肺曲霉病的免疫发病机制

第二十三章　肺曲霉病的免疫发病机制

曲霉菌（Aspergillus，Asp）以腐物寄生的形式广泛存在于自然环境中，易在空气、水、腐烂植物、低矮房间、潮湿环境、寝具和一些食物中存在，为条件致病菌，可分为18个群，132个种和18个变种。可引起人类感染的约有20多种，以烟曲霉（A.f umigatus，Af）、黄曲霉、黑曲霉、土曲霉等常见，其中烟曲霉约占80%～90%。

曲霉病（aspergillosis）是美国需要住院的第三位系统性真菌感染，肺脏为其最常见的靶器官。在肾移植受者中的发生率约为2%，而病死率高达70%。肺曲霉病是由曲霉属感染或吸入曲霉抗原引起的一组急、慢性肺部病变，是HIV/AIDS和血液网状内皮系统肿瘤患者中最常见的侵入性真菌感染之一。可发生于任何年龄、性别和种族，20～30岁多见，男性多于女性。临床表现复杂，从不同角度，如原发性与继发性或超敏性、植物寄生性与侵袭性有多种分型方法，称为肺曲霉综合征。临床上一般将肺曲霉病分为曲霉球、超敏反应性支气管肺曲霉病（allergic bronchopulmonary aspergillosis，ABPA）和侵袭性肺曲霉病（invasive pulmonary aspergillosis，IPA）等3种类型。目前知道侵袭性曲霉病（IA）和粒细胞功能降低有关，超敏反应性支气管肺曲霉病（ABPA）与囊性纤维化（CF）有关，曲霉球的发生与肺部空洞性疾病有关。曲霉病发病的分子基础尚不清楚。疾病的病理结果一方面来源于真菌的破坏，另一方面来源于患者不完全的免疫清除机制，两者的相互作用导致疾病的不同表现。

一、肺曲霉病的致病因素

肺曲霉病的致病因素主要为吸入烟曲霉孢子。曲霉菌在自然界分布广泛，平均每人每天约吸入15～30个曲霉孢子，特别是冬天和秋天，但临床病例少。为逃避宿主消灭，烟曲霉必须能黏附和穿透人类呼吸道上皮，同时杀死周围的细胞，特别是发挥防御保护作用的吞噬细胞。毒力的强弱来自于其通过分泌细胞外酶和毒素来逃避宿主的细胞和体液免疫的能力。烟曲霉为主要致病菌种，与其特点有关：首先，烟曲霉分布广泛，生长迅速，体内过高的皮质醇可加速其生长；烟曲霉孢子体积较小（3～5μm），可以沉积于肺脏远端，易与机体的层粘连蛋白和纤维蛋白原连接，具有疏水性的蛋白外衣可使其逃避宿主的免疫保护机制；具有一系列的毒性因子，如磷脂酶、黄曲霉素、溶血素和支霉菌素（gliotoxin）等可使机体的巨噬细胞和中性粒细胞功能降低；通过产生超氧化物歧化酶来逃避巨噬细胞产生的氧自由基、超氧化物等的破坏。其中影响曲霉侵袭过程的主要有黏附素、水解酶和烟曲霉毒性分子。

（一）黏附素

通过非特异性的生物化学作用和特异性的受体－配体识别作用，分生孢子可黏附于宿主各种循环和基膜相关蛋白，如纤维蛋白原、层黏连蛋白、补体、纤维黏蛋白、白蛋白、球蛋白、胶原纤维和表面活性蛋白等。烟曲霉表面主要为疏水性蛋白组成的小杆状丛，此疏水蛋白含有8个保守性半胱氨酸残基，难以化学性降解。编码此小杆状蛋白的基因RodA已经克隆出，基因突变丧失此杆状蛋白的烟曲霉变为亲水性，不易黏附于白蛋白和胶原，但黏附于层黏连蛋白和纤维蛋白原的能力不变。在IA动物模型中，相关基因突变菌株感染宿主的死亡率并无改变，但突变株感染宿主的炎症反应降低，说明此基因在宿主和曲霉的疏水反应中发挥重要作用，但对曲霉毒力影响较小。其他部分疏水性蛋白已经检测到，但作用尚不清楚。

