痤瘡丙酸桿菌的新命名及其與尋常痤瘡的相關(guān)性

郎德休 廖勇 楊蓉婭

解放軍總醫(yī)院第七醫(yī)學(xué)中心皮膚科，北京100700

尋常痤瘡是一種累及毛囊皮脂腺單位的慢性炎癥性疾病，皮脂分泌增加、毛囊角化、微生物定植和炎癥等因素參與該病的發(fā)生發(fā)展。定植菌痤瘡丙酸桿菌是皮脂腺豐富部位的優(yōu)勢菌，在調(diào)節(jié)皮膚生態(tài)穩(wěn)定方面起關(guān)鍵作用，能防止其他有害病原體入侵，但它與尋常痤瘡的發(fā)病存在相關(guān)性［1］?；谄涠ㄖ灿谄つw的特征，最近基因組學(xué)研究支持將原有痤瘡丙酸桿菌（Propionibacterium acnes）命名改為Cutibacterium acnes（C. acnes），并研究其不同的分型［2］。近期研究［1，3］顯示，C.acnes 增殖并不是尋常痤瘡的病因，皮膚微生物菌群之間生態(tài)失衡及不同C.acnes 型別間的生態(tài)失衡可能在尋常痤瘡發(fā)病中起更關(guān)鍵的作用。此外，數(shù)篇文獻(xiàn)［4-5］報道C.acnes出現(xiàn)耐藥。因此，我們討論痤瘡丙酸桿菌的重新命名、其型別與尋常痤瘡的關(guān)系以及不同型別的耐藥現(xiàn)狀，探討微生物相互作用對尋常痤瘡的影響。

一、C.acnes分型多樣性與尋常痤瘡

1.痤瘡丙酸桿菌的重新命名：上世紀(jì)，基于表型特征和分離來源將丙酸桿菌分為兩大類，即經(jīng)典型及皮膚相關(guān)型，16S rRNA 基因序列也能很好地反映丙酸桿菌屬系譜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但不能區(qū)分種間的遺傳物質(zhì)差異［2］。Scholz 等［2］發(fā)現(xiàn)丙酸桿菌種間的基因組不能形成單一簇系；皮膚相關(guān)型的DNA G+C 含量和基因組含量較其他型低，在適應(yīng)皮膚環(huán)境過程中進(jìn)化獲得或失活某些基因，如獲得性的脂肪酶基因編碼的三?；视椭久负腿苎字改芴禺愋越到馄ぶ?，但缺乏產(chǎn)生谷胱甘肽/酞酸鹽和氨基丁酸的基因。因此，Scholz 等［2］根據(jù)高分辨率核心基因組、16S rRNA 基因序列及DNA G+C含量、基因組大小分析結(jié)果和分離來源、表型特征等聯(lián)合進(jìn)行分類，從多方面區(qū)分種間差異，將丙酸桿菌重新分為三大類，即Acidipropionibacterium gen. nov.、Cutibacterium gen. nov.和Pseudopropionibacterium gen. nov.，其中Cutibacterium gen.nov.包括痤瘡丙酸桿菌、貪婪丙酸桿菌、顆粒丙酸桿菌以及Propionibacterium humerusii，痤瘡丙酸桿菌重新命名為C.acnes。此后，多篇文獻(xiàn)采用了該新名稱［6-7］，而且美國臨床和實驗室標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會于2018 年發(fā)表的M100-S28標(biāo)準(zhǔn)也將痤瘡丙酸桿菌更名為C.acnes［7］。

2.C.acnes 分型方法：不同時期C.ances 的分型方法有所不同［6，8-9］。最初，學(xué)者們通過recA 基因和tly 基因序列將C.acnes分型為ⅠA、ⅠB、Ⅱ和Ⅲ［9］。但由于recA和tly基因位點的分型方法不能很好地識別ⅠB 型菌株，因而出現(xiàn)了更精確的分型方法。利用多位點序列分型（MLST）方法，可識別Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型菌株，且能將Ⅰ型進(jìn)一步細(xì)分為ⅠA1、ⅠA2、ⅠB 和ⅠC，每個亞型都包含不同的CC 型或ST 型［8］。單位點序列分型方案則能更好地研究C. acnes ST 型的多樣性［8-9］。此外，還有學(xué)者使用16S rRNA 基因核糖體分型方法，但該方法識別率較低，臨床上較少使用［8-9］。通過不同的分型方法鑒定出的C.acnes 型別名稱不同，Dréno 等［10］整理出C.acnes分型方法與命名對照表，并采用統(tǒng)一的型別命名（ⅠA1、ⅠA2、ⅠB、Ⅱ和Ⅲ）。

