董春娟,寧靜,徐勇勝
天津市兒童醫(yī)院呼吸科,天津300134
支原體是最小的能單獨生存并自我復制的病原體,缺乏細胞壁成分,其中具有致病性的為肺炎支原體(MP)、人型支原體和解脲支原體。MP 是學齡期兒童社區(qū)獲得性肺炎的常見病原體[1]。輕癥肺炎支原體肺炎(MPP)可呈自限性,重癥患兒可出現(xiàn)低氧血癥、呼吸衰竭、急性呼吸窘迫綜合征及多臟器功能衰竭等,還可引起血液、消化、神經(jīng)肌肉、心血管、泌尿、皮膚黏膜等多系統(tǒng)肺外并發(fā)癥[2]。近年來MPP伴發(fā)急性肺栓塞、腦梗死、深靜脈血栓、動脈栓塞、心腔內(nèi)血栓有不少病例報道,此類并發(fā)癥臨床表現(xiàn)無特異性,進展快,一但出現(xiàn)可危及生命,或遺留嚴重后遺癥。MPP 并發(fā)血栓形成的發(fā)病機制并不明確,可能與MP 直接侵襲、間接免疫損傷、血管炎、高細胞因子血癥、高凝狀態(tài)等有關?,F(xiàn)就兒童MPP 并發(fā)血管栓塞機制相關研究綜述如下。
MP 黏附于呼吸道上皮表面,釋放活性氧自由基,損傷氣道上皮纖毛細胞,并依靠滑動到達下呼吸道纖毛細胞底部,機體固有免疫細胞通過TOLL 樣受體1 非特異性識別MP,釋放細胞因子,如白細胞介素(IL)18 和IL-8 等[2]。IL-18 刺激輔助性T 細胞(Th),引起Th1 型細胞因子反應參與炎癥,Th2 型細胞因子反應活化B 細胞并產(chǎn)生抗體。IL-8 招募并活化中性粒細胞,釋放髓過氧化物酶、中性粒細胞彈性蛋白酶等,加重炎癥反應及組織損傷。上述MP 誘發(fā)的細胞因子反應造成影像學檢查可見的肺部浸潤影。研究發(fā)現(xiàn),肺炎支原體能從上皮細胞內(nèi)穿透并通過黏膜屏障,進入血液循環(huán),侵襲肺外組織,MP血癥亦被證實存在[2]。有學者在MP 感染合并大腦中動脈栓塞患者的腦脊液中培養(yǎng)出MP 或檢出MP DNA,表明MP 具有直接侵襲肺外組織的能力[3]。HIGUCHI 等[4]通過電子顯微鏡對尸檢標本進行觀察,發(fā)現(xiàn)3 例急性心肌梗死患者冠狀動脈粥樣硬化斑塊中均存在MP 及衣原體,推測MP 混合感染可活化巨噬細胞,釋放細胞因子,加重斑塊不穩(wěn)定性。RHODES 等[5]報道1 例合并MP 感染的淋巴瘤患者,以發(fā)作性腦病及共濟失調為主要表現(xiàn),對該患者腦組織活檢,發(fā)現(xiàn)了MP 入侵腦微血管內(nèi)皮細胞的病理學證據(jù)。以上研究均提示,MP可直接侵襲肺外組織血管內(nèi)皮細胞,可在局部引起類似于氣道上皮的炎癥反應,產(chǎn)生血管損傷。部分MP 感染合并腦梗死患者腦脊液中白細胞增高,也支持MP 能引起局部炎癥損傷[6]。從患者發(fā)病時間看,MP 相關早發(fā)性腦梗死可出現(xiàn)在呼吸道癥狀發(fā)生后3 d,腹部血管栓塞可出現(xiàn)于呼吸道癥狀發(fā)生后5 d,MP 引起早發(fā)型肺外損害或血管栓塞可能與直接侵襲有關[7]。
