??肺炎支原體(Mycoplasma pneumoniae,MP)感染是社區獲得性肺炎(community-acquired pneumonia,CAP)的常見病因,主要累及兒童和青壯年。兒童CAP的病原體中,MP占40%,多數患兒病情較輕且呈自限過程。但近年來,難治性 肺炎支原體肺炎(refractory Mycoplasma pneumoniae pneumonia,RMPP)及重癥肺炎支原體肺炎(severe mycoplasma pneumoniae pneumonia,SMPP)的發病率明顯上升。RMPP尚無統一診斷標準。我國兒童CAP管理指南指出,符合肺炎支原體肺炎(Mycoplasma pneumoniae pneumonia,MPP)診斷標準且經大環內酯類抗菌藥物正規治療7 d及以上,臨床征象加重、仍持續發熱、肺部影像學加重者,可考慮為RMPP 。SMPP僅指病情嚴重,診斷標準與CAP嚴重程度診斷標準一致,其易導致RMPP,而RMPP則更強調在常規抗感染等治療下病情仍進行性加重。RMPP 的具體發病機制尚不明確,多認為與大環內酯類耐藥MP感染和過度免疫性炎癥反應相關。但有研究表明RMPP和非難治性肺炎支原體肺炎 (non-refractory mycoplasma pneumoniae pneumonia,NRMPP)間耐藥率無明顯差異,且皮質類固醇、靜脈注射免疫球蛋白治療兒童RMPP療效滿意,故免疫機制在RMPP發病過程中起著 更為重要的作用。現從免疫機制方面,對具有預測RMPP作用的細胞因子進行綜述,為臨床預測及盡早診斷RMPP提供參考。
01MP致機體免疫損傷機制
??MP是最小的細胞壁缺陷原核生物,能夠在無細胞條件下生長和增殖,其黏附在呼吸道上皮是決定MP傳播和發病機制的先決條件。MP攜帶以P1黏附蛋白為 主的黏附分子,與宿主靶細胞表面的神經氨酸受體結合,使肺組織吞噬細胞功能喪失,從而對機體免疫功能產生影響。當MP感染機體后,體內細胞膜的脂質雙分子 層易受生物膜融合的影響,引起細胞膜中受體識別位點發生改變,導致細胞間的信號傳遞和細胞因子的產生發生變化。此外,隨著細胞骨架重排,MP可穿透支氣管 黏膜,釋放核酸酶和過氧化氫,導致支氣管上皮細胞腫脹、壞死和融合,微絨毛運動減慢、結構變形、擺動終止,進而誘導淋巴細胞、漿細胞和單核細胞的浸潤,產 生一系列免疫反應。較早前的研究均認為MP不能分泌細胞毒素,但近年研究發現,MP能夠分泌具有免疫原性的細胞毒素致病因子,可導致淋巴細胞、單核吞噬細 胞等免疫細胞凋亡。總之,MP可對自身免疫系統產生破壞作用,誘導體內的免疫因子紊亂,啟動細胞凋亡機制對機體造成損傷。
02RMPP免疫相關的預測因子
??MP感染機體后會激活T淋巴細胞,引起Th1與Th2比值失衡及Th17與調節性T細胞(regulatory T cells,Tregs)比值升高,也可影響Th9細胞的免疫應答,從而對多種傳導通路產生影響,如核因子κB信號通路、高遷移率族蛋白 (high-mobility group box protein 1,HMGB1)/Toll樣受體信號通路、信號轉導和轉錄活化因子3信號通路、miR-29c/B7-H3/Th17通路等。此外,病程的不同時期占優 勢的細胞因子不同。病程1周內以血清及肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)中Th1類細胞因子升高為主,Th2類細胞因子顯著降低,而病程在7~14 d及15~30 d則以Th2明顯升高,Th1明顯受抑制為主。Th17及Tregs的水平也會在感染過程中產生變化,由此產生的細胞因子失衡可作為預測RMPP的關鍵因 子。
