肺炎支原体肺炎的发病机制及临床治疗进展

1、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 (mycoplasma pneumoniae, MP) 是儿童社区获得性肺炎 (commu nity acquired pn eumo nia, 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 (mycoplasma pneumoniae pneumonia, 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 26 年在世界范 围内流行 1 次，流行期间发病率可高达 50% o MP 感染的发

2、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 34 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

3、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

4、，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1 0天后才能出现菌落，菌落呈油煎蛋状，菌落很小，基本不超过0.5 m m。支原体的大小介于细菌与病毒之间，直径约为120150nm,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，5 6 0C即灭活，3 7 0C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

5、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

6、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P303 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 176.8kDo P1 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

7、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PI、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

8、，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

9、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 HM WI 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fl研究MP细胞勃附相关蛋白时指出，P6

10、5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, HM W3,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

11、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

12、 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MPN372 o MP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 lzlo MP 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

13、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

14、和补体等免疫活性指标升高越明显。stelmachl3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y s。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

15、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丨研究发现，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923d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

16、，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感染者升编辑版 word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

17、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

18、、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，抑制细菌蛋白质的合成。大环内醋类抗生素主要的代表药物有 :(1红霉素:属于第一代大环内醋类抗生素，其特点是血药浓度高，但胃 肠道刺激副作用大 ;(2)阿奇霉素、罗红霉素、克林霉素:属于第二代大环内醋类抗生素，其特点为胃肠刺激副作用小，组织渗透性强，抗

19、菌作用强， 半衰期长 ;(3)泰利霉素、曝霉素 :属于第三代大环内醋类抗生素，其特点 是具有强有力的抗菌活性及良好的药代动力学。实验表明，肺炎支原体不仅 侵袭呼吸道，引起咳嗽等症状，还可侵入血液循环，导致肺炎支原体血症引 起临床症状。所以目前认为，如果想要取得治疗肺炎支原体肺炎良好的效果， 就必须兼顾抗生素的血药浓度及细胞内药物的浓度。临床研究证明，红霉素、 阿奇霉素的序贯治疗不仅有利于快速杀灭血液中的MP，而且快速杀灭侵入到呼吸道纤毛上皮、支气管周围、血管周围、肺泡及肺间质的MP。这也是临床上常用的大环内醋类抗生素治疗肺炎支原体肺炎的序贯疗法的理论依 据。临床上治疗肺炎支原体肺炎最常用的序贯

20、疗法为:红霉素静滴治疗 3一 10天(咳嗽较轻、体温降至正常 )后改为阿奇霉素口服治疗 3天，停 4天为 1 疗程zi. zz。临床工作中可根据患儿病情重复2-4次，甚至多达8次。国外有的研究者认为，抗 MP 感染不应少于 3周23。近些年，随着抗生素的滥用 及大环内醋类药物的广泛应用， MP 耐药菌株逐渐增多。一项功能研究24中MP 分离株的 13个阳性株中，有 9 株耐药，占 69.2%，故研究肺炎支原体的 耐药机制己成为热点，目前发现的主要耐药机制包括：C1)靶位改变，基因突变或甲基化；(2)主动外排；(3)药物灭活zs。最近有研究证实，基因突 变最主要的是 23 SrRNA V区的上的

21、2063位及2064位A到G的点突变z6.z 另有研究表明，红霉素、阿奇霉素等第 1, 2代大环内醋类抗生素在体外培 养时，经过两三代就出现点突变，但仍具有抗菌作用；而泰利霉素经 32代培养才出现点突变，而且只部分耐药。为了解决第 1, 2代大环内醋类抗生 素耐药的问题，目前己研发出的第三代大环内醋类药物(泰利霉素及曝霉素)，目前正处于临床试验阶段。泰利霉素己被用于治疗成人肺炎，但随着泰利霉素的使用，也发现此药物的一些严重副作用，如:严重肝功损伤、视觉障碍等。曝霉素目前未发现肝毒性，研究发现其安全性与克拉霉素相近， 且抑菌效果好于泰利霉素。2. 免疫治疗(1) 糖皮质激素国内外许多研究资料表明

22、，重症MPP 及合并肺外组织器官损伤的 MPP 在应用糖皮质激素治疗后，症状缓解，体征明显改善， 但个别病例病情无显著改变甚至恶化fzsl。目前认为以下几点为应用糖皮质激素的指征 :急性期病情严重的 MPP ; MPP 对药物不敏感，病情迁延不愈而 出现肺不张、肺间质纤维化、支气管扩张及其他肺外并发症者。经常采用的 治疗方案为 :氢化可的松 5 - 1 Omg/kg/d ，静脉滴注 ;甲基强的松龙 1w- 3 mg/kg/d ，静脉滴注 ;强的松 1 w- 2mg/kg/d ，分次口服 ;一般应用 3 - 5 天四。 使用糖皮质激素前应注意排除结核感染。(2) 静脉丙种球蛋白静脉丙种球蛋白具有

23、抗感染、调节免疫功能等 多种作用。目前国内外对该药在 MPP 的应用尚无统一的标准，多数学者倾 向于 MPP 病情重、有肺外并发症或有使用糖皮质激素禁忌症者(如免疫功能缺陷者 )应该应用静脉丙种球蛋白。治疗方案为:400mg/kg/d ，静脉滴注，疗程为 3 - 5 天。但对于普通 MPP 不应常规使用 30(3) 其它具有调节免疫功能的药物很多国内外学者发现，MPP 患儿免疫功能与病情的严重程度、治疗效果密切相关。故对年龄小、免疫功能低 下患儿可加用胸腺肤、卡介苗多糖核酸等免疫增强药物进行辅助治疗。维生 素 A 不仅具有抗炎作用，还参与体液免疫及细胞免疫过程。体外实验发现:在 MPP 病程中晚期应用一定剂量的维生素 A 可以增强机体免疫功能，加快 病原的清除，促进机体康复 ;但如果应用剂量过大，可能会产生降低宿主对 细胞内感染的抵抗、增加气道反应性等不良反应。这些结论均得自于体外实 验，对于 MPP 治疗是否可行，需待进一步研究。朱泽荣等31通过观察维生素C分别对MP膜脂蛋白诱导 A549细胞表达细胞间粘附分子一1(m工CAM-1的影响及ECV304细胞表达细胞间粘附分子一1 Cm工CAM-1的影响，发现维生素C能抑制MP膜脂蛋白诱导的ECV304细胞m工CAM