细胞因子对难治性肺炎支原体肺炎的预测作用

  肺炎支原体（Mycoplasma pneumoniae，MP）感染是社区获得性肺炎（community－acquired pneumonia，CAP）的常见病因，主要累及儿童和青壮年。儿童CAP的病原体中，MP占40％，多数患儿病情较轻且呈自限过程。但近年来，难治性 肺炎支原体肺炎（refractory Mycoplasma pneumoniae pneumonia，RMPP）及重症肺炎支原体肺炎（severe mycoplasma pneumoniae pneumonia，SMPP）的发病率明显上升。RMPP尚无统一诊断标准。我国儿童CAP管理指南指出，符合肺炎支原体肺炎（Mycoplasma pneumoniae pneumonia，MPP）诊断标准且经大环内酯类抗菌药物正规治疗7 d及以上，临床征象加重、仍持续发热、肺部影像学加重者，可考虑为RMPP 。SMPP仅指病情严重，诊断标准与CAP严重程度诊断标准一致，其易导致RMPP，而RMPP则更强调在常规抗感染等治疗下病情仍进行性加重。RMPP 的具体发病机制尚不明确，多认为与大环内酯类耐药MP感染和过度免疫性炎症反应相关。但有研究表明RMPP和非难治性肺炎支原体肺炎 （non－refractory mycoplasma pneumoniae pneumonia，NRMPP）间耐药率无明显差异，且皮质类固醇、静脉注射免疫球蛋白治疗儿童RMPP疗效满意，故免疫机制在RMPP发病过程中起着 更为重要的作用。现从免疫机制方面，对具有预测RMPP作用的细胞因子进行综述，为临床预测及尽早诊断RMPP提供参考。

01MP致机体免疫损伤机制

  MP是最小的细胞壁缺陷原核生物，能够在无细胞条件下生长和增殖，其黏附在呼吸道上皮是决定MP传播和发病机制的先决条件。MP携带以P1黏附蛋白为 主的黏附分子，与宿主靶细胞表面的神经氨酸受体结合，使肺组织吞噬细胞功能丧失，从而对机体免疫功能产生影响。当MP感染机体后，体内细胞膜的脂质双分子 层易受生物膜融合的影响，引起细胞膜中受体识别位点发生改变，导致细胞间的信号传递和细胞因子的产生发生变化。此外，随着细胞骨架重排，MP可穿透支气管 黏膜，释放核酸酶和过氧化氢，导致支气管上皮细胞肿胀、坏死和融合，微绒毛运动减慢、结构变形、摆动终止，进而诱导淋巴细胞、浆细胞和单核细胞的浸润，产 生一系列免疫反应。较早前的研究均认为MP不能分泌细胞毒素，但近年研究发现，MP能够分泌具有免疫原性的细胞毒素致病因子，可导致淋巴细胞、单核吞噬细 胞等免疫细胞凋亡。总之，MP可对自身免疫系统产生破坏作用，诱导体内的免疫因子紊乱，启动细胞凋亡机制对机体造成损伤。

02RMPP免疫相关的预测因子

  MP感染机体后会激活T淋巴细胞，引起Th1与Th2比值失衡及Th17与调节性T细胞（regulatory T cells，Tregs）比值升高，也可影响Th9细胞的免疫应答，从而对多种传导通路产生影响，如核因子κB信号通路、高迁移率族蛋白 （high－mobility group box protein 1，HMGB1）/Toll样受体信号通路、信号转导和转录活化因子3信号通路、miR－29c/B7－H3/Th17通路等。此外，病程的不同时期占优 势的细胞因子不同。病程1周内以血清及肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）中Th1类细胞因子升高为主，Th2类细胞因子显著降低，而病程在7~14 d及15~30 d则以Th2明显升高，Th1明显受抑制为主。Th17及Tregs的水平也会在感染过程中产生变化，由此产生的细胞因子失衡可作为预测RMPP的关键因 子。

  1.白细胞介素（interleukin，IL）－17：IL－17的变化趋势对于预测RMPP起着重要作用。IL－17是一种关键的促炎细胞因子， 在机体受到感染后，先天产生IL－17的细胞或Th17细胞会很快释放IL－17。IL－17对IL－6、IL－1β和肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）－α表达的协同诱导构成了肺部感染过程中的正反馈回路。IL－17能促进支气管成纤维细胞、上皮细胞和平滑肌细胞的活化，促进气道 局部中性粒细胞浸润，过度的中性粒细胞浸润导致了微血管损伤，肺上皮细胞通透性增加及低氧血症，故认为IL－17与肺实变的演变有关。Fan 等的研究证实，BALF中IL－17的水平与MPP患儿肺实变范围大小相关，RMPP患儿BALF中IL－17水平远高于普通肺炎支原体肺炎 （general mycoplasma pneumoniae pneumonia，GMPP）患儿，而血浆中的含量较低，因此提示IL－17在肺中过表达，BALF对RMPP的预测更有意义。IL－17A是 IL－17的家族成员，参与肺纤维化，Yang等报道，RMPP患儿因其免疫调节功能较差，BALF中IL－17A较GMPP患儿明显降低，并证实 BALF中IL－17A水平下降是预测早期SMPP的可靠指标，进而推测其对预测RMPP也具有一定意义。Zhao等对RMPP及NRMPP两组患儿进行 分析，指出血清IL－17A是预测RMPP的良好指标，ROC曲线下面积（area under curve，AUC）为0.822，当IL－17A的截断值为10.8 ng/L时，其诊断的灵敏度和特异度分别为77.8％和77.1％。IL－17与其他协调MP不同免疫反应的细胞因子的相互作用机制仍需要进一步探索，已 有报道RMPP患者给予IL－17拮抗剂治疗后临床结局良好。

