菲氏軍團(tuán)菌引起炎癥性疾病機(jī)制的研究進(jìn)展

趙 茗，謝立新(綜述)，王常樂(審校)

(1.河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院骨與軟組織腫瘤科，河北 石家莊 050051；2. 河北醫(yī)科大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050017；3.河北醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病原生物學(xué)教研室，河北 石家莊 050017)

菲氏軍團(tuán)菌是軍團(tuán)菌屬家族中的主要病原體之一，可感染人體呼吸系統(tǒng)并引起炎癥性疾病[1]。已有報(bào)道顯示，人體吸入被菲氏軍團(tuán)菌污染的氣溶膠或濕潤空氣后，可引起高熱、咳嗽、寒戰(zhàn)、肌痛、胸痛、惡心嘔吐等臨床癥狀[1-2]，但對(duì)其引起疾病的機(jī)制尚未充分了解與認(rèn)識(shí)。因此，本綜述結(jié)合已發(fā)表的相關(guān)研究，圍繞菲氏軍團(tuán)菌的主要致病因子特征、菲氏軍團(tuán)菌致病因子與其誘導(dǎo)宿主免疫反應(yīng)，以及菲氏軍團(tuán)菌感染、免疫反應(yīng)與炎癥性疾病三者之間的關(guān)系等內(nèi)容，對(duì)該菌引起炎癥性疾病的致病機(jī)制進(jìn)行初步分析與探討。

1 菲氏軍團(tuán)菌及其主要致病因子特征

菲氏軍團(tuán)菌是革蘭陰性桿菌，屬非嗜肺軍團(tuán)菌。目前，國內(nèi)外關(guān)于菲氏軍團(tuán)菌的研究尚處于起步階段，其危害尚不容小覷。因其血清1群(ATCC 35072，龐提阿克熱菲氏軍團(tuán)菌，Legionella feeleii Pontiac fever,LfPF)1981年在加拿大自動(dòng)汽車工廠導(dǎo)致大規(guī)模龐提阿克熱(Pontiac fever)爆發(fā)而首次被報(bào)道并引發(fā)廣泛關(guān)注[3-4]。此外，LfPF也曾被報(bào)道出感染2例免疫功能缺陷患者，引起二者肺炎并導(dǎo)致其中1例患者死亡[1,5]。相繼，菲氏血清2群軍團(tuán)菌(ATCC 35849，軍團(tuán)病菲氏軍團(tuán)菌，L. feeleii Legionnaires′ disease,LfLD)同樣在臨床多次被證實(shí)能夠引起人體軍團(tuán)病(Legionnaires′ disease)并導(dǎo)致死亡[1,4]。目前，菲氏軍團(tuán)菌引起龐提阿克熱或軍團(tuán)病的致病機(jī)制尚未闡明，對(duì)其生物學(xué)特性與毒力因子性狀的研究也多為觀測性實(shí)驗(yàn)結(jié)果。研究報(bào)道，將細(xì)菌濃度為109/mL菲氏軍團(tuán)菌液注射至豚鼠體內(nèi)，該菌能夠表現(xiàn)出對(duì)宿主動(dòng)物的致死能力。然而，當(dāng)其被暴露在一系列導(dǎo)致細(xì)菌毒力因子活性減弱的不利因素后，豚鼠不再死亡[1]?；谝寻l(fā)表菲氏軍團(tuán)菌致病因子的研究報(bào)道，對(duì)菲氏軍團(tuán)菌宿主細(xì)胞內(nèi)增殖、鞭毛及其毒力特性、胞內(nèi)多糖物質(zhì)等主要致病因子特征進(jìn)行闡述與分析。

1.1宿主細(xì)胞內(nèi)增殖 軍團(tuán)菌屬胞內(nèi)寄生菌，能夠在不同宿主細(xì)胞內(nèi)生長繁殖，不同種類的軍團(tuán)菌種表現(xiàn)出在哺乳動(dòng)物巨噬細(xì)胞、上皮細(xì)胞及阿米巴原蟲內(nèi)不同的增殖能力[5]。其中，嗜肺軍團(tuán)菌、菲氏軍團(tuán)菌、橡樹嶺軍團(tuán)菌、杜莫軍團(tuán)菌、博杰曼軍團(tuán)菌及約旦軍團(tuán)菌在宿主細(xì)胞質(zhì)內(nèi)增殖時(shí)，可形成不同形態(tài)的胞內(nèi)菌落[1]。