分生孢子表面的糖类（碳水化合物）和蛋白质分子可以特异性方式影响曲霉黏附于宿主蛋白。例如，一种不明蛋白通过钙依赖方式黏附于肺表面活性蛋白A和D，目前已经发现曲霉孢子壁上含有海藻糖和涎酸特异性凝集素、层黏连蛋白受体。纤维蛋白原、层黏连蛋白、补体、纤维黏蛋白可结合于曲霉壁内、外蛋白的不同部分。目前尚无一种黏附素能够纯化出来，其在曲霉病的发病中的作用有待进一步研究。

（二）色素

绿色孢子具有较强的致病作用，最近已经克隆出与二羟萘黑色素生物合成有关的两个基因：ALB1和ARP1。基因突变相关研究发现无色素烟曲霉孢子较易黏附于补体，菌壁易于穿透，对抗真菌药物敏感。同样，在暗色和产黑色素的新型球孢子菌的研究中发现，黑色素的存在有利于宿主内真菌的存活。但此发现对控制曲霉病的意义不大，因为野生型曲霉大部分为绿色，而且，不含色素的曲霉孢子接种于激素处理的小鼠后同样可以形成IA。

（三）毒性分子

烟曲霉代谢可以产生多种毒性分子，其中研究较多的为胶霉素。此毒素亦具有免疫抑制作用，故曾经考虑应用于骨髓移植病人。胶霉素可以抑制巨噬细胞的吞噬和通过不同机制诱导其凋亡，同时它可以阻止T和B细胞的活化和细胞毒性细胞的产生以及降低单核细胞和纤维细胞的功能。在曲霉感染的宿主中可以检测到一定浓度的胶毒素。现已经证实临床分离的曲霉标本可使呼吸道纤毛摆动减缓和破坏呼吸道，部分是由曲霉释放的曲霉菌素介导的。其他有的代谢物亦可以削弱黏膜纤毛运动，导致曲霉在上皮细胞表面长期定植，有利于IA的形成。但是它们的具体作用未完全确定，因为不产生此代谢物的曲霉同样有致病性；另外，烟曲霉可以产生分子量为18×10³的RNA酶和分子量为30×10³的溶血素，两者均有较强毒性。此RNA酶又称ASPF1和局限曲霉素（Restrictocin），具有一个三级结构环，与凝集素的糖结合部位相似，可能与此蛋白穿过细胞膜有关。它存在于曲霉细胞壁，同时在IA病人的尿液中和曲霉周围坏死组织内可以检测到，极低浓度就具有较高毒性。但其在曲霉病的发病中的作用仍有争议：①部分致病曲霉如黄曲霉不合成此分子，而一些非致病性曲霉却可以产生；②注射毫克数量级的此种蛋白不能诱导动物的中毒性休克；③相关基因突变菌株感染小鼠后，肺部细菌生长和小鼠死亡率改变不大。试验显示，胶毒素和ASPF1共同作用于混合淋巴细胞时有毒性相加作用。溶血素为烟曲霉的唯一溶血毒素，载脂蛋白B可以抑制其活性。曲霉感染的体内试验中已经检测到溶血素，它可促进曲霉感染的发展。同时，有人发现一种真菌源性补体抑制因子可以阻止补体C3b与真菌表面的结合。

