肺炎支原体(MP)是非细胞内生长的最小微生物，是儿童社区获得性肺炎的主要病原。近年来，肺炎支原体肺炎的发病率有所上升，且重症肺炎支原体肺炎、难治性肺炎支原体肺炎病例亦有增多趋势。MP除引起呼吸系统感染外，还可引起多种肺外损伤，免疫因素在其致病过程中起重要作用，现重点对MP感染致病机制和诊断治疗过程中涉及的免疫学相关问题进行探讨。
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肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae，MP)最早是于1944年由Eaton等从1例非典型肺炎患者痰液中分离出来的，是一种介于细菌和病毒之间的可在无细胞培养体系中生存的最小微生物，是儿童社区获得性肺炎的主要病原。近年来，肺炎支原体肺炎(Mycoplasma pneumoniae pneumonia，MPP)的发病率有所上升，各地发病率差异较大，全球感染率为9.6%～66.7%。重症肺炎支原体肺炎(severe mycoplasma pneumoniae pneumonia，SMPP)、难治性肺炎支原体肺炎(refractory mycoplasma pneumoniae pneumonia，RMPP)的发病率有增高趋势。MP除引起呼吸系统感染外，还可引起多种肺外损伤，如支原体脑炎、心肌炎、免疫性溶血性贫血等，免疫因素在其致病过程中起重要作用，现重点对MP感染致病机制及诊断治疗过程中涉及的免疫学相关问题进行探讨。
目前认为MPP是由于MP直接侵犯肺部和支气管组织以及MP激发机体的过度炎性反应两大主要原因所致。MP对宿主细胞的黏附、定植和入侵是其致病的始发阶段，也是一切病理损伤的前提。MP首先通过其表面黏附蛋白(如P1、P30、P116、HWM1-HWM3等)黏附到宿主细胞上，并借助这些黏附细胞器在宿主细胞表面滑动，逃避黏膜纤毛的清除作用。此后，MP通过激活Toll样受体2(TLR2)等诱导呼吸道上皮表达黏蛋白，导致呼吸道黏液分泌明显增多、阻塞。同时，MP通过自身的一些代谢酶[如烯醇化酶、丙酮酸脱氢酶B亚基、磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)等]与宿主细胞外基质相互作用，从而更加紧密地定植在宿主细胞上，通过一系列直接或间接作用造成细胞损伤，引发一系列病理过程，其损伤的轻重取决于宿主针对感染的一系列复杂的免疫反应，其影响因素包括MP的毒力、宿主的免疫防御，机体对MP的超敏反应、Th1与Th2的优势变化等。
Kannan等[1]在研究中首次发现一种MP相关致病因子MPN372，又名为CARDS毒素，其为一种新蛋白，相对分子质量为65 000，与P1黏附素相比有更强的免疫原性及血清学转化能力。近年来动物研究显示：CARDS TX的结构与百日咳毒素的S1亚单位类似，可引起哺乳动物细胞广泛的空泡变性，直至死亡[2]。RMPP患儿支气管腔可见黏膜糜烂、黏膜坏死脱落，黏膜修复增生，形成肉芽组织引起支气管闭塞、肺不张等后遗症，推测其发生与CARDS TX有关。在MP感染的动物模型中，支气管肺泡灌洗液(BALF)中CARDS TX的浓度与MP菌落数及肺组织炎性反应程度呈正相关，且炎性反应程度与CARDS TX剂量亦有相关性[3]。此外，在不同的支原体菌株(M129-B7、M129-B9、S1)感染的小鼠动物模型中，CARDS TX水平与不同支原体菌株的克隆、复制及持续存在直接相关，且与肺组织病理损害程度呈正相关[4,5]。