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慢性阻塞性肺疾病发病机制的新学说:肺炎衣原体慢性感染

2022-07-29
来源:求医网
慢性阻塞性肺疾病(COPD)的发病机制已有多种学说,如:蛋白酶和抗蛋白酶学说、氧化损伤假说、免疫失衡和感染假说等。吸烟在COPD的发病中起了重要作用,但仅仅 15%的吸烟者最终可能患COPD[1]。目前对COPD的发病机制又提出了新的假说,即:肺炎衣原体慢性感染学说[2,3]。而20 世纪末感染性疾病最新进展之一,是发现肺炎衣原体为人体致病原及其与几种慢性疾病的关系:如冠心病、动脉粥样硬化、结节病、反应性关节炎、哮喘和COPD等[4]

一、肺炎衣原体的特征和免疫反应

肺炎衣原体有一种特征性的双相生命周期,其生命周期中可发现有两种特殊的类型:一种为感染基本体类型(EB),直径大约为0.3 μm,一种较大的非感染网织体类型(RB),直径约为0.5~1.0 μm。肺炎衣原体在宿主细胞中生长成百或上千的EB后,并释放至邻近的细胞,开始新的生命周期之后,衣原体的正常周期方为中止。与RB相反,EB的代谢活动不活跃,在宿主细胞外生存,且生存时间较短[5]。肺炎衣原体可在上皮细胞、巨噬细胞及内皮细胞和某些平滑肌细胞内生长。衣原体有在单核细胞和上皮细胞中繁殖的能力。衣原体感染后,机体对衣原体再感染并不能产生长期的免疫保护反应。通常免疫反应为短暂的及有局限性的,故常常有反复感染发生。所以,肺炎衣原体的反复感染或持续存在的衣原体抗原刺激了某种免疫反应[2]

肺炎衣原体与机体的免疫系统接触时,非特异免疫细胞、巨噬细胞和自然杀伤细胞(NK)起了决定作用。T辅助细胞的极化也受抗原相关因素的影响,如:抗原的类型和量,以及机体的相关因素,如吸烟等。COPD患者中,某些潜在的免疫反应有利于产生T辅助细胞2(Th2)类型反应。如同其它细胞内感染一样,细胞调节免疫在衣原体感染中起了决定性作用。细胞调节免疫反应抑制可表现为干扰素γ(IFN-γ)水平的降低和免疫球蛋白G(IgG)水平的增加。在慢性持久的感染时,以Th2类型的免疫反应占优势,并伴有淋巴增殖反应的增强。以IFN-γ为基础的细胞调节反应对根除感染尤为重要。慢性肺炎衣原体感染时,IgG和IgA抗体水平常有持久的增高,IgA抗体水平持久的增高,为慢性肺炎衣原体感染的特别有用的指标,因为IgA抗体的半衰期通常只有5~6 d[6]

通常,急性肺炎和COPD慢性肺炎衣原体感染所产生的特征性免疫反应有着明显的差异。急性肺炎患者的细胞调节免疫反应是完整的,而COPD患者的细胞调节免疫反应往往是受抑制的。急性肺炎患者的体液免疫反应常表现出一个或几个以上的Ig类型如IgG,IgA,IgM发生血清学改变,原发肺部感染时,仅IgM发生变化;COPD患者的体液免疫反应则有IgG和IgA的持久升高。急性肺炎在早期感染时,仅短时间内可在支气管粘液中发现分泌型IgA;而COPD患者在痰液中可持续出现分泌型IgA。

二、调节肺炎衣原体免疫反应的宿主因素

1.年龄:年龄能影响免疫反应的程度和类型。随年龄增长来自胸腺的成熟T淋巴细胞减少。T细胞功能退化,表现为增殖能力下降,即T细胞白细胞介素(IL-2)受体表达和(或)功能有某种缺陷。老年人在特异抗原刺激后,T细胞产生的IL-2下降。

2.吸烟:吸烟可使全身及局部的免疫防御系统发生改变,增加支气管上皮的渗透性,增加粘液的分泌量和粘稠度,并使纤毛功能发生障碍,增加其易感性。吸烟也使肺巨噬细胞、NK细胞、T和B细胞的功能受到影响。吸烟者的肺炎衣原体特异性IgA抗体水平显著高于正常非吸烟者,而且对肺炎衣原体的细胞免疫反应也明显降低。

3.糖皮质激素:糖皮质激素既有有效的免疫刺激作用,又有强大的免疫抑制效应,而且能拮抗巨噬细胞分化及其功能,如:拮抗杀癌细胞和抗微生物的活性。皮质激素治疗后使COPD患者受吸烟而损害的免疫功能损伤加重,并通过抑制细胞因子的基因活性,对炎性细胞前体产生下调效应。使T细胞产生IL-2的能力下降,而产生IL-4的能力上升,从而使Th1反应受抑制,Th2反应增强。糖皮质激素的下调效应对细胞免疫的影响比对体液免疫的影响要明显[2]

4.基因因素:个体遗传基因的差异也影响特异免疫反应的性质。IL-4和IL-5分别为涉及IgE生成和嗜酸细胞反应的细胞因子,变应原特异性Th2细胞,由于有生成IL-4和IL-5的能力,因而在变应原性气道疾病的病理生理上起了重要作用。基因因素也在与吸烟相关的COPD中起了一定效应[2]

