白色念珠菌(Candida albicans)

物种名:白色念珠菌

拉丁学名:Candida albicans

分类学地位:真菌界Fungi;子囊菌门Ascomycota;

毕赤酵母纲Pichiomycetes;塞里纳目Serinales;

德巴利酵母科Debaryomycetaceae;念珠菌属Candida

白色念珠菌是一种具有明显形态可塑性的机会性致病真菌,也是人体最常见的条件致病真菌之一。该菌可长期定植于口腔、胃肠道、阴道和皮肤等部位,在健康宿主中通常以共生状态存在;当宿主免疫功能下降、菌群失衡、黏膜屏障受损或存在导管等侵入性操作时,可由定植状态转为感染状态,引起浅表黏膜感染、深部器官感染以及念珠菌血症等侵袭性疾病。

1.1生物学特性

1.1.1培养特征

白色念珠菌在沙氏葡萄糖琼脂(SDA)等常用真菌培养基上生长较快,37℃培养24-48h后可形成圆形、凸起、边缘整齐、表面光滑湿润、乳白色至奶油色的酵母样菌落。在CHROMagar Candida 显色培养基上,白色念珠菌通常形成特征性绿色菌落,因此该培养基常用于临床实验室对白色念珠菌的快速初筛和与其他常见念珠菌的初步区分[1]

图1 沙氏葡萄糖琼脂及显色培养基上白色念珠菌菌落表现[2]

a、b:沙氏葡萄糖琼脂上白色念珠菌呈乳白色、奶油样菌落;c-f:显色培养基上不同念珠菌可呈不同菌落颜色,其中绿色菌落常提示白色念珠菌。

1.1.2形态学特征

白色念珠菌具有典型的二相性和多形性,可在酵母相、假菌丝和真菌丝之间转换。酵母细胞通常呈圆形或卵圆形,以出芽方式增殖;在血清诱导、37℃培养等条件下可形成芽管(germ tube),这是临床实验室快速鉴定白色念珠菌的重要特征之一。该菌在贫营养条件下还可形成厚膜孢子(chlamydospore),这也是传统鉴定中具有参考价值的形态学指标[3, 4]

除酵母相与菌丝相转换外,白色念珠菌还可发生高频表型转换。不同表型在细胞形态、菌落外观、致病性相关行为和宿主适应性方面存在差异,这种形态可塑性与白色念珠菌的黏附、侵袭及环境适应能力密切相关[5, 6]

图2 白色念珠菌革兰染色显微图像[7]

显微镜下可见卵圆形出芽酵母细胞及菌丝/假菌丝样结构,为白色念珠菌感染或定植时常见的显微形态表现。

1.1.3生化特征

白色念珠菌的生化与表型鉴定通常需结合芽管试验、厚膜孢子形成、显色培养基特征及必要的分子方法综合判断。其经典特征之一为芽管试验阳性,即将新鲜菌落置于血清中37℃孵育2-3h后,可观察到无明显缢缩的芽管形成[3]。在玉米粉-Tween 80 等贫营养培养条件下,白色念珠菌常形成厚壁圆形厚膜孢子[4]。在CHROMagar Candida上形成绿色菌落是临床常用的辅助鉴别依据[1]。此外,白色念珠菌具有较强生物膜形成能力,这与导管相关感染、药物耐受和持续感染密切相关[6]

1.2分布、传播与致病性

1.2.1分布与传播

白色念珠菌广泛定植于人体口腔、胃肠道、女性生殖道和皮肤等部位,是典型的条件致病菌。其感染多源于内源性定植菌群过度生长或突破黏膜屏障;在医院环境中,也可经医务人员手部、受污染器械、中心静脉导管、肠外营养液及其他侵入性医疗操作造成传播或聚集性暴发[8-10]

