卡氏肺孢子虫 ( Pneumocystis carinii ) 一、形态 一、形态 卡氏肺孢子虫简称肺孢子虫,最早由 Chagas ( 1909 )在实验豚鼠肺印片中发 现, 1912 年 Carinii 夫妇对寄生于大白鼠 肺组织中的虫体作了基本描述而定名。 直到 1952 年捷克学者 Vanek 等在患有间 质性肺炎的死亡病儿肺渗出液中查到此 虫,才确定此虫是肺孢子虫肺炎的病原 体。 卡氏肺孢子虫简称肺孢子虫,最早由 Chagas ( 1909 )在实验豚鼠肺印片中发 现, 1912 年 Carinii 夫妇对寄生于大白鼠 肺组织中的虫体作了基本描述而定名。 直到 1952 年捷克学者 Vanek 等在患有间 质性肺炎的死亡病儿肺渗出液中查到此 虫,才确定此虫是肺孢子虫肺炎的病原 体。
分类地位尚存在争议。 分类地位尚存在争议。 1988 年以前,按其形态、超微结构、生物学 某些特性及对抗菌药的敏感性等将其归属 于一种致病力较弱的孢子虫纲原虫。 后来发现其细胞膜富含 β-1.3- 葡聚糖、几丁 质等真菌中存在的特异物质,其某些超微 结构与真菌也相似,特别是基因序列、基 因表达产物等分析结果提示该虫更接近于 真菌。但与典型的真菌还有不同。 故认为可能是一种非典型的真菌。目前,国 外已将其列为真菌进化树中的子囊菌及担 子菌纲之间,暂归属于与前述两纲之相平 行的一个独立的真菌纲。
( 一 ) 形态 卡氏肺孢子虫在肺泡内发育主要有滋养体、 包囊前期和包囊三种阶段 。 1. 滋养体 呈多态形,大小为 1 ~ 4μm ,经姬 氏染色后,可见胞核 1 个,呈深紫色,胞质 淡蓝色。电镜下,滋养体表面有许多微细 的管形突起或称丝状伪足,胞浆中含有 1 ~ 2 个线粒体、游离的核糖体、内质网、空泡 和糖原等细胞器。
滋养体
3. 包囊 呈圆形或椭圆形,直径 5 ~ 8μm , 囊壁较厚。在姬氏染色的标本中,囊壁不 着色,呈透明的晕圈状或环状。未成熟包 囊内含有 2 ~ 6 个形似滋养体的囊内小体 (intracystic bodies) 。包囊成熟后,囊内小 体数为 8 个,形状多呈香蕉形,横径 1.0 ~ 1.5μm ,胞质浅蓝色,各有 1 个被染成 紫红色的核。六亚甲基四胺银染色标本中, 囊壁明显,囊内小体不着色,囊内可见圆 形的 “ 核状物 ” 和特征性的括弧状结构。 3. 包囊 呈圆形或椭圆形,直径 5 ~ 8μm , 囊壁较厚。在姬氏染色的标本中,囊壁不 着色,呈透明的晕圈状或环状。未成熟包 囊内含有 2 ~ 6 个形似滋养体的囊内小体 (intracystic bodies) 。包囊成熟后,囊内小 体数为 8 个,形状多呈香蕉形,横径 1.0 ~ 1.5μm ,胞质浅蓝色,各有 1 个被染成 紫红色的核。六亚甲基四胺银染色标本中, 囊壁明显,囊内小体不着色,囊内可见圆 形的 “ 核状物 ” 和特征性的括弧状结构。
3 cysts in bronchoalveolar material, Giemsa stain
二、生活史 肺内发育过程
