2.1.1 免疫机制 在Rongjiong Z等的meta分析中表明, 人类布鲁氏菌病患者的CD4⁺ T细胞比例显著下降, 而CD8⁺T细胞比例增高, CD4⁺/CD8⁺比值显著下降^[7], CD4⁺T淋巴细胞功能障碍与慢性布鲁氏菌病有关, CD8⁺T在复发或有症状的患者中明显增多。Rafiei 等发现, 慢性布鲁氏菌病患者外周血中分泌干扰素-γ 的T淋巴细胞比例明显低于急性期患者, 而产生IL-13的T淋巴细胞比例明显增加, 同时Th1/Th2比例失调, Th2细胞分泌的细胞因子增多。布鲁氏菌表达免疫原性OVA(鸡卵清白蛋白), 研究表明表达针对OVA peptide SIINFEKL的TCR可变区域的转基因小鼠称为OT-1, OT-1 TCR转基因T细胞可通过OVA-TCR对感染的布鲁氏菌触发强烈的细胞因子和CTL反应, CD8⁺T细胞识别OVA-TCR, 但这些OVA-TCR被MHC-II呈现的不连续五聚体覆盖, 并被CD4⁺ T细胞识别, 具有相似程度的潜在交叉反应活性^[8]。研究报道, 细胞因子具有活化巨噬细胞的功能, 布鲁氏菌表面蛋白Omp25除了下调TNF-α 外, 还能抑制LPS-induced白介素PAMs p40和IL-6表达^[9], 从而抑制巨噬细胞的活化, 也就失去了巨噬细对布鲁氏菌的免疫功能, 导致感染慢性化。Yuehua等认为Brucella VirB T4SS是一种重要的毒力因子, 能够调节细菌细胞内存活和控制宿主对感染的免疫反应^[10]。

2.1.2 其他机制 在Hull等一文中发现^[1], 赤藓糖醇是由妊娠动物的胎盘组织产生的, 可被布鲁氏菌用作生长刺激因子和碳源, 优于葡萄糖。从胎盘释放的赤藓糖醇进入循环系统导致布鲁氏菌从淋巴结转移到生殖组织, 重点侵犯绒毛膜绒毛, 并且延伸至胎盘胎儿侧的子叶, 在此细菌大量繁殖(1 013个细菌/克组织), 诱导炎症细胞浸润, 滋养细胞坏死, 导致血管炎, 这最终导致胎儿-母体代谢交换受损, 导致胎儿流产。流产事件中排出的胎儿和胎盘组织及相关液体是动物种群中的主要传染源, 根据环境的适宜性(湿度、土壤组成、温度、紫外线照射等), 这些布鲁氏菌可存活长达一年。Elodie等研究发现小鼠在感染B. abortus和B.melitensis 48 h后可诱导不同类型细胞(包括髓细胞和非髓细胞)的线粒体发生快速分裂, 这种分裂影响布鲁氏菌繁殖和TNF-α 诱导的细胞凋亡^[11]。Elias等建立的小鼠模型中发现, 布鲁氏菌具有致病性的双组分系统RegB/A, 在控制及适应缺氧环境和体内持久感染方面发挥着重要作用^[12], 这也是慢性感染及临床耐药的机制之一。Tayse等研究表明B. canis在胎、新生儿组织巨噬细胞中广泛分布, 但也可侵袭体内不同种类细胞, 包括肠上皮细胞、肾小管上皮细胞、脂肪细胞、心肌细胞、平滑肌细胞、脉络丛细胞、子宫肌层细胞、骨细胞、成骨细胞、滑膜细胞、肝细胞和胶质细胞等。青少年患有布鲁氏菌病伴有canis4型动脉瘤的报道提示, 可能是由于平滑肌细胞直接感染所致^[13]。另有研究发现, 结核杆菌可能导致人体内巨噬细胞功能障碍、贫血和低蛋白血症, 这使得结核病患者更容易感染布鲁氏菌病^[14]。

2.2.1 布鲁氏菌直接或间接侵入血脑屏障 Miraglia等发现, 采用体外人血脑屏障即人大脑微血管内皮细胞BBB模型研究B.abortus与大脑血管内皮细胞的相互作用, 发现尽管B. abortus能够侵入HBMEC并在HBMEC中复制, 但细菌本身不能通过HBMEC, 而是通过受感染的单核细胞以极化状态穿过HBMEC单层膜, 同时布鲁氏菌还可以利用屏障细胞间的非细胞迁移穿越HBMEC。重要的是, 通过HBMEC单层的受感染单核细胞是胶质细胞感染的细菌来源^[15]。B. abortus能够粘附和侵袭HBMEC, 这依赖于真核细胞的微管、微丝、核内体酸化和从头合成蛋白, 近年来, 肌动蛋白重组被认为是布鲁氏菌对胎鼠上皮细胞侵袭、内化和细胞内转运的关键因素。

2.2.2 血脑屏障和激活和/或功能障碍 中枢神经型布鲁氏菌病的发病机制多数与血脑屏障(HBMEC)的激活和/或功能障碍有关, Miraglia等研究发现感染布鲁氏菌的人类神经胶质细胞分泌IL-1b和TNF-α , 但HBMEC的激活依赖IL-1b免疫介导^[16], 最终导致HBMEC内皮细胞破坏, 血管通透性增加, 中性粒细胞及单核细胞迁移, 引起中枢神经系统感染。

2.2.3 蛋白激酶通路的激活 大量研究报道布鲁氏菌感染人体后可诱导机体产生炎性细胞因子(TNF-α , IL-1β 和IL-6), 细胞因子通过激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK), 使星形胶质细胞产生基质金属蛋白酶(MMP), B. abortus表面蛋白L-Omp19或Pam3Cys也可以激活p38和Erk1/2 MAPK通道诱导星形胶质细胞分泌MMP-9^[17], MMP是一类钙和锌依赖的蛋白酶, 尤其是MMP-9可以降解血脑屏障和中枢神经系统组织中的许多结构成分, 包括IV型胶原蛋白、椎板蛋白和纤连蛋白。

