肺炎支原體的致病機制及中藥治療兒童肺炎支原體感染的研究進展*

王晶 ，李新民 ，韓耀巍 ，孫丹

（1.無錫市中醫醫院，無錫 214071；2.天津中醫藥大學第一附屬醫院，天津 300381）

肺炎支原體（MP）是一種無壁自復制病原菌，體積介于細菌和病毒之間，主要通過呼吸道傳播，可引起咽炎、支氣管炎、肺炎等[1]，此外還可導致多系統肺外并發，引起心包炎、心肌炎、肝功能障礙、腎炎和腦膜炎、格林-巴利綜合征等疾病[2-4]。肺炎支原體肺炎（MPP）是MP感染引起的不典型微生物致病性肺炎，具有一定的自限性，但約有18%的MPP患兒需要住院治療，其對機體造成的免疫損傷及嚴重的肺外并發癥仍可危及患兒生命[5]。隨著近些年難治性MPP和重癥MPP病例增多以及臨床應用阿奇霉素治療MPP的不良反應及多重耐藥等因素，使其臨床應用受到一定限制[6-7]。

中醫藥治療感染性疾病的歷史源遠流長，對于支原體感染，不僅有殺菌抑菌、消除毒素的作用，還可抑制呼吸道上皮細胞凋亡，重建防御屏障功能，調整感染后分子間的生物信號通路傳導，抑制全身炎癥反應、調整免疫功能異常及整體機能的失調[8-9]。本課題組致力于兒童肺炎支原體肺炎的臨床研究，探尋支原體致病的多重機制，如免疫、凝血機制及局部微生態等相關研究，旨在中西醫相結合，以中醫藥聯合抗生素協同治療感染性疾病，減少抗生素單獨應用的毒副作用，增加抗生素療效，減少因抗生素耐藥導致的抗生素應用的劑量及療程的增加。故現將肺炎支原體的致病機制、MP耐藥現狀及近年中醫藥治療兒童MPP的研究進展綜述如下。

1 MP致病機制

1.1 直接損傷

1.1.1 黏附與膜融合損傷 黏附過程是由多種蛋白質及其組分參與的。P1蛋白是黏附的關鍵[10]。此外，MP還可利用MPN372蛋白與肺表面活性蛋白A結合，長期穩定的黏附于含有肺表面活性蛋白A受體的靶細胞上，如肺泡中的巨噬細胞、肺泡上皮細胞及肺內和肺外其他組織細胞[11]。黏附是MP進入人體并引起后續一系列病理反應的第一步也是最為重要的一步[12]。MP黏附于宿主靶細胞，其細胞膜脂質雙分子層易與靶細胞膜發生生物膜融合。膜融可影響細胞間信號傳遞和細胞因子的產生[13]，同時消耗宿主營養物質，增加宿主細胞氧耗[14-15]。

1.1.2 侵襲損傷 MP通常被認為是胞外寄生，但有研究表明在感染時間和溫度適宜的條件下，MP也可入侵和破壞細胞[16]。MP侵入非吞噬細胞內，存活時長可大于6個月。侵襲過程中，其在宿主細胞內合成DNA，MP一些特定的酶，如水解酶、核酸酶、蛋白酶等可向宿主細胞內轉移，降解宿主細胞DNA、干擾氨基酸活性，損傷宿主細胞[17-18]。

1.1.3 毒力損傷 黏附為MP誘導區域細胞毒性作用提供了條件，MP不僅可以通過黏附、輔助蛋白、包膜、侵襲性酶等直接誘導損傷，還可通過其代謝產物、外毒素、外毒素樣物質、脂質分子、LPS、膜脂蛋白等發揮其毒力效應[19]。

1.1.3.1 社區獲得性呼吸窘迫綜合征毒素（CARDS toxin） CARDS toxin是MP的特異性分子，也是MP被發現的第一個毒力因子[20]。實驗證明，將純化的重組CARDS toxin應用于模型動物可以完全復制肺炎支原體疾病的致病特征，包括：相關細胞因子的產生、嗜酸性粒細胞的增多、以及其與支氣管哮喘相類似的氣道高反應性等[21-23]。

