生物學分類
根據遺傳性和生物學特性, 肺炎衣原體可分為 TWAR、 考拉和馬 3 個生物變種。 代表株為 TW-183T( ATCC VR 2282T)。 TWAR 是由第一次分離到的 2 株 TW-183 和 AR-39的名字合併而成。 TWAR 生物變種僅是從人分離到,同時也只有 1 個血清變種。 TWAR 對呼吸系統有致病性,最突出的是引起急性或慢性支氣管炎和肺炎。 此外, 還與急性或慢性呼吸道疾病如中耳炎、 肺阻塞性疾病以及動脈粥樣硬化、 哮喘、 結節性紅斑、 反應性呼吸道疾病、 Reiter 氏綜合徵、 肉樣瘤病等有關。 參考株是 TW-183T。 肺炎嗜性衣原體考拉生物變種其 MOMP 屬於 1 型, 與 TWAR 蛋白同源性為 97.8%, 與馬生物變種 MOMP 同源性為94.5%,而與其他衣原體的 MOMP 同源性低於 70%。 參考株為 LPCon。 目 前, 肺炎嗜性衣原體馬生物變種只有一個分離株 N16,是 1990 年 Wills 等從馬呼吸系統分離到的。其MOMP 與肺炎嗜性衣原體其他株的差異性為 5.5%; 而與衣原體其他種的差異性則>30%。用 N16 分離株接種馬可引起無症狀感染, 參考株為 N16。
生物學性狀
基本形態
Cpn在Hela229中培養,其外形極像鸚鵡熱衣原體(Cps),但碘染色陰性且不擠壓細胞核。既往認為電鏡觀察Cpn,其明顯特徵為其外形為梨形,平均直徑為380nm,其長軸為440nm,短軸為310nm。姬姆薩染色法可著色,革蘭氏染色不著色。核區和細胞膜之間有較寬的原生質區。而Cps和沙眼衣原體(CT)均為圓形。CP菌株YK-41、10L-207及K6菌株也被證實為圓形。現認為,Cpn、CT和Cps的包涵體凸面有很多顆粒呈六角形排列,用雷射束轉換的方法研究Cpn的原體外形發現,其表面的六角形結構有相似的周期性,在Cpn原體的複製繁殖過程中,普遍存線上粒體與包涵體並不相關現象,具體機制有待闡明。
培養特性和生化特性
肺炎衣原體不能體外培養,只能在細胞內寄生,雞胚對其不敏感,因此一般不用雞胚傳代,而用細胞培養傳代,肺炎衣原體敏感的細胞株為HEP-2或H-292,離心能促進肺炎衣原體對細胞的感染,但在第一代細胞內很少能形成包涵體。肺炎衣原體包涵體不含糖原,碘染色陰性,在Hela細胞中的形態與鸚鵡熱衣原體十分相似,姬姆薩染色後呈深密度卵圓形,在HEP-2細胞中的包涵體,其密度和形態均多樣化,有緻密的、桂花樣散在的、伸出胞外出瘤狀的、圓形、胞內著色較少的包涵體。CPn的抵抗力較弱,對室溫或冰凍敏感。
Cpn無運動力,能獨立進行有限的代謝活動;染色體有DNA和RNA兩種核酸,只能在細胞內複製、繁殖,發育周期分為原體(elementarybody,EB)和始體(initialbody),也稱為網狀體(reticulatebody,RB)兩階段。原體平均直徑為0.38nm,在電鏡下呈梨形,並有清晰的周漿間隙,原體中無質粒DNA。Giemsa染色呈紫色,Macchiavello染色呈紅色。原體具有高度感染性,在宿主細胞外較為穩定,無繁殖能力。當進入宿主易感細胞後,細胞膜圍於原體外形成空泡。原體在空泡中逐漸發育、增大成為始體。
始體呈圓形或橢圓形,體大,直徑0.5~1nm,電子緻密度較低,無胞壁,代謝活潑,以二分裂方式繁殖,在空泡內發育成許多子代原體。最後,成熟的子代原體從破壞的感染細胞中釋出;再感染新的易感細胞,開始新的發育周期。每個發育周期約為48h、72h。始體是衣原體發育周期中的繁殖型,不具感染性。Macchiavello染色呈藍色。