（四）酶

在真菌侵入机体的过程中，多种酶类发挥重要作用。肺基质主要由弹性蛋白和胶原组成，故弹性蛋白和胶原的溶解有利于感染的发生。曲霉可以产生大量的细胞外酶，包括核酸酶、磷酸酶、肽酶和蛋白酶等，这些大分子产生的组织破坏是曲霉病病理组织学变化的重要基础。在小鼠中，弹性酶活性与曲霉毒性相关，曲霉产生的主要弹性蛋白酶AFAIP的抗体可以保护免疫正常小鼠免受致死剂量曲霉感染。已经有多个实验证实蛋白酶在曲霉病中的作用：①在体外具有较高蛋白酶活性的菌株致病性较强。②临床分离菌株比环境分离菌株具有较强的蛋白酶活性。③通过基因突变实现蛋白酶阴性的菌株致病性明显降低。④蛋白酶可以诱导前炎症细胞因子如IL－8，IL－6，MCP－1等的释放。⑤在曲霉感染肺组织中已经检测到烟曲霉分泌的蛋白酶。在CF和ABPA的儿童尸解时发现，呼吸道弹性蛋白层破坏严重，肺实质内有曲霉菌丝。⑥在免疫正常小鼠中，真菌蛋白酶可以通过活化上皮细胞诱导炎症细胞的聚集，诱发局部气道炎症。另外，氧化酶在曲霉病的发病中发挥着重要作用。此酶可以中和吞噬细胞释放的活性氧产物。现在已经在烟曲霉中发现了3种过氧化氢酶和2种超氧化物歧化酶，但是其具体作用不清楚。有研究发现，剔除编码过氧化氢酶基因CA T1后，菌株在体内和体外均未表现为对氧化物的敏感性增加。曲霉生长速度可能是IA进展的另一重要因素。例如，烟曲霉甲壳质（chitin）合成基因CHSG缺陷菌株的生长速度减慢，毒性降低。故近年来分子生物学家认为，在烟曲霉的生物合成中发挥作用的酶类应视为毒性因子。实际上，调节嘧啶合成的基因的突变株在体内不能出芽生长，成为无毒株。但是亦有一些细胞壁突变株可影响其生长，毒性却未见降低。故菌丝分枝和生长的速度对疾病的影响有待进一步研究。

以上资料显示，烟曲霉毒性是受多因素影响的，以单基因去除实验来研究真菌毒性有一定的局限性。为理解烟曲霉的毒性因子及其致病作用，需了解机体防御烟曲霉感染的机制。

二、宿主防御机制

（一）先天免疫

在免疫正常宿主中，通过识别和清除曲霉，先天免疫或特异性免疫在机体防御中发挥重要作用。在免疫正常的试验动物中接种大剂量曲霉后，几小时内大部分被清除。清除曲线遵循一级动力学，说明先天防御机制在其中占有重要地位。非特异性免疫主要包括3个部分：①解剖屏障；②体液因子如补体；③吞噬细胞及其相关产物。

1.解剖屏障　如同其他经空气传播微粒一样，大部分的曲霉分生孢子通过纤毛运动被清除出呼吸道。由于烟曲霉产生的毒性分子可抑制纤毛运动，蛋白酶可破坏上皮组织，纤毛清除机制的作用效果被减弱。另外，被上皮细胞和内皮细胞内化的分生孢子可成为感染灶。在动物实验中，曲霉穿透上皮十分常见，但在人类中未见相关报道。肺表面活性物质同样发挥着重要作用，最近有研究表明亲水性表面活性物质A和D可以增强肺泡巨噬细胞和中性粒细胞的黏附、吞噬和杀伤曲霉的能力。

2.体液成分　在血清成分与曲霉相互作用的研究中发现，血清中的纤维蛋白原在IA的进展中升高，它可以结合烟曲霉，但在IA发病中的作用尚不清楚。C反应蛋白可以激活补体活化的一系列反应，结合曲霉片段，而补体激活在对抗机会性真菌感染中有重要作用。静态的孢子、膨胀生长的孢子和菌丝激活补体的机制似乎不同，静态孢子启动较慢。但奇怪的是在调理作用发挥以前加热处理血清可以明显提高肺部巨噬细胞的杀灭曲霉孢子的能力。

近年已经发现了补体旁路激活产生的亲脂性的曲霉特异性阻滞剂，但其本质和作用部位不清楚。另外，已有报道某些曲霉外壁分子可通过蛋白溶解作用使C3与其分离，其在曲霉病中的意义尚不清楚。总之，补体旁路的激活有利于吞噬细胞黏附和杀灭真菌，但仍需进一步研究，尤其是补体在曲霉病炎症反应中的特异功能。