1.1.3.2 過氧化氫（H2O2）和超氧化物 過氧化氫作為MP的一種毒力因子，參與MP感染的氧化應激反應。MP黏附于宿主細胞，其細胞骨架重新排列，在宿主細胞甘油中合成釋放過氧化氫和活性氧，且MP透過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、融合，微絨毛移動減低、結構變形、擺動終止，淋巴細胞、漿細胞、單核細胞浸潤，引起肺部損傷[24]。由MP合成的過氧化氫和超氧化物基團，及宿主細胞產生的內源性毒性氧分子，增加上皮細胞內氧壓，最終導致氧化應激和細胞死亡[25]。

1.1.3.3 半胱氨酸脫硫酶（HapE） HapE作為MP一種潛在的毒力因子可能與溶血有關。HapE可將半胱氨酸轉化為丙氨酸和硫化氫。重組的HapE降解半胱氨酸產生硫化氫使紅細胞裂解、破壞導致溶血[26]。不僅如此，最新研究表明，肺炎支原體HapE可以改變人支氣管上皮細胞的細胞因子的分布和生長。如減少炎癥因子的分泌，特別是促炎細胞因子，如 IL-2、IL-12、IFN-γ、TNF-α，同時可增加抗炎介質的釋放，如IL-4、IL-6。HapE通過對IL-6分泌的影響，導致Th1/Th2失衡，以驅動Th2型細胞反應為主進而影響宿主免疫監測功能，促進MP逃避宿主的免疫系統清除，增加了MP慢性感染的風險[27]。

1.1.3.4 Mpn133編碼的脂蛋白/脂肽 由Mpn133編碼的膜結合脂蛋白/脂肽可視為MP的活性物質，可促使細胞產生ROS[28]。同時具有免疫刺激活性，其N-末端脂肽部分可與Toll樣受體2（TLR2）結合引起一系列免疫反應，如誘導IL-1β、TNF-α、IL-6在內的促炎因子分泌等。

1.2 免疫損傷 除上述直接損傷，MP與宿主間的相互作用導致的炎癥反應和免疫損傷機制則更為復雜。宿主免疫反應的特征、強度及宿主免疫能力會極大地影響MP感染導致的呼吸系統疾病的臨床結局及肺外并發癥的發生率[29]。Shi等[30]發現因血液病使用免疫抑制劑的兒童在感染MP導致肺炎支原體肺炎時比免疫力正常的兒童并發癥發生率及嚴重肺炎支原體肺炎的發生率低。同時免疫抑制劑的應用減少了炎癥細胞的募集，特別是中性粒細胞進入肺組織，減少了過度炎癥通過氧化應激途徑參與的氧化-抗氧化失衡而導致的肺損傷。這表明因抗擊病原體而激活的免疫應答反應在MP致病機制中扮演了極其重要的角色。

1.2.1 體液免疫 MP細胞膜上的糖酯抗原誘導宿主產生體液免疫，抗體應答是抗MP感染的基礎。在感染早期，機體主要靠分泌抑制劑、補體（C1、C2、C3、C4）及吞噬細胞等非特異免疫防御機制抗MP，大約2周后，補體水平下降而抗體水平上升[31]。特異性IgA可以保護呼吸道粘膜，是抗MP的關鍵。MP感染過程涉及多種特異性和非特異性免疫球蛋白和補體成分參與MP感染的恢復和炎癥反應。

1.2.2 細胞免疫 MP細胞膜上蛋白抗原參與誘導宿主的細胞免疫，而細胞免疫的輕度又可直接影響肺損傷的程度[32]。MP感染后，周血中CD4+T細胞計數減低，CD8+T計數增多，CD4+T/CD8+T比值下降[33-34]。輔助型T淋巴細胞亞群失衡，Th1/Th2比例不平衡向Th2顯性表型轉變[35-36]。Th2顯性促進MP逃避宿主的免疫系統，為MP持續存在和復制提供了可能。有研究表明肺炎支原體肺炎患兒體內存在Th17/Treg細胞失衡現象，其與Notch信號通路激活有關[37]。

