醫(yī)學(xué)真菌分類學(xué)最新進(jìn)展

劉維達(dá) 梁官釗 張美潔 葛力瑜 劉加 董嘉琤 宋歌

(中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院病原微生物菌(毒)種保藏中心 醫(yī)學(xué)真菌中心，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院皮膚病研究所真菌科，南京 210042)

基于現(xiàn)有的生命科學(xué)基本認(rèn)知，生物主要分為六界，即真核生物(Eukaryote)：原生生物界(Protista)、動(dòng)物界(Animalia)、真菌界(Fungi)及植物界(Plantae)；原核生物(Prokaryote)：古細(xì)菌界(Archaea)及細(xì)菌界(Bacteria)。廣義真菌包括黏菌(Mycetozoa)、中黏菌(Mesomycetozoa)、卵菌(Oomycota)及狹義的真菌(Eumycota)[1]。

真菌在地球上存在時(shí)間尚不清楚，真菌起源亦無確切的結(jié)論。真菌細(xì)胞既不含葉綠體，也沒有質(zhì)體，是典型異養(yǎng)生物，異養(yǎng)方式有寄生和腐生。最新研究推測(cè)，全球范圍內(nèi)真菌包括多達(dá)600萬種，其中600余種真菌與人類密切相關(guān)，可作為常駐菌參與構(gòu)成人體微生態(tài)，亦可作為病原菌而致病，真菌正深刻影響著人類健康、農(nóng)業(yè)、生物多樣性、自然生態(tài)、工業(yè)和生物醫(yī)學(xué)等[2-4]。 研究真菌分類可更好探究真菌進(jìn)化及親緣關(guān)系，從而揭示生物特性及致病機(jī)理，有助于基礎(chǔ)研究及分子診斷。隨著技術(shù)進(jìn)步，真菌分類學(xué)更新頻繁，諸多研究團(tuán)隊(duì)亦可存在爭(zhēng)論。醫(yī)學(xué)真菌主要包括子囊菌(Ascomycota)、擔(dān)子菌(Basidiomycota)及接合菌(Zygomycota)等，涵蓋毛霉菌、皮膚癬菌、念珠菌、隱球菌、馬拉色菌、曲霉菌及暗色真菌等。本文對(duì)主要真菌分類(尤其是醫(yī)學(xué)真菌分類)的最新進(jìn)展進(jìn)行簡(jiǎn)述，以供參考指正。

1 真菌界及接合菌(Zygomycota)分類變化

近年來，國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)界對(duì)于真菌國(guó)際分類的認(rèn)識(shí)尚待更新，目前主要遵循2008年分類系統(tǒng)，依據(jù)世界著名的《菌物字典》(Ainsworth & Bisby’s Dictionary of the Fungi, 10thEdition)第10版菌物界劃分為7個(gè)門、36綱、140目、560科、8283屬、97861種[5]。其中7個(gè)門包括：壺菌門(Chytridiomycota)、芽枝霉門(Blastocladiomycota)、新麗鞭毛菌門(Neocallimastigomycota)、小叢殼菌門(Glomeromycota)、接合菌門(Zygomycota)、子囊菌門(Ascomycota)及擔(dān)子菌門(Basidiomycota)。其中接合菌門包含四個(gè)亞門，即毛霉亞門(Mucoromycotina)、蟲霉亞門(Entomophthorales)、梳霉亞門(Kickxellomycota)及捕蟲霉亞門(Zoopagomycotina)。

