肺炎支原体肺炎患者---放射学与病理学表现的相关性
胸科之窗
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翻译：王鲲鹏 大连市公共卫生临床中心
校对：魏秀丹 大连市公共卫生临床中心
文献来源：
Hiroshi Tanaka* NPO Sapporo Cough, Asthma, and Allergy Center, Sapporo, Japan
很少有关于人类支原体（M）肺炎肺炎病理学-放射学相关性的研究报道。因此，我们广泛回顾了有关支原体肺炎病理学和放射学研究的文献，并比较了开放肺活检标本和计算机断层扫描 (CT) 的结果。总结了三个主要的相关性。
(1) 以支气管血管束周围单核细胞袖口状浸润为特征与 CT 上支气管血管束增厚相关，这是这种肺炎最常见的表现。
(2) 小气道细胞性支气管炎伴有腔内渗出物或肉芽组织，CT显示为小叶中心结节。
(3) 肺泡腔内的中性粒细胞和渗出物在CT上显示为气腔实变或磨玻璃影。
在肺支原体感染的小鼠模型中，根据宿主细胞介导的免疫 (CMI) 水平，病理模式存在显着差异；用白细胞介素-2 处理导致小气道明显的细胞性支气管炎，用泼尼松龙或环孢素-A 处理导致中性粒细胞浸润和肺泡腔渗出液。通过结核菌素皮肤试验测量，以小叶中心结节为主的放射学模式的患者具有高水平的 CMI。从这些发现，宿主CMI的增高可以表现为以小叶中心结节为主放射学模式，另一方面，宿主CMI的减低将表现为以磨玻璃影和实变放射学模式。提示肺炎支原体肺炎的病理特征可能因宿主CMI水平而改变。
大多数肺炎支原体 (M) 呼吸道感染是自限性的。估计有 3-13% 的感染者出现肺炎，尸检表现为上呼吸道感染。因此人类肺炎支原体肺炎的病理标本很少获得。这种肺炎的病理改变包括支气管血管束周围区域有明显的富含浆细胞的淋巴细胞浸润，肺泡腔内有巨噬细胞、中性粒细胞和淋巴细胞聚集，间质性肺炎病灶和Ⅱ型肺泡壁细胞增生。细支气管炎和肺泡炎伴致密单核细胞浸润、上皮样细胞肉芽组织填充肺泡管、机化性肺泡渗出物和透明膜是暴发性肺炎支原体肺炎的特征性发现。另一方面，肺炎支原体肺炎胸片为非特异性节段或肺叶实变，双侧弥漫性网状间质浸润。这种肺炎的计算机断层扫描 (CT) 变现为：支气管血管增厚、小叶中心结节、磨玻璃影或气腔实变。然而，关于人肺炎支原体肺炎的放射学-病理学相关性报道很少。本综述重点关注支原体肺炎小鼠和人类的放射学-病理学相关性，以及由宿主细胞介导的免疫 (CMI) 水平反映的肺部受累模式的变化。
支原体感染的发病机制已经在动物模型中进行了研究。病理变化和模式与仓鼠或小鼠的实验感染相似。在图1A、B中，肺支原体接种小鼠模型显示病理变化包括：（1）支气管周围和血管周围单核细胞在大至小气道中积聚，（2）细胞性细支气管炎伴管腔渗出物和单核细胞在气道壁延伸至邻近肺泡。接着制备了肺结核分枝杆菌接种小鼠的膨胀肺标本。受感染肺的放射学发现显示支气管血管束增厚、小叶中心结节和磨玻璃影（图 1C、D）。病理变化清楚地反映了肺结核接种小鼠的放射学发现。
图1 肺支原体感染小鼠，接种后2周。未感染肺 (A) 和感染肺的低倍显微照片(B; HEx17)。(C) 膨胀的肺部感染小鼠的 X 光片显示支气管血管束、结节和磨玻璃样影。(D) 受感染小鼠的薄切片肺的 X 光片显示具有小叶中心分布和实变的结节。经田中 (2016) 许可转载。
