“最小生物”與免疫系統的博弈，解讀肺炎支原體肺炎背后的秘密

車翀

【受訪專家】 ?趙德育 南京市兒童醫院內科主任兼呼吸科主任、南京醫科大學兒內科教研室主任，醫學博士，主任醫師、教授、博士研究生導師。中華醫學會兒科分會第14～16屆呼吸學組委員、第18屆呼吸學組肺血管疾病協作組副組長，中國醫師協會兒科分會呼吸學組委員，江蘇省醫學會兒科分會委員、第7～8屆呼吸學組組長，南京醫學會兒科分會第11～12屆主任委員，南京市變態反應分會副主任委員，國家兒童醫學中心呼吸專科聯盟副組長。對兒科常見疾病，尤其是在兒童呼吸道疑難疾病、支氣管哮喘、重癥肺炎、慢性咳嗽等疾病的診斷和處理方面具有豐富的臨床經驗。

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支原體：介于細菌與病毒之間的“最小生物”

人類很早就發現了支原體引起的疾病。1693年，就有德國醫生首先報道了一例當地的牛傳染性胸膜肺炎病例。這個病在很長一段時間內都是歐洲畜牧業的大敵。19世紀初，牛傳染性胸膜肺炎在整個歐洲流行起來，1843年，美國也報道了當地的首例病例。當時，對這個疾病的研究雖然很多，但一直沒人發現導致這個疾病的病原微生物究竟是什么。

在 17 世紀后葉，荷蘭人安東尼·列文虎克（Antony van Leeuwenhoek）發明了顯微鏡，這也讓他成為第一個觀察到細菌這種微生物的人。200多年過去，雖然人們對細菌的觀察已經比較成熟，但當時的科學家們卻還是怎么都找不到這種牛傳染性胸膜肺炎的病原體，這就不得不讓人懷疑，這個疾病的背后，是不是潛藏著另外一種病原微生物。1889年，在法國巴斯德研究所工作的兩位醫生， 率先從牛傳染性胸膜肺炎的病灶中分離出一種微生物。他們經過培養后發現，這種微生物的菌落非常小，菌體不易染色，很難進行形態學方面的鑒定，于是，當時只能籠統地將它稱為胸膜肺炎微生物（PPO）。從那以后，人們在羊、犬、鼠及禽類等動物的病灶中， 不斷發現類似的微生物，于是學者們將這一類微生物統稱為類胸膜肺炎微生物（PPLO）。

1937年，也就是人類首次直接在電子顯微鏡下觀察到病毒的第二年，這種類胸膜肺炎微生物在人體中被發現。20世紀50年代，人們首次從體外培養的細胞中分離出了這種微生物，隨后，這種微生物在各種生物體內被越來越多地分離出來。這些類胸膜肺炎微生物在液體培養基中生長時，大都呈現有分支的絲狀，所以有人就將它稱為“支原體”。1956年，國際細菌學組織正式命名這類微生物為支原體。

第二次世界大戰前后，有專家發現，有一種肺炎在軍隊和學校中小規模流行，患者主要是兒童與青年人。該肺炎與人們所熟知的肺炎鏈球菌肺炎不同，X 線片上沒有大葉狀陰影，痰內也培養不出肺炎鏈球菌。當時人們不能找出該肺炎的病因，就將它稱為非典型肺炎。此后，一位叫伊頓（Eaton）的科學家從患者的痰中分離出一種病原體，他發現該 病原體具有病毒的某些特點，但也不完全像病毒，它能夠感染雞胚，但無法感染細胞。這種介于細菌與病毒間的病原體當時就被稱為“伊頓因子”，這種非典型肺炎也被認為是由“伊頓因子”引起的。

直到 20 世紀 60 年代，海弗利克（Hayflick）醫生在開發能夠為支原體復制提供膽固醇和蛋白質的新型實驗性培養基時，從蛋黃樣本中分離出了這種“伊頓因子”，確認了其支原體的身份。

這種能夠造成肺炎和其他多種疾病的支原體， 其實是目前發現的能獨立生存、自我復制的最小的細胞樣生物。它的直徑一般是0.1～0.3微米，僅為細菌的1/10。大部分針對細菌的過濾器它都能通過，所以我們也說，支原體是介于細菌和病毒之間的微生物。

除了會造成感染性疾病外，支原體還會污染大量的體外培養細胞。由于它無處不在，可以進行自我復制并且能獨立生存，在很長一段時間內，有57%～92%的體外培養細胞都受到了支原體的污染。支原體不僅能通過針對細菌尺寸設計的過濾裝置，還能抵抗常用的抗生素，這對生物細胞學研究帶來了非常大的困擾。

獨有的特性，獨特的致病過程?

