肺炎支原体肺炎的发病机制及临床治疗进展

综述肺炎支原体肺炎的发病机制及临床治疗进展赵雷综述宋文刚审校肺炎支原体(mycoplasmapneumoniae,MP)是儿童社区获得性肺炎(communityacquiredpneumonia,CAP)或其它呼吸道感染的常见病原之一。目前的研究显示，肺炎支原体肺炎(mycoplasmapneumoniaepneumonia,MPP)占CAP的10%}40%。据国内外的研究发现，MPP的好发年龄阶段为5一15岁，婴幼儿和老年人也可感染。发病率在10%}30%之间，每2}6年在世界范围内流行1次，流行期间发病率可高达50%oMP感染的发生率主要取决于受感染社区的基本发病率、宿主的免疫力及生物毒力。在MP感染的流行病学调查方面，目前不少国家都进行了较系统的回顾性研究，结果表明:MP感染总体呈现出周期性流行的特点，每3一7年流行一次。在美国，1967年和1974年分别发生2次流行;在丹麦，从1958年至1972年，每4一5年出现一次流行;在口本，从1979年至1999年，每隔3}4年规律地出现一次流行高峰;在韩国，从19世纪80年代中期至20世纪初期大约每3年流行一次;近年来，MP感染流行的间隔在缩短。儿童青少年是MP的易感人群，MPP的好发年龄阶段为5一15岁，大多数成年人己经获得对MP的免疫。然而，随着人群经历过更长周期的流行，易感年龄分布可能会有变化，比如，近年来呈现出越来越低龄化的趋势，年龄小于5岁的儿童及老年人也易发生MP感染。肺炎支原体肺炎的好发季节是秋末和冬初[i-z}。其临床特征是顽固性剧烈咳嗽。近10多年来，不但5岁以下小儿MPP的发病率显著升高，好发年龄提前，且重症支原体肺炎及难治性支原体肺炎逐年增多，表现为病情重，伴有多个脏器功能损害，对药物不敏感，治疗效果差，迁延不愈，甚至危及生命或遗留不同程度后遗症。支原体是细胞外寄生菌，属暗细菌门，柔膜纲，支原体目，支原体科，支原体属。支原体没有细胞壁，是目前己知能独立生活的最小的原核型病原微生物，形态多样，可呈球状、杆状、丝状等，能通过细菌滤器，繁殖以二分裂方式为主。体外培养需要含胆固醇的特殊培养基，在接种10天后才能出现菌落，菌落呈油煎蛋状，菌落很小，基本不超过0.5mm。支原体的大小介于细菌与病毒之间，直径约为120}150nm，最小的直径仅为80nm，含DNA和RNA，普通染色不易着色，革兰染色阴性，在有氧、无氧环境下均能生长，能耐冷冻，对热和干燥敏感，560C即灭活，370C时只能存活几小时，对青霉素等通过抑制细胞壁的抗生素有抵抗力，对干扰蛋白质合成的抗生素如大环内酉旨类药物敏感。目前，MPP的发病机制还不十分明确。现对近年来MPP发病机制进展及与临床的关系综述如下:一、肺炎支原体的勃附自1960年开始，人们做了很多实验表明，肺炎支原体对宿主呼吸道勃膜上皮细胞的粘附是其繁殖和成功致病的始发条件及关键因素之一。肺炎支原体通过飞沫传播，当肺炎支原体随飞沫被吸入呼吸道后，即由肺炎支原体的一种特殊顶端结构一勃附细胞器介导完成勃附过程。这种顶端结构具有引导肺炎支原体滑行移动和勃附的功能，MP借滑行移动定位于纤毛细胞的隐窝内，以其顶端特殊结构牢固勃附于呼吸道上皮细胞表面受体上，由此在呼吸道定植，以抵抗纤毛上皮细胞的清除及吞噬细胞的吞噬，这是肺炎支原体致病的先决条件，肺炎支原体的勃附细胞器由一个交互式的勃附素网状系统和勃附辅助蛋白组成，包括P1,P30,P116和HMW-3等。其中较重要的有P1和P30[3]一般认为它们是勃附的关键。目前认为P1粘附蛋白是肺炎支原体的主要勃附蛋白，具有很强的抗原性及变异性。P1基因编码是含有1627个氨基酸残基的蛋白质，分子量为176.8kDoP1蛋白通过与呼吸道上皮细胞表面的神经氨酸受体结合，破坏呼吸道勃膜表面的完整性;同时抑制纤毛上皮细胞的运动，消耗上皮细胞周围的营养物质，影响粘膜上皮细胞的代谢;P1粘附蛋白可产生并释放过氧化氢等一些有毒物质，导致呼吸道粘膜上皮细胞损伤、坏死、脱落。