??1.白細胞介素(interleukin,IL)-17:IL-17的變化趨勢對于預測RMPP起著重要作用。IL-17是一種關鍵的促炎細胞因子, 在機體受到感染后,先天產生IL-17的細胞或Th17細胞會很快釋放IL-17。IL-17對IL-6、IL-1β和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α表達的協同誘導構成了肺部感染過程中的正反饋回路。IL-17能促進支氣管成纖維細胞、上皮細胞和平滑肌細胞的活化,促進氣道 局部中性粒細胞浸潤,過度的中性粒細胞浸潤導致了微血管損傷,肺上皮細胞通透性增加及低氧血癥,故認為IL-17與肺實變的演變有關。Fan 等的研究證實,BALF中IL-17的水平與MPP患兒肺實變范圍大小相關,RMPP患兒BALF中IL-17水平遠高于普通肺炎支原體肺炎 (general mycoplasma pneumoniae pneumonia,GMPP)患兒,而血漿中的含量較低,因此提示IL-17在肺中過表達,BALF對RMPP的預測更有意義。IL-17A是 IL-17的家族成員,參與肺纖維化,Yang等報道,RMPP患兒因其免疫調節功能較差,BALF中IL-17A較GMPP患兒明顯降低,并證實 BALF中IL-17A水平下降是預測早期SMPP的可靠指標,進而推測其對預測RMPP也具有一定意義。Zhao等對RMPP及NRMPP兩組患兒進行 分析,指出血清IL-17A是預測RMPP的良好指標,ROC曲線下面積(area under curve,AUC)為0.822,當IL-17A的截斷值為10.8 ng/L時,其診斷的靈敏度和特異度分別為77.8%和77.1%。IL-17與其他協調MP不同免疫反應的細胞因子的相互作用機制仍需要進一步探索,已 有報道RMPP患者給予IL-17拮抗劑治療后臨床結局良好。
??2.IL-18:IL-18水平的變化有助于早期預測RMPP的發生。其可由多種免疫及非免疫細胞產生,IL-18通過與IL-12結合誘導T細胞產 生,促進Th1型細胞因子的反應,進而誘導干擾素(interferon,IFN)-γ的產生,同時可增強自然殺傷細胞的毒性作用,參與免疫調節反應。 Zhao等對154例患兒的研究發現,當血清IL-18水平高于464.5 ng/L時可預測RMPP,此截斷值的預測靈敏度為82.2%、特異度為59.6%。Choi等的研究表明,IL-18是預測住院患兒RMPP的關鍵生物 標志物,當血清IL-18截斷值為360 ng/L時,對于診斷RMPP的靈敏度和特異度分別為93%和70%。前者研究的靈敏度和特異度均較后者低,可能與Zhao等的研究未明確癥狀出現時間與 采集時間之間的關系且兩個研究的納入標準存在一定差異有關。但二者均證實IL-18對RMPP有良好的預測作用。血清IL-18也可作為應用皮質類固醇治 療的生物標志物。尚缺少BALF中IL-18水平對RMPP的預測作用相關研究。
??3.TNF-α:MPP患兒TNF-α表達水平明顯高于健康兒童,但其對RMPP預測準確性存在爭議。TNF-α主要由Th1細胞分泌,單核、巨噬細 胞等免疫細胞也可分泌TNF-α。當機體受到MP感染后,TNF-α在1周內達高峰,隨后逐漸下降。TNF-α可通過誘導炎性細胞蓄積,刺激炎性介質生 成,引起氧化和亞硝化應激、氣道高反應性和組織重塑進而在疾病病理過程中發揮多種作用。RMPP患兒血清TNF-α水平明顯高于NRMPP患兒。Li等對 RMPP患兒及NRMPP患兒的研究表明,TNF-α對RMPP的預測性較好,其AUC為0.824,當其截斷值為68.25 ng/L時,約登指數為0.692。而也有研究表明,雖然RMPP患兒血清中TNF-α水平升高,但其差異無統計學意義;但BALF中的TNF-α對 RMPP則有一定預測作用,這可能與TNF-α和IL-17在病變部位產生協同作用有關。