1.2.2致病性

白色念珠菌的致病过程与黏附、形态转换、组织侵袭和毒力因子分泌密切相关。该菌可表达多种黏附素,促进其黏附于上皮细胞、内皮细胞及生物材料表面;同时可分泌天冬氨酸蛋白酶、磷脂酶和脂酶等水解酶,破坏宿主组织屏障并增强侵袭能力[6, 11]。近年来研究还证实,白色念珠菌菌丝阶段可分泌candidalysin,这是一种能够直接损伤上皮细胞并诱导炎症反应的关键毒力肽[12]

从临床角度看,白色念珠菌可引起多种部位感染。常见浅表与黏膜感染包括口腔念珠菌病(鹅口疮)、食管念珠菌病、外阴阴道念珠菌病及皮肤皱褶部位感染;侵袭性感染则可累及血流及深部器官,表现为念珠菌血症、心内膜炎、腹膜炎、骨髓炎、关节炎、眼内炎及中枢神经系统感染等[8, 10, 13]

高危人群主要包括早产儿和低出生体重儿、接受肿瘤化疗或中性粒细胞减少的患者、HIV/AIDS患者、器官移植受者、糖尿病患者,以及长期住院、留置中心静脉导管、接受肠外营养、腹部大手术、血液透析或长期使用广谱抗菌药物与糖皮质激素者[9, 10, 13]。对于这些人群,白色念珠菌更易由定植转为临床感染,且侵袭性疾病病死率较高。

白色念珠菌感染的严重程度与宿主免疫状态、感染部位和是否发生血流播散密切相关。浅表感染通常可局限于局部黏膜;一旦进入血流或深部器官,则常提示侵袭性念珠菌病,需要尽早识别并给予系统性抗真菌治疗[10, 13]

1.3检测方法

(1)显色培养基鉴定与芽管试验:这是临床微生物实验室常用的传统鉴定流程。将临床标本接种于SDA或CHROMagar Candida培养基,37℃培养24-48 h,观察菌落形态及颜色变化;对白色念珠菌可疑菌落进一步进行芽管试验,即挑取新鲜菌落加入0.5mL无菌血清中,37℃孵育2-3h,随后制成湿片于显微镜下观察是否形成无明显缢缩的芽管。若出现绿色菌落并伴芽管阳性,则对白色念珠菌具有较高提示价值[1, 3, 4]

(2)PCR 检测法(ITS区扩增并测序确认):PCR是对白色念珠菌进行快速分子鉴定的重要方法。常规步骤包括:1、样本处理与DNA提取。可取纯培养菌落或临床标本,采用商业化真菌DNA提取试剂盒或煮沸裂解/酚氯仿法提取模板DNA。2、PCR反应体系配置。常用25 μL体系,包括PCR Mix、上游引物ITS1、下游引物ITS4、模板DNA和无核酸酶水[14-16]。3、扩增靶标与引物。ITS1(5′-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’)和ITS4(5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’)是临床真菌鉴定中最常用的ITS通用引物,可扩增ITS1-5.8S-ITS2区域[14, 15]。4、扩增程序。可采用94℃预变性5min;随后35个循环:94℃ 1min、58℃ 1min、72℃ 2min;最后72℃延伸10 min[16]。5、产物分析。扩增产物经1.5%琼脂糖凝胶电泳确认条带后,可进一步进行Sanger测序,并将所得序列与 GenBank/BLAST 数据库比对,以完成白色念珠菌的种水平鉴定[14]。该方法具有较高特异性,尤其适用于表型鉴定不典型、混合感染或需要精确分型的样本。

表1 白色念珠菌ITS-PCR常用引物序列[16]

名称 序列
ITS1 5′-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3′
ITS4 5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3′

1.4典型案例

2014年美国印第安纳州一家医院新生儿重症监护病房(NICU)发生白色念珠菌侵袭性感染暴发,共有11名早产儿感染,其中5名死亡。美国疾病控制与预防中心调查发现,相关病例菌株具有共同传播链特征,并提示医护人员手部/指甲相关传播在该事件中起到重要作用。该事件强调了在NICU等高危病区严格执行手卫生与接触传播防控的重要性[17]