CARDS与肺表面活性物质相关蛋白(SP-A)有着高亲和性，使得MP可穿过宿主屏障并定植到具有SP-A受体的靶细胞上(肺泡巨噬细胞、肺泡Ⅱ型上皮细胞等)，介导进一步的病理损伤。此外，实验表明幼鼠注射一次剂量的CARDS毒素后，其Th2为主的细胞因子及趋化因子表达水平升高30～80倍，并伴有大量的嗜酸性粒细胞，同时存在T、B淋巴细胞聚集，黏液上皮化生及呼吸道高反应，提示类似过敏反应在支原体感染相关哮喘的发病中具有重要作用[4,6]。CARDS毒素还可以活化NLRP3炎性体，其可以促进细胞因子IL-1β的成熟，与一系列炎性反应密切相关，在呼吸道重塑及慢性呼吸道疾病的发生发展中具有重要作用[7,8]。
支原体的脂蛋白成分具有潜在的致炎特性，Shimizu等[9]报道支原体相关脂蛋白N-ALP1/N-ALP2及F0F1-ATPase可以通过TLR-1、2或TLR-1、2、6途径活化核因子(NF)-κB通路，从而激活巨噬细胞产生相应的细胞因子和趋化因子，募集淋巴细胞、中性粒细胞的浸润及产生炎症等。最近，Shimizu[10]又报道支原体的黏附特性在炎性反应过程中也占有重要地位，其中TLR4、炎性体及自噬过程可能参与该途径。也有研究表明，TLR2、6活化NF-κB后不仅可引起炎性反应，还可引起淋巴细胞、单核巨噬细胞等免疫细胞的凋亡，造成机体抵抗能力下降。
MP黏附于宿主细胞的同时，可以产生并释放可溶性溶血素、过氧化氢和超氧游离基，这些物质和宿主细胞产生的内源性毒性氧分子相互作用，可造成呼吸道上皮氧化应激反应，导致上皮细胞纤毛结构及功能的破坏。
部分MP抗原片段或MP活体还可以活化不同的细胞信号通路，并诱导支气管上皮细胞及肺泡巨噬细胞的炎性细胞因子的生成。在体外，应用MP裂解产物刺激人类呼吸道上皮细胞(A549)，可呈时间-剂量依赖性地诱导IL-8的产生和释放，并且伴有细胞外ERK信号通路的活化[11,12]。还有研究表明，应用MP抗原刺激后，肺泡巨噬细胞样细胞系RAW264.6可以活化MAPKs通路，诱导IL-6及TNF-α的生成。
黏蛋白是一种糖蛋白，是呼吸道黏液中的主要成分，有研究证实，MP能使支气管哮喘患者体外培养的呼吸道上皮细胞表达MUC5AC基因和黏蛋白明显增多；MP可激活TLR2受体诱导呼吸道上皮表达黏蛋白；此外，MP感染增加人的肺A549上皮细胞黏蛋白表达；上述结果提示MP感染呼吸道黏液分泌亢进[13]。临床上患者表现咳嗽剧烈，痰液黏稠，不易咳出，阻塞呼吸道，易导致肺不张、支气管闭塞等后遗症。
感染、缺氧等刺激激活炎性介质，造成毛细血管内皮损伤、血管收缩等，导致体内凝血系统的平衡紊乱，促进微血栓甚至肺栓塞形成，是局部供血不足造成肺组织坏死。RMPP患儿存在高凝状态、纤维蛋白原和二聚体升高，甚至一些病例发生肺栓塞等[14]。
MP黏附并定植到支气管上皮细胞后，肺泡巨噬细胞在宿主的天然免疫防御中发挥重要作用。肺泡巨噬细胞主要由血中的单核细胞分化而来，如前所述，MP的脂蛋白可以识别巨噬细胞表面的TLR1、2、6，通过经典MyD88途径启动下游信号通路，还可以分泌许多促炎因子，如IL-6、TNF-α、IL-1β、IL-18、巨噬细胞炎性蛋白1α(MIP-1α)、调节活化正常T淋巴细胞表达和分泌的趋化因子(RANTES)、IL-12、IL-23、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)等，促进中性粒细胞浸润。