( 二 ) 生活史 ( 二 ) 生活史 在宿主体外的发育阶段尚未完全明了。 在宿主体外的发育阶段尚未完全明了。 在人和动物肺组织内的发育过程已基本 清楚,包括有性生殖和无性生殖两种 繁殖方式。 一般认为肺孢子虫的感染期为成熟包囊, 传播途径可能与咳痰或飞沫传播有关。 包囊经空气进入呼吸道。 在肺内,囊内小体从包囊中逸出,发育 为小滋养体(单倍体滋养体)。
有性生殖: 单倍体滋养体可通过接合生殖产生二倍体滋养体, 再进行孢子生殖,经过减数分裂和有丝分裂最终 形成 8 个囊内小体。 单倍体滋养体可通过接合生殖产生二倍体滋养体, 再进行孢子生殖,经过减数分裂和有丝分裂最终 形成 8 个囊内小体。无性增殖: 单倍体滋养体也可继续发育,体积逐渐增大,形 成不规则的单倍大滋养体。后者经二分裂、内出 芽和等方式进行无性增殖。以后大滋养体细胞膜 渐增厚形成囊壁,进入囊前期;随后囊内核进行 分裂,每个核周围包裹一团胞质,形成囊内小体。 囊壁继续增厚形成包囊,逐渐发育为成熟的包囊。 当囊内小体逸出后,残留的空囊折叠成不规则或 月牙形小体。 单倍体滋养体也可继续发育,体积逐渐增大,形 成不规则的单倍大滋养体。后者经二分裂、内出 芽和等方式进行无性增殖。以后大滋养体细胞膜 渐增厚形成囊壁,进入囊前期;随后囊内核进行 分裂,每个核周围包裹一团胞质,形成囊内小体。 囊壁继续增厚形成包囊,逐渐发育为成熟的包囊。 当囊内小体逸出后,残留的空囊折叠成不规则或 月牙形小体。
( 三 ) 致病性 卡氏肺孢子虫为机会性致病原虫。虫体进 入健康人体后,可长期潜伏于气管、支 气管或肺泡腔内,形成无症状的隐性感 染。当宿主免疫力低下时,处于潜伏状 态或新侵入的虫体开始进行繁殖,产生 大量滋养体和包囊,并在肺组织内迅速 扩散导致弥漫性间质性肺炎。称为卡氏 肺孢子虫肺炎 (Pneumosystis carinii pneumonia , PCP) 或称肺孢子虫病 (pneumocystosis) 。
肺孢子虫的致病作用机制尚不完全清 楚,可能是虫体的刺激和宿主的免 疫病理反应相互作用的结果。 1. 典型病理改变:肺组织实变。 1. 典型病理改变:肺组织实变。 ①肺泡腔扩大,有泡沫状或蜂窝样渗 出物, PAS 染色反应阳性。 ②肺孢间隔增宽,肺上皮细胞增生、 增厚,淋巴细胞、浆细胞等细胞浸 润。 ③导致肺泡 - 毛细血管血气交换功能尤 其是氧的弥散功能出现严重障碍。
1. 典型病理改变:肺组织实变。 ④病理和病原学研究发现:感染越严重 的肺组织内的滋养体数越多,而包囊 数相对较少。滋养体多黏附在 I 型肺泡 上皮细胞膜表面,而包囊则常游离于 肺泡内。 ⑤肺孢子虫一般多局限于肺内。有的严 重感染者可随血行向肺外播散或直接 侵入其他组织或脏器引起这些部位的 炎症,如肺孢子虫性肝炎、结肠炎、 中耳炎、眼脉络膜炎等。
2. 临床表现可分为两种类型: ①婴儿型或流行型:也称间质性浆细胞 性肺炎。主要发生于早产儿及营养不 良的虚弱婴儿。高发于出生后 10 ~ 24w 内。患儿突然发烧、干咳、呼吸 和脉搏增快,严重时可出现呼吸困难 和紫绀。 X 线胸检可见双肺弥漫性浸 润灶。常因进一步呼吸困难导致死亡。