3.吞噬细胞　体内、外试验中均证实吞噬细胞在机体防御曲霉感染中发挥重要作用，其中主要为肺泡巨噬细胞和中性粒细胞。

（1）巨噬细胞。肺泡内巨噬细胞周围环境缺乏调理因子如补体和抗体等，凝集素样作用被认为是巨噬细胞黏附和吞噬曲霉孢子的主要机制。巨噬细胞黏附和吞噬孢子后发生一系列反应，数小时后才能杀灭曲霉，24h内仅能杀死90%，故小鼠肺部接种曲霉后清除较慢。不同解剖部位的巨噬细胞杀死曲霉的能力不同，小鼠、家兔和人类肺泡、外周血源性巨噬细胞可阻止孢子发芽生长，但同一个体中的腹腔巨噬细胞却无此功能。大部分研究认为活性氧介质在巨噬细胞杀灭曲霉孢子过程中作用不大，而非氧化机制发挥着重要作用：①分生孢子被吞噬后可以触发氧化呼吸暴发，但在几小时后，氧化杀伤机制作用结束后才被杀死；②曲霉孢子在无氧环境中可被家兔肺泡巨噬细胞杀灭；③人类血源性巨噬细胞体外培养10d，丧失产生的大量活性氧产物后仍能杀灭曲霉孢子；④由于基因缺陷而吞噬曲霉后不能诱导呼吸暴发产生活性氧产物的宿主单核细胞同样可以杀灭曲霉孢子；⑤有NO的抑制剂存在时，肺泡巨噬细胞的杀菌活性不变，说明NO在其中无重要作用。阳离子蛋白和抗真菌酶类具有一定的抗菌活性，烟曲霉可强烈诱导巨噬细胞的蛋白溶解活性产生。

被吞噬的孢子膨胀后方可被杀死，实验证明，膨胀孢子较易被巨噬细胞杀灭，可能是膨胀孢子被吞噬后产生的氧化暴发反应所致，尚未见被吞噬的孢子全部被杀灭的报道。而且，孢子可以在单核细胞内发芽，说明中性粒细胞在杀灭残余孢子和保护机体中同样有重要作用。

（2）中性粒细胞。虽有实验证实多形核中性粒细胞（PMN）可以吞噬和杀灭巨噬细胞未消灭的静息状态和膨胀的曲霉孢子，但其主要作用于曲霉菌丝。由于菌丝较大，不能吞噬，PMN通过受体黏附于菌丝表面，触发呼吸氧化暴发，产生活性氧介质和脱颗粒。PMN杀灭菌丝较快，2h内可杀灭50%。菌丝的杀灭需要氧化剂的参与，但若没有脱颗粒所致的菌丝的破坏，单纯氧化剂是不能杀灭菌丝的。应用电镜可以发现PMN诱导的细胞壁的破坏，把菌丝与PMN中分离的颗粒共同培养可导致细胞壁糖蛋白的迅速释放。自吞噬细胞分离的多聚糖水解酶在此过程中发挥重要作用。研究者们发现，成活的IA动物中的中性粒细胞杀灭菌丝的能力明显强过死于IA的动物，且此种不同活性的改变持续到感染后3～5d。说明有影响中性粒细胞杀菌能力的因素存在。

至今吞噬细胞杀伤曲霉的机制未完全阐明，一些实验显示至少有2条氧化通路参与此过程，但氧化破坏的具体靶分子不清楚。同时，非氧化杀伤机制如防御素在防御菌丝和芽生孢子中亦被激活。

（3）血小板。在人类曲霉感染中，血小板也起一定的保护作用。血小板可黏附于侵袭性曲霉菌丝的细胞壁并被激活。血小板可以直接破坏细胞壁，增强中性粒细胞介导的杀灭真菌活性，故化疗过程中出现的中性粒细胞减少和血小板减少均有利于烟曲霉的感染和扩散。