Dot/Icm IVB型分泌系統(tǒng)(type IVB secretion system)存在于軍團(tuán)菌屬中的不同菌種內(nèi)[6-7]，能夠調(diào)節(jié)并轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)菌毒性蛋白或DNA至宿主細(xì)胞質(zhì)，從而增強(qiáng)軍團(tuán)菌的致病效應(yīng)。但當(dāng)該系統(tǒng)中的dotA基因缺失時(shí)，軍團(tuán)菌喪失胞內(nèi)增殖及致病能力[8-9]。已發(fā)表研究顯示：嗜肺軍團(tuán)菌可利用鞭毛、外膜蛋白等結(jié)構(gòu)物質(zhì)，侵襲宿主細(xì)胞[10]。被宿主細(xì)胞膜包裹后，可在胞質(zhì)中形成含軍團(tuán)菌的囊泡樣吞噬小體(Legionella-containing vacuole,LCV)[9]。LCV中的嗜肺軍團(tuán)菌可利用Dot/Icm IVB型分泌系統(tǒng)將其合成的約330多個(gè)毒力因子(效應(yīng)蛋白)轉(zhuǎn)運(yùn)至宿主細(xì)胞內(nèi)，這些效應(yīng)蛋白間彼此分工協(xié)作，調(diào)節(jié)宿主細(xì)胞信號(hào)通路，共同影響著LCV在細(xì)胞質(zhì)中的運(yùn)輸[9,11]。

Qiu等[9]在其綜述中指出，嗜肺軍團(tuán)菌可將其合成的LidA、SidD、SidE、SidM、LepB、RalF等效應(yīng)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)至LCV表面，繼而募集在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)參與細(xì)胞囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)的宿主Sec22b蛋白、調(diào)節(jié)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體GTPase家族中的Rab1酶和Arf1蛋白，以及宿主自噬蛋白Atg7、Atg8，并固定這些宿主蛋白在LCV表面，將LCV加工成類似于宿主細(xì)胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。再被核糖體進(jìn)一步修飾后，進(jìn)而躲避宿主細(xì)胞溶酶體降解，使得嗜肺軍團(tuán)菌在LCV中大量生長繁殖，最終，破壞宿主細(xì)胞膜，繼而開始新一輪感染[2,9,11]。Weber等[12]研究證實(shí)，與野生型嗜肺軍團(tuán)菌相比，dotA基因缺陷型菌株在感染哺乳動(dòng)物類巨噬細(xì)胞后，不能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)增殖，且不可有效募集Sec22蛋白及Rab1酶[12-13]。由此可知，LCV在效應(yīng)蛋白的作用下，在宿主胞漿內(nèi)被修飾成更近似于細(xì)胞原有細(xì)胞器的囊泡樣結(jié)構(gòu)，從而逃避免疫系統(tǒng)監(jiān)視，避免包含嗜肺軍團(tuán)菌的吞噬小體被宿主細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)并融合至溶酶體，以便細(xì)菌在胞質(zhì)內(nèi)存活與繁殖。

菲氏軍團(tuán)菌同樣可在人體肺部巨噬細(xì)胞和阿米巴原蟲中生長繁殖，并顯示出較強(qiáng)的增殖能力。已有研究證實(shí)，在37 ℃環(huán)境中，LfPF和LfLD能夠在U937人源、J774鼠源巨噬細(xì)胞系、A549、HeLa上皮細(xì)胞系、及卡式棘阿米巴原蟲內(nèi)生長增殖[3-5]。然而，菲氏軍團(tuán)菌在宿主細(xì)胞內(nèi)的增殖機(jī)制尚未解析與闡明，該菌是否同樣可利用Dot/Icm IVB型分泌系統(tǒng)將其分泌的毒力因子轉(zhuǎn)運(yùn)至LCV表面，通過募集宿主蛋白將LCV修飾，從而逃避被宿主免疫系統(tǒng)清除尚需進(jìn)一步研究與證實(shí)。作為菲氏軍團(tuán)菌的重要致病因子特征之一，其在宿主細(xì)胞內(nèi)增殖的詳細(xì)機(jī)制，仍需進(jìn)一步研究與證實(shí)。尤其深入探究與解析該菌的Dot/Icm IVB型分泌系統(tǒng)，或能為全面認(rèn)識(shí)其致病特征提供有效幫助。