2018年Tedersoo等[6]基于分子特征(18S、28S rRNA、RPB1、RPB2及EF1)把真菌更新為九大類群，18個(gè)門： 羅茲菌門(舊稱隱真菌門)(Rozellomycota)、Aphelidiomycota、芽枝霉門、壺菌門、單毛壺菌門(Monoblepharomycota)、新麗鞭毛菌門、油壺菌門(Olpidiomycota)、蛙糞霉門(Basidiobolomycota)、捕蟲霉門(Zoopagomycota)、梳霉門(Kickxellomycota)、蟲霉門(Entomophthoromycota)、Calcarisporiellomycota、毛霉門(Mucoromycota)、被孢霉門(Mortierellomycota)、球囊菌門(Glomeromycota)、根腫黑粉菌門(Entorrhizomycota)、子囊菌門及擔(dān)子菌門。2018年Tedersoo等的最新研究是對(duì)真菌分類學(xué)較大規(guī)模的更新，已引起學(xué)界廣泛關(guān)注，但若要被學(xué)界廣泛接受尚需時(shí)間?？傮w來看，同臨床工作者聯(lián)系比較密切的是既往的“接合菌”變化，該名稱現(xiàn)已不再使用。以前接合菌范疇內(nèi)的毛霉亞門、被孢霉亞門、蟲霉亞門及蛙糞霉綱均升為門。然而，針對(duì)此最新分類亦存在不統(tǒng)一，CBS屬下的MYCOBANK網(wǎng)站分類：既往“接合菌門”分成為毛霉門、蟲霉門、蛙糞霉門，毛霉門涵蓋3個(gè)亞門，即毛霉亞門、被孢霉亞門及球囊菌亞門。另外，國(guó)際著名學(xué)者Sybren de Hoog教授領(lǐng)銜主編的《Atlas of Clinical fungi》(online版)[7]：醫(yī)學(xué)真菌主要涵蓋接合菌門、子囊菌門及擔(dān)子菌門等，而接合菌門包含毛霉亞門、蟲霉亞門及被孢毛霉亞門，蟲霉亞門包含蟲霉目(Entomophthorales)及蟲霉科和耳霉科。另外，參照MycoBank Database網(wǎng)站分類，毛霉目(Mucorales)真菌已經(jīng)無分為7個(gè)科9個(gè)屬[8]：①橫梗霉科(Lichtheimiacede)兩個(gè)屬：橫梗霉屬(Lichtheimia)和根毛霉屬(Rhizomucor)；②毛霉科(mucoraceae)包含兩個(gè)屬：毛霉屬(Mucor)和放射毛霉屬(Actinomucor)；③枝霉科(Thamnidiaceae)含科克霉屬(Cokeromyces)；④根霉科(Rhizopodaceae)含根霉屬(Rhizopus)；⑤共頭霉科(Syncephalastraceae)含共頭霉屬(Syncephalastrum)；⑥小克銀漢霉科(Cunninghamellaceae)含小克銀漢霉屬(Cunninghamella)；⑦Saksenaeaceae科含Saksenaea屬。

2 皮膚癬菌(Dermatophyte)分類變化

皮膚癬菌屬于子囊菌門(Ascomycota)盤菌亞門(Pezizomycotina)，散囊菌綱(Eurotiomycetes)散囊菌目(Onygenales)，裸囊菌科(Arthrodermataceae)，是能侵襲皮膚、毛發(fā)、指/趾甲等角化組織，利用角蛋白作為營(yíng)養(yǎng)的一類真菌。目前已報(bào)道的皮膚癬菌50余種，具有親人性(arthropophilic)、親動(dòng)物性(zoophilic)及親土性(geophilic)。皮膚癬菌分類主要基于精細(xì)的綜合分類方法(形態(tài)學(xué)、生物學(xué)、系統(tǒng)發(fā)生)，其中對(duì)人類有致病作用的有20余種。目前，皮膚癬菌最新劃分為9 屬[9, 10]：毛癬菌屬(16個(gè)種)、表皮癬菌屬(1個(gè)種)、奈尼茲皮菌屬(Nannizzia)(9個(gè)種)、小孢子菌屬(3個(gè)種)、節(jié)皮菌屬(21個(gè)種)、Paraphyton(3個(gè)種)、Lophophyton(1個(gè)種)、Cenomyces(1個(gè)種)、Guarromyces(1個(gè)種)、Epidermophyton(表皮癬菌屬)只有1個(gè)種，即絮狀表皮癬菌(Epidermophytonfloccosum)。Trichophyton(毛癬菌屬)具有親人性或親動(dòng)物性，有4個(gè)分支(Clade)，即須癬毛癬菌系(T.mentagrophytes-series)、苯海姆毛癬菌系(T.benhamiae-series)、紅色毛癬菌復(fù)合體(T.rubrum-complex)及T.bullosum。

