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(shì)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］。基于其定植于皮膚的特征，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(bào)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(duì)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酰基甘油脂肪酶和溶血磷脂酶能特異性降解皮脂，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(guó)臨床和實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)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(shí)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(diǎn)的分型方法不能很好地識(shí)別ⅠB 型菌株，因而出現(xiàn)了更精確的分型方法。利用多位點(diǎn)序列分型（MLST）方法，可識(shí)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(gè)亞型都包含不同的CC 型或ST 型［8］。單位點(diǎn)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(shí)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(duì)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(duì)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(huì)性深部組織感染相關(guān)。另有研究［4，13］進(jìn)一步證實(shí)，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(shí)驗(yàn)［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(shí)［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(gè)多物種群落環(huán)境中的競(jìng)爭(zhēng)空間和資源可能處于劣勢(shì)［22］。

4.C.acnes分型與耐藥：對(duì)285株C.acnes菌株進(jìn)行藥物敏感性實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，85%的耐藥株屬于ⅠA1型［4］；類似實(shí)驗(yàn)顯示，15.8%的菌株對(duì)克林霉素耐藥（3.5%高水平耐藥），8.8%對(duì)紅霉素耐藥（5.5%高水平耐藥），9.6%對(duì)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(cè)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(duì)紅霉素和四環(huán)素耐藥［4］，基因測(cè)序發(fā)現(xiàn)它們都存在23S rRNA 和16S rRNA 突變［5，11］。C.acnes 菌株對(duì)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(duì)克林霉素敏感，而與健康皮膚相關(guān)的ⅠB 型對(duì)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(duì)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(dú)特特征，是臨床工作者選擇最佳個(gè)體化治療方法的重要依據(jù)，同時(shí)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(yàn)性抗生素治療的效果存在一定局限性［5，27］。長(zhǎng)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(duì)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?cè)谂R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(zhǎng)期和單一方案，可以使用替代療法，如使用過氧化苯甲酰或聯(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(duì)代表潮濕、干燥和皮脂豐富微環(huán)境的18 個(gè)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(gè)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(gè)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(dú)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(shì)的定植菌種，兩個(gè)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(duì)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(zhǎng)，還能抑制C.acnes 介導(dǎo)的小鼠皮膚炎癥反應(yīng)。事實(shí)上，表皮葡萄球菌和C. acnes 已被證實(shí)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(duì)表皮葡萄球菌有抗菌活性，同時(shí)大多數(shù)表皮葡萄球菌菌株也能夠抑制C.acnes生長(zhǎng)。此外，與尋常痤瘡相關(guān)的C.acnes型ⅠA2比其他型對(duì)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(jì)數(shù)的研究結(jié)果一致［34］。老年人中能檢測(cè)到更多的噬菌體，這可能是尋常痤瘡患病率隨年齡增長(zhǎng)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(jià)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(gè)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(shí)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