T 细胞在肺炎支原体感染发病机制中的作用可以通过延迟型超敏反应 (DTH) 皮肤反应与人类肺炎支原体的明显相关性来定义。阐明支原体肺炎的免疫病理机制，白细胞介素2（IL-2）、环孢素A（CYA）、强的松龙（PSL）对小鼠模型的治疗作用。小鼠鼻内接种肺结核分枝杆菌，在第 3 天和第 9 天之间每天用 IL-2、CYA 和 PSL 处理，并在第 14 天杀死。IL-2 是免疫调节剂，尤其是上调 CMI，而 CYA 是免疫抑制剂，尤其是下调宿主的 CMI。PSL 是更强大的免疫抑制剂。宿主的 CMI 水平由绵羊红细胞抗体(SRBC) 进行皮肤试验评估。在 IL-2 处理的小鼠中，支气管周围和血管周围单核细胞的脱落和巨噬细胞在细支气管末端的积累加剧（图 2 和 3）。另一方面，在 CYA 或 PSL 处理的小鼠中观察到显着的肺泡内炎症细胞浸润和微弱的支气管周围和血管周围单核细胞袖口状浸润（图2和3）。使用SRBC检测CMI水平在 IL-2 处理的小鼠中增加，但在 CYA 或 PSL 处理的小鼠中降低。另一个接种肺炎支原体的小鼠模型在肺炎支原体感染后表现出宿主依赖性感染相关的气道阻塞和气道高反应性与趋化因子和 T 辅助I型肺宿主反应而非 T 辅助Ⅱ型反应。肺炎支原体肺炎的严重程度似乎取决于宿主对肺炎支原体的先天免疫，这可能是通过使用小鼠模型上调支气管上皮细胞和肺泡巨噬细胞上 Toll 样受体 2 的表达来加速肺炎支原体暴露（再暴露或潜伏呼吸道感染）。
图2 肺分枝杆菌接种后 2 周的低倍显微照片 (HEx17)。(A) 未经处理的小鼠。(B) 白细胞介素2处理的小鼠，显示出明显的支气管周围和血管周围淋巴细胞袖口状浸润，无肺泡内炎症。(C) 用 PSL 处理的小鼠，显示了肺泡内炎性细胞的优势浸润，以及少量支气管周围和血管周围淋巴细胞袖口状浸润。经田中和田村 (1989) 许可转载。
图3 肺结核感染小鼠 (HEx170) 肺部的病理学观察。A) 未经治疗的小鼠。(B) 用白细胞介素-2 处理的小鼠，显示明显的支气管周围淋巴细胞袖口状浸润和巨噬细胞在支气管末端蓄积。(C) 用 PSL 治疗的小鼠，显示主要的肺泡内炎性细胞浸润和微弱的血管周围淋巴细胞袖口状浸润。经田中和田村 (1989) 许可转载。
最常见的放射学发现包括单侧或双侧节段性实变和磨玻璃影。然而，这些发现是可变的，可能包括网状或结节性密度增高影。相关特征包括支气管壁增厚和偶尔的少量胸腔积液。CT更准确地显示小叶中心结节的存在和范围，磨玻璃影的小叶分布和胸片上不可见的少量胸腔积液。典型的肺炎支原体肺炎在胸片和 CT 上的表现如图 4 所示。在组织病理学标本中看到的细支气管炎和小叶实变的发现在 X 光片上很少出现，但在 CT 上却很常见。除最明显的异常外，CT 扫描可以发现边界不清的小叶中心结节，提示细支气管炎。使用高分辨率 CT 进行的研究显示，最常见的胸部影像学发现是气腔实变，见于 28 名患者的 86%，在 14 名患者中发现的最常见的涉及下叶的结节灶。
斑片状气腔实变或磨玻璃影区常呈小叶状分布，是支气管肺炎的病理特征。最常见的异常是中轴间质增厚，X线和CT显示支气管血管束增粗。
图4 人类肺炎支原体肺炎。（A）胸部 X 光片显示右下叶浸润。(B) CT 扫描上的实变 (*) 和支气管血管束增厚 (白箭头)。经田中和林 (2007) 许可转载。
肺炎支原体病原体选择性地附着在气道纤毛上皮细胞上，因此病理结果通常仅限于气道壁远至小气道及呼吸细支气管。