①紅色毛癬菌復(fù)合體(T.rubrum-complex)包含10余個(gè)種)：紅色毛癬菌(T.rubrum)、紫色毛癬菌(T.violaceum)、蘇丹毛癬菌(T.soudanense)、T.balcaneum、T.fischeri、T.raubitschekii、T.kanei、T.rodhainii、T.fluviomuniense及T.yaoundei；②須癬毛癬菌系(T.mentagrophytes-series)(7個(gè)種)： 斷發(fā)毛癬菌(T.tonsurans)、馬類毛癬菌(T.equinum)、指(趾)間毛癬菌(T.interdigitale)、須癬毛癬菌(T.mentagrophytes)、昆克努毛癬菌(T.quinckeanum)、許蘭毛癬菌(T.schoenleinii)、猴類毛癬菌(T.simii)；③苯海姆毛癬菌系(5余個(gè)種)(T.benhamiae-series)、同心毛癬菌(T.concentricum)、苯海姆毛癬菌(T.benhamiae)(原Arthrodermabenhamiae)、刺猬毛癬菌(T.erinacei)、疣狀毛癬菌(T.verrucosum)及T.eriotrephon；④Microsporum小孢子菌屬具有親人性或親動(dòng)物性：小孢子菌屬現(xiàn)在只限于奧杜盎小孢子菌(M.audouinii), 犬小孢子菌(M.canis)和鐵銹色小孢子菌(M.ferrugineum)，其他原來屬于毛癬菌屬的物種被歸類于Lophophyton、Nannizzia和Paraphyton屬；⑤Lophophyton原名雞禽小孢子菌(Microsporumgallinae)被歸類于Lophophyton屬，命名Lophophytongallinae，具有親動(dòng)物性，主要侵犯雞肉冠和肉垂，雞黃癬(Fowl flavus)，人接觸也可感染，致體癬和/或侵犯頭發(fā)引起白癬型頭癬；⑥Paraphyton原名為柯克小孢子菌(Microsporumcookei)被歸類于Paraphyton屬，命名為Paraphytoncookei，具有親土性，人接觸土壤偶可引起體癬；⑦Nannizzia屬具有親土性或親動(dòng)物性，現(xiàn)在由9個(gè)種組成：N.fulva，N.gypsea，N.nana和N.persicolor以前都包含在Microsporum屬中；石膏樣小孢子(Microsporumgypseum)改為石膏樣奈尼茲皮菌(Nannizziagypseum)、粉小孢子菌(Microsporumfulvum)改為粉奈尼茲皮菌(Nannizziafulva)、豬小孢子菌(Microsporumnanum)改為豬奈尼茲皮菌(Nannizzianana)、雜色小孢子菌(Microsporumpersicolor)改為雜色奈尼茲皮菌(Nannizziapersicolor)；⑧Arthroderma節(jié)皮菌屬具有親土性：阿耶羅毛癬菌(Trichophytonajelloi)現(xiàn)在改名為勾狀節(jié)皮菌(Arthrodermauncinatum)；Trichophytonterrestre(地球毛癬菌)現(xiàn)在改名為Arthrodermainsingulare；⑨表皮癬菌屬(Epidermophyton)只有1個(gè)種，即絮狀表皮癬菌(Epidermophytonfloccosum)。

