人粒細胞無形體病*

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近年來,我國某些省份一些群眾被蜱叮后發生無形體感染或疑似無形體感染,為之,特將國內外有關人粒細胞無形體病的調研工作概述如下。

1990-1993年間,在美國Minnesota和Wisconsin州發現多個急性發熱的病人的中性粒細胞的胞質內有埃立克體樣包涵體。血清學分析也證明這些病人與人單核細胞埃立克體病(Human monocytic ehrlichiosis,HME)的病原體(Ehrlichia chaf f eensis)無關,而與馬埃立克體(E.equi)和嗜吞噬細胞埃立克體(E.phagocytophilium)相關。1994年,Chen等用PCR從病人血標本擴增到該嗜粒細胞病原體的16S rRNA基因,經序列分析證明該病原體與馬埃立克體和嗜吞噬細胞埃立克體密切相關〔1〕。1995年,Goodman等用人的粒細胞白血病細胞系(H L-60)從病人血標本分離到該嗜粒細胞病原體,將它命名為人粒細胞埃立克體,其所致感染則稱為人粒細胞埃立克體病(Human granulocytic ehrlichiosis,HGE)〔2〕。經 16S rRNA 基因序列的系統發育分析,發現這些從動物與人分得的嗜粒細胞病原體與無形體屬病原體最相關,因此將它們歸為無形體屬的一個新種,正式命名為無形體科(Anaplasmataceae)內無形體屬(Anaplasma)的一個種(嗜吞噬細胞無形體A.phagocytophilum),其所致感染改為人粒細胞無形體病(Human granulocytic anaplasmosis,HGA)〔3〕。

1 病原特征

1.1 形態結構 嗜吞噬細胞無形體呈球狀多型性,主要寄生在粒細胞的胞質空泡內,幾個或十幾個菌體聚集形成的一個包涵體〔4〕。用Wright法染色,嗜吞噬細胞無形體包涵體在胞質內染成紫紅色,見圖1。

人粒細胞白血病細胞(HL-60)類似人的正常骨髓前質細胞,具有嗜中性粒細胞的功能。嗜吞噬細胞無形體在H L-60細胞內生長繁殖十分迅速,電鏡觀察發現它在HL-60細胞內主要存在與膜結構相連的空泡內。嗜吞噬細胞無形體早期的形態多為圓形的密度較大的網狀體,在后期菌體變小但密度增大 ,見圖 2〔5〕。

1.2 抗原結構 嗜吞噬細胞無形體的44 kDa外膜蛋白基因全長1 333 bp,編碼439個氨基酸。嗜吞噬細胞無形體的染色體上有多個與44 kDa外膜蛋白基因同源的基因,存在一個44 kDa外膜蛋白基因家族〔6〕。用嗜吞噬細胞無形體感染血清篩選該病原體的基因文庫,發現該病原體的160 kDa、130 kDa和100 kDa等3個大分子抗原蛋白基因。另外,生物素標記嗜吞噬細胞無形體的蛋白質組分析發現Omp85 、Asp62、Asp55、P44、Omp-1A 等5 個主要表面蛋白,其中Asp62和Asp55能夠與HGA患者血清所識別〔7〕。

1.3 基因組 嗜吞噬細胞無形體的基因組為1,471,282 bp,G+C含量為41.6%,含有1,369個編碼框〔8〕。該小基因組經過多次減數進化已經丟失許多功能基因,因此嗜吞噬細胞無形體必須依賴宿主細胞生長、繁殖,但其仍具有核酸、維生素、輔因子合成基因〔8〕。從病人分離的嗜吞噬細胞無形體與從馬和牛分離的嗜吞噬無形體的16S rRNA基因的差異僅1～3個堿基(0.1～0.2%),充分證明它們屬于同一個種〔3〕。

2 流行病學

在美國有21個州發現HGA,主要集中在東北部,中西部和西海岸也有病人。僅1998年被查證HGA病人有數百病例。血清學分析證明某些歐洲國家也有該病的存在,在斯洛文尼亞已有多個HGA病例被證實。我國學者用嗜吞噬細胞無形體特異PCR檢查蜱咬后發熱病人的血標本,獲得陽性結果〔8〕,并發現 HGA 病例或疑似 HGA 病例〔8-9〕,我國學者已從東北地區的野鼠和發病羊血標本分離到3株嗜吞噬細胞無形體〔10〕。