1.2鞭毛及其毒力特性 鞭毛是細(xì)菌的附屬結(jié)構(gòu)，主要由基礎(chǔ)小體、鉤狀體、及絲狀體三部分構(gòu)成[14]。細(xì)菌在其胞質(zhì)內(nèi)形成鞭毛的過程中，一種類似Ⅲ型分泌系統(tǒng)的特殊蛋白輸出裝置發(fā)揮著關(guān)鍵作用，能夠?qū)⒈廾^狀體和絲狀體結(jié)構(gòu)蛋白運(yùn)送至菌體細(xì)胞外[10,14]。一般來說，鞭毛可幫助細(xì)菌躲避不利的自然環(huán)境條件，調(diào)節(jié)趨化細(xì)菌向營養(yǎng)豐富及有利生存的地域，同時(shí)提高細(xì)菌的毒力及致病特性[1,10]。已有文獻(xiàn)證實(shí)鞭毛與細(xì)菌的毒力相關(guān)，即其有助于病原體對(duì)人類上皮細(xì)胞的黏附，以及提高對(duì)小鼠MODE-K、Cl11、和CRL-2947上皮細(xì)胞系的侵入能力[15]。

軍團(tuán)菌屬中的大多數(shù)病原體都可將鞭毛作為其引起宿主疾病的武器。研究證實(shí)，flaA基因編碼的FlaA蛋白是能夠影響軍團(tuán)菌致病效應(yīng)的重要毒力因子之一[16-17]。flaA基因缺陷型軍團(tuán)菌株顯著降低其對(duì)真核細(xì)胞的感染能力。已發(fā)表研究結(jié)果顯示，將LfLD培養(yǎng)在固體培養(yǎng)基于25 ℃和30 ℃環(huán)境中，負(fù)染法電子顯微鏡下可觀察到該菌呈平滑波浪狀的單極鞭毛。然而，將LfPF置于相同培養(yǎng)條件下，卻無鞭毛產(chǎn)生[4]。Appelt等[10]研究報(bào)道，Western blot分析FlaA蛋白在菲氏軍團(tuán)菌 ATCC 35849(LfLD)中呈陽性，但在菲氏軍團(tuán)菌ATCC 35072(LfPF)中呈陰性。此外，在電子顯微鏡觀察中同樣發(fā)現(xiàn)菲氏軍團(tuán)菌 ATCC 35849(LfLD)具有鞭毛結(jié)構(gòu)?；谏鲜鰠^(qū)別，相對(duì)比于LfPF，鞭毛能夠增強(qiáng)LfLD對(duì)宿主上皮細(xì)胞的侵襲能力，同時(shí)促進(jìn)人和小鼠巨噬細(xì)胞對(duì)LfLD的內(nèi)在化，即相同數(shù)目LfPF與LfLD感染宿主細(xì)胞，LfLD進(jìn)入宿主細(xì)胞質(zhì)(LCV內(nèi))數(shù)量多于LfPF[1,4]。

雖然鞭毛已被證實(shí)在促進(jìn)LfLD進(jìn)入宿主細(xì)胞中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，但將該菌培養(yǎng)在25 ℃和37 ℃環(huán)境后，卻發(fā)現(xiàn)其在不同的溫度中形成不同形態(tài)的鞭毛[4]。Wang等[4]推測LfLD被培養(yǎng)在較高溫度后，其鞭毛蛋白在菌體外的結(jié)構(gòu)排列與正常相比可能存在一定差異。同時(shí)，其在研究中同樣證實(shí)，電鏡下觀察分別在不同溫度中培養(yǎng)的LfLD和嗜肺軍團(tuán)菌JR32菌株的鞭毛，25 ℃數(shù)量最多，30 ℃居中，37 ℃最少[4]。