MP 的P1 黏附蛋白和黏附相關蛋白的羧基末端與真核細胞中的細胞骨架蛋白、纖維蛋白原等具有高度同源性。MP 感染產(chǎn)生的抗體可與人體正常組織抗原反應,循環(huán)抗原抗體復合物激活補體,刺激中性粒細胞產(chǎn)生趨化因子,招募更多炎癥細胞進入病變部位,釋放炎癥介質,引起血管內(nèi)皮炎癥損傷。血栓形成可發(fā)生在MP 感染早期或恢復期,但多發(fā)生在疾病病程的2~3 周,也支持間接免疫炎癥是血栓形成的重要因素[6,8]。超過50%的合并血栓形成的MPP 患兒出現(xiàn)自身免疫性疾病相關抗體升高也支持上述觀點[9]。大部分合并血管栓塞的MPP患兒對糖皮質激素或丙種球蛋白等免疫療法反應良好,均提示免疫炎癥為MP血管損害的重要機制。
MP 可以引起血管炎癥病變。已有報道MP 可引起過敏性紫癜或蕁麻疹性血管炎,其組織病理學表現(xiàn)為白細胞碎裂性血管炎,以血管內(nèi)皮細胞腫脹伴壞死、血管周圍嗜中性粒細胞浸潤為特點[10-11]。據(jù)報道,超過10%的中國川崎病患兒合并MP 感染[12]。川崎病發(fā)病機制可能與感染后超抗原反應有關,臨床表現(xiàn)與MP 感染者有諸多相似之處,MP 可引起肺外心血管并發(fā)癥如心肌炎、心包炎、血管栓塞等,進而有學者提出MP 感染可能為川崎病病因之一[12]。OVETCHKINE 等[13]報告1 例8 歲男童MP 感染后偏癱,腦血管數(shù)字減影血管造影發(fā)現(xiàn)大腦中動脈及分支多發(fā)炎性狹窄及擴張,伴有腦脊液中白細胞增高,提示腦血管炎癥改變。TAKAHASHI 等[14]報道1 例10 歲男童患MPP 合并肢體疼痛,該患兒頸部血管超聲提示頸總動脈內(nèi)中膜增厚,MRI 示頸總動脈管壁高信號,但無狹窄及血栓形成,經(jīng)糖皮質激素治療后,頸總動脈內(nèi)中膜厚度正?;?。亦有報道稱,MP 感染患者PET-CT 示頸動脈和椎動脈的示蹤劑攝取增加,冠狀動脈造影示3 支冠狀動脈均呈瘤樣改變,予阿奇霉素及糖皮質激素后,患者臨床癥狀和生化指標逐漸改善[15]。另有報道,1 例12 歲女童上呼吸道感染后出現(xiàn)急性雙側視力喪失,臨床檢查發(fā)現(xiàn)雙側視網(wǎng)膜霜狀分支狀血管炎,除MP IgM、IgG陽性外,其他病原學檢查均陰性,經(jīng)大環(huán)內(nèi)酯類抗生素及糖皮質激素治療后,視力顯著提高[16]。上述研究均表明,MP 感染能引起如過敏性紫癜等小血管炎,冠狀動脈受累的中等管徑血管炎,以及頸總動脈、椎動脈等受累的大血管炎。
MP感染后,淋巴細胞、單核巨噬細胞浸潤,產(chǎn)生炎癥介質,進而增強宿主防御機制,以利于病原體清除。但過度炎癥反應可引起組織損傷,誘導內(nèi)皮細胞和單核細胞表達組織因子,引起白細胞與血管內(nèi)皮細胞黏附、聚集,啟動內(nèi)外源性凝血機制,使炎癥反應擴大,促進血栓形成。有研究結果顯示,MPP患兒特別是難治性肺炎支原體肺炎(RMPP)患兒中血液中C 反應蛋白(CRP)、肺泡灌洗液中干擾素γ(IFN-γ)、IL-1β、IL-4、IL-6、IL-10、腫瘤壞死因子α(TNF-α)較對照組均明顯增高,提示RMPP 存在細胞因子風暴[17]。臨床實踐也發(fā)現(xiàn),合并血栓形成的MPP 患兒炎癥因子指標普遍較高,肺部影像學表現(xiàn)更嚴重。
CRP 能啟動局部炎癥,也能通過降低一氧化氮生物利用度、抑制前列腺素I2活性、刺激體內(nèi)單核細胞分泌組織因子、激活補體等促進血栓形成[18]。研究表明,無深靜脈血栓高危因素的新型冠狀病毒肺炎患者中,住院治療期間合并肺栓塞者的CRP 及D-二聚體水平較未合并肺栓塞者明顯增高[19]。