1.2.3 炎癥損傷和免疫抑制 炎癥因子在MP誘導的炎癥反應中起重要的作用。感染早期，TNF-α、IL-1β、IL-6的mRNA表達水平顯著升高[38-39]。IL-17被認為是參與MP感染的重要細胞因子。IL-17的過度表達與肺炎的嚴重程度有關，肺泡灌洗液中IL-17的水平與肺實變范圍大小有關。Fan等[40]在實驗中發現 MP 感染后 IL-6、IL-1β、TNF-α、IL-17 在肺部感染中形成了一個正反饋循環，參與了MP感染后細胞免疫反應造成的肺部損傷。與過度炎癥損傷伴發的還有MP感染后引起的免疫抑制，主要表現在引起T細胞亞群失調、B細胞與T細胞的嚴重破壞。MP感染導致的免疫抑制不利于感染的清除，同時增加了再次感染的風險。

1.2.4 抗原免疫損傷 MP的超抗原成分、抗原變異所產生的毒力及致病性、多組織及組分的交叉抗原反應是MP抗原免疫損傷的基礎。抗原變異與毒力的產生及致病性有關[41]。MP膜上的磷酸甘油酶與宿主共享一定的抗原成分，幫助MP逃避宿主的免疫系統攻擊，為MP長期定植和慢性感染提供條件[42]。此外MP的膜抗原與RBC膜Ⅰ型抗原相似，在MP感染過程中，腦、肺、RBC細胞膜、淋巴細胞、心肌細胞自身抗體普遍存在，交叉反應形成免疫復合物放大自身的免疫反應，導致多系統免疫損傷[43-44]。

2 肺炎支原體感染的治療進展及其耐藥現狀

MP對β-內酰胺類、氨基糖苷類、磷霉素類抗生素有天然耐藥性。相對于兒童的人群特點，由于潛在的毒性，喹諾酮類、四環素類等應予以避免。大環內酯類抗生素特別是阿奇霉素，因其半衰期更長，可進行5 d的療程，耐受性好，在國內外均為治療MPP臨床推薦的一線用藥[45-46]。由于MP具有易感性和敏感性高突變率[47]，當MP在體外暴露于亞濃度的阿奇霉素時，MP可發生與自然產生的耐藥生物體相同的突變，這表明大環內酯類的廣泛應用特別是不合理濫用最終導致了大環內酯類耐藥支原體的全球傳播。雖然大環內酯類抗菌效果和通過細胞因子抑制免疫反應的特性有關[48]。但一些大環內酯類治療明顯失敗的報道又強調出耐大環內酯類MP感染的替代抗生素方案的重要性。日本的指南建議在懷疑耐大環內酯類MP感染時使用妥蘇沙星（tosufloxacin）而不是大環內酯類抗生素[49]。

3 中醫藥治療MP感染及其作用機制研究

3.1 中醫藥治療MP感染的特色

3.1.1 中醫辨治特色 從中醫辨證論治的角度上看，MPP的病機特點可總結為“熱、毒、痰、瘀、虛”五個方面，而相較于其他病原菌所致的肺炎又有“病初肺閉尤甚”、“瘀熱貫穿病程始終”的疾病特點[50-52]。故在治療時要以辨證論治為基本中醫理論，以MPP 5方面病機特點為抓手，以早期診斷，診斷后及時用藥為原則，在宣肺清熱等肺炎基本治療方法基礎上，善用化瘀通絡法，以中醫藥與抗生素協同應用，不僅可以提高治療兒童MPP的總體療效、緩解主要臨床癥狀、還可以減少抗生素用量及其產生的不良反應。如別江麗[53]在治療MPP風熱閉肺證時應用程氏咳嗽方聯合阿奇霉素，其愈顯率高于單純使用阿奇霉素治療組，而在咳嗽、咳痰、咽紅咽痛、鼻塞流涕、大便性狀改善等主要臨床癥狀的緩解方面均表現較好，且未見明顯不良反應。張克青等[54]應用豁痰活血方聯合阿奇霉素和基礎治療方法治療MPP，發現其退熱時間、咳嗽咳痰好轉時間、啰音消失時間以及炎癥吸收時間均明顯短于單用阿奇霉素組（P<0.05）。呂蓉蓉等[55]應用理肺通絡方聯合阿奇霉素在治療痰熱閉肺證、陰虛肺熱證及肺脾氣虛證方面均優于單獨使用阿奇霉素治療。沈毅韻等[56]應用清肺通絡方作為靜滴阿奇霉素后的口服序貫用藥，與單純應用阿奇霉素組相較不僅減少了抗生素用量，還能緩解患兒咳嗽咯痰等癥狀，更好促進MP-IgM抗體轉陰，抑制炎癥反應及過度炎癥反應引起的肺外并發癥。

