2025年4月17日 星期四

【微生物尋奇系列】結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis, MTB)

 本篇文章整理自衛福部疾管署結核病診治指引第七版Ninja Nerd: Tuberculosis

 

一、結核分枝桿菌基本介紹

分枝桿菌屬(Mycobacterium)旗下分三類: 痲瘋分枝桿菌(M. laprae)、結核分枝桿菌(M. TB,簡稱TB) 以及不屬於這兩者的都當作 非結核型分枝桿菌(NTM)

結核分枝桿菌(MTB)因為細胞壁含有細長碳氫長鏈油性分子的mycolic acid (分枝菌酸)而無法用一般的格蘭氏染色,需要使用ziehl neelsen stain (又稱acid fast stain, AFS),染完後不會被酸性酒精脫色(因為有耐酸性,故稱為Acid fast細菌,fastness=耐性),其他非Mycobacterium屬的細菌則脫色不被顯現。
MTB
屬於絕對好氧菌(strict/obligate aerobes),喜歡37°C、偏酸環境(pH6.4-7),人體肺部上端剛好符合。

1.          透過飛沫傳染吸入,但要達到支氣管末梢才容易感染,通常是長期處於密閉式空間>8hr,或面對面大笑、咳嗽、唱歌。

2.          搭飛機出國者要注意TB病人分成甲乙丙三類:

                            i.                甲類:AFS(+)有傳染力者→不可搭航程>8hr的飛機出國 (DOT治療>14天或已證實無傳染力者解禁)

                           ii.                乙類: MDR TB者→禁搭飛機出國 (S/C (-)解禁)

                         iii.                丙類:慢性傳染性TB者→禁搭飛機出國 (兩年追蹤皆S/C (-)解禁)

3.          TB不會經由食物、餐具傳染,病人的餐具也無需另外消毒。

4.          孕婦不會經胎盤傳給胎兒。

二、TB感染的形態與表現

1.          吸入含有TB的飛沫後,稱為初級感染(primary TB):細菌通常會從末端支氣管進入肺組織,影響下肺葉、中肺葉下端、靠近肋膜處的下肺組織。

2.          巨噬細胞吞噬TB,但TB細胞壁上的油性mycolic acid以及病原性因子(Virulence Factors)-蛋白質Rv3484保護它不被巨噬細胞的lysozyme分解(一般的格蘭氏細胞壁僅含肽聚醣的話早被分解了)

3.          打不贏TB的巨噬細胞分泌趨化因子(chemokines): IL-1IL-6TNF-α召喚T淋巴球與更多的巨噬細胞,至少把他包起來避免擴大感染,故逐漸形成一個中央乳酪狀壞死(caseous necrosis)的結構,稱為caseating granuloma,又稱為Ghon focus。而包著TB的巨噬細胞會沿著淋巴管轉移到肺門淋巴造成腫大,感染的淋巴結與Ghon focus合稱Ghon complex (primary complex),此為初級感染(primary TB)經典表現。爾後病灶周邊巨噬細胞被TB細胞壁上的抗原刺激分化成類上皮細胞或Langhans 氏巨細胞,甚至纖維鈣化成為肉芽組織,也就是結節。

4.          另外,caseating granuloma中的T細胞會分泌IFNγ嘗試殺掉TB,這些游離出去的IFNγ可以用於更精準檢驗是否感染TB (activelatent),因為早期的tuberculosis skin test (TST)免疫低下者會偽陰性,有打卡介苗者會偽陽性。


                            i.                90%的病人終其一生TB就這樣被包住,進入休眠期,也不會有症狀出現,稱為潛伏性結核感染(latent TB infection, LTBI)。一旦免疫爛掉,HIV、移植吃免疫抑制劑、營養很差、DM/CKD、酗酒爛肝都可能讓休眠的TB重新夯(giâ)起來,變成reactivation TB,又稱為secondary TB,這些TB通常喜歡轉移到充滿氧氣的上肺葉造成纖維乾酪性壞死。因此即便是LTBI還是建議用藥治療,目前主流是3HP3HR4R9H (1HP目前僅用於CDC專案計畫),顯然用34個月的順服性/完成性高,療效自然較好