鞭毛蛋白作為細(xì)菌重要致病毒力因子之一，能夠引起宿主細(xì)胞病變和誘導(dǎo)細(xì)胞因子釋放。研究報(bào)道顯示，兩株運(yùn)動(dòng)陽性的野生型軍團(tuán)菌中分離純化的鞭毛蛋白，可引發(fā)宿主細(xì)胞死亡并誘導(dǎo)白細(xì)胞介素1β炎性細(xì)胞因子釋放，但當(dāng)這2株細(xì)菌直接感染宿主細(xì)胞時(shí)卻無該現(xiàn)象的發(fā)生[1]。在嗜肺軍團(tuán)菌中，flaA基因缺陷型菌株在誘導(dǎo)小鼠骨髓源性巨噬細(xì)胞死亡方面有明顯缺陷[16-17]。菲氏軍團(tuán)菌的相關(guān)研究報(bào)道中也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，鞭毛陽性LfLD比鞭毛陰性LfPF對(duì)宿主細(xì)胞表現(xiàn)出更為強(qiáng)烈的致病特性，引起大約70%人源或93%鼠源巨噬細(xì)胞死亡[4]。雖然鞭毛能夠增強(qiáng)細(xì)菌的毒力效應(yīng)，但LfPF和LfLD均能夠在人源宿主細(xì)胞中生長繁殖，并表現(xiàn)出較強(qiáng)的胞內(nèi)增殖能力[4]。因此，鞭毛的有無不會(huì)影響菲氏軍團(tuán)菌在宿主細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的繁殖。雖然LfLD和嗜肺軍團(tuán)菌JR32菌株均具有鞭毛，但LfLD在感染宿主細(xì)胞初始階段表現(xiàn)出比嗜肺軍團(tuán)菌JR32菌株更易被宿主細(xì)胞內(nèi)在化[4]。因此推斷，LfLD可能攜帶或編碼一些嗜肺軍團(tuán)菌不具表達(dá)的毒力蛋白，可增強(qiáng)其侵入宿主細(xì)胞的效應(yīng)，但其更易被宿主細(xì)胞內(nèi)在化的具體原因尚需進(jìn)一步探究與證實(shí)。

鞭毛作為菲氏軍團(tuán)菌目前較為了解的致病因子，尤以對(duì)比LfPF與LfLD的毒力特征之后，其在增強(qiáng)菲氏軍團(tuán)菌侵襲宿主細(xì)胞及誘導(dǎo)宿主細(xì)胞死亡等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，但其毒力特征的詳細(xì)作用機(jī)制仍需深層次研究與闡明。

1.3胞外多糖(exopolysaccharide，EPS)物質(zhì) 革蘭陰性菌能夠分泌EPS物質(zhì)。EPS可增強(qiáng)細(xì)菌對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的獲取，促使菌體黏附在物體表面，并保護(hù)細(xì)菌不受外界環(huán)境中有害物質(zhì)的傷害[18]。EPS物質(zhì)通常以莢膜或黏液的方式釋放至菌體外，是許多細(xì)菌共有的現(xiàn)象。這類物質(zhì)不僅可改變菌落的透明度和形態(tài)，還可以增強(qiáng)細(xì)菌的致病性，諸如增強(qiáng)創(chuàng)傷弧菌抵抗小鼠血液清除的能力，提升銅綠假單胞菌對(duì)囊性纖維化患者肺炎的發(fā)病率和致死率[1]。

菲氏軍團(tuán)菌ATCC 35072(LfPF)可分泌EPS類物質(zhì)，該類物質(zhì)被認(rèn)為是決定其菌落變異的重要原因[5]。研究發(fā)現(xiàn)，將LfPF培養(yǎng)在緩沖液-活性炭-酵母提取物瓊脂平板后，可分離出兩種不同類型的菌落，尤以顏色、透明度和菌落形態(tài)等方面顯示出較大差異。其中，一種為白色粗糙型，另一種為棕色半透明型。兩種菌落與另一株菲氏軍團(tuán)菌(ATCC 35849，LfLD)的菌落相對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，白色粗糙型菌落是菲氏軍團(tuán)菌形成的新型菌落。透射電子顯微鏡下觀察形成兩種不同菌落的細(xì)菌顯示，白色粗糙型菌落菲氏軍團(tuán)菌(white rugose L. feeleii，WRLf)的周圍可見能夠被釕紅染色的胞外多糖，即WRLf可向菌體外周釋放EPS類物質(zhì)。但在棕色半透明型菌落菲氏軍團(tuán)菌(brown translucent L. feeleii，BTLf)的周圍沒有該物質(zhì)的存在。

