本文原载于中华儿科杂志2016年02期
肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae，MP)感染的致病机制尚未完全明确，初始感染的MP菌量、宿主的免疫状态以及呼吸道正常菌群的分布均可能影响MP感染的进程[1]。目前认为MP可通过黏附及细胞毒效应对呼吸道上皮造成直接损伤，也可通过免疫机制引起肺炎及其他系统损伤[2]。现介绍MP感染的主要致病机制。
一、对呼吸道上皮细胞的致病机制
1．黏附：
MP侵入呼吸道后，借滑行运动(gliding motility)定位于纤毛之间，经极化的黏附细胞器(polarized attachment organelle)黏附至上皮细胞表面，抵抗黏液纤毛清除和吞噬细胞吞噬。黏附细胞器具有一个顶端结构，包含黏附(adhesin)蛋白、伴侣分子(co-chaperone)蛋白及辅助蛋白[3]。黏附蛋白主要有P1和P30支原体感染，辅助蛋白包括高分子量(high molecular weight，HMW)蛋白、P90与P40等。
(1)P1：相对分子质量170 000，是参与MP黏附的最主要组分。缺乏P1或P1不能密集在顶端结构表面或不在顶端结构表面的合适位置，MP就不能黏附至呼吸道上皮细胞。抗P1单克隆抗体能抑制MP对上皮细胞的黏附作用，并能抑制其滑行运动[4]。
(2)P30：相对分子质量30 000，位于黏附细胞器的末端，具有较高的免疫原性，与Pl有许多共同特性。研究证实C末端富含脯氨酸重复序列的缺失会影响P30的稳定性，从而影响MP黏附和滑行[5]。
(3)TopJ：是一种伴侣分子(co-chaperone)蛋白，是黏附蛋白正常折叠的关键组分，能促进黏附细胞器成熟[6]。一旦TopJ缺失，黏附细胞器的核心蛋白不能形成典型的、有规律的细胞极化结构，P1则会呈现为异常的、抗胰蛋白酶的构象，从而影响黏附[7]。
(4)辅助蛋白：辅助蛋白在MP黏附中起着不可或缺的作用[3]。P90与P40和P1组成一个复合体，有助于P1发挥黏附作用[8]。P41和P24组成复杂的底部结构，P41缺失会让MP在滑行的过程中与细胞主体分离[9]。而HMW蛋白包括HMW1、2、3及P28、P200、P65等，起到定位及锚定"脚手架"的作用[3]。
2．细胞毒性效应：
(1)氧化损伤：Somerson等[10]发现MP黏附于上皮细胞后，其合成的过氧化氢、超氧化物自由基协同宿主细胞自身产生的内源性活性氧(reactive oxygen species，ROS)引起上皮细胞的氧化应激损伤。活性氧及过氧化物在宿主细胞内的堆积引起上皮细胞空泡变性、线粒体肿胀、细胞溶解及坏死，是损伤的重要毒力因素[11]。
(2)社区获得性呼吸窘迫综合征毒素(community-acquired respiratory distress syndrome toxin，CARDS TX)：2005年Kannan等[12]在研究MP和表面活性蛋白A(SP-A)的相互作用时，发现了一种和SP-A相互结合的蛋白质，经过序列分析证实其为MP的一种新蛋白(MPN372)，后又将其命名为CARDS TX[13]。CARDS TX集中于MP胞浆及黏附细胞器[14]，对SP-A具有高度的亲和力。该毒素可通过细胞空泡化导致一系列病变[15]。此外，CARDS TX还可引起嗜酸粒细胞和中性粒细胞聚集，相应细胞因子表达增加，导致过度免疫反应[16]。
(3)脂蛋白：MP脂蛋白暴露于细胞外，锚定在细胞质膜上，以确保它们对邻近细胞的作用[17]。目前已发现30种不同的MP脂蛋白基因[18]，多种脂蛋白有潜在的致炎作用。Shimizu等[19,20]报道MP脂蛋白通过TLR-1/2或TLR-1/2/6信号通路活化NK-κB，促进趋化因子和细胞因子产生，与淋巴细胞募集、中性粒细胞肺部浸润及炎症发生有关。
二、免疫机制导致的肺部炎性损伤
MP诱发的免疫反应复杂，涉及固有免疫、细胞免疫、体液免疫等环节[21]。
1．固有免疫(innate immunity)：
在感染早期，MP激活宿主固有免疫系统，触发炎性反应引起患者出现临床症状和体征。体外研究发现补体可通过经典和替代途径介导MP裂解，在抑制MP繁殖中扮演着重要角色[22]。
巨噬细胞、NK细胞和树突状细胞(DCs)等多种细胞参与MP感染急性期炎性反应。肺泡巨噬细胞是宿主固有免疫的重要细胞，研究证实其在肺部MP清除中起决定作用[23]。Woolard等[24]研究发现敲除IFN-γ基因同时抑制NK细胞活性的小鼠，其清除MP的能力显著高于野生型小鼠，提示NK细胞在MP清除中起抑制作用[25]。DCs是组织中强有力的抗原提呈细胞，Sun等[26]体外研究发现MP感染肺组织来源的CD11c＋ DCs可诱导特异的T细胞活化。体内研究也提示，DCs和Th细胞的相互作用影响了MP感染的发生发展[27]。
2．适应性免疫(adaptive immunity)：
