变应性支气管肺曲霉菌病的免疫机制与诊治

张　鼎，胡　建，廖纪萍，迟春花

(北京大学第一医院呼吸与危重症医学科，北京 100034)

变应性支气管肺曲霉菌病(allergic bronchopulmonary aspergillosis，ABPA)是一种人体对曲霉菌发生变态反应所引起的疾病，好发于哮喘及囊性纤维化(cystic fibrosis，CF)患者，发生率分别为5.5%～38.5%和1%～15%[1-2]。诊断不及时或治疗不当将会导致气道破坏、支气管扩张甚至是肺纤维化等严重后果。2013年，国际人和动物真菌学会工作组(The International Society for Human and Animal Mycology workgroup，ISHAM工作组)提出新的标准进行诊断。ABPA发病与烟曲霉对气道的局部作用及由CD4+辅助性T细胞2(helper T cell2，Th2)介导的免疫反应相关。治疗涉及糖皮质激素、抗真菌及靶向治疗。

免疫机制

局部反应

支气管肺曲霉菌病(bronchopulmonary aspergillosis，BPA)发病始于易感个体吸入曲霉菌孢子。尽管机体气道内存在物理及机械屏障可以通过气道内的黏液吸附真菌孢子并通过纤毛摆动、咳嗽、打喷嚏将其排出体外，但仍有小部分直径3～5 μm的曲霉孢子可以进入到气道末端。在支气管内孢子生长为菌丝。肺间质部位也可发现菌丝片段，一定程度上导致高剂量的变应原暴露于呼吸道上皮及免疫系统中。

曲霉菌对支气管上皮作用：直径3～5 μm的曲霉菌孢子被吸入进支气管深部，在此生长为菌丝。肺间质组织中也可发现菌丝片段。这意味着高剂量变应原暴露于呼吸道上皮及免疫系统的潜在可能性。肺内巨噬细胞及中性粒细胞对分生孢子及菌丝的杀伤作用是机体对抗曲霉菌落的第一道防线。肺泡巨噬细胞(alveolar macrophage，AM)是肺内最主要的吞噬细胞，同时也是机体对抗曲霉菌第一道防线的重要组成部分[3]。AM通过模式识别受体识别分生孢子，内化分生孢子后经吞噬溶酶体氧依赖或非氧依赖途径将其消灭[4]。侵袭性曲霉菌病在慢性肉芽肿性疾病(一种吞噬细胞缺陷性疾病)患者中易感性增加证实了这一点。

烟曲霉相关蛋白作用：烟曲霉可以产生多种蛋白，包括过氧化氢酶、磷脂酶、蛋白酶、溶血素等多种物质。有蛋白印迹研究发现，ABPA或曲霉肿患者体内存在一种相对分子质量为32 000的弹性蛋白酶，在曲霉肿加重时，针对该种蛋白的抗体显著增加，提示该种蛋白在曲霉肿发病中起一定作用，但其在ABPA发病机制中的作用尚有待进一步研究[5]。有研究提出，曲霉菌蛋白对肺上皮细胞及巨噬细胞炎性反应有直接作用。曲霉菌蛋白酶可使上皮细胞彼此分离。此外，含蛋白酶的曲霉菌培养滤液可以诱导上皮细胞产生一系列趋化因子及炎性介质，包括白细胞介素(interleukin，IL)8、IL- 6、单核细胞趋化因子(monocyte chemoattractant protein，MCP)-1等，其中MCP-1直接参与了Th2细胞的诱导分化。多种曲霉蛋白可以破坏上皮完整性并引起单核炎性反应。上皮细胞炎性因子释放所引起的炎性反应同样可以引起上皮层完整性遭到破坏。蛋白酶也可增强曲霉菌属在支气管肺泡淋巴样组织的抗原暴露。蛋白水解酶干扰体液免疫及细胞免疫也是烟曲霉侵袭因素之一。

损伤-修复作用：无论是真菌蛋白酶还是中性粒细胞、嗜酸粒细胞引起的上皮屏障破坏，其修复机制都会紧随其后，大量血清蛋白及细胞外基质蛋白涌入上皮管腔侧。烟曲霉孢子及菌丝具有可与细胞外基质蛋白结合的表面结构，因此上皮黏膜损伤-修复基质在一定程度上易化了曲霉菌与损伤部位上皮结合。强化的蛋白水解酶及抗原的释放导致持续炎性反应及肥大细胞脱颗粒，从而导致严重及持续的ABPA恶化。