EPS類物質(zhì)的有無對(duì)WRLf和BTLf毒力性狀的影響，在經(jīng)過一系列相關(guān)試驗(yàn)研究中逐步獲得證實(shí)：該物質(zhì)可抵抗人類血清殺菌作用，同時(shí)在增強(qiáng)人源巨噬細(xì)胞、上皮細(xì)胞對(duì)WRLf的內(nèi)在化發(fā)揮重要作用，即相同數(shù)目WRLf和BTLf感染宿主細(xì)胞后，WRLf侵入細(xì)胞質(zhì)(LCV內(nèi))的數(shù)量多于BTLf[5]。動(dòng)物體內(nèi)感染實(shí)驗(yàn)同樣對(duì)EPS類物質(zhì)的致病性作出了研究與分析。文獻(xiàn)顯示，ddY小鼠經(jīng)鼻腔內(nèi)接種WRLf和BTLf細(xì)菌懸液，并在感染24 h和48 h后將其處死。將被WRLf和BTLf感染的小鼠肺臟分離取出，經(jīng)制成組織勻漿液涂在BCYE平板后，兩種細(xì)菌菌落的數(shù)量均少于實(shí)驗(yàn)初始小鼠鼻腔注射細(xì)菌量。這些研究結(jié)果表明EPS類物質(zhì)的致病性或不足以導(dǎo)致ddY小鼠患病及死亡[1]。作為模擬人類被病原體感染的模型，3周齡豚鼠被WRLf和BTLf感染后，體溫均有明顯升高，但BTLf 和WRLf 分別使得豚鼠體溫在感染24 h和48 h后達(dá)到頂峰[5]。

上述研究首次報(bào)道EPS類物質(zhì)或是引起菲氏軍團(tuán)菌(LfPF)產(chǎn)生不同類型菌落變異現(xiàn)象的原因，同時(shí)提示W(wǎng)RLf和BTLf對(duì)豚鼠有不同的致熱作用。但作為菲氏軍團(tuán)菌的重要致病因子之一，EPS類物質(zhì)在增強(qiáng)該菌對(duì)宿主細(xì)胞的侵襲以及抵抗人類血清殺菌作用的詳細(xì)機(jī)制尚需深入解析與闡釋。

2 菲氏軍團(tuán)菌致病因子與誘導(dǎo)宿主免疫反應(yīng)

人體固有免疫系統(tǒng)在監(jiān)測細(xì)菌入侵和感染機(jī)體方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，同時(shí)對(duì)啟動(dòng)、調(diào)節(jié)宿主適應(yīng)性免疫應(yīng)答，協(xié)同效應(yīng)T細(xì)胞和抗體發(fā)揮免疫效應(yīng)具有重要作用[19-21]。病原體感染人體后，其致病因子可被巨噬細(xì)胞、上皮細(xì)胞表面受體蛋白識(shí)別，觸發(fā)宿主細(xì)胞免疫反應(yīng)，誘導(dǎo)炎性細(xì)胞因子釋放及宿主細(xì)胞死亡,從而限制并清除病原體的進(jìn)一步感染，發(fā)揮保護(hù)宿主的作用(圖1)[22]。因此，固有免疫系統(tǒng)是人體防御病原體侵襲與感染的第一道防線[21]。已有研究證實(shí)，細(xì)菌鞭毛蛋白被宿主NLRC4或NAIP5受體識(shí)別后，觸發(fā)一系列細(xì)胞內(nèi)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，引起白細(xì)胞介素1β、白細(xì)胞介素18炎性細(xì)胞因子釋放及小鼠骨髓巨噬細(xì)胞焦亡[19,22-25]。其它研究表明，該致病蛋白也可被連接到TLR5受體，通過激活TLR5-MyD88-核因子κB途徑誘導(dǎo)人巨噬或上皮細(xì)胞中白細(xì)胞介素6和白細(xì)胞介素8等炎性因子釋放[20]。