2. 临床表现可分为两种类型: ②成人型或散发型:低反应性肺孢子虫病 多见于先天性免疫缺陷病、抗癌化疗和接受 免疫抑制剂治疗的病人。 主要症状有发烧、干咳、呼吸困难和紫钳。 X 线显示双肺弥漫性浸润阴影,多从肺门 开始,呈蝶形向周围迅速扩散。有的融合 成小结节状或有空洞形成。双肺纹理明显 增粗。重症患者如诊断不及时, 2 ~ 6w 内 死亡,病死率极高。有的病程短促,可于 发病后 4 ~ 8d 内死亡。
四、实验诊断 1 .病原学诊断 取材:①咳痰或导痰 ②纤维支气管镜,包括支气管刷检、经 支气管肺活检、支气管肺泡灌洗。 ②纤维支气管镜,包括支气管刷检、经 支气管肺活检、支气管肺泡灌洗。 ③经皮肺穿刺吸引术,适用于儿童患者, 诊断率为 60 %~ 95 %。 ③经皮肺穿刺吸引术,适用于儿童患者, 诊断率为 60 %~ 95 %。 ④开胸肺活检或建立人工气道等。 ④开胸肺活检或建立人工气道等。 常用染色方法有姬姆萨、甲苯胺蓝和四胺银 染色法等。近来报道一种快速银染色法仅 需 10 余分钟,适用于临床标本的快速检查。
2 .免疫学检查方法:免疫荧光法、免疫组织 化学法及 ELISA 等。 3 . DNA 探针, PCR 技术等。 4 . X 线检查 PCP 典型病例的 X 线表现为两肺 先出现混合性肺泡及间质性改变,以网状 结节状浸润为主,从肺门向外周扩展,当 病情进展时,可见肺野斑片状实变影,其 间常杂有广泛性或局灶性肺气肿和小段肺 不张,以肺的外围最为明显。有的斑片状 实变影很快融合成大片状均匀致密的浸润 影,病变广泛而呈向心性分布,与肺水肿 相似, X 线表现具有诊断特异性。
( 五 ) 流行与防治 卡氏肺孢子虫呈世界性分布,美洲、 亚洲、大洋洲及非洲许多国家如德国、 澳大利亚、瑞典、芬兰、意大利、法 国和美国等均有报道。根据流行病学 调查和常规尸检,发现约 4 %的人有 该虫存在。血清抗体检测发现,在 4 岁以下儿童中有 75% 为抗体阳性。 卡氏肺孢子虫呈世界性分布,美洲、 亚洲、大洋洲及非洲许多国家如德国、 澳大利亚、瑞典、芬兰、意大利、法 国和美国等均有报道。根据流行病学 调查和常规尸检,发现约 4 %的人有 该虫存在。血清抗体检测发现,在 4 岁以下儿童中有 75% 为抗体阳性。
本病的易感人群主要是免疫功能低下 者,除 AIDS 外还包括早产儿、婴幼 儿、营养不良儿童、老年人、先天 或后天免疫缺陷病人及其他免疫功 能特别是细胞免疫功能受抑制者。 卡氏肺孢子虫肺炎是艾滋病病人最常 见的并发症,其中艾滋病成人患者 感染率为 59 %,儿童患者为 81 %, 是艾滋病病人主要死亡原因之一。
本病如得不到及时治疗,病死率很高。及早治疗有 60 % -80 %可望治愈。 戊烷脒是最早用于治疗卡氏肺孢子虫肺炎的药物,近 年来采用戊烷脒气雾剂吸入治疗效果较好,副作用 减少。 复方新诺明是目前首选药物,临床应用最广泛。 氨苯砜具有很强的抗 PC 活性,可用于 PCP 的预防和 治疗,对于不能用 TMP-SMZ 的患者可作为替代药 物。 三甲曲沙为治疗 PCP 的二线药物,副作用较少。 目前已发现 PC 的突变基因与磺胺治疗和预防失败有 关,表明 PC 的耐药株可能出现了。