Th2细胞介导的免疫反应

抗原经人类白细胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)-DR2及HLA-DR5阳性的抗原提呈细胞(Antigen presenting cell，APC)处理后提呈给支气管肺泡淋巴相关组织(Bronchus associated lymphoid tissue，BALT)中的T细胞。诱导CD4+ T细胞产生相应细胞因子，如IL- 4、IL-5和IL-13等。Becker等[6]发现，曲霉菌分生孢子通过补体受体3(complement receptor 3，CR3) 途径诱导Th2细胞反应。ABPA患者对烟曲霉的免疫反应是由CD4+ Th2细胞介导的。约有15%～48% 哮喘患者及31%～59%CF患者曲霉皮肤试验阳性。尽管这些人群中曲霉菌属变态发生率很高，但也仅有小部分发展为ABPA。研究发现，机体对天然曲霉提取物可产生T细胞增殖反应。进一步研究证实存在曲霉T细胞特异性反应，该群细胞对B细胞产生IgE抗体存在增强作用。其中Asp f1 T细胞系，表型为CD4+ CD25+T细胞，产生细胞因子谱为IL- 4+、干扰素(interferon，IFN)-γ，表明该细胞系为Th2 CD4+T细胞[7]。有研究者在哮喘合并ABPA患者中发现特异性增殖的T细胞群表型为Th2 细胞(IL- 4+，IFN-γ-)或Th0细胞(IL- 4+，IFN-γ+)。研究发现，Asp f2/f3/f4诱导的T细胞增殖中IL- 4+CD3+细胞较曲霉过敏的非ABPA人群表达增加。T细胞产生的IL- 4与B细胞表面的IL- 4受体(IL- 4R)结合并与CD40L/CD40信号转导相关，导致IgE抗体同种型转换及B细胞增殖[8]。IL- 4还可增强CD86的表达，CD86与气道嗜酸粒细胞炎性反应及抗原暴露引起的气道高反应性相关。关键问题由此引出，即ABPA患者与曲霉敏感的哮喘及CF患者有何区别。目前的假设是，ABPA发生是由于遗传易感的哮喘或CF个体产生了高频率或强度的曲霉特异性Th2 CD4+细胞反应。

遗传易感性

随着研究的进展，ABPA的遗传易感因素逐一被发现，包括HLA多态性，表面活性蛋白A基因(SP-A)多态性等。这些遗传易感性研究及其牵涉的分子机制可能帮助识别那些易于发展为ABPA的哮喘及囊性纤维化患者。

IL- 4：研究表明，CD4+ Th2细胞及其细胞因子在ABPA发病中至关重要，特别是IL- 4在变应性炎性反应中起重要作用，对多种细胞均有影响。其功能包括增强血管细胞黏附分子(vascular cell adhesion molecule，VCAM)-1在上皮细胞的表达-强化其他免疫细胞的聚集；刺激成纤维细胞增殖-气道重构作用；导致Th2细胞增殖抑制、Th1细胞增殖并减少IFN-γ的产生[9]。IL- 4同时对B细胞起到多种作用，包括：刺激B细胞生长及活化，增强HLA-DR2表达-增强抗原提呈，增强细胞表面CD23及可溶性CD23的表达-增强B细胞IgE合成，以及在IgE同种型转换中起作用。研究表明，应用CD23单抗可减少变应性哮喘个体IgE合成。IL-13是目前被证明可促进IgE合成的另一细胞因子。

HLA多态性：ABPA患者对纯化烟曲霉抗原Aspf1应答的T细胞受低亲和力的HLA-DR2/5分子的限制。对>40例ABPA患者行基因型检测的结果显示，与无ABPA的CF或哮喘患者相比，超过70%的ABPA患者携带HLA-DR2和(或)HLA-DR5基因座的频率显著升高。进一步在HLA-DR2和(或)HLA-DR5中寻找基因型提示，只有HLA-DRB1*1503/1501基因座的频率较对照组高，而HLA-DRB1*1502为ABPA的抵抗基因[10]。而HLA-DQ2和未患ABPA的患者存在较高的相关性。

IL-10启动子的基因多态性：如果第1082位核苷酸为G则IL-10产生过多，1082位核苷酸为A则IL-10生成减少。在CF患者中第1082位GG基因型与烟曲霉菌定植和ABPA相关[11]。

囊性纤维化跨膜传导调节因子(cystic fibrosis tansmembrane tranductance regulator，CFTR)基因突变：有Meta分析研究显示，ABPA患者CFTR基因突变率较对照人群或哮喘患者高[12]。

Toll样受体9(toll-like receptor 9，TLR9)基因第1237位核苷酸为C与ABPA的易感性相关[13]。

SP-A多态性：SP-A2基因多态性与ABPA的发生密切相关，多态性存在于SP-A分子的胶原尾部，它与APC上的多种受体相互作用。ABPA患者SP-A2第1492位核苷酸为T和第1649位核苷酸为G的频率较对照组高。SP-A2在第1492位核苷酸为TT基因型的频率较对照组高[14]。

诊断

ABPA诊断尚缺乏金标准。Rosenberg-Patterson诊断标准主要标准有8条：(1)哮喘病史；(2)影像学示肺部浸润影；(3)烟曲霉抗原快速皮肤试验阳性；(4)外周血嗜酸粒细胞增多(>1 000个/μl)；(5)血清烟曲霉沉淀素阳性；(6)血清总IgE升高(>417 U/ml)；(7)烟曲霉特异性IgE(>0.35 kUA/L)和(或)IgG升高；(8)中心型支气管扩张[15]。满足≥5条诊断标准方可诊断ABPA，但该标准尚存争议。