3.1.2 中醫“辨體論治”MPP 從“辨體論治”“因質制宜”“治病求本”的角度出發，MPP是否易發、其發病特點、證候特點、兼夾變證等均與小兒體質因素關系密切[57]。“治病求本”是中醫治療疾病的特色和優勢，“知病所由而直取之，乃為善治”，而“辨體論治”和“因質制宜”又是“治病求本”的具體體現。“因質制宜”體現在MPP的治療上對于素體陰虛者，遣方用藥中可適當加入沙參、麥冬等滋潤之品；陽虛者，注意健脾益氣，可加茯苓、白術之類；痰濕體質者可酌加苦溫燥濕之清半夏、陳皮、厚樸之品；內熱體質者注意苦寒清熱和甘寒清潤之品的應用如：大黃、黃芩、生地、玄參等。平和體質雖用藥拘束較少，但也應注意時時顧護脾胃，以免攻伐太過損傷正氣[58]。

3.1.3 內外合治MPP 從“內外合治”的角度上看，在治療MPP是輔以有中醫特色的外治法，可縮短病，程改善癥狀，提高治療有效率。陳弘韜[59]在阿奇霉素治療基礎上合用風熱方配合肺炎貼，與單純應用阿奇霉素作比較，發現分別對兩組患兒在發熱、咳嗽、肺部啰音消失時間進行對比，均具有顯著性差異（P<0.01）。余德釗等[60]應用中藥外治法聯合大桑菊合劑口服與單純應用阿奇霉素組相較，可明顯改善MPP患兒的臨床癥狀與體征，縮短病程，提高療效，同時能夠縮短阿奇霉素的療程，減少不良反應。黃曉琳[61]應用蒿芩麻杏石甘湯加敷背散外敷與阿奇霉口服治療組比較可縮短患兒發熱時間，緩解咳嗽痰壅，促進肺部啰音吸收，改善食欲且無明顯不良反應。

3.2 中醫藥抗MP感染的作用機制

3.2.1 抑制感染后炎癥反應 MP侵入宿主后，通過粘附與膜融合作用，可以導致肺上皮細胞損傷、纖毛倒伏，炎癥細胞與炎癥因子浸潤，引發局部炎癥反應。Yang等[62]應用清肺合劑（黃芩、金銀花、連翹、玄參、生地黃、牡丹皮、麻黃、杏仁、當歸、桃仁、姜黃、黨參、白術、甘草等）聯合阿奇霉素干預MP感染模型小鼠，在電鏡下觀察小鼠毛細血管基底膜比單純應用阿奇霉素薄，說明清肺合劑聯用阿奇霉素可保護肺上皮細胞并有效抑制感染后的炎癥反應。Jiang等[63]等通過動物實驗發現清肺通絡方（桑白皮、地骨皮、桃仁、杏仁、蘇子、葶藶子、蟬衣、地龍、平地木、甘草等）可以抑制JNK、ERK和NF-κB的磷酸化激活，從而抑制MP感染后的炎癥反應。Xiao等[64]通過體外實驗證明清肺通絡方可有效緩解MPP誘發的過敏性炎癥反應，有效地抑制炎癥因子和血管內皮生長因子（VEGF）的釋放。Liu等[65]發現存在于金絲桃和山楂中的黃酮類化合物——金絲桃苷可顯著降低MP誘導的IL-8、TNF-α的產生，以劑量依賴的方式促進宿主細胞增殖，通過抑制感染細胞中趨化因子配體5（CCL5）從而抑制MP感染后的炎癥反應。