3.C.acnes 分型與尋常痤瘡：研究表明，尋常痤瘡患者皮膚中C.acnes相對豐度與健康人群相當(dāng)［11］，或略低于健康人群［3］。Barnard 等［3］認(rèn)為，C.acnes 增殖可能與尋常痤瘡發(fā)病無關(guān)，生物群落失衡及其整體毒力變化是更關(guān)鍵的致病因素，且痤瘡患者皮膚C.acnes分型與健康者存在差異。

Lomholt 和Kilian［12］收集大樣本C. acnes 臨床菌株進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)ⅠA型菌株與中重度尋常痤瘡相關(guān)性強(qiáng)，而其他分型如ⅠB、Ⅱ和Ⅲ與健康皮膚或機(jī)會性深部組織感染相關(guān)。另有研究［4，13］進(jìn)一步證實，ⅠA1 型主要與尋常痤瘡有關(guān)，而ⅠA2、ⅠB、Ⅱ和Ⅲ型菌株在尋常痤瘡皮損中較少出現(xiàn)。Kwon 等［14］研究發(fā)現(xiàn)，正常皮膚表面C.acnes 分型分布與粉刺皮損處相似，而丘疹和膿皰皮損處ⅠA 型增加、ⅠB和Ⅱ型減少，提示ⅠA 型C.acnes 在炎性微環(huán)境中增殖，且尋常痤瘡患者皮膚微生物群發(fā)生了變化。Fitz-Gibbon等［11］發(fā)現(xiàn)，尋常痤瘡患者皮損中C.acnes菌株群落結(jié)構(gòu)與正常皮膚顯著不同，ⅠA1 型與尋常痤瘡密切相關(guān)，Ⅱ型主要出現(xiàn)在健康皮膚，其他型別在健康人群組和痤瘡患者組的分布無明顯區(qū)別。此外，Lomholt 等［15］還發(fā)現(xiàn)，ⅠA1 型是尋常痤瘡患者毛囊中的主要菌株型別，而健康人群的菌株型別更為多樣化，包括ⅠA1、ⅠA2、ⅠB 和Ⅱ型。上述研究結(jié)果比較一致，尋常痤瘡皮損中C.acnes 型別的組成多樣性降低，ⅠA 型（尤其ⅠA1 型）與尋常痤瘡相關(guān)性較強(qiáng)，其他型別ⅠB、Ⅱ和Ⅲ主要分布于健康皮膚和深部組織感染。

C.acnes與外周血單核細(xì)胞共培養(yǎng)的體外實驗［16］顯示，痤瘡相關(guān)菌株型別（ⅠA2、ⅠB1和ⅠC型）可誘導(dǎo)表達(dá)高水平的干擾素γ 和白細(xì)胞介素（IL）-17，激活輔助性T 細(xì)胞（Th）-1 和Th17 應(yīng)答，從而促進(jìn)痤瘡炎癥的發(fā)生；而健康相關(guān)型別菌株（Ⅱ和Ⅲ型）誘導(dǎo)表達(dá)高水平的IL-10，下調(diào)干擾素γ 和IL-17，從而減輕炎癥。然而，C.acnes 與人皮膚組織共培養(yǎng)時［17］，不同型別菌株激活、促進(jìn)炎癥的能力不同，各型別的促炎潛能從高到低分別為Ⅲ、Ⅱ、ⅠC、ⅠA1 和ⅠB型，Ⅲ型菌株具有最高的促炎能力，能上調(diào)蛋白酶激活受體2、腫瘤壞死因子α、基質(zhì)金屬蛋白酶13 和金屬蛋白酶抑制因子2，其中基質(zhì)金屬蛋白酶/金屬蛋白酶抑制因子2比值變化可能在痤瘡炎癥后瘢痕形成過程中起至關(guān)重要的作用。此外，痤瘡相關(guān)的ⅠA2型菌株與健康相關(guān)Ⅱ型菌株相比能產(chǎn)生更多卟啉［18］，卟啉通過氧化作用可產(chǎn)生毒性物質(zhì)角鯊烯過氧化物［19］，促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞產(chǎn)生炎癥和免疫反應(yīng)介質(zhì)IL-8［20］。綜上所述，不同型別C.acnes誘導(dǎo)產(chǎn)生不同的促炎因子參與調(diào)節(jié)宿主固有免疫和痤瘡炎癥。