P1粘附蛋白作为肺炎支原体顶端结构中的1种对胰酶敏感的跨膜蛋白，它不仅对介导肺炎支原体勃附于宿主细胞的过程起重要作用，其本身也是1种能刺激机体产生强烈的免疫应答的抗原。Svensrup等[[4]发现P1蛋白表达片段的多克隆抗体可以与目前所知的MP致病株M129,FH和PI-1428结合，从而抑制该株MP对宿主细胞的勃附作用。P1基因具有株系变异的可能，并导致肺炎支原体耐药。P30粘附蛋白的分子量约为29.17kD，由275个氨基酸组成。P30蛋白在维持肺炎支原体勃附细胞器的细胞结构和单向移动方面起重要作用。有实验显示P30蛋白与Pl、蛋白B和蛋白C串联所形成的复合物是受体识别所必需的，这一复合物可使肺炎支原体有效勃附于宿主的呼吸道粘膜细胞表面。完全丢失P30基因或P30基因3/端的MP突变株会失去勃附功能，从而变为无毒株。P30蛋白靠其梭基端锚定于NIP细胞膜上，针对P30的单克隆抗体可有效抑制MP的勃附作用和毒力效应。Varshney等[s〕用酶联吸附法检测MBP-P30B融合蛋白与肺炎支原体感染患者血清的反应，并与肺炎支原体肺炎诊断试剂相比较，MBP-P30B融合蛋白的反应性和特异性分别为78.5%和89.47，该研究认为P30蛋白能作为MP感染免疫诊断的1种抗原。P30蛋白和真核生物的细胞骨架蛋白、纤维蛋白原、角蛋白、肌原蛋白等有同源性，与人类的某些器官组织有着共同抗原成分，存在交叉免疫原性，这些被认为同肺炎支原体感染后肺外并发症的发生及自身免疫功能紊乱的发生有密切关系。肺炎支原体高分子量蛋白(HMW)是一组复合蛋白，是肺炎支原体勃附所必需的辅助蛋白。肺炎支原体的吸附能力取决于P1粘附蛋白、P30粘附蛋白和另一些对顶端结构起稳定作用的细胞骨架样蛋白(HMW)的相互作用，它们巧妙地形成1个功能完整的勃附网络。Willby等[f6l研究认为HMW2的稳定需要HMWI，缺乏HMWI将导致HMW2不能定位到附属器官上，从而影响肺炎支原体的勃附功能。Jordan等[f}l研究MP细胞勃附相关蛋白时指出，P65是肺炎支原体细胞骨架的构成部分，如果HMWI或HMW2蛋白部分或完全缺失，将导致P65含量极低并不能正确定位，而且，无论何种原因引起的HMW2缺失，都会导致细胞勃附相关蛋白HMWI,HMW3和P65水平下降，并使支原体失去细胞勃附能力。Seto等[fgl认为细胞勃附蛋白在勃附器官上的集合时是有顺序的，HMWI第1,HMW3,P1,P30,P90和P40其次，P65最后。总之，黍占附是一个复杂的、多种勃附相关蛋白相互作用的结果。二、肺炎支原体对宿主细胞的侵入、损伤原来认为肺炎支原体仅在细胞外致病，但近来发现，部分和MP的支原体种系可侵入、融合进细胞内[fgl。而且，MP所产生的过氧化氢可导致宿主细胞的触酶失去活力，呼吸道纤毛运动减弱、停止甚至纤毛脱落。遗传物质及蛋白质合成数量减少，功能下降，最终导致宿主细胞溶解死亡。MP不但能直接侵入人体呼吸道，而且还可侵入其它组织器官，导致多种肺外并发症。有人[f9l在研究中发现，MPN372是MP的相关致病因子，其部分化学结构与百口咳毒素的S1亚单位类似。可引起人类呼吸道粘膜的上皮细胞空泡变性及坏死，引发与百口咳相似的剧烈干咳。他们在患儿血清中也检测到大量的MPN372，证明MPN372可以在人体内合成并有强抗原表位。MPN372不但能直接损失宿主细胞，同时它也有助于MP与肺表面活性物质相关蛋白的粘附，使MP成功的定植到具有肺表面活性物质相关蛋白受体的肺泡巨噬细胞、肺泡II型上皮细胞等表面。Kannan等[‘。〕经过试验观察MP与肺表面活性物质相关蛋白结合的情况时发现了此蛋白，并将其命名为MPN372oMP细胞膜上有一种脂质相关膜蛋白(LAMP),Shirnizu等[“〕发现，LAMP中可分离出一种脂蛋白，这种脂蛋白通过和细胞表面Toll样受体(TLR)1,2,6结合，激活人类单核细胞核因子一KB引起炎症反应和淋巴细胞及单核巨噬细胞的凋亡[lzloMP在致病过程中，可释放出过氧化氢、超氧游离基等物质，导致呼吸道上皮细胞发生氧化应激反应，使上皮细胞纤毛脱落及细胞溶解死亡。