ISHAM工作组提出，ABPA易感因素为支气管哮喘和CF，诊断标准包括主要标准和次要标准。主要诊断标准(2条均应满足)：(1)I型曲霉菌皮肤反应阳性(即刻曲霉抗原过敏反应)或烟曲霉特异性IgE升高；(2)血清总IgE升高(>1 000 U/ml)；其中，若血清总IgE<1 000 U/ml，但其余标准均满足，亦可诊断。次要诊断标准(至少满足2条)：(1)血清烟曲霉沉淀素或IgG阳性；(2)影像学符合ABPA浸润表现，ABPA患者胸部影像学表现可能为暂时(实变、结节、轨道征、牙膏状阴影、模糊影)或永久(如平行线征或戒指征、支气管扩张、胸膜肺纤维化)；(3)未经激素治疗者血嗜酸粒细胞计数>500个/μl[16]。

有研究表明，各种单独检验/检查方法诊断ABPA的敏感性和特异性分别为烟曲霉抗原快速皮肤试验(94.7%、79.7%)，血清总IgE升高(97.1%、37.7%)，烟曲霉特异性IgE升高(100%、69.3%)，血清烟曲霉沉淀素阳性(42.7%、7.1%)，嗜酸粒细胞升高(29.5%、93.1%)，肺部浸润(36.1%、92.5%)，支气管扩张(91.9%、80.9%)[17]。新血清学诊断方法仍在不断探索中，如胸腺及活化调节因子17(thymus and activation regulated chemokine17，TARC/CCL17)被认为是颇具潜力的诊断标志物。

ABPA发展可分为6期(表1)。

表1　变应性支气管肺曲霉菌病分期及特点

ABPA：变应性支气管肺曲霉菌病；*评估影像学缓解时不宜考虑囊性占位或纤维化等永久性改变

治　疗

ABPA治疗目的包括缓解急性哮喘加重，控制炎性反应，延缓疾病进展至肺纤维化阶段。应避免患者进一步接触霉菌。治疗患者基础疾病，如哮喘、CF、鼻炎、鼻窦炎。

糖皮质激素

口服激素治疗是主要疗法，机制为控制曲霉菌引起的炎性反应。常用剂量为0.5 mg·kg-1·d-1，疗程取决于疾病进展情况。通常使用泼尼松0.5 mg·kg-1·d-1治疗2周，后改为0.5 mg/kg隔日应用，治疗6～8周；然后根据病情逐渐减量，每2周减5～10 mg[18]。

多数患者需延长低剂量激素治疗以控制症状、减少复发。需随访至少1年，如停用激素3个月后症状无加重，则认为达到完全缓解。血清总IgE水平可指导治疗，建议6～8周监测1次该指标，停药后1年亦需要监测，以观测到最低浓度作为治疗的基础值(多数患者无法到达正常水平)，同时需监测影像学变化及肺功能情况。吸入性糖皮质激素疗效尚未得到充分证实，不建议单独应用。

抗真菌治疗

近年研究进一步评价了多种抗真菌药物对ABPA的治疗效果，其中伊曲康唑的疗效获得认可。1项双盲安慰剂随机对照研究使用伊曲康唑(200 mg，2次/d)治疗16周，随后改用200 mg/d剂量治疗16周；较安慰剂对照组，伊曲康唑组患者肺功能改善，总IgE下降，糖皮质激素治疗剂量减少，但在SF-36评分、活动耐量、影像学改善方面两者差异无统计学意义[19]。另有文献报道，应用伊曲康唑200 mg/d治疗1年，急性发作频率下降，肺功能改善，血嗜酸粒细胞计数及总IgE水平下降、血清沉淀素反应减少，糖皮质治疗剂量减少。其他文献报道，伊曲康唑疗程4周～1年，均获得不同方面疗效。Chishimba等[20]报道了伏立康唑、泊沙康唑在治疗ABPA方面的疗效，平均治疗时间分别为16.7个月及16.3个月，患者症状缓解、IgE水平下降、影像学示肺浸润改善，但肺功能无显著变化。抗真菌治疗可能的作用机制包括减轻抗原负荷；通过抑制细胞色素酶P450 3A4减缓激素代谢从而减少激素用量；本身具有免疫调节作用[21]。同时也有一些案例报道证实，伏立康唑、两性霉素B在ABPA治疗方面的作用。ISHAM工作组认为应用糖皮质激素患者出现复发加重患者应考虑抗真菌治疗。

靶向治疗

一些个案报道证实，奥马珠单抗在减少ABPA急性加重及糖皮质激素依赖方面有作用，但仍需随机对照实验研究进一步证实。文献报道中奥马珠单抗常用剂量为300～450 mg，每2～4周注射1次，疗程1.5～32个月，主要观察指标为呼吸系统症状、肺功能、IgE水平。

其他

高张生理盐水雾化、长疗程阿奇霉素亦可辅助治疗。

监测

每8周再次评估病史及体格检查、X线胸片、血清总IgE和肺功能。临床示影像学改善且IgE下降超过25%意味着治疗有效。同时需观察药物不良反应。

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