支原體除了體積很小，它最大的特點是沒有細胞壁，這一點區別于細菌。目前認為，支原體是由有細胞壁的革蘭氏陽性菌進化而來的，在演變的過程中細胞壁因為某些原因突變丟失了。完全沒有細胞壁，也解釋了支原體許多獨特的性質，比如對滲透壓、消毒劑非常敏感，對青霉素類抗生素“有免疫力”，也會形成獨特的“煎蛋樣菌落”。

“支原體的種類很多，其中肺炎支原體是兒童呼吸道感染最常見的病原體之一。”趙主任介紹道，“肺炎支原體有兩個類似吸盤的結構，即肺炎支原體絲狀體頂端的P1和P30黏附蛋白，可牢固地黏附于上皮細胞的表面。”氣道上皮細胞表面有一層會自主擺動的結構——纖毛，它們具有定向擺動的能力，且非常敏感，可將痰液及侵入呼吸道的病原體排出體外。當纖毛功能受損時，氣道痰液排出能力下降，氣道內的痰液增多后會刺激氣道，引起咳嗽、咳痰。肺炎支原體侵入呼吸道后，會借滑行運動定位于纖毛間，借助兩個黏附蛋白牢固地黏附于上皮細胞的表面受體，抵抗纖毛的清除和吞噬細胞的吞噬。同時，黏附蛋白也具有直接的細胞毒性，其分泌的社區獲得性呼吸窘迫綜合征毒素可造成上皮細胞空泡化、纖毛功能喪失等氣道黏膜損傷。另一方面，機體的免疫炎性反應、細胞因子產生的炎癥級聯放大效應以及機體自身免疫機制等共同參與了肺炎支原體復雜的致病機制。

支原體肺炎發生的具體過程，也與常見的細菌性肺炎、病毒性肺炎不同。“細菌感染常常具有侵襲性，可破壞組織、細胞，引起局部組織的炎癥、滲出、壞死和化膿，也會侵入血液引起敗血癥;而病毒感染是侵入機體細胞內，病毒在機體的細胞內大量復制，造成細胞死亡。”趙主任表示，肺炎支原體是在幾乎不進入細胞的情況下引起炎癥與免疫反應。“如果將我們的呼吸道組織理解成我們的家，細菌感染就像是家里闖進一群‘彪形大漢，搶了家里的東西還把房子破壞了，一片狼藉;病毒感染就像是幾個小精靈闖進了家里，進入墻體內，鬧了個天翻地覆;而支原體，就像是來了幾個孔武有力的‘莽漢，默默地站在家門口和墻邊，把家圍起來，推拉搖晃，釋放毒素，損害我們的家。”

肺炎支原體除了對氣道的局部損傷外，另一個特點就是免疫炎癥反應。典型的肺炎支原體肺炎多見于年長兒，這與機體的免疫炎癥反應有關。當肺炎支原體感染新生兒、嬰幼兒后，由于他們免疫炎癥反應弱，往往只是有些咳嗽、氣喘等局部癥狀。而五歲以上的兒童，免疫功能逐漸健全，當支原體入侵呼吸道，吸附在纖毛表面時，機體產生的大量肺炎支原體抗體就會和肺炎支原體這個抗原相結合，抗原抗體結合后會吸引炎癥細胞、炎癥介質在肺間質中浸潤。“所以我們常說，肺炎支原體肺炎是一種間質性肺炎，它損傷肺間質、損傷呼吸道纖毛，早期很少侵犯肺泡。呼吸道的纖毛損傷導致痰液排出困難，患者就會用力咳嗽排痰，而強烈的免疫炎癥反應，會造成發熱。所以咳嗽、發熱是肺炎支原體肺炎最為典型的兩個癥狀。”而這兩個癥狀，在呼吸道疾病，尤其是呼吸道感染性疾病中，堪稱普遍，需要與其他上呼吸道感染、肺炎進行鑒別診斷，這也是肺炎支原體肺炎診斷的必要步驟。

肺炎支原體肺炎引起的發熱也與細菌感染不同。細菌的細胞壁往往存在內毒素——脂多糖分子，人體對它極其敏感，極微量（1～5納克/公斤體重）內毒素就能引起體溫上升，所以細菌感染往往會造成高熱，同時孩子會伴有明顯的感染中毒癥狀，精神萎靡。而支原體并沒有這種蘊含內毒素的細胞壁，支原體感染引起的發熱常常與過強的免疫炎癥反應有關，所以輕癥支原體感染往往是低熱，重癥肺炎肺炎支原體肺炎的高熱常常與免疫炎癥反應過強有關，由于沒有內毒素，孩子沒有明顯的感染中毒癥狀，當體溫降至正常時孩子通常精神狀態很好。

肺泡滲出少也是肺炎支原體肺炎的一個臨床特點。大多數肺部炎癥，尤其是細菌造成的肺炎中，肺泡會有較多的滲出液。醫生通過聽診器就可以聽到呼吸時氣體通過肺泡中的液體所產生的細濕啰音。但肺炎支原體肺炎早期常常不侵犯肺泡，肺泡的炎癥滲出少，所以聽診時會聽不到濕啰音，“如果醫生經驗不夠豐富或是疏忽，就容易漏診肺炎。所以我們建議，如果孩子有明顯的發熱、咳嗽，病程超過3天，哪怕肺部聽不見細濕啰音，也要拍一張胸片進行檢查。因為肺炎支原體肺炎早期常常聽不到濕羅音，當臨床懷疑肺炎支原體肺炎時要及時拍胸片，以免漏診，也請廣大家長能充分理解。”趙主任如是說。

支原體的檢測都是如何進行的?