3 念珠菌(Candida spp.)分類變化

念珠菌屬于子囊菌門(Ascomycota)，酵母亞門(Saccharomycotina),酵母綱(Saccharomycetes)，酵母目(Saccharomycetidae)，酵母科(Saccharomycetales)。近年來分類學(xué)發(fā)生變化，現(xiàn)把念珠菌屬主要致病菌分為數(shù)個(gè)同種復(fù)合體(complexes of cryptic species)[11]：①白念珠菌復(fù)合體(C.albicanscomplex)包括C.albicanssensustricto(s.s.)、C.dubliniensis和C.africana；②光滑念珠菌復(fù)合體(Candidaglabratacomplex)包括C.glabratas.s.、C.bracarensis和C.nivariensis；③近平滑念珠菌復(fù)合體(C.parapsilosiscomplex)包括C.parapsilosiss.s.、C.orthopsilosis和C.metapsilosis；④希木龍念珠菌復(fù)合體(C.haemuloniicomplex)包括C.haemuloniis.s.、C.haemuloniivar.vulnera及C.duobushaemulonii。其他與希木龍念珠菌復(fù)合體親緣關(guān)系密切的菌種，即C.pseudohaemulonii、C.ruelliae、C.heveicola及C.auris。

4 隱球菌(Cryptococcus spp.)分類變化

隱球菌屬于擔(dān)子菌門(Basidiomycota),銀耳綱(Tremellomycetes)，銀耳目(Tremellales)，隱球酵母科(Cryptococcaceae)隱球菌屬(Cryptococcus)，共有37余個(gè)種。引起人類致病的主要是C.neoformans和C.gattii，此外也有C.albidus、C.decagattii、C.laurentii、C.deuterogattii、C.uniguttulatus、C.adeliensis、C.humicolus等引起感染的報(bào)道[12]。

目前基于11個(gè)核酸位點(diǎn)(CAP59、GPD1、IGS、ITS、LAC1、PLB1、RPB1、RPB2、SOD1、TEF1、URA5)將C.gattii/C.neoformansspecies complex分為7個(gè)獨(dú)立的種(C.deuterogattii、C.decagattii、C.gattii、C.tetragattii、C.bacillisporus、C.neoformans、C.deneoformans)[13]。目前不再強(qiáng)調(diào)復(fù)合體概念,雜合體的概念保留,但仍存在一定的爭(zhēng)議。Ashton等[14]對(duì)不同國(guó)家來源C.neoformansvar.grubii、C.neoformans進(jìn)行全基因組測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)：臨床上基因型VNI型最常見，VNB型進(jìn)一步分為VNBI和VNBII兩亞型，VNBII在臨床上更為常見，而南美洲可能為主要的多樣性中心；相對(duì)于菌株本身而言，地域?qū)蛑亟M影響?。恢亟M、雜交現(xiàn)象普遍，跨地域分布，具有高度的進(jìn)化可塑性。此外，基因型VNIa型可進(jìn)一步分為VNIa-、VNIa-5、VNIa-93、VNIc、VNIb、VNIa-32、VNIa-Y、VNIa-X及VNIa-outlier 9個(gè)亞型，VNIa-4、VNIa-5和VNIa-93三種亞型在艾滋病患者中最為常見，其中VNIa-93亞型在Uganda和Malawi最常見，VNIa-4和VNIa-93主要分布于東南亞，VNIa-4亞型感染的患者預(yù)后要好。

5 曲霉及青霉菌分類變化

曲霉菌屬于子囊菌門(Ascomycota)，散囊菌綱(Eurotiomycetes)，散子囊菌目(Eurotiales)，曲霉科，曲霉屬。2019年Steenwyk等[15]利用ML分析(IQ-Tree法、RaxML法)和MrBayes法，對(duì)曲霉科81種真菌的基因組序列進(jìn)行分析，囊括了曲霉屬和青霉屬在內(nèi)的5個(gè)屬，共構(gòu)建了1668個(gè)同源基因組成核苷酸(NT)和氨基酸(AA)的數(shù)據(jù)矩陣，得出的結(jié)論與2016年Koesubé等建立的分類學(xué)和命名學(xué)研究不完全一致，他證明了曲霉屬和青霉屬是互為單系的，而原先認(rèn)為是單系的狹義曲霉菌屬(Nigri、Ochraceorosei、Flavi、Cindati、Candidi和Terrei)并非單系[16]。