飲食介導(dǎo)皮脂量和皮脂成分異常，使菌株的生存環(huán)境出現(xiàn)變化，能更好適應(yīng)環(huán)境變化的C.acnes菌株才能在微環(huán)境中存活［21］。與Ⅰ型菌株相比，Ⅱ型菌株的脂肪酶活性降低，其在一個多物種群落環(huán)境中的競爭空間和資源可能處于劣勢［22］。

4.C.acnes分型與耐藥：對285株C.acnes菌株進(jìn)行藥物敏感性實驗發(fā)現(xiàn)，85%的耐藥株屬于ⅠA1型［4］；類似實驗顯示，15.8%的菌株對克林霉素耐藥（3.5%高水平耐藥），8.8%對紅霉素耐藥（5.5%高水平耐藥），9.6%對四環(huán)素耐藥（1.8%高水平耐藥），7 株高水平耐藥菌中，6 株分離自痤瘡患者，1株分離自治療痤瘡患者的健康皮膚科醫(yī)生，并且僅在痤瘡患者中檢測到四環(huán)素耐藥株［5］。從痤瘡皮損分離的所有ⅠC型菌株都對紅霉素和四環(huán)素耐藥［4］，基因測序發(fā)現(xiàn)它們都存在23S rRNA 和16S rRNA 突變［5，11］。C.acnes 菌株對氟喹諾酮類抗生素耐藥機(jī)制的研究［23］顯示，大多數(shù)耐藥株為ⅠA 型，其耐藥機(jī)制為DNA 旋轉(zhuǎn)酶出現(xiàn)氨基置換。Nakase等［24］從痤瘡皮損分離的60.3%的臨床株都屬于ⅠA1型，55%的大環(huán)內(nèi)酯類耐藥株存在23S rRNA突變［24］，而16S rRNA 突變與四環(huán)素耐藥相關(guān)［25］，編碼rRNA 甲基轉(zhuǎn)移酶的獲得性erm（X）基因與高水平克林霉素和大環(huán)內(nèi)酯類耐藥相關(guān)［24-25］。然而，Sadhasivam等［26］發(fā)現(xiàn)，C.acnes致病型ⅠA1對克林霉素敏感，而與健康皮膚相關(guān)的ⅠB 型對克林霉素表現(xiàn)出較高的耐藥性；敏感性分析還發(fā)現(xiàn)C.acnes分離株均對四環(huán)素和那氟沙星敏感，采用米諾環(huán)素與那氟沙星聯(lián)合治療痤瘡可獲得較顯著的臨床療效。以上研究提示，尋常痤瘡皮損中分離的C.acnes菌株具有獨特特征，是臨床工作者選擇最佳個體化治療方法的重要依據(jù)，同時某些C.acnes型與尋常痤瘡的關(guān)聯(lián)可能比預(yù)期更復(fù)雜。由于皮損可能由多種病原微生物混合感染所致，經(jīng)驗性抗生素治療的效果存在一定局限性［5，27］。長期使用抗生素治療，隨之而來的耐藥問題不容忽視。研究［24-25］顯示，C.acnes 對目前批準(zhǔn)使用的某些抗生素（如紅霉素、四環(huán)素、克林霉素和喹諾酮類）敏感性下降。這些耐藥株的出現(xiàn)警示我們在臨床上應(yīng)該限制局部和系統(tǒng)應(yīng)用抗生素作為治療尋常痤瘡的長期和單一方案，可以使用替代療法，如使用過氧化苯甲?；蚵?lián)合外用維A酸類藥物。