現在針對肺炎支原體肺炎的檢測手段并不少，在臨床診治中，運用檢查手段綜合判斷其實是一件較為復雜的事情。

·支原體培養

支原體培養陽性是判斷支原體感染的金標準，但支原體生長緩慢，對培養環境要求苛刻，培養時間長，一般只用于臨床研究。

有一種可在臨床應用的支原體快速培養試劑盒，基于高營養和快速生長因子使支原體快速生長，檢測者可通過培養基顏色變化來判斷支原體的存在。趙主任介紹，支原體沒有細胞壁，同時能在體外獨立生存，所以就可以在培養基里加入抗生素。這些抗生素主要通過使細菌細胞壁缺損來達到殺菌效果，支原體沒有細胞壁，也就相當于對加注的抗生素免疫了。如此操作后，培養皿里的細菌就被殺滅了，同時培養皿也沒有活細胞來供病毒生長，在如此環境下還能夠生長的，有較大的概率就是支原體。

支原體在代謝的過程中會形成一些酸性的代謝產物，當培養基中出現了顏色變化（pH值發生改變）時就可以間接判定培養皿中支原體生長了。”趙主任坦言，這樣的檢測實際上是比較“粗糙”的。“臨床中，它的陽性率在50%～60%，還是比較低的。另外真菌也難以被抗生素殺死，如果真菌污染了樣本勢必會造成結果不準確。”由于敏感性及特異性不高，臨床不推薦。

·支原體抗體檢測——IgG、IgM 檢測

“人體感染肺炎支原體后，能產生特異性IgM和IgG類抗體。”趙主任介紹道，“抗體一般在感染后1周出現，3～4周達高峰，以后逐漸降低。由于肺炎支原體感染的潛伏期為2～3周，當患者出現癥狀而就診時，部分患者IgM抗體已達到相當高的水平，因此IgM抗體陽性可作為急性期感染的診斷指標。如IgM抗體陰性，也不能否定肺炎支原體感染，須檢測IgG抗體。IgG較IgM出現晚，須進行動態觀察，如發現顯著升高則提示近期感染，顯著降低說明處于感染后期。IgG與IgM同時測定，可提高診斷率，達到指導用藥、提高療效之目的。

需要注意的是，肺炎支原體抗體可以在患兒的體內存在6個月甚至1年以上，故感染后不需要短時間內反復復查支原體抗體，因為單純支原體抗體陽性不能作為支原體感染的診斷標準，需要結合臨床。另外，抗體在體內產生需要時間，嬰幼兒由于免疫功能不完善、產生抗體的能力較低，可能出現假陰性或低滴度的抗體，因此，臨床上早期檢測支原體主要是靠抗原檢測，也就是直接檢測樣本中是否存在支原體。

·支原體抗原檢測

“現在臨床上常用的是DNA和RNA檢測。我們直接去檢測樣本中是否存在支原體的遺傳物質——DNA，如果有，那支原體肯定存在。”但是，DNA測定只能判斷是否存在支原體，卻無法分辨是否存活。DNA相對來說比較穩定，在很多考古學的研究中，我們有時甚至能對數千年前遺存的生物標本進行DNA的檢測。“支原體的DNA也有這樣的特性。即使支原體在我們的體內已經死去了，只要沒有排出，還是能檢測出支原體的DNA。”趙主任告訴我們，單純從是否存在DNA這點上，無法判斷是既往感染還是現癥感染，還需要看DNA檢出的量和臨床癥狀來綜合考慮。

RNA的檢測就相對更精確了，RNA是支原體分泌的蛋白，只有活著的支原體才能去分泌RNA，所以如果檢測到了支原體RNA，那么我們就可以認為存在活的支原體。“但這種檢測也不是完美的，它比較‘金貴，不僅價格較高，而且RNA非常脆弱，分解速度快、易被破壞，樣本保存起來相對困難。往往取樣之后就要迅速接受檢測，這對于實驗室條件以及標本取樣的條件要求都更高。”

現在臨床上還有二代測序技術，從基因序列上來判斷病原體的身份。

臨床上檢測支原體的方法很多。不同的方法有各自的優缺點，需要醫生綜合評估。“所以，我們一直強調，醫生診治疾病時主要看患者病情，實驗室檢驗結果是提供參考，需要醫生結合臨床病情進行綜合判斷。”趙主任強調道。