2.1 傳播媒介 美國每年的4月到 12月均有HGA病例出現,但高峰期為6月和7月,與流行地的蜱活動期相吻合,已證實肩突硬蜱是該病的傳播媒介。肩突硬蜱是也是萊姆病病原體的攜帶和傳播者,用PCR方法從HGA流行區的肩突硬蜱中同時擴增出HGA和萊姆病病原體DNA〔7〕。另外美國肩突硬蜱還是微小巴比原蟲(Babesia microti)、某些腦炎病毒的攜帶和傳播者,約10%的HGA患者有萊姆病或巴比原蟲病共感染的血清學證明〔11〕。

全鉤硬蜱為我國主要硬蜱屬蜱(I.persulcatus),為萊姆病的傳播媒介。我國學者采用嗜吞噬細胞無形體特異PCR檢測新疆、內蒙、黑龍江等地的全溝硬蜱,陽性率分別為3.2%、6.3%、0.8%〔8〕。

2.2 自然宿主 美國肩突硬蜱寄生于白尾鹿(Odocoileusvirginianus)身上,研究證明美國的白尾鹿是嗜吞噬細胞無形體的貯存宿主〔7〕。另外,在實驗室用肩突硬蜱和小鼠成功地模擬出嗜吞噬細胞無形體在蜱與嚙齒動物之間循環,證明野外嚙齒動物是嗜吞噬細胞無形體的重要貯存宿主。

3 發病機制

嗜吞噬細胞無形體通過蜱叮咬進入體內,經微血管或淋巴道進入血流和臟器。采用免疫組化在HGA病人和實驗感染動物的肝、脾、骨髓和淋巴結等網狀內皮系統的器官組織中均發現嗜吞噬細胞無形體〔11〕。

3.1 嗜吞噬無形體直接損傷宿主細胞〔2,11〕嗜吞噬細胞無形體進入血流后,其主要寄生于嗜中性粒細胞內。嗜吞噬細胞無形體的嗜中性粒細胞特性可能與它表面存在的選凝素-P(P-selectin)配體有關。用抗白細胞選凝素配體的單克隆抗體預先與嗜吞噬細胞無形體結合,可以阻止嗜吞噬細胞無形體與嗜中性粒細胞結合以及其后的細胞內入侵。嗜吞噬細胞無形體在吞噬細胞內生長和過量繁殖可直接引起細胞的裂解。另外還發現粒細胞系和單核細胞系的初始骨髓祖細胞對嗜吞噬細胞無形體感染敏感,這可能是HGA病人的白細胞計數下降的一個重要原因。

3.2 嗜吞噬細胞無形體抑制噬中性粒細胞的呼吸爆發〔12-13〕嗜中性粒細胞在機體的防御系統中是一主要效應細胞。嗜中性粒細胞吞噬入侵的病原菌后發生呼吸爆發,產生大量的超氧離子(O2-),超氧離子能夠有效地殺傷病原菌。但是,嗜吞噬細胞無形體在嗜中性粒細胞內不但不損傷,而且在細胞內大量繁殖,證明嗜吞噬細胞無形體能夠抑制嗜中性粒細胞的呼吸爆發。

3.3 HGA的病理損傷與機體免疫因素有關〔11,14〕

嗜吞噬細胞無形體侵入組織的吞噬細胞后引起機體的免疫應答,免疫應答使淋巴細胞和吞噬細胞在感染部位浸潤造成局部組織的炎性損傷,免疫應答的某些免疫細胞激活和細胞因子的釋放可加重嗜吞噬細胞無形體感染后的組織損傷。研究發現γ干擾素在感染早期可促進體內嗜吞噬細胞無形體清除,后期卻使組織損傷加重。

3.4 病理學檢查〔7,11〕通過對HGA死亡病人 尸檢和組織病理學檢查,發現嗜吞噬細胞無形體的主要靶細胞為成熟的粒細胞,免疫組化檢查發現血液、脾臟、肺、肝臟等器官的嗜中性粒細胞中存在嗜吞噬細胞無形體,感染器官組織有較明顯的病理改變。