??4.IL-10:IL-10水平也與RMPP發生密切相關,但研究結論尚不統一。IL-10作為抗炎因子,主要由Th2細胞和單核巨噬細胞產生,可抑 制T細胞的增殖和細胞因子的分泌,抑制細胞免疫。與此同時,IL-10可促進Th0細胞向Th2細胞的轉化,誘導B淋巴細胞增殖分化,介導體液免疫。1項 對65例RMPP患兒及115例GMPP患兒的研究顯示,血清IL-10可作為RMPP的預測因子,其AUC為0.751,當IL-10水平高于3.65 ng/L時可預測RMPP,此截斷值的靈敏度為87.7%,特異度為46.9%。Zhang等對145例RMPP患兒及489例GMPP患兒的研究結果也 表明,血清IL-10水平對于RMPP患兒有預測作用,其AUC為0.722,但應將IL-10大于4.65 ng/L作為RMPP的預測指標,此截斷值的特異度為61%,靈敏度為75.9%,而其Logistic回歸分析表明,IL-10并非預測RMPP的獨立 危險因素,IL-10的變化對預測RMPP有待進一步研究。而Ding等對SMPP的研究提出,由于患兒免疫系統發育尚不完善,不能有效釋放IL-10等 抗炎因子調節和抑制炎癥因子的分泌及活性,故隨著病情的加重,IL-10的水平反而降低。
??5.IL-6:IL-6對于RMPP的預測價值尚需進一步探討。當機體受到感染時,IL-6水平的升高早于C反應蛋白升高,其水平高低與病情嚴重程度 相關。IL-6可由B細胞、巨噬細胞、單核細胞、肝細胞等產生。IL-6作為內源性致熱源及肝細胞刺激因子,可引起急性發熱,在急性炎癥反應中誘導肝臟合 成急性時相反應蛋白。同時,IL-6可促進Th2細胞分化,抑制Th1細胞極化,促進B細胞增殖分化產生抗體,其在調節Th17細胞和Tregs之間的平 衡中亦發揮著非常重要的作用。Zhang等對634例MPP患兒研究表明,RMPP患兒的血清IL-6水平顯著高于GMPP患兒,IL-6可作為RMPP 預測的有效指標,其AUC為0.758,當IL-6大于14.75 ng/L時可預測RMPP,此截斷值的靈敏度為83.5%,特異度為63.4%,在以此值為分界值,通過多因素Logistic回歸分析顯示,IL-6仍 是RMPP的獨立危險因素,其比值比為2.314。而當研究對象為180例學齡期兒童時,由于相對年長的患兒免疫系統更加成熟,IL-6對RMPP的預測 性欠佳,AUC為0.682 。此外,1項對48例兒童的研究也證實,雖然RMPP患兒中血漿IL-6的水平較GMPP升高,但其差異無統計學意義;與此同時,RMPP患兒BALF中 IL-6水平雖較血漿中IL-6水平升高,但其尚不具有預測作用。
??6.新型細胞因子:RMPP往往可引起多種細胞因子激活,使機體產生過強的免疫反應,從而導致更嚴重的臨床表現。除上述多項研究已證實的對RMPP有 預測作用的細胞因子外,IFN-γ、HMGB1 、IL-8也對RMPP具有一定程度的預測作用,但這些細胞因子的預測作用并未得到廣泛共識,還需進一步探索。