由B和T淋巴细胞介导的适应性免疫是MP感染致病机制的重要组成部分。适应性免疫反应可控制或预防感染，也有加重疾病严重程度的风险。
MP感染后，机体产生特异性抗体包括IgM、IgG、IgE和黏膜表面的sIgA等，完整的体液免疫对抵抗MP感染很重要[28]。但体液免疫在MP肺炎中的作用尚需进一步研究，在一项糖皮质激素对重症MP肺炎的研究报道中，有一半儿童的MP抗体或冷凝集试验阴性[29]。
MP感染仓鼠模型显示肺部CD8＋ T细胞增加，T细胞耗竭后病情反而较轻[30]；Cartner等[31]也发现重症联合免疫缺陷病(SCID)和T细胞缺陷小鼠的肺部病变同样较轻。上述研究均提示T细胞亚群会影响疾病严重程度，CD4＋Th细胞能促进肺部炎症反应，而CD8＋T细胞起抑制炎症反应的作用。有研究表明，MP肺炎患儿肺泡灌洗液(BALF)中IL-4及IL-4/IFN-γ比值显著升高，提示MP感染主要引起Th2细胞因子为主的免疫应答，Th2细胞可能会促进免疫损伤[32,33]。值得注意的是，MP感染后肺部病理变化会因宿主特性(Th1、Th2和Th17)而各异[34]。此外，在MP感染者血清和胸腔积液中，各种细胞因子如IL-1、IL-2、IL-6、IL-18等均有升高[1,34]，提示多种细胞因子参与了MP感染的致病。
三、肺外表现的致病机制
1．直接侵袭：
Daxboeck等[35]对29例MP肺炎患儿血清进行实时PCR(RT-PCR)检测显示15例阳性(52%)，提示存在支原体血症。另有研究发现MP可侵入肺外组织，Chiba等[36]采用RT-PCR对考虑脑膜炎患者的脑脊液标本进行病原学检测，证实存在MP感染。但目前支原体血症和肺外MP直接侵犯的文献与病例数较少，直接侵袭在肺外表现致病中的重要性远不及免疫机制[37,38]。
2．肺外表现的免疫机制：
(1)直接免疫型：MP播散到机体各组织器官，通过脂蛋白诱导产生细胞因子，引起一系列的炎症反应，此为直接免疫型肺外表现。Stevens-Johnsen综合征、心包炎、心内膜炎和速发性脑炎、脊髓炎等可能与直接免疫机制有关[39]。
(2)间接免疫型：MP抗原与人的心、肝、肾、脑及平滑肌存在相同抗原结构，当MP感染机体后可生成相应组织的自身抗体，并形成免疫复合物引起交叉免疫反应，导致肺外其他靶器官病变[40]。MP黏附蛋白和人淋巴细胞的CD4和Ⅱ型主要组织相容性复合物存在同源氨基酸序列，也可以诱发细胞杀伤和自身免疫反应[39]。多形性红斑、心肌炎、自身免疫性溶血性贫血和迟发性脑炎、脊髓炎等可能与间接免疫机制有关[39]。
(3)血管闭塞型：MP在血源性转移过程中能诱导产生细胞因子和趋化因子，最终导致局部血管炎或血栓性血管阻塞(直接型机制)。Yuan等[41]发现MP感染可引起脑部可逆性双侧纹状体坏死，其血清和脑脊液中的IL-6、IL-8均明显升高，认为这些细胞因子可导致纹状体局部血管阻塞。另外，全身高凝状态可通过激活化学介质(如补体)引起血栓性血管闭塞(间接型机制)[39]。MP引起血液高凝可能和MP产生多聚糖诱导单核细胞促凝血有关，其他的因素包括原发或继发的抗凝血酶原Ⅲ缺乏，蛋白C或蛋白S或两者共同缺乏，抗磷脂抗体产生等[42]。
四、胞内定植和抗原变异
1．胞内定植：
尽管传统认为MP是胞外病原体，但MP携带、慢性感染、难治等众多问题让学者想到MP胞内定植的可能[43]。Yavlovich等[44]用共聚焦激光扫描和庆大霉素抑制试验观察到MP能侵入人肺泡上皮细胞株A549细胞，并分布在细胞核周围和细胞质中。MP入侵胞内的具体机制尚不清楚，推测MP感染可引起呼吸道局部损伤，上皮细胞膜通透性增加，使得部分MP侵入细胞内[2]。
2．抗原变异：
研究发现P1具有较强的免疫原性[45]，P1的结构变化与特异性体液免疫关系密切，被认为是MP周期性流行的原因之一[46]。其他蛋白如P40的变异等也会影响MP的致病性[47]。
五、携带(carriage)
MP进入体内不一定都会出现感染症状，有学者认为MP可以在呼吸道上皮以携带的方式存在[48]。Spuesens等[49]报道在405名3月龄～16岁的健康儿童中，采用RT-PCR检测咽拭子MP-DNA，阳性率为21.2%，随访发现MP可在上呼吸道存在4个月，提示MP存在携带现象。有文献报道健康人群的携带率为5.7%～6.6%[50,51]，体液免疫缺陷患者更容易发生MP携带[52]。但要注意的是，鉴于目前的诊断技术，区分携带或感染尚有一定困难，在判断是否为MP携带者，应详细询问其2个月前是否有过呼吸道感染病史[2]。
综上所述，MP感染之初是在呼吸道上皮滑行黏附，通过细胞毒性效应而致病，固有免疫是机体的第一道防御机制。继之，MP侵犯肺部并通过多途径侵犯其他脏器，免疫细胞尤其T淋巴细胞分泌多种细胞因子和炎症介质，导致各种病理改变，适应性免疫在此阶段起了重要作用。而机体的免疫反应又取决于抗原量、靶器官的分布以及宿主的年龄、免疫状态等。机体对MP入侵的反应，可以无症状支原体感染，也可表现出轻重不一的呼吸系统症状，还可能导致各种不同的肺外表现。（参考文献：略）