IFN-γ 是感染期間加強免疫監(jiān)視的細胞因子及炎癥因子。體外實驗表明,通過結扎小鼠下腔靜脈,引起野生型及IFN-γ 基因缺陷型小鼠血栓形成;敲除IFN-γ 基因后,小鼠血栓體積、質量、橫截面積均較小,血栓后期血管內(nèi)皮細胞生長因子表達增加,新生血管形成更快[20]。
IL-6 是級聯(lián)反應后期的促炎介質,能誘導肝臟產(chǎn)生CRP 和纖維蛋白原,加速血栓形成,也能夠刺激肝臟產(chǎn)生纖溶酶原激活抑制物,導致機體纖溶功能低下。動物實驗表明,在小鼠靜脈血栓形成過程中,應用單克隆抗體下調IL-6表達,會抑制單核細胞募集,減輕血栓期間炎癥反應,抑制靜脈壁纖維化[21]。促炎細胞因子IL-1β 能活化IL-6 信號系統(tǒng),并具有增強血小板與膠原、纖維蛋白原結合的潛能,且能降低蛋白C系統(tǒng)抗凝活性[22]。
TNF-α 通過細胞因子網(wǎng)絡誘發(fā)全身炎癥反應,導致血流動力學改變、微血管損傷及血栓形成,亦能通過促進纖溶、膠原溶解和新生血管形成在血栓溶解過程中發(fā)揮作用[23]。臨床研究觀察到,下肢深靜脈血栓患者循環(huán)IL-6、IL-8、TNF-α 水平較對照組增高,溶栓治療后患者體征好轉,上述細胞因子水平亦下降[24]。臨床試驗也證實,以IL-1β 為治療靶點的人源化單克隆抗體Canakinumab 對反復發(fā)生的心腦血管事件具有積極有益的效果[25]。
以上體內(nèi)外實驗均表明,促炎細胞因子既能使炎癥反應擴大,參與內(nèi)皮細胞損傷,也能破壞凝血、抗凝和纖溶系統(tǒng)之間的平衡,易于血栓形成,抑制血栓溶解。
5.1 D-二聚體 多數(shù)研究發(fā)現(xiàn),合并血管栓塞的MPP 患兒早期常出現(xiàn)D-二聚體升高。D-二聚體水平增高反映血液高凝狀態(tài)、血管內(nèi)血栓形成及繼發(fā)纖溶亢進的發(fā)生。D-二聚體已被廣泛應用于血栓性疾病的診斷、療效評估及預后判斷[26]。雖然D-二聚體在兒童肺栓塞中的意義不如成人,但研究表明,MPP 患兒較正常兒童D-二聚體增高,合并肺內(nèi)外損害的RMPP患兒血漿D-二聚體及纖維蛋白原水平較普通MPP患者升高[27]。D-二聚體多于MP感染后1周左右增高,2 周達峰值,與MP 引起血管栓塞好發(fā)時間基本相符[8]。有學者發(fā)現(xiàn),兒童肺栓塞患者D-二聚體均高于500 μg/L[28]。LIU 等[9]總結了43 例合并血管栓塞MPP 患兒的臨床特點,發(fā)現(xiàn)58.1%的患兒D-二聚體>5 mg/L。
5.2 抗凝蛋白缺乏 抗凝血酶Ⅲ、蛋白C 及蛋白S為肝臟合成的抗凝蛋白??鼓涪蠹暗鞍證與活化凝血因子結合,滅活凝血因子,維持著凝血與抗凝間的動態(tài)平衡;蛋白S 為活化蛋白C 的輔因子。PACHET 等[29]在1 例MPP 合并左側胸膜炎及脾栓塞患兒中檢測到抗凝血酶抗體,經(jīng)抗感染及抗凝治療,抗凝血酶抗體消失。求偉玲等[30]報道,1 例MPP 合并脾梗死患兒蛋白S活性短暫性降低,發(fā)病3個月后恢復正常。BROWN 等[31]報道1 例MPP 患兒合并下肢靜脈血栓及肺栓塞,該患兒出現(xiàn)暫時性活化蛋白C抵抗,抗凝治療后蛋白C 抗性正?;I鲜鰣蟮捞崾?,MP 感染可引起抗凝蛋白活性暫時性下降,造成機體高凝狀態(tài),易于血栓形成。