2016年有研究报道,新生儿病区发生了一起与全肠外营养液(total parenteral nutrition,TPN)相关的白色念珠菌暴发。流行病学调查发现,多例患儿发生白色念珠菌感染,与受污染的TPN配制或输注过程有关。研究通过微生物学和分子方法证实,患者分离株与相关污染来源之间具有流行病学关联,提示 TPN 污染可作为新生儿病区白色念珠菌传播和暴发的重要媒介。该事件表明,在新生儿高危人群中,肠外营养液的无菌配制、输注管理及院感监测对白色念珠菌血流感染防控具有重要意义[18]

1.5防治对策

(1)医院感染控制:严格执行手卫生,加强中心静脉导管等侵入性装置的规范置入与维护,减少不必要的导管留置和侵入性操作,并强化高风险病区环境清洁与感染监测,是预防侵袭性念珠菌病的重要措施。

(2)抗真菌药物合理使用:应避免不必要的广谱抗菌药物长期使用,防止菌群失衡促进念珠菌过度生长。对于念珠菌血症和其他侵袭性念珠菌病,指南推荐多数成人患者初始优先使用棘白菌素类药物,病情稳定且药敏结果合适时可序贯改用氟康唑。

(3)高危人群管理:对于早产儿、血液肿瘤患者、器官移植受者、长期住院及长期留置导管者,应加强定植与感染风险评估;一旦出现持续发热、血培养阳性或深部器官受累证据,应尽快完善病原学检测并及时干预。

参考文献

[1] Odds FC, Bernaerts R. CHROMagar Candida, a new differential isolation medium for presumptive identification of clinically important Candida species. Journal of Clinical Microbiology, 1994, 32: 1923-1929.

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[3] Balish E. Chlamydospore production and germ-tube formation by auxotrophs of Candida albicans. Applied Microbiology, 1973, 25: 615-620.

[4] Staib P, Morschhäuser J. Chlamydospore formation in Candida albicans and Candida dubliniensis: an enigmatic developmental programme. Mycoses, 2007, 50: 1-12.

[5] Anderson J, Cundiff L, Schnars B et al. Hypha formation in the white-opaque transition of Candida albicans. Infection and Immunity, 1989, 57: 458-467.

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[7] Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Candida_Gram_stain.jpg.

[8] Centers for Disease Control and Prevention. Candidiasis basics. 2024. https://www.cdc.gov/candidiasis/about/

[9] Centers for Disease Control and Prevention. Risk factors for Candidiasis. 2024. https://www.cdc.gov/candidiasis/risk-factors/

[10] Centers for Disease Control and Prevention. Clinical overview of invasive Candidiasis. 2024.

[11] Naglik JR, Challacombe SJ, Hube B. Candida albicans secreted aspartyl proteinases in virulence and pathogenesis. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 2003, 67: 400-428.

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[14] White TJ, Bruns TD, Lee SB, Taylor JW. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. In: Innis MA, Gelfand DH, Sninsky JJ, White TJ, eds. PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications. San Diego: Academic Press, 1990: 315-322.

[15] Centers for Disease Control and Prevention. Target genes, primer sets, and thermocycler settings for fungal DNA amplification. 2024.https://www.cdc.gov/fungal/hcp/laboratories/settings-for-dna-amplification.html

[16] Xafranski H, Melo ASA, Machado AM et al. A quick and low-cost PCR-based assay for Candida spp. identification in positive blood culture bottles. BMC Infectious Diseases, 2013, 13: 467.

[17] Centers for Disease Control and Prevention. Notes from the field: an outbreak of Candida albicans infections in a neonatal intensive care unit – Indiana, 2014. MMWR Morbidity and Mortality Weekly Report, 2015, 64: 277-278.

[18] Guducuoglu H, Gultepe B, Otlu B et al. Candida albicans outbreak associated with total parenteral nutrition in the neonatal unit. Indian Journal of Medical Microbiology, 2016, 34: 202-207.

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