
第三节 支原体感染造成的危害
支原体感染造成的危害非常广泛,其影响涉及人、动物、植物、昆虫及组织培养的细胞,应当引起高度重视。
一、人支原体病的危害
从人体分离出的16种支原体中9种对人类有致病性,即肺炎支原体、人型支原体、生殖支原体、发酵支原体、穿透支原体、梨支原体、解脲脲原体、微小脲原体和嗜精子支原体。肺炎支原体除引起原发性非典型肺炎外,还可引起上呼吸道感染、支气管炎、肺脓肿及严重的肺外并发症,如免疫性溶血性贫血、脑膜脑炎、心肌炎、心包炎、肾炎等。解脲脲原体和微小脲原体可引起尿道炎、子宫内膜炎、绒毛膜羊膜炎、自然流产、早产、低体重新生儿及新生儿肺炎、脑膜炎、败血症。人型支原体可引起盆腔感染、产后热、肾盂肾炎及新生儿脑膜炎、脑脓肿等。生殖支原体主要引起尿道炎及盆腔感染。发酵支原体Incognitus株有很强的致病力,能引起人全身感染、多器官功能衰竭及急性呼吸窘迫综合征,病死率很高。穿透支原体及梨支原体具有较强的细胞毒作用,在AIDS的发展过程中起辅助因子或促进因子的作用。嗜精子支原体感染男性精子,可引起不育。
一些有致病性的支原体具有特殊的尖端结构(terminal organelle),此结构中有大量的黏附素,可介导其对宿主细胞的黏附并引起细胞损伤。有些支原体感染时能引起宿主广泛的异常免疫反应,包括多克隆激活B淋巴细胞和T淋巴细胞、活化巨噬细胞和NK细胞,并刺激免疫活性细胞产生促炎细胞因子(proinflammatory cytokines),造成组织损伤。多数支原体具有丝裂原,能刺激免疫细胞引起母细胞转化、细胞增殖及过度的免疫反应。支原体与宿主细胞膜相互作用,引起膜抗原结构改变,刺激机体产生自身抗体而引起组织损伤。有些支原体具有超抗原(superantigen, SAg),其不需抗原呈递细胞(antigen presenting cell, APC)处理,一端直接和T淋巴细胞表面的T细胞受体(TCR)的Vβ链结合,另一端与APC表面的MHC Ⅱ类分子α螺旋的外侧结合,最终激活T淋巴细胞,诱导其释放大量炎症性细胞因子,同时增强B淋巴细胞分泌抗体的能力,引起T淋巴细胞介导的自身免疫病。
支原体与人类肿瘤发生的关系目前尚不明确,但已有的研究结果提示支原体感染与肿瘤发生有关。HIV阳性患者中,支原体与霍奇金淋巴瘤、前列腺癌、口腔细胞瘤发生有关。免疫缺陷鼠模型中穿透支原体的持续性感染能抑制胃黏膜细胞p53和p21的表达。发酵支原体亚型incognitus株能诱导人前列腺和鼠胚胎细胞系染色体改变,导致人和鼠细胞的恶性转化。Zella等人证实:①支原体在小鼠体内能促进淋巴瘤的生成;②支原体热休克伴侣蛋白DnaK可能通过干扰与DNA损伤控制/修复和细胞周期/凋亡相关的重要通路,参与转化过程和抗癌药物的耐药性;③支原体感染小鼠早期,在其肿瘤组织中出现低拷贝数的DnaK DNA序列。上述研究说明支原体可以通过DnaK介导的p53功能异常影响细胞的生物学行为以及对抗癌药物的敏感性。
二、动物支原体病的危害