鞭毛作為菲氏軍團(tuán)菌的主要致病因子之一，其外部是由具有致病性的絲狀鞭毛蛋白組成[1,4]。相對(duì)比無鞭毛的LfPF來說，LfLD感染U937、A549人源細(xì)胞系后，可誘導(dǎo)宿主細(xì)胞釋放大量白細(xì)胞介素6和白細(xì)胞介素8[4]，但其感染宿主細(xì)胞刺激炎性因子釋放的途徑尚未闡明。深入研究菲氏軍團(tuán)菌的致病因子與其誘導(dǎo)的宿主免疫反應(yīng)，尤以探究其在感染宿主后，誘導(dǎo)機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)其識(shí)別及釋放炎性蛋白信號(hào)等的機(jī)制與通路，或?yàn)樯钊虢馕鲈摼鹑梭w呼吸系統(tǒng)炎癥性疾病的致病機(jī)制提供可靠實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

3 菲氏軍團(tuán)菌感染、免疫反應(yīng)與炎癥性疾病

菲氏軍團(tuán)菌感染人體后可引起呼吸系統(tǒng)炎癥性疾病，即軍團(tuán)菌病?；诒疚纳鲜鲆严到y(tǒng)闡述的菲氏軍團(tuán)菌致病因子，及感染宿主后其致病因子誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生的免疫應(yīng)答反應(yīng)，菲氏軍團(tuán)菌、免疫反應(yīng)與炎癥性疾病三者之間的關(guān)系或?yàn)椋悍剖宪妶F(tuán)菌感染宿主細(xì)胞后，其致病因子導(dǎo)致宿主細(xì)胞死亡、組織損傷，激活宿主免疫應(yīng)答對(duì)其清除，導(dǎo)致炎癥性疾病的發(fā)生。且當(dāng)不同血清群菲氏軍團(tuán)菌表達(dá)毒力更強(qiáng)致病因子時(shí)(例如LfLD攜帶鞭毛)，又可刺激宿主細(xì)胞釋放過量炎性細(xì)胞因子，進(jìn)而加劇宿主炎癥性疾病的發(fā)展(圖1)。

圖1 菲氏軍團(tuán)菌感染、宿主免疫反應(yīng)及炎癥性疾病間的相互關(guān)系

3.1炎癥性疾病種類 軍團(tuán)菌病主要包含兩種不同的臨床類型。一種為輕微的，自限性流感樣疾病，稱為龐提阿克熱；另一種是致死性，非典型社區(qū)獲得性肺炎，稱為軍團(tuán)病[1]。龐提阿克熱的潛伏期和病程均較為短暫，無肺炎癥狀，病死率為零。文獻(xiàn)報(bào)道，嗜肺軍團(tuán)菌、米克戴德軍團(tuán)菌、阿尼沙軍團(tuán)菌、菲氏軍團(tuán)菌、長灘軍團(tuán)菌和馬塞切尼軍團(tuán)菌可引起人類龐提阿克熱[4,10]。龐提阿克熱的病程雖表現(xiàn)劇烈且侵襲率高，但直到現(xiàn)在，還沒有從龐提阿克熱患者體內(nèi)分離出軍團(tuán)菌的臨床報(bào)道。

