社区获得性呼吸窘迫综合征毒素与肺炎支原体关系研究进展_宁静

中国实用儿科杂志2015年3月第30卷第3期

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综

文章编号：1005-2224（2015）03-0233-05DOI：10.7504/ek2015030620

述

社区获得性呼吸窘迫综合征毒素与肺炎支原体关系研究进展

宁

静，郭

伟，徐勇胜

文献标志码：A

中图分类号：Ｒ72

关键词：肺炎支原体；社区获得性呼吸窘迫综合征毒素；炎症；哮喘；诊断

Keywords：mycoplasmapneumoniae；community-acquiredrespiratorydistresssyndrometoxin；inflammation；asthma；diagnosis

支原体（mycoplasma，MP）是能够自我复制的最小原核生物，生物学分类中属于细菌界硬壁菌门柔膜体纲。支原体的命名来源于希腊语中的霉菌（mykes）和浆液（plasma），因此，有些文献也称之为“霉浆菌”。分析16S核糖体RNA序列发现，支原体非常接近乳酸杆菌与梭状芽胞杆菌［1］。肺炎支原体（mycoplasmapneumonia，MP）属于支原体属，是社区获得性呼吸道感染的常见病原体。其引起的肺外表现，如脑炎、心肌炎、肝炎，及其与儿童哮喘之间的关系越来越受到临床医生的关注。1

MP致病机制的研究

通常认为MP感染的临床过程与宿主免疫和炎症应答有关［2］。MP先与呼吸道上皮细胞的粘附，进而导致纤毛运动停滞，上皮细胞损伤；MP的代谢产物之一——过氧化氢，是重要致病因子，可造成呼吸道上皮细胞损伤，纤毛运动减弱、停滞乃至纤毛脱落、消失；MP感染后，导致大量促炎因子释放并产生急性炎症反应；MP的膜抗原及胞浆抗原具有抗原性，刺激机体产生自身抗体，从而引发多种肺外损伤。

由于MP生长缓慢，对培养技术要求苛刻，因此关于MP损伤宿主细胞的作用机制还不完全清楚［3］。有学者根据MP相关的神经系统表现，将其

作者单位：天津市儿童医院呼吸科，天津300000通讯作者：徐勇胜，电子信箱：tianjinnj@http://doc.guandang.net

致病方式分为三类：直接损伤，免疫相关损伤和血管损伤［4］。不过，MP属于非典型细菌病原，与之相关的疾病谱早已为临床医生所熟知，却没有发现任何毒力因子与这些临床症候群相关；某些物质的代谢，如过氧化氢、甘油，可能与MP的致病能力相关［5-6］，但这些物质本身并不具备典型的毒素样特征，其代谢过程的变化也可能是一种结果，而非致病的原因。2

社区获得性呼吸窘迫综合征毒素的致病作用组织病理学发现，MP感染的气管组织具有大分子物质合成降低、纤毛运动停滞和细胞质液泡等特征，这些现象逐步进展，出现细胞空泡化和畸变，从而导致细胞崩解死亡［7］。这种组织学改变与某些细菌毒素造成的细胞损伤类似，由此推测，可能存在着某些与MP感染相关的未知因素造成了细胞病变效应，或者说，尚有未知的、MP相关的“毒性因子”造成宿主细胞功能障碍和病理改变。

MP黏附于呼吸道上皮细胞是与致病能力相

关的重要过程［8］。近年研究发现，MP与宿主细胞的黏附过程中，表面活性蛋白A（SP-A）起到一个“诱饵”（biat）作用，经亲和层析法分析，与SP-A连

接的是一种分子质量为68ku的蛋白，该蛋白经序列分析被命名为MPN372，并在随后的研究中证实具有酶活性［9］。这种蛋白的结构模式类似细菌的A-B毒素，例如百日咳毒素（pertussistoxin，PTX）、

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ChineseJournalofPracticalPediatricsMar.2015Vol.30No.3

霍乱毒素、白喉毒素、假单胞菌外毒素A、大肠埃希菌不耐热肠毒素，A-B毒素是按照结构和功能命名的，包括两个部分，其中A部分具有酶活性，B部分则与靶细胞连接，两部分之间依靠二硫键连接，可被酶切开。进一步的研究证实MPN372是一种ADP核糖基转移酶（ADP-ribosyltransferase，ART），并将其命名为社区获得性呼吸窘迫综合征