                            ii.                10%病的人可能自身免疫較差,無法包住TB,一樣會跑到上肺葉出現症狀,稱為原發性進展型結核病(primary progressive TB)或稱為活動性結核病(active TB),跟上方的紅字表現差不多。


三、TB產生的症狀

l   當纖維乾酪性壞死的組織擴大,吃爆肺臟的肋膜,破掉了造成封閉型氣胸 (pneumothorax)

l   吃到血管與支氣管,就出現血痰、咳血 (hemoptysis)、咳痰 (開放性肺結核-具傳染性)

l   肺部一堆TB膿瘍,造成支氣管肺炎 (bronchial pneumonia)、咳嗽

l   壞死與感染的組織產生大量cytokine,發炎,通透性增加→肋膜積液 (pleural effusion)

l   發炎與cytokine (IL-1,5, TNF-α)影響下視丘造成發燒、盜汗、體重降低

l   TB進入血液循散布到整個肺或其他器官,稱為粟粒性肺結核 (Miliary Tuberculosis),通常屬於肺外TB

l   隨者血液打到全身的肺外TB,可以影響非常多器官

                            i.                TB腦膜炎

                           ii.                頸部淋巴結TB感染=Mycobacterial cervical lymphadenitis = scrofula = king's evil=瘰癧,戰國時期的《靈樞經》中就有記載

                         iii.                心包膜炎

                         iv.                肝膿瘍、肝炎

                           v.                尿痛、血尿、頻尿、後腰痛、膿尿、無痛性陰囊腫塊,但細菌培養陰性,需作AFS

                         vi.                腎上腺感染,造成adrenal crisis (Addison’s disease)

                       vii.                骨髓炎、脊椎炎(pott’s disease)、椎間盤發炎

四、TB的診斷
當病人臨床症狀+影像學懷疑TB感染時,醫師會送痰液/血液/組織液等病灶處檢體作 AFS 細菌培養、TB PCR(NAA test)TB分裂速度慢,平均13-20hr才複製一次,所以3-8週才長得出來,若是AFS(+)可能是TBNTM,若TB PCR(+)幾乎就可以確診TB,給HREZ治療。等到培養TB出來後可以看到藥物敏感性,決定是否調整治療藥物,或是最初痰液用Xpert MTB/RIF(NAA的一種)可以2hr內檢驗是否帶有Rifampin抗藥性基因,協助藥物選擇。

 

症狀(咳、血痰、虛弱、盜汗)

影像學

AFS

TB PCR

解讀 (有培養最準但沒長那麼快)

+

+

+

+

TB啦,給HREZ

+

+

+

-

檢查是否因PCR反應中含有核酸複製的抑制物,NTM?

+

+

-

+

再次TB PCR (+)則治療TB,若(-)先當非TB的細菌感染治療



臨床表現

l   慢性呼吸道症狀:咳嗽、咳血、喘 >3

l   全身症狀:發燒、食慾不振、體重減輕、倦怠、夜間盜汗

l   肺外症狀可能會被誤診成其他疾病 (50%肺外TB者同時也有肺內TB)

影像學

l   CXRprimary TB者常見中下肺葉浸潤、同側肺門淋巴腫大、肺塌陷、嚴重者空洞化(cavitation)secondary TB, reactive TB則常見上肺葉浸潤最嚴重則全肺瀰漫性粟粒狀病變為粟粒性肺結核。但CXR判讀需要經驗,且不嚴重的TB也不好看出來

l   CT:更為精細的影像,較能看出空洞、胸腔內淋巴病變、粟粒狀病變、支氣管擴張、支氣管堵塞、肋膜疾病、tree-in-budmicronodules sign,連我這種外行人都看得出來~

塗片耐酸性染色鏡檢 (smear for acid-fast bacilli)=AFS

l   將清晨痰液或其他檢體作抹片染色,快速、簡單、成本低,作為第一線篩檢active TB的工具

l   Sensitivity 38.8%敏感度低 (=偽陰性高),即便AFS(-)還是可能TB,所以習慣一次送三套AFS。但specificity96.7%特異性高 (=偽陽性低),若菌量>5000 ~10000 bact./ml = AFS (+)可能為TBNTM。用藥治療後AFS應該要轉陰