  2.IL－18：IL－18水平的变化有助于早期预测RMPP的发生。其可由多种免疫及非免疫细胞产生，IL－18通过与IL－12结合诱导T细胞产 生，促进Th1型细胞因子的反应，进而诱导干扰素（interferon，IFN）－γ的产生，同时可增强自然杀伤细胞的毒性作用，参与免疫调节反应。 Zhao等对154例患儿的研究发现，当血清IL－18水平高于464.5 ng/L时可预测RMPP，此截断值的预测灵敏度为82.2％、特异度为59.6％。Choi等的研究表明，IL－18是预测住院患儿RMPP的关键生物 标志物，当血清IL－18截断值为360 ng/L时，对于诊断RMPP的灵敏度和特异度分别为93％和70％。前者研究的灵敏度和特异度均较后者低，可能与Zhao等的研究未明确症状出现时间与 采集时间之间的关系且两个研究的纳入标准存在一定差异有关。但二者均证实IL－18对RMPP有良好的预测作用。血清IL－18也可作为应用皮质类固醇治 疗的生物标志物。尚缺少BALF中IL－18水平对RMPP的预测作用相关研究。

  3.TNF－α：MPP患儿TNF－α表达水平明显高于健康儿童，但其对RMPP预测准确性存在争议。TNF－α主要由Th1细胞分泌，单核、巨噬细 胞等免疫细胞也可分泌TNF－α。当机体受到MP感染后，TNF－α在1周内达高峰，随后逐渐下降。TNF－α可通过诱导炎性细胞蓄积，刺激炎性介质生 成，引起氧化和亚硝化应激、气道高反应性和组织重塑进而在疾病病理过程中发挥多种作用。RMPP患儿血清TNF－α水平明显高于NRMPP患儿。Li等对 RMPP患儿及NRMPP患儿的研究表明，TNF－α对RMPP的预测性较好，其AUC为0.824，当其截断值为68.25 ng/L时，约登指数为0.692。而也有研究表明，虽然RMPP患儿血清中TNF－α水平升高，但其差异无统计学意义；但BALF中的TNF－α对 RMPP则有一定预测作用，这可能与TNF－α和IL－17在病变部位产生协同作用有关。

  4.IL－10：IL－10水平也与RMPP发生密切相关，但研究结论尚不统一。IL－10作为抗炎因子，主要由Th2细胞和单核巨噬细胞产生，可抑 制T细胞的增殖和细胞因子的分泌，抑制细胞免疫。与此同时，IL－10可促进Th0细胞向Th2细胞的转化，诱导B淋巴细胞增殖分化，介导体液免疫。1项 对65例RMPP患儿及115例GMPP患儿的研究显示，血清IL－10可作为RMPP的预测因子，其AUC为0.751，当IL－10水平高于3.65 ng/L时可预测RMPP，此截断值的灵敏度为87.7％，特异度为46.9％。Zhang等对145例RMPP患儿及489例GMPP患儿的研究结果也 表明，血清IL－10水平对于RMPP患儿有预测作用，其AUC为0.722，但应将IL－10大于4.65 ng/L作为RMPP的预测指标，此截断值的特异度为61％，灵敏度为75.9％，而其Logistic回归分析表明，IL－10并非预测RMPP的独立 危险因素，IL－10的变化对预测RMPP有待进一步研究。而Ding等对SMPP的研究提出，由于患儿免疫系统发育尚不完善，不能有效释放IL－10等 抗炎因子调节和抑制炎症因子的分泌及活性，故随着病情的加重，IL－10的水平反而降低。

  5.IL－6：IL－6对于RMPP的预测价值尚需进一步探讨。当机体受到感染时，IL－6水平的升高早于C反应蛋白升高，其水平高低与病情严重程度 相关。IL－6可由B细胞、巨噬细胞、单核细胞、肝细胞等产生。IL－6作为内源性致热源及肝细胞刺激因子，可引起急性发热，在急性炎症反应中诱导肝脏合 成急性时相反应蛋白。同时，IL－6可促进Th2细胞分化，抑制Th1细胞极化，促进B细胞增殖分化产生抗体，其在调节Th17细胞和Tregs之间的平 衡中亦发挥着非常重要的作用。Zhang等对634例MPP患儿研究表明，RMPP患儿的血清IL－6水平显著高于GMPP患儿，IL－6可作为RMPP 预测的有效指标，其AUC为0.758，当IL－6大于14.75 ng/L时可预测RMPP，此截断值的灵敏度为83.5％，特异度为63.4％，在以此值为分界值，通过多因素Logistic回归分析显示，IL－6仍 是RMPP的独立危险因素，其比值比为2.314。而当研究对象为180例学龄期儿童时，由于相对年长的患儿免疫系统更加成熟，IL－6对RMPP的预测 性欠佳，AUC为0.682 。此外，1项对48例儿童的研究也证实，虽然RMPP患儿中血浆IL－6的水平较GMPP升高，但其差异无统计学意义；与此同时，RMPP患儿BALF中 IL－6水平虽较血浆中IL－6水平升高，但其尚不具有预测作用。