毒性
肺炎衣原體毒力較低,3代之內不能致死雞胚,小鼠鼻內、腦內和靜脈內接種,不引起小鼠死亡,猴結膜內接種,不發生濾泡性結膜炎。對藥物的抗菌譜類似其他衣原體,耐磺胺類藥物。
鑑定檢測方法
臨床依據患者的症狀和體徵,很難鑑別細菌性、病毒性、肺炎支原體或肺炎衣原體的感染,以致在臨床用藥上存在困難,一般只能依賴實驗室通過人體體液標本進行病因檢測。碘染色法和姬姆薩染色法不適用於Cpn的檢測。細胞免疫組織化學法對組織切片進行生物素-抗生物素-過氧化物酶系統著色(又稱ABC法)。在冠狀動脈硬化斑塊上可檢出Cpn-EB,透射電鏡證明在AS泡沫細胞內有特徵性的0.4µm大小的EB。該系統設備價格高昂,技術要求高,只限於科研套用。故不適合直接塗片。
目前常用的檢測方法有如下幾種:
分離培養
分離培養是Cpn特異性實驗室診斷方法,可用鼻咽或喉拭子、痰和胸腔積液標本分離Cpn,鼻咽部拭子是進行分離的理想標本,喉和痰液分離Cpn有何差別還不清楚。Cpn需要在組織中進行培養,無細胞培養基不適合Cpn繁殖,Cpn能在呼吸道來源的細胞系如:HEp-2和HL細胞系中穩定生長。拭子採用滌棉、金屬線為好,拭子既應注意防污染,亦要防止細胞和Cpn受抑制,取得的標本通常置於加抗生素和小牛血清的蔗糖磷酸緩衝液(保存於4℃,不超過24h),標本置於室溫會降低其活性,如果不能在24h內處理,標本應置於−70℃冰櫃保存。接種後72h,要證實菌株,可用Cpn特異性或衣原體種特異性(即抗LPS)螢光結合單克隆抗體進行染色。Cpn包涵體不包含糖原,因此不被碘染色。
但是,肺炎衣原體的組織培養較其他衣原體困難,在作分離培養時,常採取以下措施以增強肺炎衣原體的感染性及促進其在細胞中的生長:①接種物離心(3000r/min)。②培養細胞用30µg/ml的二乙氨基乙基葡聚糖(DEAE-dextran)預處理。③加入細胞生長抑制劑,如環己酞亞胺1µg/ml以抑制宿主細胞生長。Kuo等在研究肺炎衣原體培養所需胺基酸時發現,賴氨酸和蛋氨酸的部分或完全缺失可不同程度地促進肺炎衣原體的生長,但該促進作用在加入環己酞亞胺後變得不明顯。Theunissen等觀察了SPG保存液的pH、離子強度、溫度對肺炎衣原體感染HL細胞的影響,發現pH大於8或小於5,原體的存活率迅速減低;在含10%小牛血清的SPG中,外加NaCI濃度小於80mmol/L時原體的活性受到影響,而0.346~4mmol/L的Ca2+或0~2.5mmol/L的Mg2+對原體感染性的影響不明顯;在0~20℃24h內,SPG中原體95%以上存活,溫度超過20℃,原體的存活率隨存放時間的延長下降迅速。
血清學檢測
最常用的血清學方法是補體結合反應。一般用加熱處理過的衣原體懸浮液作為抗原(屬特異抗原)來測定被檢血清(屬特異血清)。哺乳動物和禽類一般於感染後7d、10d出現補體結合抗體。通常採取急性和恢復期雙份血清,如抗體滴度增高4倍以上,認為系陽性。關於血清學普查判定標準,國內暫定1∶16或以上為陽性,1∶8為可疑,1∶4以下為陰性。
酶聯免疫吸附試驗(ELISA)
ELISA已用於痰標本的Cpn抗原檢測。優點為特異性強、操作簡便、易於自動化,並且可用於大批量標本的檢測,另外,快速試驗過程僅需1h,臨界值易判斷,由於可檢測血清中IgM和IgG,故能區分急性感染和既往感染,適合於臨床實驗室作為Cpn感染的常規檢查;缺點為敏感性差,陽性預期值較低,不適合人群的篩查。