曲霉科下分為5個(gè)屬，分別為曲霉菌屬(Aspergillus)、青霉菌屬(Penicillium)、耐干霉菌屬(Xeromyces)、紅曲霉屬(Monascus) 和擬青霉屬(Penicilliopsis)，曲霉屬下分為13個(gè)亞屬45種，包括Nigri、Nidulantes、Versicolores、Usti、Ochraceorosei、Flavi、Circumdati、Candidi、Terrei、Fumigati、Clavati、Aspergillus、Cremei，常見的致病曲霉菌有Nigri亞屬組內(nèi)的黑曲霉(A.niger)，F(xiàn)lavi亞屬組內(nèi)的黃曲霉(A.flavus)，以及Fumigati亞屬組內(nèi)的煙曲霉(A.fumigatus)其中狹義曲霉屬較先前研究無改變，仍是Nigri、Ochraceorosei、Flavi、Cindati、Candidi和Terrei。另外，青霉屬(Penicillium)下分支有11個(gè)亞屬35種，包括Fasciculata、Penicillium、Chrysogena、Roquefortorum、Robsamsonia、Ramigena、Canescentia、Lanata-divaricata、Exilicaulis、Citrina和Sclerotiora。

6 馬拉色菌(Malassezia spp.)最新分類

馬拉色菌屬于擔(dān)子菌門(Basidiomycota)，黑粉菌亞門(Ustilaginomycotina)，馬拉色菌目(Malasseziales)，馬拉色菌科(Malasseziaceae)，馬拉色菌屬(Malassezia)。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)總共18個(gè)種。1996年法國(guó)學(xué)者利用生理生化學(xué)及形態(tài)學(xué)相結(jié)合的方法命名了7種馬拉色菌：糠批馬拉色菌(M.furfur)、鈍形馬拉色菌(M.obtusa)、球形馬拉色菌(M.globosa)、斯洛菲馬拉色菌(M.slooffiae)、合軸馬拉色菌(M.sympodialis)、厚皮馬拉色菌(M.pachydermatis)、限制馬拉色菌(M.restricta)；2002—2004年日本學(xué)者通過對(duì)rDNA測(cè)序的方法發(fā)現(xiàn)新的菌種：皮膚馬拉色菌(M.dermatis)、日本馬拉色菌(M.japonica)、納娜馬拉色菌(M.nana)及大和馬拉色菌(M.yamatoensis)。動(dòng)物皮膚中分離出4個(gè)新的菌種馬馬拉色菌(M.equina)、羊馬拉色菌(M.caprae)及兔馬拉色菌(M.cuniculi)。2016年P(guān)rasanna等[17]從印度脂溢性皮炎患者和健康對(duì)照者中分離出新的菌種M.arunalokei，Cabanes等[18]自鸚鵡分離出M.brasiliensis和M.psittaci兩個(gè)種。 2018年Lorch 等[19]自蝙蝠分離出耐低溫馬拉色菌Malasseziavespertilionis。

馬拉色菌鑒定主要依靠核糖體DNA (LSU rDNA)大亞基D1/D2區(qū)和內(nèi)部轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(ITS) 1/2(包括5.8S rDNA)，最近加入更多位點(diǎn)，包括幾丁質(zhì)合成酶-2 (CHS2)、球狀微管蛋白和翻譯延伸因子1 (TEF1)等。基于系統(tǒng)基因組學(xué)，鑒定出3個(gè)主要群[20]: Cluster A，主要為人類皮膚主要菌群，包括M.furfur、M.japonica、M.obtusa及M.yamatoensis；Subcluster B1包括M.globosa和M.restricta，Subcluster B2包括M.sympodialis、M.dermatis、M.caprae、M.equina、M.nana及M.pachydermatis；Cluster C 包括M.cuniculi和M.slooffiae。