3.2.2 雙向調節免疫反應 王征軍等[66]以穿心蓮內酯磺化物輔助治療MPP，治療后CD3+、CD4+、CD8+及IgA、IgG、IgM水平較單用阿奇霉素改善幅度大，差異有統計學意義（P<0.05）。實驗證實脫水穿心蓮內酯可直接破壞MP內毒素結構，從而抑制由內毒素誘導產生的細胞因子活性，同時促進淋巴細胞CD3+、CD4+及免疫球蛋白 IgA、IgG、IgM 的增殖活化，抑制淋巴細胞CD8+水平，從而雙向調節機體的免疫反應。這與孫洪華等[67]的臨床研究結果一致。Chen等[68]在動物實驗中證實，桑根白皮素作為有力的抗炎劑可以抑制IL-6、TNF-α、IL-1β等促炎因子的誘導、活化，同時升高抑炎因子IL-10的水平，進而通過抑制Wnt/β-catenin的表達和NF-κB的活動形式顯著減輕小鼠MPP的肺部炎癥反應。

3.2.3 改善感染后微循環障礙 MP感染后可導致血管內皮的損傷和微循環障礙。機體的高凝狀態有進一步加重了MP感染病情。李茜梅等[69]認為麻黃堿、甘草酸等物質有助于抑制病原微生物繁殖，減輕過度炎癥反應，改善毛細血管通透性，減少血管內皮損傷，改善MP感染后的血液高凝狀態。方瓊杰等[70]應用清肺止痙活血法治療小兒MPP，通過對血小板、凝血因子、D-二聚體的影響，改善MP感染后的高凝狀態，其方應用的活血化瘀藥可通過開放毛細血管、擴張微動脈等途徑，使微循環血流量增多、血流速度加快，從而消除微循環障礙時的血液瘀滯。

3.2.4 修復肺組織損傷 Yang等[62]認為清肺合劑在MPP肺損傷恢復期可以調節免疫、延緩肺纖維化、保護肺血管內皮細胞，有利于MP感染的恢復。Lin等[71]通過動物實驗證實，柚皮素（NRG，清肺通絡方的主要成分）通過抑制炎癥細胞因子表達和肺纖維化從而減輕MPP誘導的小鼠肺損傷。NRG抑制了MP誘導的自噬相關蛋白IC3、Beclin-1的表達，而增強了MP誘導的P62對自噬的抑制作用。NRG通過抑制自噬介導的肺部炎癥和纖維化對MP感染后氣道重塑起保護作用。此外，桔梗總皂苷和桔梗皂苷D通過下調TGF-β表達，恢復支氣管上皮細胞功能，增加肺組織表面活性物質A的合成與分泌，減輕MP感染所致的大鼠肺部炎癥反應，對肺組織有一定的修復功能[72]。

4 小結

綜上，MP致病機制較為復雜，各致病機制及其相互作用尚不十分明確，而免疫損傷仍被認為是主要的致病機制。隨著難治病例的大量出現及抗生素不合理應用導致的臨床耐藥病例的增多和菌群失調、二重感染等不良反應的出現，使大環內酯類抗生素治療MP感染受到挑戰。中藥治療MP感染具有一定的特色，特別是從整體出發抓住MPP的病機關鍵，從“閉”與“瘀”入手，提高了治療MPP的療效。隨著基礎實驗的不斷開展，中醫藥治療MP感染機制逐漸得以揭示。但現在的研究仍有不足之處，如實驗設計不夠系統、嚴謹，實驗周期長，無法全面的闡明治療效果及機制。再者缺少多中心臨床試驗研究，單一中心研究結果缺乏代表性等。因此，中醫藥治療MP感染的機制仍需進一步深入挖掘與討論，并在基礎研究和臨床試驗中不斷加以驗證。