从动物体内分离并鉴定出了127种支原体,大部分对动物不致病,仅少部分引起不同程度的疾病,其中能造成严重危害的主要有4种:①丝状支原体丝状亚种引起牛传染性胸膜肺炎,以肺小叶淋巴管浆液-渗出性纤维素性炎和浆液纤维素性胸膜炎为特征;②丝状支原体山羊亚种引起山羊传染性胸膜肺炎,病程多为急性或亚急性,主要侵害肺和胸膜,引起纤维素性肺炎和浆液-纤维素性胸膜炎;③猪肺炎支原体引起猪喘气病,患猪主要表现为咳嗽、气喘、生长迟缓,以肺部病变为主,尤以两肺心叶、中间叶和尖叶出现胰样变和肉样变为其特征;④鸡毒支原体引起家禽慢性呼吸道疾病,感染的鸡群常表现为咳嗽、打喷嚏、气管啰音、流泪等明显呼吸道疾病症状。牛传染性胸膜肺炎给畜牧业造成过极严重的经济损失;鸡毒支原体引起的鸡和火鸡慢性呼吸道疾病及猪肺炎支原体引起的猪喘气病给养鸡业和养猪业造成的直接经济损失每年可达10亿元以上。尚有其他支原体引起的畜禽疾病,也不同程度地影响着畜牧、家禽养殖业的健康发展。实验动物中主要有鼠肺炎支原体,引起小鼠肺炎及生殖系统疾病;鼠关节炎支原体能引起大鼠多发性关节炎;溶神经支原体能侵害小鼠脑和中枢神经,表现为旋转病。此外,豚鼠支原体也可引起大鼠关节炎。实验动物的支原体感染给科研工作造成不利影响。
三、植物与昆虫支原体病的危害
植原体的宿主范围广,危害严重,受害植物近千种。在我国报道的植原体病害有100多种,危害严重的有枣疯病、泡桐丛枝病、苦楝丛枝病和桑萎缩病等,给我国经济作物和绿化树种造成了巨大损失。引起植物和昆虫病害的支原体有植物菌原体(Phytoplasma)及螺原体(Spiroplasma)两大类,均寄生于植物韧皮部筛管细胞中。植物菌原体,简称植原体,目前还不能在人工培养基上生长,电镜中观察其形态结构及大小与引起人及动物疾病的支原体类似,但营养和生理、生化性状研究十分困难。近30年来,分子生物学技术的广泛应用为研究其DNA分子结构提供了便利,极大地促进了植原体的研究。植物感染植原体后的主要表现为叶片黄化、发育畸形、花器变绿、果实小而畸形、品质变劣等。植物中以桑树、泡桐、柑橘、马铃薯、葡萄、椰子、苹果、梨、榆树、桃树、翠菊、胡萝卜、番茄等受害最为严重。农作物、菜蔬及果树发育、桑蚕事业及木材生长均受影响。植物植原体与昆虫有密切关系,几乎所有的植物植原体病均由昆虫媒介传播,且病菌能在昆虫体内繁殖和终生携带。螺原体基本特性与植原体相同,但螺原体能人工培养,目前认为,螺原体为植物(农作物)、昆虫(蚊、蝇、蜜蜂、黄蜂、叶蝉、壁虱)和虾蟹等的主要致病菌之一,在陆地上的传播途径主要通过昆虫与植物交互感染。柑橘螺原体(S. citri)和玉米螺原体(S. kunkelii)寄生于植物筛管部和吸食植物汁液的昆虫体内,导致僵化、矮缩等病症。蜜蜂螺原体(S. melliferum)能穿过蜜蜂的中肠屏障到达淋巴组织,在淋巴组织内大量繁殖从而使其死亡。河蟹螺原体(S. eriocheiris)通过鳃或体表进入体内,大量增殖,随血液和淋巴将该菌带至机体各器官的结缔组织中,形成系统性感染,最终导致河蟹死亡。螺原体病在农作物和甲壳动物中广泛传播、危害大,给农业和甲壳养殖业带来巨大的经济损失。
四、支原体对细胞培养的危害
细胞培养过程中遭遇支原体污染的问题也很严重,传代细胞支原体污染率可达85%。受支原体污染的细胞可产生病变,形成空斑,常被误认为是病毒所致而得出错误结论,并可影响细胞内病毒繁殖。支原体可阻碍杂交瘤细胞的融合,给科研及生物制品工作带来很多麻烦。到目前为止,已发现的污染细胞的支原体有30余种,主要包括精氨酸支原体(M. arginini)、猪鼻支原体(M. hyorhinis)、口腔支原体(M. orale)、发酵支原体、莱氏无胆甾原体(Acholeplasma laidlawii)等。这些污染细胞的支原体常用的检测方法主要有培养法、荧光法、PCR法(见第四十二章)。