7 暗色真菌傳統(tǒng)分類

暗色真菌多屬于盤菌亞門(Pezizomycotina)，主要包括煤炱目(Capnodiales)、座囊菌目(Dothideales)、格孢腔菌目(Pleosporales)、座囊菌目(Diaporthales)、刺盾炱目(Chaetothyriales)及Venturiales。①格孢腔菌目(Pleosporales)暗色孢科(Dematiaceae)：鏈格孢屬(Alternaria), 離蠕孢霉屬(Bipolaris), 彎孢(霉)屬(Curvularia)，德氏霉屬(Drechslera)，凸臍蠕孢屬(Exserohilum)及Dissitimurus屬等；②座囊菌目(Dothideales)：暗色枝頂孢屬(Phaeoacremonium)、鏈格孢屬(Alternaria)、葡萄狀菌屬(Botryomyces) 、彎孢屬(Curvularia)、離蠕孢屬(Bipolaris)、凸臍孢屬(Exserohilum)、出芽短梗霉(Aureobasidium)及Corynespora等；③刺盾炱目(Chaetothyriales)：枝孢瓶霉屬(Cladophialophora)、外瓶霉屬(Exophiala)、著色真菌屬(Fonsecaea)、瓶霉屬(Phialophora)、喙枝孢屬(Rhinocladiella)、維朗那霉(Veronaea)及Cyphellophora屬等；④Venturiales：赭霉屬(Ochroconis)、Verruconis；⑤煤炱目(Capnodiales)：威尼克何德霉(Hortaeawerneckii)等。

國(guó)際上近2年有新發(fā)現(xiàn)臨床致病菌種，部分如下：①鏈格孢屬新種：Alternariaanthropophila、Alternariaatrobrunnea及Alternariaguarroi[21]；②彎孢霉屬新種: 2019年報(bào)道Curvulariatamilnaduensis和Curvulariacoimbatorensis[22]；2020年報(bào)道Curvulariavietnamensis、Curvulariasuttoniae及Curvulariaparaverruculosa[23]；③格孢腔菌目新屬：2020年報(bào)道的Gambiomyces(MycoBank MB 835 155)和Gambiomycesprofunda(MycoBank MB 835 156)[24]。

8 針對(duì)分類學(xué)的思考及展望

①2011年墨爾本18屆國(guó)際植物學(xué)大會(huì)呼吁1種真菌1個(gè)名稱 ( One Fungus & One Name )，已經(jīng)被最新的命名法規(guī)所采納，將消除有性型和無性型雙重命名系統(tǒng)所帶來的混亂。但新規(guī)則的應(yīng)用必將引起新分類系統(tǒng)的建立和大量病原真菌屬、種名稱變化，將會(huì)面臨諸多研究體系命名更新，存在挑戰(zhàn)；②新分類及種水平的變化常與方法學(xué)相關(guān)，一定程度有利于認(rèn)識(shí)真菌親緣，探究進(jìn)化及致病規(guī)律。隨著分子技術(shù)進(jìn)步，真菌分類日臻變化，不同領(lǐng)域的學(xué)者常存在爭(zhēng)論，尤其是醫(yī)學(xué)與非醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究者間；③真菌分類有利于病原菌分子診斷，有利于積累病原菌的流行病學(xué)數(shù)據(jù)，但一般并不影響治療，臨床工作者應(yīng)有理智認(rèn)識(shí)；④近年以分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和生物信息學(xué)為手段的真菌分子系統(tǒng)學(xué)( Fungal molecular systematic)已促使真菌命名法規(guī)發(fā)生重大變革，這是劃時(shí)代的改變。但分子分類與形態(tài)學(xué)分類可存在不一致，亦可導(dǎo)致種屬拆分與合并及真菌種名的改變。如何尋求形態(tài)鑒定和分子鑒定平衡與統(tǒng)一，如何建立穩(wěn)定的分類系統(tǒng)，以及如何加強(qiáng)學(xué)科之間溝通，將是真菌分類學(xué)研究值得深思問題。