5.3 抗磷脂抗體 抗磷脂抗體包括抗心磷脂抗體、狼瘡抗凝物及抗β2 糖蛋白1 抗體等??沽字贵w是針對磷脂結合蛋白和凝血因子的一組抗體譜系,通過輔因子β2 糖蛋白1 發(fā)揮作用??沽字贵w持續(xù)陽性是抗磷脂綜合征的重要特征,該綜合征主要表現(xiàn)為反復動靜脈血栓形成、病理妊娠和血小板減少等[32]。MPP 患者可出現(xiàn)抗磷脂抗體陽性,且以肺外表現(xiàn)為主的MP 感染者或重癥MPP 患者抗心磷脂抗體的滴度往往更高??沽字贵w能取代天然抗凝血膜聯(lián)蛋白A5與陰離子結構結合,從而暴露促凝的磷酯酰絲氨酸,還可通過抑制凝血酶調節(jié)蛋白對血漿蛋白C的活化,抑制抗凝血酶Ⅲ的活性,促進血栓形成[33]??剐牧字贵w與內(nèi)皮細胞、血小板表面的磷脂結合,可導致血管內(nèi)皮損傷,釋放多種促凝及抗纖溶物質,造成血小板活化、聚集。內(nèi)皮細胞被破壞后,缺少了內(nèi)皮細胞膜上的血栓調節(jié)蛋白和內(nèi)皮源性蛋白C 受體,蛋白C 系統(tǒng)無法正常發(fā)揮作用??沽字贵w通過上述作用使機體處于血栓前狀態(tài)。有研究發(fā)現(xiàn),43 例合并血栓形成的MPP 患兒,60%的患兒出現(xiàn)抗心磷脂抗體,64%的患兒合并抗β2糖蛋白1 抗體的暫時性陽性,認為MPP 患兒若抗磷脂抗體陽性,則其血栓形成風險增加[9]。PACHET 等[29]對9例并發(fā)血管栓塞及抗磷脂抗體陽性MPP患兒進行觀察,發(fā)現(xiàn)抗磷脂抗體多呈現(xiàn)一過性陽性,隨訪過程中未再出現(xiàn)新發(fā)血栓事件。既往研究認為,與原發(fā)性抗磷脂綜合征不同,感染誘發(fā)抗磷脂抗體并不具有抗β2 糖蛋白1 活性,不增加血栓風險。但近年來有學者通過系統(tǒng)分析293 例感染后抗磷脂抗體陽性患者的轉歸,發(fā)現(xiàn)24.6%的患者出現(xiàn)持續(xù)抗體陽性及抗磷脂綜合征的癥狀,43.7%的患者出現(xiàn)暫時性抗體陽性以及血栓事件,其中14 例(4.8%)為MP感染導致[34]??傊?,MP感染后出現(xiàn)抗凝因子暫時性缺乏或抗磷脂抗體陽性,均提示MP 感染后存在血液高凝狀態(tài),易于血栓形成。
5.4 基因缺陷 目前已知單核苷酸多態(tài)性與靜脈血栓形成密切相關,如凝血因子Ⅴ基因Leiden突變、凝血酶原基因G20210A 突變、亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)基 因C677T 突 變 等。MTHFR 基 因C677T 突變在亞洲人群中更常見,該突變可導致高同型半胱氨酸血癥,增加血栓形成風險。有報道稱,MP感染合并腦栓塞患兒存在MTHFR 基因C677T純合突變,導致同型半胱氨酸顯著增高,增加血栓形成風險[9]。亦有學者發(fā)現(xiàn)同患MPP合并靜脈血栓及肺栓塞的雙胞胎患兒,全外顯子檢查發(fā)現(xiàn)MTHFR 基因C677T 雜合突變,但并未引起高同型半胱氨酸血癥[35],遂需要更多研究明確單核苷酸多態(tài)性在MP相關血栓形成中作用。
總之,MP 感染導致血管栓塞機制可能涉及MP直接侵襲肺外血管組織,在局部誘導炎癥反應,導致局部血管炎,加之免疫因素所致血管內(nèi)皮損傷,高細胞因子血癥及血液高凝狀態(tài)等。但其具體病理生理機制仍需要更多研究工作加以明確。