細菌培養

血液、痰液、脊髓液、關節液等檢體,傳統技術3-8週培養(8週沒長=陰性)、自動化液體培養基系統(螢光偵測細菌生長耗氧) 可更徹底去除雜菌的影響,2-4週就可長出(6週沒長=陰性)

l   更敏感 (>10~100 bact./ml=culture (+))

l   透過分子生物、抗原免疫檢測、MALDI-TOF質譜儀鑑定菌種,側向流量免疫層析檢測法(lateral flow immunochromatographic test, ICT)15分鐘可完成判讀。

l   可作基因體分析、流病學研究

l   可作藥敏測試 (H, R, AMG, FQ最可信,EZ準確度略低,其他正確性不高),時機為:

1.          第一次培養陽性的結核分枝桿菌株

2.          治療滿二個月及以後培養仍呈陽性

3.          陰轉後再度培養陽性者

結核分枝桿菌核酸增幅檢驗(nucleic acid amplification, NAA)=TB PCR

PCR技術檢驗TBDNA10-130 bact./ml就能檢驗,數小時內發報告,特異性高 (=偽陽性低=有驗到就是感染TB)
價值是可排除NTM可能性、比AFS更高的陽性預測率、快速檢驗,為第一線篩檢active TB工具

l   AFS(+)sensi. 92-100%speci.>95%

l   AFS(-)培養(+)sensi. 40-93%speci.>95%

更高級的版本如Xpert MTB/RMP assay,除了可以PCR驗是否有TBDNA,還可以確定是否有RIF抗藥基因(ropB)2-3hr內可發報告,sensi.speci.皆高,同樣若AFS(-)培養(+)sensi.降至68%, speci.維持99%
更更高級的版本如Xpert MTB/RMP Ultra,原本的性能上加驗TBinsertion sequence IS6110IS1081增加TB判斷的敏感性

LTBI風險高族群:針對TB接觸者、監獄犯、HIV病人、吸毒仔、HD、器官/骨髓移植者、COPDHEMACKDDM、風免病人使用anti TNFα、醫療人員、山地原住民、遊民、來自高盛行率國家者(中、印、北韓、菲…) 應作檢驗

l   TSTIGRA都是陽性預測值(=真陽性=sensitivity)偏低=偽陰性高;spec.=偽陽性低,因此建議只在高風險族群檢驗

結核菌素皮膚試驗 (TST)

SC注射結核菌素Tuberculin Purified Protein Derivative (TB-PPD) RT23 2TU +穩定劑tween 80,以Mantoux test之方法,於左前臂掌側中點水平向淺淺的皮下注射0.1 cc (0.04mcg=2TU)形成約8mm隆起,48~72小時後判讀皮膚過敏腫起的大小。面積太大(過敏反應過強)代表有LTBIactive TB。但打過卡介苗(含有TB的片段)會偽陽性、老人或T細胞爛者會偽陰性,干擾較多所以目前台灣2-5歲以上者多半建議使用IGRATST使用量越來越少了

l   下列免疫爛者:TST 5 mm為陽性

1.          HIV

2.          惡性腫瘤、類肉瘤病(sarcoidosis)

3.          器官移植

4.          其他免疫功能不全病患

5.          使用免疫抑制劑

6.          一個月內 過量prednisolone (或等效類固醇) > 15mg/day >4wk

l   下列高風險者:TST10 mm為陽性

1.          >6歲童且上次打卡介苗>6

2.          免疫正常但有TB接觸史有感染風險者

3.          DMCKD、胃切除、小腸繞道手術等

4.          生長遲緩、營養不良

5.          CXR疑似TB 感染sign

6.          吸毒仔

l   下列低風險者:TST15 mm為陽性

1.          打過卡介苗≦6歲童

2.          上次打卡介苗≦6

所以一般非接觸者成人,根本無需測TST

丙型干擾素釋放試驗(Interferon-γ release assays, IGRAs)