许多动物实验发现，应用MP抗原片段预先刺激受试动物后，当再次应用MP激发时炎性反应会明显增强，同样，当应用MP抗原片段加明矾佐剂2次免疫受试动物后，其支气管上皮细胞及肺泡巨噬细胞上的TLR2表达明显上调，说明一些亚临床或隐性的下呼吸道MP感染也会激发炎性反应，并通过上调支气管上皮细胞及肺泡巨噬细胞上的TLR2来加强宿主免疫防御[12]，从而增强对MP的反应性。
MP感染后可激活B淋巴细胞而产生特异性IgM、IgG及IgA等抗体，其中IgM多于感染后1周左右开始产生，3～4周达高峰，被认为是急性感染的标志；IgG抗体在MP感染后20 d左右产生，并可在体内持续数年，诊断时双份血清抗体滴度4倍以上升高，且单份血清1160以上；IgA与IgM几乎同时产生，但其在体内存留时间短。还有研究发现，在MPP患者血清标本中发现特异性的IgE抗体，提示MP可能介导超敏反应的发生及哮喘发作。
体液免疫反应在MP感染肺外损伤中的作用被普遍认同，多认为MP的某些抗原成分与自身组织成分相似，通过分子模拟机制诱导自身抗体的产生，形成免疫复合物，激活补体，导致多系统免疫损伤。
但体液免疫在MP感染的肺部炎症中起到什么作用尚未完全明确，但体液免疫缺陷的患者更容易出现慢性MP携带、反复MPP及严重的关节炎等，说明体液免疫在对抗MP的过程中起一定的保护作用。也有研究表明，MPP患者热程长、肺部实变重、有多种肺外损伤的重症病例上述体液免疫活性指标明显增高，且恢复期呈持续高水平，提示体液免疫在重症MPP发病中起重要作用[15]。
Biberfeld等[16]报道外周血淋巴细胞对超声处理后的MP或其膜片段的反应性在近期感染者明显强于健康对照，并可持续多年。Cartner等[17]发现，缺失T或B淋巴细胞的严重联合免疫缺陷(SCID)小鼠和免疫功能正常的小鼠感染相同数量的MP后，前者的肺部症状明显好于后者，但二者肺部MP数量并无不同，提示引起MPP肺部症状的主要原因不是病原体本身而是淋巴细胞。由此可见，淋巴细胞反应在MP感染过程中具有重要作用，即可加强免疫保护，也可能诱导免疫损伤。但目前尚无直接证据证实存在淋巴细胞对MP的特异性反应。Saraya等[18]在MPP小鼠模型的BALF中也未发现针对MP抗原的特异性淋巴细胞反应，并认为主要是淋巴细胞的非特异性反应决定了肺部炎症的严重程度。另有研究报道MP肺炎患者的结核菌素试验在感染后短时间内表现为无反应性，其原因可能为结核菌素试验中皮肤反应所需要的淋巴细胞和巨噬细胞被动员参与MP感染的免疫反应；MP感染后发生了短暂的T淋巴细胞亚群的变化[19]。Saraya等[12]报道MPP急性感染期结核菌素试验的阳性率在影像学呈结节性改变者较实变者为高，提示细胞免疫水平可能影响肺部病变。国内外许多学者还针对MP感染后的外周血或BALF的淋巴细胞亚群进行研究，发现MP感染急性期CD3＋T淋巴细胞、CD4＋T淋巴细胞下降，CD8＋T淋巴细胞正常或升高，CD4＋/CD8＋下降，存在T淋巴细胞亚群失衡，机体免疫紊乱、防御能力降低[20,21]。由此可见，MP感染后淋巴细胞的非特异性反应及免疫紊乱是一把双刃剑，即可加强宿主的免疫防御，也可诱导过强的炎性反应而出现免疫损伤。