（二）获得性免疫

1.T细胞免疫　Th细胞根据产生的细胞因子不同可分为Th1和Th2细胞，Th1分泌IL－2，IL－12，IFNγ，T NFα和淋巴毒素等，主要介导细胞免疫应答，可以增强吞噬细胞功能，增加机体对霉菌的抵抗力；Th2细胞分泌IL－4，IL－5，IL－6，IL－10等，主要促进B细胞发育和介导体液免疫，如促进抗体的产生、抑制Th1细胞介导的免疫应答、抑制单核巨噬细胞的激活和活性氧产物的产生。IFNγ能刺激巨噬细胞杀死真菌，在小鼠试验已证实IFNγ能刺激巨噬细胞杀灭芽生菌、组织胞浆菌和副球孢子菌等，增强PM N的抗真菌效果；集落刺激因子主要包括粒细胞集落刺激因子（G－CSF）、粒细胞－巨噬细胞集落刺激因子（GM－CSF）、巨噬细胞集落刺激因子（M－CSF），不仅负责骨髓干细胞的再生，而且决定粒细胞的分化和单核细胞的成熟形式。G－CSF能增强人中性粒细胞抗真菌的活力；GM－CSF能增强人中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞抗真菌的活力；IL－2能刺激淋巴细胞的增生，增强细胞毒性T淋巴细胞和自然杀伤细胞（N K）的功能。IL－12是由吞噬细胞、树突状细胞、低水平的角化细胞及非黏膜主细胞产生的前炎症性细胞因子，能诱导Th细胞和N K细胞增生，产生Th1型细胞因子（IFNγ，GM－CSF，T NF和IL－2等），进一步作用于真菌。

有关人类霉菌病中细胞免疫反应和Th1/Th2细胞因子比例失调的研究较多。在人类和小鼠ABPA模型中，通常有嗜酸性粒细胞增多，Th2型细胞因子如IL－4，IL－5，IL－10升高，血清IgE、IgG1和Ig A升高，反映了机体针对曲霉抗原的Th2型体液免疫增强。在小鼠ABPA模型的早期，可以发现前炎症细胞因子IL－1α和T NFα，ICA M增多，以IL－4抗体处理可以抑制Th2型反应而增强Th1型反应，同样，IL－4剔除小鼠，Th1型反应占优势，IgE检测不到。IL－5的抗体可以消除小鼠中的嗜酸性粒细胞浸润。由于Ig E缺陷小鼠、B细胞缺陷小鼠、IL－5缺陷小鼠和以IL－5抗体处理小鼠可产生与对照组相似的组织损伤，故IgE和嗜酸性粒细胞聚集在ABPA的发病中的作用尚有争议，而且抗原类型、接种部位和小鼠种系对免疫反应均有重要影响。血清表型分析发现，90%的ABPA患者为H L A－DR2或H L A－DR5或两者兼具，明显高于正常对照组。正常健康人接种曲霉后主要表现Th1型反应，IFNγ，GM－CSF和T NFα产生增加。宿主对IA的易感性、杀菌能力的减弱与IL－4和IL－10的增多明显相关。

以环磷酰胺处理的小鼠气管接种曲霉后可形成IA，同时Th2型反应为主，IL－4，IL－10升高而IFNγ降低。诱导T细胞产生IFNγ和巨噬细胞产生IL－12后可产生保护性免疫，应用IFNγ，T NFα或可溶性IL－4受体可以减少小鼠的死亡率，相反中和IFNγ后机体病理损伤趋于严重，IL－10的m RN A表达增加，血清IgE抗体亦升高，但与血清IL－4增高不一致。

在IA的发生发展中，IL－10的作用尚有争议。中和IL－10可以增加小鼠对曲霉感染的抵抗力，IL－10处理的巨噬细胞产生O2^－减少，杀灭菌丝的能力降低。但却可以增加对曲霉孢子的吞噬和杀灭。Roilides等报道，IL－10的水平与IA的进展明显相关，IL－10水平低或检测不到的患者预后较好，随病情进展到死亡，IL－10水平逐渐升高。故IL－10可能在疾病发展的不同时期作用不同，在早期曲霉孢子为主时起保护作用，而后期以曲霉菌丝为主时起抑制作用。同样在ABPA中IL－10限制吸入曲霉抗原时的炎症反应，可能起一定的保护作用。IL－10基因缺陷会促进ABPA的免疫反应加重，在支气管哮喘病人中，IL－10表现为抗过敏性炎症反应，抑制嗜酸性粒细胞的增生和成熟，促进其凋亡，支气管哮喘病人气道中IL－10基因的表达和蛋白水平下降，经激素治疗后可恢复。IL－10基因剔除小鼠对曲霉刺激表现为强烈的气道炎症反应，死亡率高达50%，而对照组仅有较轻炎症反应，很少死亡。