  6.新型细胞因子：RMPP往往可引起多种细胞因子激活，使机体产生过强的免疫反应，从而导致更严重的临床表现。除上述多项研究已证实的对RMPP有 预测作用的细胞因子外，IFN－γ、HMGB1 、IL－8也对RMPP具有一定程度的预测作用，但这些细胞因子的预测作用并未得到广泛共识，还需进一步探索。

  IFN－γ在MP感染早期防御反应中起着重要作用。其由活化T细胞、自然杀伤细胞以及自然杀伤T细胞产生，可促进Th1细胞发育及Th2细胞活化与增 殖，同时可通过调节主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）－Ⅰ和 MHC－Ⅱ类分子在单核巨噬细胞的表达，使其参与抗原提呈和特异性免疫的识别过程，进而清除MP。与NRMPP患儿相比，RMPP患儿急性期的IFN－γ 血清水平升高。Zhang等指出IFN－γ对急性期RMPP的预测性良好，AUC为0.739，当IFN－γ的截断值为29.05 ng/L时，其特异度为98.4％，灵敏度为46.2％，对其进行Logistic回归分析，其比值比为8.63，证实IFN－γ为RMPP的独立危险因 素。也有研究通过ROC曲线分析证实了IFN－γ可对急性期RMPP进行鉴别，其AUC为0.724，当IFN－γ为15.50 ng/L时，其特异度和灵敏度分别为84.6％和55.7％。但其Logistic回归分析指出IFN－γ并非RMPP发生的独立危险因素。尚缺乏对恢复 期RMPP患儿IFN－γ的高质量研究，IFN－γ对RMPP的预测意义尚需进一步验证。

  HMGB1是巨噬细胞和其他炎症细胞在先天性免疫反应过程中产生的一种细胞因子。既往研究表明，表面活性蛋白－A可通过调节HMGB1细胞因子活性抑 制MP诱导的树突细胞成熟，以尽量减少肺部炎症。Ding等  通过与IL－6水平和TNF－α水平比较，指出HMGB1对RMPP具有良好的鉴别诊断能力，其AUC为0.876，阈值为5.25×10－3，灵敏度为 83.3％，特异度为82.4％。由此可见，HMGB1可对RMPP起预测作用，但其诱导炎症反应的具体机制仍需进一步研究。MP附着于支气管上皮细胞 上，诱导IL－8的释放，进而驱动中性粒细胞的募集和活化，从而有效地清除病原体。同时，IL－17与TNF－α的协同作用可诱导人气道上皮细胞产生 IL－8。Fan等报道，RMPP患儿急性期BALF 中IL－8水平显著升高，IL－8可能成为RMPP的良好预测因子。

  一些细胞因子的单独或联合使用，也可能是预测 RMPP发生发展的潜在生物标志物，如重组人趋化因子（macrophage inflammatory protein－1 alpha，MIP－1α/CCL3）、CC类趋化因子配体（C－C motif chemokine ligand，CCL）11和CXC趋化因子配体（C－X－C motif chemokine ligand，CXCL）10。既往研究证实抑制CCL3可增强感染后期促炎T细胞的募集，导致疾病加重。CCL11的功能是募集并动员嗜酸性粒细胞至 肺，引起与哮喘相关的气道高反应性。CXCL10在感染的发生发展过程中发挥促进作用。Lee等研究表明，RMPP患儿较NRMPP患儿血浆CXCL10 的水平高，血浆CCL3和CCL11的水平低，其单独或联合检测对于RMPP的预测可能具有重要意义。

  综上所述，RMPP患儿常伴有明显的全身炎症反应，故多种细胞因子水平与普通患儿存在差异，随着病情不断变化，体内细胞因子改变对于RMPP具有预测 作用。多数研究报道血清IL－17、IL－18、TNF－α、IL－10、IL－6对预测RMPP有意义。由于局部反应强烈，研究多显示BALF中细胞因 子改变对预测更具意义，准确的检测对于早期预测疾病严重度及提供相应治疗有重要参考价值。但因细胞因子测定价格相对较高，一定程度上限制了其在临床的广泛 探索和应用。关于细胞因子对RMPP的预测仍有很多需进一步探讨的内容，如对于细胞因子预测RMPP尚缺少统一指标，且其具体免疫机制仍不十分清楚等。另 外，患儿免疫系统发育情况及患病时间可能影响细胞因子对于预测RMPP的具体数值，在未来研究中需考虑患儿年龄及采样时间，从而使细胞因子预测RMPP更 精确，更具参考价值。