组织病理学上，肺炎支原体肺炎的特征是急性细胞性细支气管炎，支气管壁水肿和溃疡性病变，支气管周围和血管周围间质增厚，含有淋巴细胞、浆细胞和巨噬细胞。细支气管壁含有单核细胞和巨噬细胞，呈小叶中心分布。重症肺炎、弥漫性肺泡损伤伴纤维蛋白渗出物和透明膜形成。肺炎支原体肺炎恢复期中年妇女开胸肺活检标本的组织病理学观察见图5。小气道的低倍显微照片显示细胞性细支气管炎、壁增厚、管腔内有渗出物。肺泡区的高倍放大显示肺泡内炎症细胞浸润和组织性肺炎，肉芽组织填充肺泡管。
91例成人肺炎支原体肺炎的病理-放射学相关性和三个主要CT发现频率的总结如图6所示。据报道，处于恢复期的肺炎支原体肺炎以小叶中央结节状为主，表明小气道内仍有免疫炎症。然而，一些患者在肺炎的早期表现出小叶中央结节（图7），这在他们的模型中模拟了T-helper1型肺宿主反应。
图5 肺炎支原体肺炎患者恢复期开放肺活检标本的显微照片。小气道的低倍放大视图显示细胞性细支气管炎和内腔渗出物（A、B）。肺泡的高倍放大显示充满渗出液、纤维蛋白、中性粒细胞和肉芽组织的肺泡管（*；C，D）。经田中（2016）许可转载。
图6 成人肺炎支原体肺炎的放射学-病理学相关性摘要。经田中等人许可转载(1997)。
图7 两名肺炎支原体肺炎患者的小叶中心结节为主模式的CT扫描。经田中等人许可转载。
X线胸片检发现查免疫缺陷综合征宿主的CMI在肺炎支原体肺炎的发展中起重要作用。另一方面，结节病患者肺炎支原体肺炎影像学表现为双侧网状结节样。Tto等人报道了一对同时发生肺炎支原体肺炎的已婚夫妇，其肺炎的严重程度、放射学发现和血清可溶性 IL-2 受体水平在妻子和丈夫之间存在差异。妻子出现急性呼吸衰竭，血清可溶性 IL-2 受体水平高，另一方面，丈夫患有肺炎，可溶性 IL-2 受体中度升高。这种差异可能反映在血清可溶性 IL-2 受体水平，这是体内 T 细胞活化的标志物。重症肺炎支原体肺炎患者的血清 IL-18 水平高于轻度病例，这表明 IL-18 和 T-helper1（Th1）细胞因子可能在肺炎发生中起重要作用。并且儿科患者胸腔积液的IL-18水平也升高。在人肺炎支原体肺炎中，CT表现（N组）结节灶为主的患者的纯化蛋白衍生物（PPD）试验阳性率高于气腔实变或磨玻璃样影为主的患者（C组）。PPD结核菌素皮试，不仅用于确认结核分枝杆菌的感染情况，还用于确定宿主的CMI。换言之，CT上以结节性病变为主的患者对PPD的反应比CT上以气腔实变为主的患者更显着。
小叶中央结节呈斑片状分布是感染性细支气管炎的特征，可与非感染性细支气管炎的病因区分开来，后者通常在双肺中广泛分布。
我们治疗过一位女性感染了肺炎支原体的患者。感染后 2 个月她主诉呼吸困难。她的胸部 X 光片和 CT 显示过度充气，没有小叶中心结节（图 8）。她的肺功能测试显示肺活量 2469 ml， FEV1 为 940ml，FEV1/FVCratio 为 41%，aV50/V25 比率为 2.01，残气量/总肺容量比为 47%。99mTc-MAA 灌注扫描显示轻微浓聚减低，81mKr-气溶胶通气扫描显示明显的多重浓聚减低，提示闭塞细支气管炎。500μm以下的小叶中央结节无法在高分辨率 CT 扫描中检测到，因此肺功能是检测细微小气道异常的有用技术。
图8 肺炎支原体感染后的闭塞性细支气管炎。(A) 胸部 X 线显示正常。(B) 99mTc MAA 灌注扫描显示轻微浓聚减低。(C) 81m 的 Kr 气溶胶在整个肺野中显示出明显的多处浓聚减低。经田中 (2016) 许可转载。
参考文献：略