2.保护性免疫　以低于致死剂量的孢子或杀灭的芽胞成分接种动物后可增强其对致死剂量的烟曲霉的抵抗力，其效应细胞和机制尚不清楚。有研究认为PMN在其中发挥一定的保护作用，而另外一些研究却发现并非PMN而是获得性免疫中的巨噬细胞发挥着重要作用。在保护性免疫中，抗体的作用研究较少，以烟曲霉免疫后的动物血清接种同类动物后并未显示明显的保护作用，说明抗体在其中不起作用。但是最近研究发现，以曲霉孢子免疫接种小鼠可以诱导针对DPPV（曲霉球病人血清中的抗体识别抗原）的多克隆抗体反应，主要是IgG1，IgG2，IgA而非IgG3，说明针对曲霉抗原的保护性免疫的存在。存活的IA病人中亦显示特异性抗原的抗体反应，但是仅有针对特异性保护性抗原DPPV的抗体的保护性作用得到证实。

三、免疫抑制在IA发病中的作用

近几年来，由于广谱抗生素、新的免疫抑制剂、抗癌药的不断涌现，以及艾滋病和器官移植病人的增多，有关肺曲霉病的报道逐渐增加。受曲霉感染的病人多有原发和继发免疫能力低下或有原发病（肺结核、支气管扩张、肺囊肿等）。

（一）免疫抑制性药物

在动物实验和人类感染中，免疫抑制药物的应用可导致机体的免疫系统的抑制，从而促进IA的发生和发展，其中最主要药物为糖皮质激素。经放射和化疗药物处理后，吞噬细胞的吞噬功能发生改变。Schaffner等强调，激素在IA发病中的主要作用为削弱巨噬细胞的抗真菌作用，暴露于一定浓度的激素中的巨噬细胞吞噬孢子和产生呼吸爆发的反应不变，产生反应氧中介物（reactive oxygen intermediate，ROI）不变，但不能阻止孢子出芽和杀死孢子，此作用主要通过激素受体介导，因为激素拮抗剂可以减弱此作用。而其他一些实验却发现地塞米松可抑制巨噬细胞释放O₂－，电镜检查发现，激素可稳定溶酶体膜，阻止吞噬曲霉后溶酶体的融合。通过IFN－γ和TNFα活化巨噬细胞并不能恢复激素削弱的非氧化杀伤功能，但却可增强淋巴细胞的氧化杀伤功能。相反，Roilides等发现，M－CSF，GM－CSF和IFN－γ可以恢复激素诱导的单核细胞抗曲霉感染活性的降低，使O₂－的产生和曲霉丝破坏功能恢复。

药理浓度的皮质激素可以减少PMN的浸润和部分功能，氢化可的松和地塞米松可以抑制PMN接触曲霉后O₂－的产生，两者在10～1 000μmol/L浓度时可抑制PMN的菌丝破坏，进一步证实了活性氧在杀灭菌丝中的作用。实际上，巨噬细胞较PMN对激素敏感，因为用以抑制PMN的激素浓度要高于抑制巨噬细胞的浓度的100倍。同样，加入G－CSF和IFN－γ后，可以恢复激素抑制的PMN的杀菌活性，恢复氧自由基的产生，说明激素是通过PMN表面的激素受体发挥作用的。治疗浓度的环孢素却不能抑制PMN和巨噬细胞的抗真菌活性，但在较高浓度或与激素同时应用时，却可以明显抑制吞噬细胞的抗真菌活性。