l   TB形成的Ghon focusT Cell會分泌IFN-γ,較不會受到卡介苗與NTM的影響,偽陽性的機率較低

l   方便,只需抽血一次,不用等48-72小時回來看報告,台灣建議2-5歲以上懷疑TB感染都使用IGRA

l   若陽性,但沒有臨床症狀、影像學,很可能是LTBI

1:必要時,包括胸部電腦斷層掃描檢查。
2:醫師得視病情,決定是否進行痰塗片、NAA test 及培養。但若肺結核的可能性相當低, 則不建議 NAA test
3:痰塗片及培養,必須同時進行 2~3 次。
4:培養陽性檢體經鑑定為結核分枝桿菌,即可確診為肺結核。
5:若肺結核的可能性相當低,不建議 NAA test
6:塗片陽性,臨床醫師可直接下診斷為肺結核,但建議仍應進行 NAA test
7:抗生素治療可在得知痰塗片陰性或痰檢驗的同時投予。
8:依文中「核酸增幅檢驗的判讀」建議進行,並綜合病人臨床表現及培養結果,來確定是否 為肺結核或其他診斷。
9:依文中「核酸增幅檢驗的判讀」建議進行,並綜合病人臨床表現及培養結果,來確定是否 為非結核分枝桿菌或其他診斷。
10:若臨床醫師有疑義時,可與疾病管制署的轄區區管中心聯絡,並請安排專家提供協詢。

 

五、TB的治療

l   INHRMP抗藥比例在初次治療者別為8%1%,但再次治療者17%8%,故在取得藥敏之前,應該用Xpert驗一下RMP的抗藥性基因有無(可惜無法PCR INH不然也想知道)     

l   藥物順服性是治療成敗重要因子,所以要DOT與事前好好衛教提醒可能遇到的副作用與問題

l   標準治療為HREZ,分為

                            i.                加強期(intensive phase) 2 個月吃HREZ。建議治療滿2個月時再次測AFS

                           ii.                持續期(continuation phase) 4 個月吃HRE (如果HR都敏感,則E可停藥),對於CXR有廣泛的結核侵犯或是開洞病灶(較嚴重),或第2個月S/C仍陽性(菌量大),以及加強期沒有全程使用Z的病人(療效差),應該將持續期延長為7個月

 

標準劑量 
mg/kg/dose QD

腎調 (CCr<30)

肝調

懷孕
哺乳

副作用

INH


(max 300 mg)

免調,當<600 mg/day時,就算爛腎,也可由膽汁排除 (>900 mg則小心毒性)

HREZ都有肝毒性,若本無肝炎但>5X ULN、或有肝炎且>3X ULN,建議停藥,再逐個加回,盡可能只剔除有問題的藥物。
特別是INH初期抗菌能力強,能降低抗藥性,應全力慰留。
若肝炎嚴重±黃疸,加回INHRMP後,不建議再加回PZA

可以吃,但延到第二孕期再開始更好,INH記得補B6

 

可哺乳,濃度低不影響小孩,不具治療效果。

皆有肝毒性

l  肝炎(多發生於用藥後10周內)

l  周邊神經炎:下面情況routinevit B6(pyridoxine, Beesix) 10-50 mg/day來預防:DMCKD、營養不良、慢性肝病、酗酒、HIV、末梢神經炎、懷孕、哺乳、使用cycloserine/高劑量 INH16-20 mg/kg/day)。

l   B6治療劑量100-200 mg/day

RMP

10 
(max 600 mg)

免調

l 代謝物橘色,尿、汗、眼淚、咳痰會變橘紅色(無害)

l 食慾不振、噁心、嘔吐、胃痛、下痢、皮疹、肝炎

l CYP inducer,加速其他藥物代謝(避孕藥失效、血壓血糖藥效↓)

l 少見:若>10mg/kg小心PLT↓、溶血性貧血、AKI

EMB

15-20 
(max 1600 mg)

原劑量改TIW

神經病變,與劑量、時間相關(<15 mg/kg,發生率<1%),應定期檢查,通常使用4-5個月後發生視力模糊、紅綠色盲,停藥後可恢復。

PZA

25 (15-30)
(max 2000 mg)