軍團(tuán)病是一種致命性社區(qū)獲得性肺炎(community-acquired pneumonia，CAP)，1976年美國退伍軍人協(xié)會(huì)成員間首次引起大規(guī)模爆發(fā)[1,2,9]。軍團(tuán)病的潛伏時(shí)間較長，侵襲率低于龐提阿克熱，患者如未及時(shí)接受有效治療，病死率可從10%升至27%。嗜肺軍團(tuán)菌是引起軍團(tuán)病的主要病原體，占據(jù)臨床病例中的90%以上，隨后是長灘、波茲曼、米克戴德、杜莫氏、菲氏、沃氏、阿尼沙軍團(tuán)菌[1-2]。2015年，紐約市爆發(fā)軍團(tuán)病，導(dǎo)致138例患病，16例死亡[26]。已有文獻(xiàn)報(bào)道均提到，軍團(tuán)病可不經(jīng)人與人之間傳播[9,27]。然而，2016年葡萄牙一則臨床案例首次強(qiáng)有力證實(shí)軍團(tuán)病可通過人-人之間傳播[28]。因此，基于上述已有報(bào)道，菲氏軍團(tuán)菌可引起人體龐提阿克熱和軍團(tuán)病兩種呼吸系統(tǒng)炎癥性疾病。

3.2炎癥性疾病致病機(jī)制 軍團(tuán)菌屬引起人體軍團(tuán)菌病的致病機(jī)制尚需進(jìn)一步解析與闡明。已發(fā)表文獻(xiàn)顯示，嗜肺軍團(tuán)菌引起龐提阿克熱的原因可能為該菌在人體內(nèi)釋放的毒素，或感染人體呼吸系統(tǒng)后，其致病因子引起機(jī)體強(qiáng)烈免疫反應(yīng)所致[1]。阿尼沙軍團(tuán)菌感染人體引起龐提阿克熱的案例分析顯示，該菌在人源吞噬細(xì)胞中的增殖缺陷或?yàn)閷?dǎo)致龐提阿克熱發(fā)生發(fā)展的重要原因[1]。然而，基于目前研究現(xiàn)狀，LfPF表現(xiàn)出與上述兩種軍團(tuán)菌引起龐提阿克熱的不同方式。LfPF致病因子的毒力效應(yīng)弱于嗜肺軍團(tuán)菌，且形成一種新型菌落，但其可在宿主細(xì)胞內(nèi)生長繁殖并表現(xiàn)出較強(qiáng)增殖能力[4-5]。雖然LfPF感染宿主細(xì)胞后，其誘導(dǎo)細(xì)胞因子釋放與細(xì)胞死亡的能力弱于LfLD，但同樣可導(dǎo)致白細(xì)胞介素6及白細(xì)胞介素8炎性細(xì)胞因子釋放及人源宿主細(xì)胞死亡[4]。此外，EPS類物質(zhì)也曾被懷疑可能與菲氏軍團(tuán)菌引起龐提阿克熱有關(guān)，但被WRLf和BTLf感染的豚鼠都出現(xiàn)高熱癥狀[5]，提示EPS類物質(zhì)可能不是引起龐提阿克熱疾病的必要因素。龐提阿克熱患者無肺部感染癥狀且該病屬自限性疾病，或與LfPF不具鞭毛且其致病性相對(duì)較弱有關(guān)，同時(shí)也可闡釋該病原體不會(huì)像LfLD引起健康人群較為嚴(yán)重的炎癥性疾病。因此，LfPF引起龐提阿克熱的發(fā)病機(jī)制可能歸因于其在人肺巨噬細(xì)胞、上皮細(xì)胞中的胞內(nèi)增殖，以及感染人體后引起的宿主免疫反應(yīng)，但LfPF誘導(dǎo)宿主免疫應(yīng)答的機(jī)制與具體過程尚需解釋闡明。

已有文獻(xiàn)推測，LfLD或可分泌一些蛋白酶類物質(zhì)，繼而能夠破壞宿主肺部組織并引起肺部炎癥反應(yīng)[4]。因此，Wang等[1]將LfPF、LfLD和嗜肺軍團(tuán)菌JR32菌株培養(yǎng)在含1%脫脂牛乳瓊脂平板，放置于37 ℃環(huán)境。結(jié)果顯示，除嗜肺軍團(tuán)菌JR32菌株外，LfPF和LfLD均不能分解脫脂牛乳中的蛋白質(zhì)，提示兩種菲氏軍團(tuán)菌或在分泌外切蛋白酶方面存在缺陷。炎性細(xì)胞因子的分泌對(duì)肺部細(xì)胞、組織可謂是一把雙刃劍。當(dāng)其適度產(chǎn)生時(shí)，可在宿主免疫反應(yīng)中發(fā)揮有效作用。一旦外界因素刺激炎性細(xì)胞因子釋放過量，便可成為“致病因子”繼而加劇肺組織損傷并導(dǎo)致肺部炎癥進(jìn)一步發(fā)展。此外，攜帶較強(qiáng)致病毒力因子的胞內(nèi)寄生病原體引起宿主肺上皮組織的直接損傷，也被認(rèn)為是肺炎發(fā)生的重要機(jī)制之一[1]。