有关免疫抑制药物对T细胞在曲霉病的作用的影响研究较少，环磷酰胺处理小鼠感染曲霉后产生Th2反应为主。Schaffiner等认为激素并非作用于T细胞免疫，因为激素在无胸腺小鼠和正常小鼠中的作用相似，地塞米松抑制杀菌活性的能力明显强于IL－4和IL－10。ABPA模型中，可的松可抑制肺部嗜酸性粒细胞的聚集和IgE水平的升高，而环孢素却起促进作用。地塞米松可以明显抑制烟曲霉诱导的T细胞活化、细胞因子表达细胞的增多，同时肺部嗜酸性粒细胞减少，IL－4，IL－5和GM－CSF降低。激素和环孢素均可以减少烟曲霉特异性IgE，Ig M的产生。激素被认为可以直接作用于烟曲霉，增强其代谢活动，刺激其生长。但有作者却发现，激素加入后曲霉生长并无明显增加，说明激素的靶细胞为吞噬细胞而非真菌。

（二）真菌源性免疫抑制分子

烟曲霉分泌分子同样具有免疫抑制作用，如上述的代谢分子可以影响机体细胞的吞噬防御功能和黏膜纤毛的运动功能。烟曲霉孢子释放的其他低分子量分子也可影响吞噬细胞的吞噬功能和超氧阴离子和过氧化氢的释放。当曲霉孢子悬于细胞培养基后可迅速产生一种对热稳定的抑制因子，可抑制吞噬细胞的活动，在转录水平上阻止IL－6和IFN－γ的产生，但这些分子未能通过化学方法分离出。

四、肺曲霉病的发病机制

（一）ABPA

发病机制目前不完全清楚，可能涉及体液免疫和细胞免疫等多重机制。大量Af孢子吸入机体后，可黏附于气道内过多的黏液内，痰液和适宜温度成了良好的培养基，在那里寄生和繁殖，并不断释放毒素和至少15～20种抗原，其释放的蛋白酶可与气道上皮细胞受体作用，破坏上皮的完整性，有利于抗原通过，在特应质机体内引发强烈的多克隆抗体反应，产生特异性IgE，当再次暴露后引起尘细胞脱颗粒和嗜酸性粒细胞浸润。通过IgE介导的Ⅰ型变态反应导致支气管痉挛、血液和痰液嗜酸性粒细胞增多，曲霉抗原皮肤速发反应等；循环抗体或沉淀抗体复合物介导的Ⅲ型变态反应可导致肺浸润和支气管扩张。Ⅳ型变态反应也发挥一定的作用，引起肉芽肿性病变和单核细胞浸润。近来研究表明ABPA病人血清中Af特异性IgG1，Ig G2，Ig G3，Ig G4水平明显高于气道内Af持续定植或无ABPA的病人组。同时还引发了Th2型淋巴细胞反应，特异性细胞因子的产生增强了嗜酸性粒细胞炎症反应的产生和降解蛋白、嗜酸性粒细胞主要碱性蛋白的释放，并促进真菌生长。IL－10、表面活性蛋白、囊性纤维化跨膜转导调节因子（CF TR）基因突变、H L A－DR的多态性均与ABPA的免疫学发病机制有关。有人认为，CFTR基因的异常使宿主对曲霉易感，对11人的对照研究发现，11人中有1人含有2个CF杂合子变异基因，5人含有一个CF变异基因，2人含有CF变异基因的等位基因，故此异常基因的比例（8/11）明显偏高。同时T淋巴细胞与Af抗原接触后被激活，增强对白介素IL－4，IL－5的基因表达，IL－4可增加B淋巴细胞对Ig E的合成，IL－5可促进嗜酸性粒细胞的分化，共同引起血清Ig E、Af特异性抗体（Ig E－Af，IgG－Af，Ig A－Af）的浓度升高和局部嗜酸性粒细胞、单核细胞的大量浸润，导致气道壁和周围肺组织发生炎症反应，最终出现支气管痉挛、支气管上皮及腺体分泌增多，引发喘息、大量咳痰等临床表现。同时Th2型细胞因子如IL－4和IL－13、炎症细胞和肥大细胞释放蛋白酶促进生长因子的释放，加强气道修复反应，导致气管扩张和纤维化。