细胞因子是肺防御机制及炎症过程中的重要环节，许多学者针对MPP患者BALF及外周血中细胞因子谱的变化展开研究。Koh等[22]研究发现MPP患者的BALF中代表Th2的IL-4水平增高，而代表Th1的IFN-γ无明显变化，IL-4/IFN-γ比例增高，提示MP感染后主要为Th2样细胞因子反应，也代表着更容易诱导IgE的产生。Yano等[23]发现在MPP患者BALF中嗜酸性粒细胞阳离子蛋白的水平明显增高，提示MPP发病中可能存在过敏因素。在许多MP感染的小鼠模型中，研究者们也发现在其BALF中存在IL-17、KC、TNF-α，IL-6、IFN-γ、IL-12、MCP-1及RANTES等细胞因子的升高。而在MP感染的血标本中，Tanaka等[24]曾报道MPP急性感染期血清中IL-18水平增高，提示Th1细胞因子可能在MP的免疫病理反应中起重要作用。而部分学者的报道与之相反，他们认为MP感染时血中发现嗜酸性粒细胞阳离子蛋白的水平增高，且发现了针对MP的特异性IgE抗体，因而认为主要是Th2类细胞因子发挥作用，且过敏因素可能参与其中。此外，Esposito等[25]还报道在急性MP感染且伴有喘息的儿童患者血清中IL-5水平增高。Matsuda等[26]发现血清中IL-6、IFN-γ及干扰素诱导蛋白-10 (interferon-inducible protein-10，IP-10)水平在耐大环内酯类药物的支原体株感染时较常规株感染时增高。
(1)特异性诊断：①明胶颗粒凝集试验(PA)单次MP抗体滴度≥1160可作参考；恢复期和急性期MP抗体滴度呈4倍或4倍以上增高或减低可确诊。②酶联免疫吸附试验(ELISA)：分别检测IgM、IgG，单次测定MP-IgM阳性对近期感染有价值；恢复期和急性期MP-IgM或IgG抗体滴度呈4倍或4倍以上增高或减低时，同样可确诊为MP感染。(2)非特异性诊断—冷凝集试验(CA)，阳性率仅为50%左右，仅作参考。
核酸诊断特异性强、敏感、快速，可用于早期诊断。(1)RT-PCR—定性定量分析；(2)环介导的等温扩增(Loop-mediated isothemal amplification，LAMP)技术—需要采用的恒温条件易实现，并能满足基层和现场调查的需要；(3)RNA恒温扩增实时荧光检测(SAT)技术—能反映MP在人体内的生存情况，为疾病分期提供参考。
咽喉、鼻咽部、胸水或体液中分离出MP是诊断MP感染的可靠标准，但培养时间长，快速培养，敏感性和特异性不高，不适合用于早期临床诊断。
大环内酯类抗生素仍是MP感染的首选用药，如红霉素、阿奇霉素、克拉霉素等，四环素及喹诺酮类药物可以作为备用选择。其中，四环素类中的米诺环素、多西环素可以迅速降低MP负荷，且对耐药菌株具有良好的效果，但由于药物的不良反应，四环素及喹诺酮类药物在低年龄儿童中应用受限。在国内，尤其是近10年来，阿奇霉素逐渐取代红霉素成为临床首选药物。但随着大环内酯类药物的广泛应用，MP耐药现象已十分普遍，尤其是在中国、日本等东亚国家，MP耐药情况十分严峻。目前发现的MP耐药机制主要是大环内酯类抗生素作用靶位基因突变，主要见于2063、2064、2617位点的突变，这些突变增加了大环内酯类药物的最小抑菌浓度，涉及的药物包括红霉素、阿奇霉素及克拉霉素，其中红霉素耐药最为严重。因此，一些国家已经开始倡议严格管理和限制大环内酯类药物的应用[27]。但许多报道指出，虽然MP对大环内酯类药物的耐药率较高，但并不影响总体临床治疗效果和转归，一方面可能由于MP属于胞内菌，大环内酯类药物特别是阿奇霉素，其组织渗透性高，在感染细胞中的浓度明显高于同期血药浓度，而在体外进行的药物敏感试验不能完全反映机体内的真实情况；另一方面也认为大环内酯类药物的免疫调节特性发挥了作用。