??IFN-γ在MP感染早期防御反應中起著重要作用。其由活化T細胞、自然殺傷細胞以及自然殺傷T細胞產生,可促進Th1細胞發育及Th2細胞活化與增 殖,同時可通過調節主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex,MHC)-Ⅰ和 MHC-Ⅱ類分子在單核巨噬細胞的表達,使其參與抗原提呈和特異性免疫的識別過程,進而清除MP。與NRMPP患兒相比,RMPP患兒急性期的IFN-γ 血清水平升高。Zhang等指出IFN-γ對急性期RMPP的預測性良好,AUC為0.739,當IFN-γ的截斷值為29.05 ng/L時,其特異度為98.4%,靈敏度為46.2%,對其進行Logistic回歸分析,其比值比為8.63,證實IFN-γ為RMPP的獨立危險因 素。也有研究通過ROC曲線分析證實了IFN-γ可對急性期RMPP進行鑒別,其AUC為0.724,當IFN-γ為15.50 ng/L時,其特異度和靈敏度分別為84.6%和55.7%。但其Logistic回歸分析指出IFN-γ并非RMPP發生的獨立危險因素。尚缺乏對恢復 期RMPP患兒IFN-γ的高質量研究,IFN-γ對RMPP的預測意義尚需進一步驗證。
??HMGB1是巨噬細胞和其他炎癥細胞在先天性免疫反應過程中產生的一種細胞因子。既往研究表明,表面活性蛋白-A可通過調節HMGB1細胞因子活性抑 制MP誘導的樹突細胞成熟,以盡量減少肺部炎癥。Ding等 通過與IL-6水平和TNF-α水平比較,指出HMGB1對RMPP具有良好的鑒別診斷能力,其AUC為0.876,閾值為5.25×10-3,靈敏度為 83.3%,特異度為82.4%。由此可見,HMGB1可對RMPP起預測作用,但其誘導炎癥反應的具體機制仍需進一步研究。MP附著于支氣管上皮細胞 上,誘導IL-8的釋放,進而驅動中性粒細胞的募集和活化,從而有效地清除病原體。同時,IL-17與TNF-α的協同作用可誘導人氣道上皮細胞產生 IL-8。Fan等報道,RMPP患兒急性期BALF 中IL-8水平顯著升高,IL-8可能成為RMPP的良好預測因子。
??一些細胞因子的單獨或聯合使用,也可能是預測 RMPP發生發展的潛在生物標志物,如重組人趨化因子(macrophage inflammatory protein-1 alpha,MIP-1α/CCL3)、CC類趨化因子配體(C-C motif chemokine ligand,CCL)11和CXC趨化因子配體(C-X-C motif chemokine ligand,CXCL)10。既往研究證實抑制CCL3可增強感染后期促炎T細胞的募集,導致疾病加重。CCL11的功能是募集并動員嗜酸性粒細胞至 肺,引起與哮喘相關的氣道高反應性。CXCL10在感染的發生發展過程中發揮促進作用。Lee等研究表明,RMPP患兒較NRMPP患兒血漿CXCL10 的水平高,血漿CCL3和CCL11的水平低,其單獨或聯合檢測對于RMPP的預測可能具有重要意義。
??綜上所述,RMPP患兒常伴有明顯的全身炎癥反應,故多種細胞因子水平與普通患兒存在差異,隨著病情不斷變化,體內細胞因子改變對于RMPP具有預測 作用。多數研究報道血清IL-17、IL-18、TNF-α、IL-10、IL-6對預測RMPP有意義。由于局部反應強烈,研究多顯示BALF中細胞因 子改變對預測更具意義,準確的檢測對于早期預測疾病嚴重度及提供相應治療有重要參考價值。但因細胞因子測定價格相對較高,一定程度上限制了其在臨床的廣泛 探索和應用。關于細胞因子對RMPP的預測仍有很多需進一步探討的內容,如對于細胞因子預測RMPP尚缺少統一指標,且其具體免疫機制仍不十分清楚等。另 外,患兒免疫系統發育情況及患病時間可能影響細胞因子對于預測RMPP的具體數值,在未來研究中需考慮患兒年齡及采樣時間,從而使細胞因子預測RMPP更 精確,更具參考價值。