二、C.acnes與其他微生物的相互作用

1.表皮葡萄球菌與C.acnes 的相互作用：對代表潮濕、干燥和皮脂豐富微環(huán)境的18 個不同人體皮膚部位樣本進(jìn)行宏基因組學(xué)分析［28］發(fā)現(xiàn)，個體特征和皮膚部位決定了微生物群落組成，而C.acnes 分布具有個體特異性，表皮葡萄球菌分布具有部位特異性。皮脂豐富的環(huán)境中，正常皮膚和尋常痤瘡皮損中都能分離出C. acnes 和表皮葡萄球菌［29］。由于毛囊皮脂腺單位的獨特環(huán)境和化學(xué)性質(zhì)，毛囊內(nèi)定植微生物可能與表面微生物組成不同。研究［30］顯示，表皮中表皮葡萄球菌豐度較高，而厭氧和皮脂豐富的毛囊中C.acnes 豐度較高。總的來說，表皮葡萄球菌和C.acnes分別為皮膚表面和毛囊皮脂腺最具優(yōu)勢的定植菌種，兩個菌種組成結(jié)構(gòu)失衡和相互作用可能是引起皮脂腺富集區(qū)皮膚疾病的原因。

健康皮膚中C.acnes 和表皮葡萄球菌是穩(wěn)定的異質(zhì)性群落，但在尋常痤瘡皮損中，表皮葡萄球菌相對豐度增加，而C.acnes數(shù)量減少［3］。其他研究［31］發(fā)現(xiàn)，表皮葡萄球菌可以發(fā)酵皮脂，從而產(chǎn)生琥珀酸，這種酸可抑制C.acnes 的生長，還能抑制C.acnes 介導(dǎo)的小鼠皮膚炎癥反應(yīng)。事實上，表皮葡萄球菌和C. acnes 已被證實存在相互作用。Christensen等［32］從健康皮膚和尋常痤瘡皮損中分離出77株C.acnes，包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ多種分型，產(chǎn)生細(xì)菌素或細(xì)菌素樣分子（如硫肽類抗生素），對表皮葡萄球菌有抗菌活性，同時大多數(shù)表皮葡萄球菌菌株也能夠抑制C.acnes生長。此外，與尋常痤瘡相關(guān)的C.acnes型ⅠA2比其他型對表皮葡萄球菌具有更高的抗菌活性［32］。利用C.acnes 和表皮葡萄球菌間相互拮抗的關(guān)系，可為開發(fā)治療尋常痤瘡和其他皮膚疾病的外用活性益生菌制劑提供依據(jù)。大量體內(nèi)外研究數(shù)據(jù)［33］也支撐以益生菌治療尋常痤瘡的可行性。

2.噬菌體與C.acnes的相互作用：宏基因組學(xué)分析［3］顯示，與尋常痤瘡患者相比，健康人群中C.acnes 噬菌體更為普遍和豐富，這與其他通過培養(yǎng)C.acnes噬菌體計數(shù)的研究結(jié)果一致［34］。老年人中能檢測到更多的噬菌體，這可能是尋常痤瘡患病率隨年齡增長而下降的原因［35］。為了更好地理解細(xì)菌與噬菌體之間的相互作用，Liu 等［34］用15 種不同的噬菌體與C.acnes菌株相互作用，發(fā)現(xiàn)來自健康皮膚相關(guān)型別（ⅠB 型、Ⅱ型和Ⅲ型）的菌株可抵抗噬菌體的殺傷作用，而尋常痤瘡相關(guān)的菌株型可被噬菌體殺滅。上述研究提示，噬菌體具有成為治療尋常痤瘡的活性生物制劑的潛在價值。

三、總結(jié)

綜上所述，尋常痤瘡皮損與健康皮膚中C.acnes載菌量可能無明顯差異，但其型別與尋常痤瘡的關(guān)系值得關(guān)注，ⅠA型（尤其ⅠA1型）與尋常痤瘡高度相關(guān)。與尋常痤瘡相關(guān)性較高的菌株型的耐藥情況是個體化用藥的重要依據(jù)。微生物群組結(jié)構(gòu)失衡及相互作用也是誘發(fā)尋常痤瘡的原因，認(rèn)識C.acnes 與表皮葡萄球菌、噬菌體的相互作用可為未來開發(fā)新型活性生物制劑治療尋常痤瘡提供更可靠的證據(jù)。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突