伺機性病原菌在你我左右

真菌是自然環境中不可或缺的一環,然而,某些真菌對人體卻構成潛在風險。特別是伺機性病原菌,如足分枝菌屬群,對免疫弱勢者具有致命危險。雖然臨床對其有一定了解,但我們對這些真菌在環境中的分佈卻知之甚少。本篇聚焦於臺灣各類環境,旨在深入了解足分枝菌屬群真菌的分佈特性,以提供更全面的防控策略。

自然環境乃至周遭充斥著各種各樣對人類有害或有益的真菌。其中對人類生活有益處的有:釀酒酵母、黑殭菌、腐生及藥用真菌;對人類有害的除了黴菌、植物病原菌外,還有一群在人體免疫低下時感染人類的真菌—伺機性病原菌。伺機性病原菌可造成表皮、皮下、深部或系統性真菌病。常見的伺機性病原菌為麴菌屬(Aspergillus spp.)、白色念珠菌(Candida albicans)、新型隱球菌(Cryptococcus neoformans)等。此外,2010 年以前至今,歐美各國以及臺灣也開始出現由足分枝菌屬群 〔如:足分枝菌屬(Scedosporium)和節莢孢菌屬(Lomentospora)] 真菌所導致的感染 (1)。這兩屬真菌皆涵蓋對免疫功能低下和偶爾免疫功能完全的人類有感染性,導致呼吸道感染、皮膚感染、過敏反應、局部或全身性真菌病等疾病。

尖端足分枝菌(Scedosporium apiospermum)的微觀形態。圖/黃尹則博士。
多生節莢孢菌(Lomentospora prolificans)的微觀形態。圖/黃尹則博士。

足分枝菌屬群真菌為溫帶地區廣泛分佈的土壤微生物,但被認為在熱帶地區很罕見。它們偏好存在於高營養成分的介質,如:園藝土壤,受原油污染之土壤,家畜、鳥禽、牛隻的糞便等。此外,也可從低通風且高滲透壓的介質分離出來,像是下水道污泥、受污染的池塘底部、半鹹水、海埔地和廢水處理廠。足分枝菌屬群在環境的高盛行率,為重要的新興病原菌,尤其在醫院和室內,對患有慢性呼吸道疾病或免疫功能低下的人構成危害。

根據 264 起病例分析,感染此屬群真菌之免疫功能低下患者的死亡率為 22.2%,免疫功能完全患者則為 14%,全身性感染的死亡率甚至可達 80% (2)。而且,對很多現有的抗真菌藥物,像是弗路欣(5-flucytosine),兩性黴素 B(amphotericin B),三唑類(triazole)等低感受性導致其治療十分困難,需要更多的資源投入研究其診斷方式,有效的治療方式以及系統性的調查。然而,這些伺機性病原菌的研究絕大部分著重在臨床研究上,我們對這些病原菌的在環境中的分佈認識少之又少。臺灣的相關研究僅是零星臨床案例報告以及一個醫院系統的環境調查,缺乏系統性的環境樣本調查。

以黃尹則博士等人於 2023 年發表於醫學真菌學期刊的研究 (3),調查足分枝菌屬群物種於全臺灣環境中的土壤樣本之分佈現況。為了評估這些物種於各個環境設施所存在風險,比較自然環境以及都市環境樣本的物種分佈現況,並將醫院獨立出來一同分析。想知道(1)人類干擾度高的環境是否比自然環境有較多足分枝菌屬群的物種?(2)衛生敏感區域相較都市區域是否有較多的真菌物種?


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他們的研究結果顯示足分枝菌屬群的物種常見於臺灣的土壤樣本中(圖三),尤其在人類干擾環境如都市和醫院。此外,衛生敏感區域的真菌生物量沒有比都市區域多且與先前的研究一致。此外,研究發現自然環境有較低的真菌生物量。意味著都市生活的人們暴露在伺機性病原菌的環境當中,時時刻刻都有機會被感染。研究調查到的物種可分成三大類:臨床主要物種一共佔了 84.3%,尖端足分枝菌為最優勢,佔了 42.5%;鮑氏足分枝菌(S. boydii),橘色足分枝菌(S. aurantiacum)和多生節莢孢菌分別佔了 27.5%,8.7% 和 5.6%、臨床次要物種為荷赫氏足分枝菌(S. dehoogii),佔 15.0% 以及腐生物種為海口足分枝菌(S. haikouense),佔 0.6%。結果還發現尖端足分枝菌和多生節莢孢菌在公園鳥類餵食區域有較高的物種豐度,作者推測可能是因為鳥類糞便堆積使土壤含氮量提高所造成的現象。不論地理區域還是氣候區域,尖端足分枝菌都是優勢物種,顯示其有潛力成為人類活動的指標生物。

足分枝菌屬群普遍存在於台灣各地土壤中,在某些地點有比較高的生物量(fungal load),例如圖上有標示出的地點。圖/Medical Mycology。

然而,該篇研究缺少了養分濃度、酸鹼值、導電度、土壤質地、生物因子(共存微生物相)等資訊,暫時無法釐清真菌物種分佈的歧異度與環境生物因子的相關性。不過該篇研究提供這些足分枝菌屬群物種於東亞至關重要的基礎資訊,有待未來的研究進行土壤樣本的物理和化學性質分析以及分子族群遺傳研究以探討土壤菌株伺機性致病力的關鍵。

參考資料

王紹鴻,張蕎琳。2010。醫學真菌分子診斷之近況。生物醫學暨檢驗科學雜誌第 23 卷第 3 期:75–89。

Seidel D, Meißner A, Lackner M, Piepenbrock E, Salmanton-García J, Stecher M, Mellinghoff S, Hamprecht A, Durán Graeff L, Köhler P, Cheng MP, Denis J, Chedotal I, Chander J, Pakstis DL, Los-Arcos I, Slavin M, Montagna MT, Caggiano G, Mares M, Trauth J, Aurbach U, Vehreschild MJGT, Vehreschild JJ, Duarte RF, Herbrecht R, Wisplinghoff H, Cornely OA. 2019. Prognostic factors in 264 adults with invasive Scedosporium spp. and Lomentospora prolificans infection reported in the literature and FungiScope®. Critical Reviews in Microbiology 45:1–21.

Huang YT, Hung TC, Fan YC, Chen CY, Sun PL. 2023. The high diversity of Scedosporium and Lomentospora species and their prevalence in human-disturbed areas in Taiwan. Medical Mycology 61(4): myad041. doi: 10.1093/mmy/myad041.

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