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1、【疾病名】卡氏肺孢子虫肺炎 【英文名】pneumocystosis carinii 【别名】卡氏肺囊虫肺炎 【ICD 号】J17* 【病因和发病机制研究的进展】 1.病因研究进展 卡肺孢子虫(Pneumocystis carinii Delano et Delano，1912，PC)为卡肺囊虫肺炎(Pneumocystis carinii pneumonia，PCP)的病原。 PC 的生物学分类地位一直存在不同的观点。以往的形态学观察、体外培养、抗原分析及药敏试验结果，认为卡氏肺孢子为原虫，其依据是：形态特征与原虫相似，其膜结构与疟原虫类同，微管的超微结构也符合孢子虫的特征；常用的真菌培养基，
2、不能用于肺孢子虫的体外培养；虫体的胞膜上富含的是胆固醇，而不是真菌胞膜上的麦角固醇；对抗原虫的药物敏感。在上世纪 80 年代，随着基因技术的发展和现代基因分型方法的应用，从 PC 基因及其基因表达产物分析结果，认为 PC 为真菌。 (1)rRNA：18SrRNA 被广泛用来研究微生物间在进化上的亲缘关系，大鼠源PC 与酿酒酵母菌、白色念珠菌在 18SrRNA 上的相似性远大于其与贾第虫及弓形虫的相似性。16SrRNA 具有确定物种间发展关系的大量信息，该序列含有一个290bp 的 Group自剪切片段，具有高度的保守性。大鼠源 PC 与酿酒酵母菌、链孢霉属菌在 16SrRNA 的相似性也大于其
3、与任何一种已知原生动物的相似性。Edman 等用原位杂交方法对 PC16SrRNA 进行测序，表明 PC 为真菌而非原虫。Van de Peer(1992)将大鼠源 16SrRNA 序列与 38 种真菌 16SrRNA 序列进行比较后，也认为 PC 应属于真菌。 (2)DHFR 和 TS 的基因定位：Edman 等采用基因定位方法发现，原虫的二氢叶酸还原酶(DHFR)和胸腺嘧啶合成酶(thymidylate synthase，TS)是由同一个DHTR 基因编码的。而表达 PC 的 DHFR 和 TS 基因是不融合的，它们分别为位于大小为 0.59mb 和 0.35mb 的两条染色体上，该特征也
4、与真菌相符。 (3)肌动蛋白基因：肌动蛋白基因在真核细胞生物进化上所具有的氨基酸序列及生化特性的高度保守性，使该基因在种系发生分析上具有一定价值。Fletcher 等从纯化的大鼠源 PC 中分离出完整的肌动蛋白编码基因的 cDNA 克隆，并运用邻接法(neighbor-joining)和蛋白简约法(protein parsimony method)，将 PC 肌动蛋白基因与其他 30 种生物肌动蛋白基因序列进行比较，也认为 PC 肌动蛋白与多数真菌相近，尤其与 S.pombe 最接近。 (4)基因表达产物的分析：Ypma-wong 等认为延长因子-3(elongationfactor 3，EF
5、3)目前仅存在于真菌中，是种系发生的最有力依据之一，实验证实了大鼠源 PC 的 EF3 基因蛋白产物与酿酒酵母菌具有 57%的序列同源性。Banerji 等证明 PC 的 arom 基因编码的蛋白与所有已知真菌 arom 蛋白高度同源。PC 囊壁中弹性硬蛋白酶、-葡聚糖成分以及其他系列蛋白，如 -微管蛋白、转译因子 IID、P 型阳离子转移 ATP 酶等均与真菌具有相似性。 但是，对 PC 属于真菌中的分类地位也有不同看法，有的把 PC 归类为一种不典型真菌，在进化树上位于子囊菌纲和担子菌纲之间的一个分支。Taylor 等认为 PC 与子囊菌纲最接近，而 Wakefield 等研究发现 PC