2.2.4 先天免疫细胞受体上调 Kim等研究发现, 感染B. melitensis的猕猴白质星形胶质细胞TLR2表达增加, 导致先天免疫激活增加^[18]。

2.2.5 神经细胞脱髓鞘 另外有学者认为慢性神经型布鲁氏菌病是免疫介导的脱髓鞘病变^[19]。

2.2.6 神经节苷酯抗体形成 动物实验模型中发现, 布鲁氏菌表面的神经节苷酯类似物刺激抗神经节苷酯抗体(GM1)形成, 最终导致肌无力及共济失调症状^{[20, 21]}。

3.1.1 全身表现 布鲁氏菌病的全身症状无特异性, 可表现为发热、疲乏无力、大汗、关节疼痛、食欲下降、体重下降、头痛、肌肉疼痛、抗利尿激素综合征^[22]、腰痛及神经系统受损等表现^{[5, 23, 24]}, 其中最常见的症状为头痛及发热。

3.1.2 局部表现 局部可表现为肝脾肿大、关节炎、感染性心内膜炎及起搏器后心内膜炎等。

3.2.1 NB的主要临床表现 NB的临床表现复杂多样, 主要表现为脑膜炎、脑膜脑炎、脑脓肿、硬膜外脓肿、肉芽肿形成、假性脑瘤形成、脊髓炎、神经根神经炎、颅神经受累、癫痫、精神障碍及血管受累症状(静脉窦血栓、缺血性脑卒中及动脉瘤)等。

3.2.2 其他罕见表现 NB偶可见孤立性颅内压增高, 格林巴利综合征, 颅后窝脓肿、硬膜下出血及弥漫性脊髓蛛网膜炎等。在赵世刚等的临床研究提示周围神经型布鲁氏菌病较中枢神经型布鲁氏菌病常见, 且感觉神经较运动神经易受累, 同时总结出周围神经型布鲁氏菌病临床表现主要包括四肢末端对称或不对称性麻木、痛觉过敏及发凉、烧灼感等, 肢体腱反射减退或消失, 肢体无力、瘫痪及肌肉萎缩等, 其次为听神经、面神经及动眼神经损害, 并得出周围神经型布鲁氏菌病电生理改变既有脱髓鞘损害又有轴索损害^{[5, 23]}。

鉴于布鲁氏菌病及神经型布鲁氏菌病严重的致残性, 疫苗的研制迫在眉睫, 这降大幅度降低神经型布鲁氏菌病的发生, 最新研发的疫苗如下。

沙门氏菌是一种胞内病原菌, 其细胞感染机制与布鲁氏菌相似, Mwense等研究发现以伤寒沙门氏菌为基础的联合疫苗对羊布鲁氏菌4种外源抗原(超氧化物歧化酶(SOD)、外膜蛋白19(Omp19)、布鲁氏菌联氨合成酶(BLS)、脯氨酸外消旋酶亚基A(PrpA))在传递免疫原性方面是有效的, 接种高剂量疫苗能够有效地控制山羊布鲁氏菌病^[36]。另有研究构建了表达流产布鲁氏菌BCSP31、Omp3b和SOD蛋白的活减毒伤寒沙门氏菌株, 在小鼠模型中的免疫途径比较发现, SOD蛋白的减毒活疫苗对毒性B.abortus感染表现出最佳的保护作用, 并显示此减毒活疫苗可诱导小鼠产生稳定的黏膜和细胞介导的免疫反应。此外, 这些结果表明, 如果减毒株在人类中被证明是安全的, 那么联合表达各种抗原的活减毒伤寒沙门氏菌株, 如BCSP31、Omp3b和SOD, 可以作为对抗布鲁氏菌病的候选疫苗进行研究^{[37, 38]}, 从而减少布鲁氏菌对神经系统的损害。

值得注意的是, 布鲁氏菌有两种菌落形态, 一种形式是光滑的物种, 它包含光滑的O-侧链脂多糖(sLPS)。光滑布鲁氏菌包括B. melitensis, B. abortus和B. suis。另一种形态是缺乏O-侧链脂多糖(rLPS)的粗糙种。粗布鲁氏菌包括B. canis和B. ovis。目前, 有两种疫苗被批准用于流产B. bovids的动物种群, 即sLPS(S19)和rLPS(RB51)。第3种疫苗是rLPS (S45/20), 目前尚未在美国获得许可。然而有一种疫苗sLPS(Rev1)是允许使用的, 主要用于小反刍动物中B. melitensis的感染^[39]。虽然这些疫苗不能防止布鲁氏菌在动物体内的定植和感染, 但它降低了流产事件发生的可能性, 打破了传播的循环, 保护了兽群中剩余的动物^[40], 从而降低人类布鲁氏菌病及神经型布鲁氏菌病的发生。

为预防神经型布鲁氏菌病, 除了疫苗接种以外, 首先需要对流行地区的田间农民、田间工作者和当地社区进行适当的健康宣教。如果受感染的动物处于慢性感染状态, 应将其宰杀, 以防止疾病传播。对实验室用具和实验室工具的定期消毒也会减少临床实验室人员的感染。此外, 还需要一项有效的全球政策来彻底根除布鲁氏菌病, 须执行适当的兽医立法, 并鼓励施行有关动物健康的政策。当患者出现发热、头痛、恶心、呕吐、关节疼痛、肢体麻木瘫痪等症状时应高度考虑神经型布鲁氏菌病的发生。