-SB)(66.7%,2/3)[11],如图1。

图1 所有患者血清半乳甘露聚糖的指数和分布(N=87)。

缩写:AM-CL,阿莫西林-克拉维酸;PIP-TZ,哌拉西林-他唑巴坦;CTX,头孢曲松;CFP,头孢吡肟;CPZ-SB,头孢哌酮-舒巴坦;CBP,碳青霉烯类;FQ,氟喹诺酮;TMP-SMX,甲氧苄氨嘧啶-磺胺甲恶唑; Clinda,克林霉素;Vanco,万古霉素

B.肺泡灌洗液(BALF)样本

对于BALF GM的假阳性因素研究较少,目前有报道的主要有抗生素的使用以及灌洗液本身引起。

2010年研究报道了不同抗生素引起BALF GM检测的假阳性研究。结果发现不同抗生素BALF样本GM检测的假阳性分别是AMC(27.3%,3/11),TZP (50%,4/8),头孢吡肟(CFP)(16.7%,1/6),头孢曲松(CTX)(45.5%,5/11),碳青霉烯类(CBP)(45.5%,5/11)如图2[11]。但是目前抗生素对BALF GM的影响仍需近一步的研究确认。

图2 所有患者BALF指数和分布(N=71)。

缩写:AM-CL,阿莫西林-克拉维酸;PIP-TZ,哌拉西林-他唑巴坦;CTX,头孢曲松;CFP,头孢吡肟;CPZ-SB,头孢哌酮-舒巴坦;CBP,碳青霉烯类;FQ,氟喹诺酮;TMP-SMX,甲氧苄氨嘧啶-磺胺甲恶唑;Clinda,克林霉素;Vanco,万古霉素。

葡萄糖酸盐的勃脉力(Plasmalyte)溶液,其生产是由葡萄糖在霉菌发酵产生。勃脉力可作为水、电解质的补充源和碱化剂。加入正在输注的血液组分或作为血细胞的稀释液。研究表明,采用含葡萄糖酸盐的勃脉力溶液进行BALF采集会出现GM检测假阳性,如图3所示。

图3 样本的GM检测

2) 交叉反应  

2019年最新的研究报道肺隐球菌患者隐球菌荚膜多糖与血清GM存在交叉反应。29例肺隐球菌病患者,其中16例(55.2%)患者血清GM高于cut off 值。在隐球菌病治疗后,GM值显著下降[12]。 

2012年的研究报告4例组织胞浆菌感染的实体器官移植患者,其血清或BALF出现了GM试验的假阳性结果。与此同时,在曲霉阳性标本中也可以检测组织胞浆抗原,从2007年1月至2010年12月,2432例曲霉GM检测阳性患者,对其中的514例(21%)进行了组织胞浆菌抗原检测,其中27例为GM检测阳性[13]。  

2012年的一项研究共11例患者,其中 8例为血液系统恶性肿瘤确诊为播散性镰刀菌感染,另外三名是中性粒细胞减少可能的镰刀菌感染患者,这11例患者中有9例出现GM检测阳性[14]。  值得注意的是,不同厂商的GM试剂盒使用的标记捕获抗体不同,可能导致交叉反应也不同,以上交叉反应研究结果是基于伯乐(Bio-Rad)的GM试剂盒。

3) 血液制品

2012年的一项研究收集8例非曲霉感染患者的血清样本,接受血小板输注前(输注前6小时)和血小板输注后(在完成输注后30分钟内)进行GM检测。结果发现血小板输注前GM检测的中值为0.20,所有接受血小板输注后GM中值为1.54,为阳性,如图4[15]。同时,输入免疫球蛋白也可能造成GM假阳性。

图4  未感染患者的输血前和输血后半乳甘露聚糖水平

4) 新生儿双歧杆菌定植

研究发现,双歧杆菌属是人类正常胃肠道微生物群落,占成人总粪便微生物群的6%,在母乳喂养和配方奶粉喂养婴儿的粪便微生物菌群分别占到91%和75%[16, 17]。研究表明新生儿粪便均显示GM与双歧杆菌数量相关。由于人体肠道中存在高浓度的双歧杆菌,这些细菌或排泄的脂多糖可能导致特别是新生儿血清GM检测阳性[18]

5) 其它因素

还有一些特殊的发现,如棉签包裹的脑活检组织,GM检测出现假阳性结果。将干净的棉签灌洗样品进行GM检测出现阳性结果。这表明与GM产生交叉反应的表位存在与棉花中[19]。另外,有实验室报道,当收集血清的EP管没有保管好,被纸盒等污染也会出现GM检测假阳性,这些问题都应该尽量避免[20]

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在动物模型中证明两性霉素B的预防性给药可阻断半乳甘露聚糖和菌丝体生长的表达[15,20,31]。  

研究表明,在诊断曲霉菌病前2周内给予伊曲康唑或两性霉素B制剂预防性和经验性抗真菌治疗,结果发现曲霉的敏感性降低至20%以下,如图5所示。  

2000年报告了一例慢性肉芽肿病患者,其患有侵袭性肺曲霉病和膈下脓肿。治疗期间,在脓肿中能检测到高水平的曲霉抗原,但在血清中检测不到循环抗原和曲霉DNA。

图5  GM检测敏感性

综上所述,应尽量规避对GM检测可能产生的干扰因素。针对新入科室高度怀疑的曲霉感染患者应尽早进行血清GM的筛查,减少治疗过程中因输注血液制品和抗生素治疗后产生的干扰因素;对高度怀疑的曲霉感染患者建议治疗过程中进行GM连续检测,避免单次检测的不准确性;针对预防给药后仍高度怀疑的曲霉感染患者血清GM检测阴性,则可考虑BALF GM和曲霉IgG抗体检测,提高检测的敏感性。

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