原劑量改TIW

l  >3g/day容易肝毒性

l   尿酸血症:但UA<13 mg/dL無症狀時,不需治療、不需停藥。有症狀再DC,使用Benzbromarone (Uricon)allopurinol會增加PZA濃度。

l   備註:RifabutinRMP容易引起嚴重leukopenia(2%),且與RMP87%交叉抗藥,但好處是較不會induce CYP,可用於:

n   同時使用PINNRTIHIV

n   NOAC

n   RMP副作用不耐受者

l   TB生長與HREZ藥效
TB
是好氧菌,生長速度正比於氧氣濃度,肺間質組織開洞處(cavity)氧氣多長得快乾酪狀壞死組織(caseous necrosis)、巨噬細胞內、發炎組織處氧氣少長得慢

                            i.                Continuous growth phase: Isoniazid本身是prodrug需要由TB菌的過氧化氫酶(catalase-peroxidase enzyme: KatG)活化後,方能抑制InhA (enoyl-acyl carrier protein (ACP) reductase)進而抑制TB細胞壁的mycolic acids合成,類似β-lactams破壞細胞壁。所以對於位在cavity處,快速生長期需要大量合成細胞壁的TB菌非常有效,你可以稱他為快手刺客,她也是HREZ因故停藥後第一個建議用回的藥物。
其實EMB也是用於抑制快速生長期的細胞壁合成,但他的殺菌力較弱,如果其他三人HRZ已經夠有效了,那他就可割可棄

                           ii.                Acid inhibition phase: 在乾酪狀壞死組織或巨噬細胞的酸性環境中 (acid inhibition phase),同樣是prodrugPZA首先被動擴散進入TB細胞,被其體內pyrazinamidase (PncA)活化成pyrazinoic acid (POA),於酸性環境下質子化(protonated)帶正電,讓她不容易離開並累積在TB體內,抑制PanD enzyme (aspartate decarboxylase)進而使Coenzyme A (CoA)無法合成,TB會無法產生能量、脂肪酸、無法生長而死亡。

                        iii.                Metabolic spurt reactivation phase: TB菌回到充氧環境後,她會開始爆發式成長,DNA會不斷複製分裂,產生RNA與蛋白質。此時使用RMP最適合,因為他機轉為concentration dependent DNA-dependent RNA polymerase(DDRP) inhibition,且因為穿透性強可以在TB菌內累積高濃度,抑制TB的複製使他死亡

                        iv.                Dormant phase: TB在肉芽腫(granulomas)或乾酪壞死(caseous lesions)處,因為缺氧又缺養,索性冬眠不生長了。此時大概僅剩下RMP攻擊DDRP有效殺死冬眠中的熊。這也是為什麼潛伏性TB(LTBI)通常選用1HP3HP處方的原因,P=rifapentineRMP屬於rifamycin,同樣能有效殺死冬眠中的熊,要是不小心驚醒了熊,還有快手刺客isoniazid在後面補刀

l   若因嚴重不良反應而必須停藥時,HREZ全停,等不良反應消失或改善,先加回H(雖然肝毒性比例較高,但具有最高的早期殺菌力,可以迅速減少病人體內TB菌量,但第一個加回的藥物也面臨孤軍奮戰更容易抗藥的局面,這回H不只是快手刺客,還是個赴險境的孤膽勇者)R(是殺TB的主力法師,但容易產生抗藥性,需要有砲灰H先上前削減敵方人數後再上場)EZ,後面EZ的順序視停藥的原因決定,如果是因為肝毒性而停藥,我優先加回肝毒性風險較低的EMBPZA肝毒性最常見,放最後加回

先加回快手刺客是臺灣結核病診治指引第七版的作法,但ATS / CDC / IDSA說因為RMP最重要且肝毒性較低,所以第一個推她上場,不同指引作法都不同,相同的是PZA都最後加回。

l   針對再次治療者

                            i.                建議全程 HREZ 6-9個月,R抗藥風險較高者,可在前2個月併用streptomycin

l   停藥原則:病人規則服藥,且治療時間滿足建議的時程(至少6個月),並應符合下條件:

                            i.                一開始痰塗片陽性的病人:在療程中至少1 次塗片陰性,且最後1 個月塗片陰性,無法轉陰性的病人必須證明是非結核桿菌或死菌

                           ii.                一開始痰培養陽性的病人:在療程中至少1 次痰培養陰性,無法轉陰性的病人必須鑑定是非結核桿菌

                         iii.                全程痰塗片或培養都是陰性的病人,在治療過程中胸部X光進步或穩定



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