表面活性蛋白A（SP－A）和表面活性蛋白B（SP－B）在生理浓度范围内能够完全阻断超敏反应性－特异性IgE与曲霉抗原结合，从而减少致敏嗜碱性细胞释放组胺。表面活性蛋白作用上调和下调对ABPA发病具有重要意义，这方面的研究将促进ABPA发病机制的深入了解。

ABPA患者的Th2细胞比例上调，而且绝大部分为生成IL－4的CD4＋Th2细胞，采用Th1细胞生成的分泌型干扰素γ（IFN－γ）治疗可取得良好效果。而Roth等发现ABPA患者体内IL－4，IL－5，IFN－γ均增加，提示混合的Th1/Th2细胞反应。IL－10亦为ABPA发病相关因素之一，已有研究表明ABPA患者体内包括IL－10在内的抗炎性因子明显减少。

ABPA患者气道内存在的抗原刺激诱发出严重的局部炎症反应，一方面支气管内产生大量分泌物，Af在其中大量繁殖，其分泌的蛋白酶可破坏支气管壁而出现近端支气管扩张症。痰液栓形成阻塞相应支气管，引起支气管扩张和局部肺不张；另一方面，嗜酸性细胞在局部肺组织长期浸润可产生多种致纤维化因子，如转移生长因子（TGFβ）、血小板衍化生长因子（PDGF）等，最终形成肺间质纤维化。

（二）IPA

IPA产生有两个先决条件，即患者有免疫缺陷和接触曲霉。极个别病人免疫功能正常，可能为吸入过量的曲霉孢子所致。近年来IPA发病率增加，主要诱发因素为中性粒细胞减少或缺乏、细胞免疫功能缺陷、细胞毒药物所致黏膜损伤、医院环境和动静脉留置导管等。最常见的感染途径为经肺吸入，经皮肤或消化道感染血源播散至肺者少见。曲霉孢子进入下呼吸道后，沉积于远端支气管，局部条件适宜生长时，则出芽并形成菌丝，造成组织破坏。吞噬细胞作为宿主的防御机制之一，其数量和功能在IPA的发病中的意义十分重要。实验研究证明，巨噬细胞可吞噬并杀灭曲霉孢子，中性粒细胞可阻止曲霉菌丝的形成并杀灭菌丝，而单核细胞则主要影响分生孢子。糖皮质激素可减弱巨噬细胞、单核细胞和中性粒细胞杀灭曲霉孢子、菌丝的功能。在慢性侵袭性曲霉病人中，T细胞发挥着重大作用，IL－4可降低中性粒细胞和Th细胞的功能，IPA病人中，Th2型反应占优势，逆转此反应有助于此病治疗。

（三）曲霉球

曲霉球本身由活的或死的真菌组织、纤维素、脱落的表皮细胞和炎性细胞、黏液组成，可呈黄褐色，坚硬，文献报道最大可达13.5cm×6.0cm×4.7cm。肺曲霉球感染分为原发及继发两种。原发感染先引起细支气管炎或节段性肺炎，随后病灶局限化，菌丝产生毒素和各种酶类，并通过炎症反应产生炎症介质，导致肺组织坏死，呈霉菌性肺脓疡，脓腔形成，进一步形成球体。继发者多继发于慢性肺空洞性疾病，如结核空洞、结节病、组织胞浆菌病等，其引流和血供较差，空洞内正常的清除机制被破坏，曲霉孢子可黏附于洞壁并发芽、生长而形成曲霉球。曲霉入侵和植入空洞，属于腐物性寄生，仅伴轻微的组织侵犯。亦有少数为曲霉球与侵袭性肺曲霉病混合存在，特别是在洞壁周围。曲霉生长于洞壁，好侵犯局部结构特别是血管，但很少侵犯肺实质或经血管扩散。少数情况下由于免疫抑制，曲霉球可以改变其良性、慢性过程而变为侵入性的，甚至可以致命。大部分曲霉球无改变，约10%的患者可见球体缩小或自行消失，极少数球体逐渐增大。

（邵长周　何礼贤）

参考文献

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