最初发现红霉素可以改善弥散性泛细支气管炎的临床表现[28]，此后陆续有报道提出大环内酯类药物有助于减轻一系列呼吸道问题，如囊性纤维化、哮喘、支气管扩张、闭塞性细支气管炎、隐源性机化性肺炎等，并可以减轻呼吸道高反应和改善肺功能[29]。阿奇霉素及其他大环内酯类药物还被认为可用于脓毒症及流感病毒感染等，主要机制是其可以抑制过度的"细胞因子风暴"[30]。研究发现大环内酯类药物的免疫调节作用是时间-剂量依赖性的，并且仅见于14环(红霉素、克拉霉素、罗红霉素)及15环的阿奇霉素，起效可能需要经过数周时间。但其具体机制尚未完全明确，目前认为主要与以下方面有关：调节黏蛋白基因表达和黏蛋白的产生，抑制群体感应蛋白而减少呼吸道分泌和改善黏液纤毛清除功能；降低中性粒细胞的趋化性，并下调黏附分子的表达；增强肺泡巨噬细胞吞噬凋亡细胞；抑制转录因子而减少促炎细胞因子的生成；增加β-防御素水平；减少氧自由基的产生；减少T淋巴细胞的数量和迁移，并调节树突状细胞的功能等[31]，因此可以改善许多呼吸道慢性炎症。目前对于大环内酯类药物的超适应证用药也存在争议，认为其可能加剧耐药现象，因此，对于大环内酯类药物免疫调节机制及应用还需进一步深入探讨[32]。
虽然经过正规的大环内酯类药物治疗7 d以上，但临床仍可见到高热不退、影像学改变加重或合并肺外多系统损伤者，这一部分患者被称为RMPP。目前认为，RMPP主要与MP激发的机体过度炎性反应有关，此外还可能与MP载量、MP耐药、黏液高分泌、混合其他病原感染等有一定关系。肾上腺糖皮质激素具有优越的抗炎特性及免疫抑制作用，其在RMPP治疗中的作用越来越受到重视。Tagliabue等[33]报道联合应用大环内酯类药物及激素治疗可以显著降低IL-12 p40及RANTES等炎性因子的生成。Izumikawa等[34]报道应用糖皮质激素治疗3～5 d可明显改善SMPP的呼吸道症状。Lee[35]对15例RMPP患儿使用泼尼松龙1 mg/(kg·d)口服，连用3～7 d可达到良好效果。目前激素的疗程多认为在3～7 d，可应用泼尼松龙或甲泼尼龙1～2 mg/(kg·d)或氢化可的松或琥珀酸氢化可的松5～10 mg/(kg·d)或地塞米松0.1～0.3 mg/(kg·d)静脉滴注。Inamura等[36]及Miyashita等[37]对何时应用激素治疗进行分析研究，他们均认为乳酸脱氢酶(LDH)、IL-18水平可以用于评估激素治疗。Inamura等[36]认为血清LDH≥410 IU/L可以作为激素治疗的指征。Miyashita等[37]认为激素起始治疗的标准为血清LDH水平为302～364 IU/L。因此，及时判断病情并早期应用激素，对于改善临床经过具有重要意义，同时也需要进一步深入研究来制定其应用时机。
因为SMPP、RMPP存在过度的免疫反应，有大量炎性细胞因子产生并释放，所以当机体免疫损伤严重或有糖皮质激素禁忌证者(如免疫功能缺陷)，可试用丙种球蛋白作为辅助治疗，但不宜作为常规推荐。
目前尚无明确的预防MP感染的办法，20世纪60年代至70年代曾进行过几次MP灭活疫苗的测试，获得了一些可喜的结果，2009年Linchevski等[38]通过Meta分析阐述了MP灭活疫苗可以降低肺炎及呼吸道感染的40%的发病率，因此建议重建和推广MP疫苗，特别是针对高危人群，将具有重要意义。