［10］drometoxin，CARDSTX）。除了在MP的不同菌

细胞需要适宜的温度，在4～37℃范围内，内化速度与温度呈正比，也与时间呈正比。

CARDSTX进入细胞后，靶细胞的空泡化开始

发生。与MP感染的细胞学变化相同，CARDSTX介导的空泡产生于细胞核周围，随后扩大、融合，最后导致细胞死亡，这种细胞空泡化现象也见于其他具有ART活性的毒素，如VacA（幽门螺杆菌）

［10，18-19］

和VCVF（大肠埃希菌）。对细胞空泡中Rab

毒素（communityacquiredrespiratorydistresssyn 株中可以检出CARDSTX，支原体属中的其他微生物也发现了类似CARDSTX的ART［11-12］。ADP核糖基化反应，即将尼克酰胺腺嘌呤二核苷定氨基酸，并释放烟酰胺的过程。这种反应通过改变蛋白质翻译后的修饰过程影响靶细胞代谢，从而造成靶细胞大分子物质合成功能障碍，破坏细胞稳态，最终导致细胞死亡［13］。百日咳杆菌、霍乱弧菌、白喉杆菌以及其他革兰染色阴性杆菌的致病作用都涉及该反应。CARDSTX的三个基序与细菌ART类似；ART必需的功能域或氨基酸位点，如谷氨酸催化酶活性位点、NAD-结合位点结构所需的丝氨酸-苏氨酸-丝氨酸（STS）序列、NAD与ARTs结合所必需的保守精氨酸残基等，都可以在CARDSTX序列中找到相应位置［10］。使用CARDSTX处理CHO细胞和HEP-2细胞的研究发TX处理细胞后，则无相应的ADP-核糖基化蛋白出

多数细菌的A-B毒素都含有ART，催化单

蛋白分析发现，CARDSTX内化后，其介导的空泡源自囊泡运输（Vesicletransport）系统，CARDSTX处理后的细胞空泡化现象反映了细胞内运输系统出现异常，由于囊泡运输涉及细胞器的组成与特定的细胞功能，如细胞代谢和信号转导；囊泡的内含物可参与大分子物质如蛋白质、脂类的降解和剪切，其功能异常必然导致多种细胞器发生功能紊乱，导致细胞死亡［20-22］。

CARDSTX的表达受到严格调控，环境因素

酸（NAD）的ADP-核糖基团转移至靶蛋白上的特

影响其转录和翻译，并与疾病严重程度相关［23］。MP在SP-4肉汤培养基生长时，在早期指数增长阶段，CARDSTX的mRNA表达水平最高，至对数增长阶段中晚期急剧下降；指数成长中期，7%～10%的CARDSTX位于支原体细胞膜，而没有同，MP触哺乳动物细胞后，CARDSTX的mRNA表

CARDSTX释放到培养基中。而体内实验与之不达明显增加，分化正常的人类支气管上皮细胞感染MP更容易检测到CARDSTX。对MP感染者急性期和恢复期血清CARDSTX抗体分析发现［11］，临床症状出现时的急性期血清表现出温和的反应，在14d和28d的血清显示CARDS-TX抗体阳转；而作为对照的健康人的血清仅有非常低的CARDSTX抗体反应，这也说明CARDSTX在人类积累的过程提示CARDSTX是一个真正的、具有致病力的毒力因子［10］。3

社区获得性呼吸窘迫综合征毒素在MP感染中CARDSTX的发现，可以解释诸多MP感染的MP感染中具有致病力和免疫原性，其体内合成与

现，经CARDSTX处理后，细胞提取液均出现相应的ADP-核糖基化蛋白，而使用热灭活的CARDS现［10］；将靶细胞先与CARDSTX孵育后，再次使用CARDSTX处理靶细胞，由于相应ADP-核糖基化由此证实CARDSTX具有真正的ART活性。同时，使用CARDSTX处理狒狒的气管环组织，也可以观察到纤毛运动降低、细胞水肿，胞质空泡化、细胞染色质边集、细胞核肿大、核固缩等广泛而连续的细胞学变化，该变化既是时间依赖和也是剂量依赖的［10］。这种细胞损伤、变性和死亡的连续进

14］

程与MP感染造成的的组织病理学改变一致［10，。

蛋白已被调控，则不再受随后的CARDSTX影响，

的作用

似［15-17］。即以浓度依赖性方式结合到哺乳动物细胞上，采用网格蛋 …… 此处隐藏：9334字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……