6、的 sDNA 与担子纲的红色酵母菌具同源性。也有些分子生物学研究结果仍支持 PC 为原虫分类，如 PC的 DNA 含量为 0.220.34pg/细胞，与其它寄生性原虫 0.080.53pg/细胞相符，大大高于真菌的 0.02pg/细胞，但有人认为其中可能混有宿主细胞 DNA。 2.发病机制研究进展 PC 是一种机会感染性病原体，PC 所致的 PCP 是艾滋病(AIDS)等先天或后天免疫机能低下患者常见的并发症和主要死亡原因。国内外学者对卡肺孢子虫病的免疫发病机制进行了广泛而深入的研究，本文就该方面的研究进展综述如下： (1)特异性细胞免疫：AIDS 患者最易发生 PCP，占各类肺炎的 66%。
7、人类免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus，HIV)对 CD?T 细胞各个亚型呈无选择进行性损伤(即平行性耗损)，故 CD?T 细胞首先被认为是抗 PC 感染的主要免疫应答细胞。以往有人利用诱导 PCP SCID 鼠模型，在给予正常脾细胞免疫重建后 PC 消失，而在免疫重建的 SCID 鼠注入抗 CD?抗体可阻止 PC 消除，但 CD?细胞对病原体并无直接杀伤作用，而主要是通过其所分泌的细胞因子的调节而起作用。 IL-10 是 CTL 分化因子及 B 细胞活化因子。在天然免疫过程中是重要的负调节细胞因子，它抑制巨噬细胞分泌 TNF、IL-1、IL-6 和趋化因子
8、以及巨噬细胞对 T 细胞的辅助作用。IL-10 基因敲除(Knockout，KO)的小鼠易发生炎症性损伤，其原因之一可能在于巨噬细胞的激活失去了控制。Qureshi 等发现 IL-10 KO 的 PCP 小鼠肺泡巨噬细胞(Alveolar macrophage，AM)由于肺局部 CD?和 CD?T 细胞增加以及提前出现的嗜中性粒细胞、IL-12、IL-18、IFN- 而提前被激活，清除 PC 能力增强，同时肺组织炎症性损伤加重。另实验中发现免疫抑制PCP 小鼠肺中 IL-10 浓度增高，肺泡灌洗液(Bronchoalveolarlavage fluid，BALF)乳酸脱氢酶和嗜中性粒细胞减少，
9、防御 PC 能力不随局部 IL-10 浓度增加而改变，但肺组织炎症损伤减轻。均有力地说明了 IL-10 在 PC 感染过程中防御PC 及调节肺组织炎症性损伤起关键性作用。 IFN- 由 CD?细胞分泌，在免疫应答过程中作为第一及第二信使使巨噬细胞达到兴奋、活化。Beck 等用 CD?抗体抑制 CD?淋巴细胞功能而诱发 PCP 鼠，并给予 IFN- 雾化吸入，可显著降低肺泡中 PC 的密度。安春丽等在实验中发现缺乏 IFN- 鼠对 PC 清除延迟，而输入外源性 IFN- 就增强了 PC 清除，均证明 IFN- 抗 PC 感染的作用。 TNF- 在人体免疫防御中有重要作用，可协调其他细胞因子如 I
10、L-1、IL-6和 IL-8 的炎性调理作用。体内、外实验表明 TNF- 可直接粘附于 PC 表面，且浓缩的 TNF- 可溶解 PC，这种溶解可被 TNF- 单抗阻断，因而 TNF- 对 PC亦有防御作用。有实验证实 AIDS 患者肺内感染 PC 数量与 BALF 中 TNF- 值呈反比，TNF- 值越低，PC 感染愈重。刘斌等使用糖皮质激素(GC)造成大鼠免疫抑制诱发 PC 感染后，BALF 中 TNF- 分泌减少且明显低于免疫抑制后 PC 阴性者，与前述实验相符，提示 TNF- 在 PC 感染中具有防御作用。机体处于免疫抑制状态下 TNF- 分泌减少，可能为 PC 的增殖和发病创造条件。
11、CD?和 CD?是淋巴细胞活化的重要协同刺激分子(Costimulatory molecule，CM)。James 等发现缺乏 CD?和 CD?小鼠即使具有正常数量的 T 细胞仍然会导致 PCP，提示 T 细胞 CM 决定了机体感染 PC 的最初易感性。 虽 CD?T 细胞是抗 PC 的主要免疫应答细胞，但 CD?T 细胞也参与了 PC 感染的防御，以下事实可以证实：1)安春丽等以接触传播方式使小鼠感染 PC 5 周BALF 内 CD?CD? ?T 细胞和 CD?CD? ?T 细胞数量明显增多，6 周时小鼠肺内 PC 均转阴；2)IFN- 和 IL-4 KO 的小鼠 CD?和 CD?T 细胞与