三、免疫反应MP可引起呼吸道及肺外多器官组织损伤，这可能与免疫因素有关。目前，国内外对肺炎支原体免疫学方面的研究也比较多，其中牵涉到体液免疫、细胞免疫、细胞因子的变化以及免疫逃逸。1.体液免疫研究发现，肺炎支原体感染后血清中IgM,IgG,IgA等免疫球蛋白升高。目前认为MP作为抗原，与人体某些器官组织(心、肺、脑、肝、肾、平滑肌等)存在着部分共同抗原。MP感染后，刺激淋巴细胞产生相应的自身抗体，抗原抗体形成免疫复合物，免疫复合物激活补体，引起病变部位增生和破坏性病变，导致多系统免疫损伤。观察发现，病情越重，血清中IgM,IgG,IgA、免疫复合物和补体等免疫活性指标升高越明显。stelmach}l3〕通过1年的前瞻性研究还发现MP感染后血清工gE水平有缓慢升高，有报道[‘“〕认为肺炎支原体感染后IgE水平升高是诱发哮喘的重要因素。2.细胞免疫肺炎支原体感染引起的免疫反应中，细胞免疫占有重要地位，有人认为细胞免疫反应同时扮演了免疫保护和免疫致病的双重角色。在细胞免疫反应中，一系列炎症因子，包括工L-2，其他活性物质及免疫细胞如抗原提呈细胞及T细胞，参与了对病原体的免疫反应[ys}。正常情况下，体内CD4+和CD8+细胞相互诱导，相互制约，维持于动态平衡，以维持机体免疫功能的稳定。刘风等[‘“〕应用流式细胞技术测定MPP患儿T细胞亚群的变化，研究发现CD4+淋巴细胞下降，CD8+淋巴细胞上升，说明MPP时，机体T细胞亚群的分布平衡被打乱，导致免疫紊乱和免疫防御能力的降低。MP感染时通过激活抗自身T淋巴细胞和破坏正常T淋巴细胞亚群的比例，导致机体细胞免疫功能减低或功能紊乱。3.细胞因子MP可刺激淋巴细胞、单核细胞等产生多种细胞因子，这一点己在动物模型己得到充分证明。如Chu等[m〕研究发现，在过敏性哮喘小鼠模型的支气管肺泡灌洗液中，IFN-y在肺炎支原体感染后Sd升高，而于9}23d逐渐下降;工L-4在第5天轻度下降。MP作为超抗原，可刺激人体淋巴细胞、单核巨噬细胞等炎性细胞释放一系列细胞因子，如白介素2、白介素一4、白介素一6、白介素一8、白介素一10、白介素一18、肿瘤坏死因子、干扰素等，这些细胞因子的变化可能是导致人们MPP的发病机制之一。Koh等[‘“〕研究发现，在肺炎支原体肺炎患者的支气管肺泡灌洗液中工L-4明显上升。Esposito等[‘”〕研究发现急性MPP中血清工L-5浓度显著升高，且伴有喘息的急性MP感染者升高更明显，而工L-2、工L-4,IFN等变化不明显，认为工L-5是MP感染喘息的主要细胞因子。另外，Narita等[}zo}研究发现在有中枢神经系统症状的MP感染者中，其体内工L-18水平升高，同时伴有工L-6和工L-8的升高，提示工L-18可能与疾病的严重性有关。目前人们关于各细胞因子之间如何相互作用，相互影响，从而影响机体免疫状态尚无定论，有待进一步研究。4.免疫逃避肺炎支原体依靠自身特殊生理结构，紧密牢固的吸附于宿主细胞表面，且肺炎支原体与宿主细胞有共同抗原成分，可能会被误认为是自身成分而允许寄生，逃避了宿主的免疫监视、勃膜纤毛的清除及吞噬细胞的吞噬。四、肺炎支原体肺炎的治疗1.抗生素治疗目前抗MP感染有效的药物主要有大环内醋类抗生素、四环素类抗生素、氯霉素、磺胺类药物、哇诺酮类、万古霉素等。虽然以上各类药物均有抗MP感染的作用，但由于药物的毒副作用(如四环素牙、氯霉素的骨髓抑制、哇诺酮类药物影响软骨发育等)，所以目前主要应用的仍是大环内醋类抗生素。大环内醋类抗生素主要结构特征是以一个14w-16元环大环内醋为母核，通过轻基以糖普键和1-}-3个分子的糖相连接。细菌核糖体50亚基SrRNA上的肤酞转移酶中心能催化肤键的形成，把氨基酸连接到不断延伸的肤链上合成蛋白质。大环内醋类抗生素与酶的催化中心V区的核普酸作用，抑制细