三、肺炎衣原体感染与COPD

1.肺炎衣原体感染:肺炎衣原体能引起上呼吸道感染,如鼻窦炎和咽炎等,也可产生下呼吸道感染,如支气管炎和肺炎。目前社区获得性肺炎(CAP)中,肺炎链球菌和流感嗜血杆菌仍为主要病原体,而嗜肺军团菌、肺炎支原体和肺炎衣原体已成为三种非典型的病原体。其中肺炎衣原体感染已是CAP的第三或第四位常见病因,约占CAP的10%。老年患者肺炎衣原体肺炎的临床症状较重,有时可为致死性的。临床上缺乏特异的症状来诊断肺炎衣原体感染。肺炎衣原体感染可无症状,或呈轻微临床症状,如表现为支气管炎或肺炎,然而肺炎衣原体感染也可呈亚急性的,患者康复相当缓慢,症状可持续数周到数月[7]。已发现肺炎衣原体感染和哮喘之间存在某种关系,在哮喘急性发作的患者中,证实有肺炎衣原体感染存在。特异性抗肺炎衣原体IgE抗体对哮喘发病起了一定的作用。肺炎衣原体感染可使粘膜纤毛的功能失调,而产生持久的咳嗽或气道过敏的症状,也称为抗原刺激产生IgE抗体诱发的哮喘[8]

2.肺炎衣原体参与COPD发病:COPD患者IgA抗体的阳性率明显高于正常对照组人群。重症COPD患者中,IgA抗体的几何平均滴度(GMT)为最高;COPD中等程度病情的患者,GMT呈中高程度升高,对照者中GMT则最低。在戒烟之后,IgA水平的升高和COPD的病情仍呈相关关系。

应用肺炎衣原体感染的4项指标,即:血清抗体(IgG和IgA升高为标准)、痰液中抗体(分泌型IgA)、痰液PCR和循环免疫复合物;对COPD患者和CAP患者的肺炎衣原体感染比较研究发现:重症COPD患者中,上述指标阳性率为最高,病情中等程度的COPD患者,其阳性率为次之,而肺炎患者的阳性率则最低。IgA抗体的GMT测定也显示了相当高的结果。重症COPD患者的肺炎衣原体感染的百分比为71%,中等程度COPD患者的肺炎衣原体感染率为46%。单独应用PCR测定,也可为肺炎衣原体感染提供直接的证据,重症COPD患者的肺炎衣原体感染率约为60%。IgA的水平较为稳定,几乎不存在血清学转变现象,持久存在的循环免疫复合物等也均提示COPD患者的肺炎衣原体感染为慢性感染。而肺炎患者无上述变化,也不符合慢性感染的标准。

COPD患者的肺炎衣原体感染,其特征为血清抗体水平的升高以及痰液中存在特异性抗体,两者均伴有Th2类型的免疫反应。现认为Th类型反应的异常可能为慢性衣原体感染的特征。COPD患者IgA水平的升高,反应了机体减轻气道炎症的自身免疫机制[9,10]

总之,COPD患者在肺炎衣原体感染后,所产生的宿主机体的免疫反应与机体因素有着密切的关系,如吸烟、慢性疾病、长期应用糖皮质激素、老年及某些基因因素等,均参与了免疫反应的调节及所产生Th2类型的免疫反应。如需清除细胞内感染的肺炎衣原体,则需要强有力的Th1免疫反应。细胞内持续寄殖的肺炎衣原体必然会引起机体的免疫反应,吸烟所致的炎症加重了肺炎衣原体产生的慢性感染,吸烟和肺炎衣原体的协同效应共同参与了气道阻塞的病理过程[2]

参考文献:

1Barnes PJ. New therapies for chronic obstructive pulmonary disease. Thorax,1998, 53: 137-147.

2Hertzen LCV. Chlamydia pneumoniae and its role in chronic obstructive pulmonary disease. Ann Med, 1998, 30: 27-37.

3Miyashita N, Niki Y, Nakajima M, et al. Chlamydia pneumoniae infection in patients with diffuse panbronchiolitis and COPD. Chest, 1998, 114: 969-971.

4Quinn TC. Does Chlamydia pneumoniae cause coronary heart disease? Current Opin in Infec Dis, 1998, 11: 301-307.

5Orfila J. Chlamydia pneumoniae microbiology. In: Allegra L, Blasi F, eds. Chlamydia pneumoniae infection. Berlin: Springer, 1995: 3-10.

6Leinonen M, Laurila A, Laitinen K, et al. Immunology of Chlamydia pneumoniae. In: Allegra L, Blasi F, eds. Chlamydia pneumoniae infection. Berlin: Springer, 1995: 39-50.

7Reynolds HY. Respiratory infections: Community-acquired pneumonia and newer microbes. Lung, 1996, 174: 207-224.

8Allegra L, Blasi F, Centanni S, et al. Acute exacerbations of asthma in adults: role of chlamydia pneumoniae infection. Eur Respir J, 1994, 7: 2165 -2168.

9Blasi F, Legnani D, Lombardo VM, et al. Chlamydia pneumoniae infection in acute exacerbations of COPD. Eur Respir J, 1993, 6: 19-22.