12、感染程度呈正相关；3)CD?和 CD?KO 的小鼠对 PC 感染程度明显强于仅 CD?KO 的小鼠，且 CD?KO 感染 PC小鼠肺内有大量的 CD ?T 细胞；4)CD?可能通过 CD?T 细胞的 TNF- 介导信号传递而致肺组织炎症损伤及清除 PC；5)Chad 等发现 CD?T 细胞对 PC 的易感性的调节是通过肺部 CD?T 细胞和 IFN- 交互作用实现的。CD?T 细胞不仅参与抗 PC 感染免疫过程清除 PC，同时引起肺组织炎症损伤，CD?T 细胞的这种双重特性可能部分解释了临床 PCP 感染程度的多样性。CD?T 细胞大多为杀伤 T 细胞、CTL 细胞前体，在 IL-2、IL-6
13、 等细胞因子提供下，在抗原肽 MHCI 类分子发出的特异活化信号作用下，CTL 细胞前体增殖分化为效应 TC。PC 感染时伴有IL-2、IL-6、TNF- 升高，可以解释 PC 感染过程中 CD?T 细胞的激活。 (2)特异性体液免疫：体液免疫亦参与了 PC 感染免疫。正常隐性感染人群与 PCP 患者抗体滴度一般较低，恢复期患者和与患者密切接触者滴度较高。PC表面存在 IgG、IgA、IgM 抗体，但主要是 IgG、IgM。以下事实证实体液免疫在PC 感染防御机制中的作用：PC 感染在 B 细胞缺陷症小儿中可发病；PC 主要表面糖蛋白(Major surface glycoprotein，MS
14、G)是一种非常有效的免疫原，可诱导细胞和体液免疫，MSG 被认为是最有希望的疫苗候选分子。用 PC 抗原 P55 可诱导明显的持续 10W 的体液和细胞免疫，显著减少了肺局部 PC 量和减轻了组织损伤。抗 PC gP116 的特异性 IgG、IgA 在 CD? KO 感染 PC 小鼠组中最低；接触感染 PC 小鼠血清中特异性 IgG 第 3 周开始上升，持续到第 6 周 PC 清除时；B细胞不足、CD?KO 小鼠感染 PC 即使能产生正常水平的特异性 IgM，但不能类别转换产生 IgG 或 IgA 而导致清除 PC 延迟或不能清除。另一实验发现用 GC 诱导小鼠免疫抑制开始时用 CD?L 治疗
15、，70%的小鼠能清除 PC 而受到保护，而在免疫抑制后 10d 给予 CD?L 却只有 40%的小鼠能清除感染。由于活化 T 细胞的 CD?L与 B 细胞表面组成性地表达的 CD?相互作用，向 B 细胞传递第二活化信号而辅助诱导 B 细胞活化、分化产生抗体清除特异性抗原。由此说明小鼠清除 PC 依赖于 B 细胞；从免疫抑制鼠肺中提取的 PC 单克隆抗体与 PC 作用，在电镜下显示抗体结合于病原体上；在实验中对 PCP 患者使用抗 MSG 单克隆抗体得到防御效果。B 细胞受抗原刺激后表面有 IL-2R 表达，当受体与 IL-2 结合后可促进免疫球蛋白分泌。IL-6 又称“B 细胞第二刺激因子”，
16、TNF-、IL-1、LPS 均可促进其分泌，其主要活性为诱导 B 细胞分泌免疫球蛋白。PC 感染时伴有 IL-1、IL-2、IL-6、TNF- 升高，可以解释其活跃的体液免疫。有人实验证实 GC 诱发 PCP 鼠 BALF 中 IL-2R 分泌增加。 (3)非特异性免疫应答：在抗 PC 感染中，先天非特异性免疫也参与其中，以 AM 的作用最显著。PC 寄生于肺泡，PCP 时 PC 通过 AM 局部产生及血浆渗出的纤维结合素(Fibro nectin，Fn)和外结合素(Vitr onectin，Vn)的中介作用及借助表膜上主要表面糖蛋白 gPA 特异性粘附于型肺泡上皮细胞和 AM。体外实验发现 Fn、Vn 作为调节素能促进 PC 刺激 AM 释放 TNF-。瞿介明等体外实验显示培养(72h)成熟的巨噬细胞与 PC 接触 10min 后即可见吞噬 PC 虫体现象，30min 和 60min 出现巨噬细胞明显吞噬 PC 现象，4h 后 PC 被巨噬