微量免疫螢光抗體檢測(MIF)
MIF技術對肺炎衣原體的診斷是特異的且敏感性高,因此被國內外學者譽為Cpn感染診斷的“金標準”。MIF抗體包括3種:IgM、IgG和IgA。初次感染(原發感染)時,IgM於發病後3周出現,IgG於發病後6~8周出現,而IgA反應較弱或不出現;再次感染(重複感染)時,IgG常在1~2周內出現,且效價可以很高,但往往沒有IgM出現或其效價很低。目前診斷標準為:①急性感染:雙份血清抗體效價升高4倍以上或IgM=1∶16或IgG≥1∶512;②既往感染:IgM<1∶16且1∶16≤IgG<1∶512;③未感染過∶IgG1∶8。總之,MIF試驗是經典的國際通用的方法,對Cpn的診斷具有高度的特異性。但該方法的抗原片製作過程複雜,實驗室要求條件高。
無論採用何種檢測方法,急性期及恢復期的雙份血清標本中,肺炎支原體特異性抗體滴度呈4倍或4倍以上增高或減低時,均可確診為肺炎支原體感染,這是目前國際上公認的標準。
分子生物學檢測
用分子生物學方法檢測血管組織中Cpn,結果取決於樣本收集和操作、引物設計、核酸抽提、擴增物的檢測以及假陽性、假陰性結果的預防與鑑別等環節。最常用的引物是omp1、16SrRNA、3SrRNA、Cpn特異性克隆PstI片斷等,測定擴增產物多套用瓊脂糖電泳、Southernblot、EIA、聚丙烯醯胺膠電泳等。目前分子診斷技術中已有聚合酶鏈反應(PCR)、套式聚合酶鏈反應(nPCR)、連線酶鏈反應(LCR)、轉錄介導擴增試驗(TMA)、基因探針雜交等方法。作為分子生物學方法,PCR法具有快速、簡便、靈敏的特點,是Cpn診斷的發展方向。總之,分子生物學方法具有快速、簡便、靈敏的優點,是Cpn感染診斷的重要手段。很多學者建議將各種分子生物學方法之間或與其他診斷方法聯合套用,並且證明了聯合套用能提高Cpn感染診斷的敏感性。如PCR與ELISA聯合套用的方法診斷Cpn感染的敏感性高於免疫螢光法、傳統PCR法以及ELISA法。此外,其中基因探針雜交和LCR單獨使用靈敏度不足,宜與PCR聯合套用。nPCR不僅特異性與靈敏度頗占優勢,而且由於無須增添任何設備,能開展PCR檢測的單位均可實施,是較為適合國情的方法。
環境與污染源
人類肺炎衣原體感染呈世界性流行,不分地域、不受種族和年齡限制。人類肺炎衣原體感染一年四季均可能發生,不呈季節性特徵,其流行可呈散發性或爆發性傳播,尤其在空間相對封閉、人群聚集較多、空氣不太流通的公共場所。
一般認為肺炎衣原體感染與鳥類及其他動物無關,人類是Cpn唯一儲存宿主。其傳播源是患病者或無症狀攜帶者的呼吸道分泌物和飛沫。另外肺炎衣原體在硬塑膠表面能存活30h,在紙巾上能存活12h,在手上存活時間僅10~15min。健康者也可能通過接觸這些帶有病原體的物體而被感染。
雖然在人肺部感染Cpn的潛伏期約為10d,65d內即可誘導產生特異性T細胞免疫和B細胞免疫,從患者血清中可檢測到特異性抗體。這些感染性抗體可暫時地提供一定的機體免疫保護作用。但其免疫力不強,且維持時間短,多數情況下不能阻斷再度感染而呈反覆發作的狀態。
健康人群可分離出Cpn,提示存在健康的帶菌者或隱性感染者。然而正是這些無症狀的“健康”或“亞健康”的攜帶者在傳播Cpn上具有重要意義。