盡管胞內(nèi)增殖被懷疑是菲氏軍團(tuán)菌引起人體呼吸系統(tǒng)炎癥性疾病的原因之一，但作為一種重要的毒力致病因子，鞭毛在導(dǎo)致病情更為嚴(yán)重且引起人體死亡的疾病(如軍團(tuán)病)中或發(fā)揮重要作用。如同菲氏軍團(tuán)菌LfLD，相對(duì)LfPF而言，該菌具有較強(qiáng)侵入宿主細(xì)胞的能力，且可誘導(dǎo)大量細(xì)胞死亡。在感染宿主細(xì)胞后，其鞭毛又可導(dǎo)致大量炎性細(xì)胞因子釋放，進(jìn)而引起對(duì)人體損傷更為嚴(yán)重的軍團(tuán)病[4]。因此，菲氏軍團(tuán)菌引起人體肺部致死性炎癥性疾病的致病機(jī)制或是由兩部分因素組成，一方面為細(xì)菌毒力因子的較強(qiáng)致病效應(yīng)，另一方面為炎性細(xì)胞因子的過量釋放。

4 小 結(jié)

基于當(dāng)前研究現(xiàn)狀，本篇綜述詳細(xì)闡述了菲氏軍團(tuán)菌的致病因子、宿主免疫反應(yīng)、以及該菌引起的炎癥性疾病三者之間的關(guān)系，初步總結(jié)與分析了菲氏軍團(tuán)菌引起炎癥性疾病的致病機(jī)制。菲氏軍團(tuán)菌能夠引起人體龐提阿克熱和軍團(tuán)病，被認(rèn)為是軍團(tuán)菌家族中的重要病原體之一。目前，專注于探究和闡釋菲氏軍團(tuán)菌致病機(jī)制的研究少之又少。前期相關(guān)研究中已明確闡明和分析由于鞭毛的有無，LfPF和LfLD對(duì)宿主細(xì)胞的毒力效應(yīng)和誘導(dǎo)宿主免疫反應(yīng)的差別，以及LfPF中EPS類物質(zhì)的致病特征。雖然被用于研究的菲氏軍團(tuán)菌株數(shù)目有限，但LfPF和LfLD均屬于相同軍團(tuán)菌種，且能夠?qū)е虏煌愋蛙妶F(tuán)菌病。因此，二者是研究非嗜肺軍團(tuán)菌引起人體炎癥性疾病致病機(jī)制的典型代表。

在未來研究中，應(yīng)更為廣泛收集菲氏軍團(tuán)菌株，尤以臨床分離菌株為主要代表。同時(shí)，制備dotA和flaA基因缺陷型菲氏軍團(tuán)菌，與野生型菌株一并用于野生型及免疫受體缺陷型動(dòng)物感染實(shí)驗(yàn)，以進(jìn)一步探究該病原體毒力因子的致病效應(yīng)，以及誘導(dǎo)宿主引起的免疫反應(yīng)，從而全面、詳細(xì)闡釋該菌引起炎癥性疾病的致病機(jī)制。此外，dotA基因缺陷型菲氏軍團(tuán)菌可進(jìn)一步證實(shí)，該菌是否可在感染宿主細(xì)胞后利用Dot/Icm IVB型分泌系統(tǒng)在宿主細(xì)胞內(nèi)生長繁殖。

綜上所述，在今后的研究中，應(yīng)繼續(xù)深入分析菲氏軍團(tuán)菌引起炎癥性疾病的致病因子特征以及刺激宿主對(duì)其產(chǎn)生的免疫應(yīng)答，繼而進(jìn)一步闡明軍團(tuán)菌病的發(fā)病機(jī)制。