《Journal of Microbiology, Immunology and Infection》:Radiologic and Immunohistochemical Correlates of Cavitary Pulmonary Mycobacterial Infection: A Comparative Study of Tuberculosis and Nontuberculous Mycobacteria
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本研究针对肺结核(TB)与非结核分枝杆菌(NTM)感染所致空洞性肺病影像特征重叠但免疫病理机制可能不同的问题,通过回顾性分析手术切除标本,结合CT空洞壁厚度评分与免疫组织化学染色,揭示了空洞壁厚度与PTMA、CD68表达相关,尤其在NTM感染中更为显著,并发现PTMA可增强单核细胞迁移。该研究为理解慢性肺部感染免疫动力学提供了新见解,提示PTMA可能作为组织标记物和免疫调节剂。
在肺部感染的广阔战场上,肺结核(Tuberculosis, TB)和非结核分枝杆菌(Nontuberculous Mycobacteria, NTM)感染是两大顽固的敌人。它们都能在肺部形成空洞,在影像学上看起来颇为相似,给临床诊断和鉴别带来了挑战。然而,越来越多的证据表明,在这相似的影像学表现背后,可能隐藏着截然不同的宿主免疫应答故事。特别是巨噬细胞,作为抵御病原体的前线战士和组织修复的工程师,其在空洞形成与发展过程中的角色,尤其是其功能极化状态,以及像Prothymosin-α(PTMA)这类免疫调节分子的作用,在需要外科手术干预的慢性重症患者中仍是一片迷雾。厘清这些免疫病理机制,对于理解疾病进展、改善患者预后至关重要。为此,一项发表在《Journal of Microbiology, Immunology and Infection》上的研究,深入探究了TB与NTM空洞性感染的影像学与免疫组织化学关联。
为了回答上述问题,研究人员进行了一项回顾性研究。他们纳入了33例因TB(17例)或NTM(16例)感染接受肺切除术的患者。研究收集了临床资料,并基于术前胸部CT对空洞壁厚度进行了半定量评分(1-4级)。对手术标本进行了免疫组织化学(Immunohistochemistry, IHC)染色,检测PTMA、泛巨噬细胞标志物CD68、M1型巨噬细胞标志物诱导型一氧化氮合酶(inducible Nitric Oxide Synthase, iNOS)和M2型巨噬细胞标志物精氨酸酶-1(Arginase-1)的表达。采用全幻灯片数字图像分析系统(HistoQuest)对染色进行定量。此外,还进行了体外实验,观察重组人PTMA对外周血单核细胞(Peripheral Blood Mononuclear Cell, PBMC)来源的单核细胞迁移能力的影响。
结果
患者临床特征
NTM患者比TB患者体重指数(Body Mass Index, BMI)更低,糖尿病合并症更少,但3年随访期内复发率更高(37.5% vs 5.9%)。NTM组中主要为堪萨斯分枝杆菌(Mycobacterium kansasii)。
空洞影像学与免疫组化标志物表达
TB与NTM组间的空洞壁厚度评分、CD68+、iNOS+、Arginase-1+、PTMA+细胞密度及M1/M2比值均无显著差异。
按空洞壁严重程度分层分析
在TB病变中,轻度与重度空洞的各类免疫标志物表达无差异。然而,在NTM病变中,重度空洞(评分3-4级)的PTMA+细胞密度显著高于轻度空洞(评分1-2级),CD68+细胞密度也呈现升高趋势。iNOS+、Arginase-1+细胞密度及M1/M2比值在轻重度空洞间无差异。
不同NTM物种比较
堪萨斯分枝杆菌感染比鸟分枝杆菌复合群(Mycobacterium avium complex, MAC)感染更常表现为空洞病变。两者间的免疫标志物表达无显著差异。
PTMA促进单核细胞迁移
体外迁移实验表明,PTMA能以剂量依赖的方式增强PBMC来源的单核细胞向无细胞区的迁移。
讨论与结论
本研究揭示了TB与NTM空洞性感染在临床和免疫微环境方面的异同。尽管两组总体免疫标志物表达相似,但关键发现在于,在NTM感染中,更厚的空洞壁与更高的PTMA和巨噬细胞(CD68+)浸润相关,提示空洞的影像学严重程度可能反映了局部的免疫激活状态。PTMA在NTM重度空洞中高表达,并且体外实验证实其能促进单核细胞迁移,表明PTMA可能在招募免疫细胞至感染部位、参与空洞壁的免疫活动中扮演双重角色,既是组织标记物,也是功能调节剂。
一个尤为重要的发现是,尽管存在显著的巨噬细胞浸润,但代表经典活化(M1)和替代活化(M2)的指标iNOS和Arginase-1表达在组间及轻重度空洞间均无显著差异,M1/M2比值也保持稳定。这提示在慢性分枝杆菌感染的空洞病变中,巨噬细胞可能并非处于典型的M1或M2极化状态,而更可能是一种"去极化"或混合激活的表型,这种状态可能有助于解释慢性炎症的持续和组织重塑的发生。
从临床角度看,CT影像上空洞壁的厚度或许能作为评估局部免疫活动的一个间接指标,有助于识别那些可能从更早干预中受益的患者。本研究首次在手术切除的肺标本中比较了TB与NTM空洞的PTMA表达,并将其与影像学特征关联,为理解慢性肺部感染的免疫机制提供了新的视角。未来的研究需要在前瞻性队列中验证这些发现,并深入探索PTNA的具体作用机制以及巨噬细胞在慢性空洞性病变中的复杂行为。