檢查死者脾臟發現巨噬細胞浸潤、漿細胞數量的增加,并可見噬紅細胞和白細胞現象以及細胞凋亡。淋巴結檢查也發現類似脾臟的病變。一死亡兒童的尸檢發現有明顯的淋巴腺炎,其淋巴結組織有嚴重的嗜中性粒細胞浸潤和巨噬細胞聚集以及副皮質增生。HGA病人的骨髓檢查發現淋巴細胞浸潤和漿細胞數量增加,泡沫樣組織細胞增多和噬紅細胞現象。

肝臟組織病理學檢查發現有淋巴細胞浸潤,并有淋巴細胞、巨噬細胞、嗜中性粒細胞等細胞的聚集;肝臟的Kuppfer細胞數量增加且發現有肝細胞的凋亡等。肺的病理改變主要為肺間質的淋巴細胞浸潤、肺組織水腫、肺泡內出血等。

4 臨床特征

4.1 臨床表現 根據Bakken等對確診的41例HGA病人的觀察,它們的平均潛伏期為8天,所有的病人均有發熱合并寒戰,絕大部分有疲乏、肌痛〔4〕;白細胞減少、血小板減少以及轉氨酶升高是HGA臨床診斷的重要依據;急性呼吸窘迫綜合征或/和急性腎衰是HGA患者死亡的主要原因,死亡多見于有繼發感染的老年患者,死亡率為HGA住院病人的7～10%〔4,7,11〕。HGA 患者少見出現神經系統異常,其它臨床表現見表1。

表1 41例HGA的臨床表現

4.2 診斷與鑒別診斷〔7,11〕對有類似于感冒癥狀的發熱病人,特別是有血小板減少和白細胞減少,并有蜱接觸史者,應當考慮到HGA。HGA需與其它的蜱媒病原體所致的發熱性疾病相鑒別,其它的蜱媒病原體感染一般無血小板減少。HGA的臨床特征和臨床診斷要點與HME基本相同,它們之間的相互鑒別早期主要依賴病原學檢查,后期可通過血清學方法進行鑒別。

因為肩突硬蜱為HGA和萊姆病的共同傳播媒介,其可以同時攜帶嗜吞噬細胞無形體和萊姆病螺旋體,它的叮咬也可使人同時患有HGA和萊姆病。在用四環素類藥物治療無效時應考慮病人是否有萊姆病或其它病原體感染。某些病毒性感染也可以導致白細胞、血小板減少,因此需要與這些病毒性感染相鑒別。HGA的確診有賴于多聚酶鏈反應(PCR)、血清學、病原分離等實驗室診斷。

5 實驗室檢查

5.1 一般檢查 絕大多數的HGA病例有血小板減少和多伴有白細胞減少,絕大多數病例有血清肝轉氨酶水平升高。

5.2 直接涂片鏡檢 取病人的外周血直接涂片,作Wright's、Diff-Quik或 Giemsa染色,可發現 HGA病人的中性粒細胞胞質中有圓形桑椹狀包涵體(Morula)。感染早期(第1w)檢查中性粒細胞內包涵體是最有效的早期 HGA診斷方法,陽性率在25%～ 75%〔4,7,11〕。

5.3 血清學檢測 用嗜吞噬細胞無形體感染的HL-60細胞制備抗原片作間接免疫熒光分析(IFA),檢測病人血清中的抗嗜吞噬細胞無形體特異性抗體滴度。但是在感染的早期,大部分病人的檢測結果為陰性,因此該方法檢查結果無早期診斷價值〔4,7,11〕。

5.4 PCR檢測 采用套式PCR擴增病人血標本中的嗜吞噬細胞無形體的16S rRNA基因片段,多數HGA病人的急性期血標本檢測為陽性〔15〕。

5.5 病原體分離 將病人的抗凝血或從血中分離的白細胞接種于含有H L-60細胞懸液,大約1w后,經細胞涂片染色,可見細胞內有小包涵體,2w后幾乎100%細胞被嗜吞噬細胞無形體感染〔4,7〕。

6 治療與預防

HGA的治療首選強力霉素,其它四環素類藥物也有效。大多數患者用強力霉素治療后2d內開始退熱。體外藥物敏感試驗發現在HL-60細胞內的嗜吞噬細胞無形體除對強力霉素敏感外,利福平、環丙沙星、氧氟沙星等藥物對它也有好的殺傷作用〔4,7,11〕。

HGA預防主要是在野外防止蜱對人的叮咬,可采用適當的殺蟲劑殺滅居住地的蜱和寵物身上的蜱〔7,11〕。

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