卡介苗(BCG)是一种来自牛型结核杆菌的减毒活疫苗，用来预防儿童结核病，是我国和世界上多数国家计划免疫的疫苗之一。BCG接种后一般不会引起严重反应，极少数情况下，卡介菌会进入血液，发生全身性播散，常可致死，称为播散性卡介苗感染。播散性卡介苗感染是最严重的不良反应，有时具有家族性分布，且临床预后不良者较多。播散性卡介苗感染极其罕见，发生率为0.06-1.56/100万，死亡率约为60％。播散性卡介苗感染除发生于患有确定的免疫缺陷病如重度联合免疫缺陷病（SCID）、慢性肉芽肿病（CGD）和艾滋病等患者外，还发生于患有一些还没有确定的免疫缺陷性疾病的患者。大多数患者的共同特征是他们不能产生γ干扰素（IFNγ）或者对IFNγ不发生反应。到目前为止，对受累家庭的免疫学和遗传学分析已经确定了控制白细胞介素12（IL12）依赖的，高通量的IFNγ通路的7个不同基因的突变。研究播散性卡介苗感染和遗传性白细胞介素12/干扰素γ通路缺陷之间的关系对预防接种卡介苗后发生播散性感染有非常重要的价值，对临床诊断及治疗也具有指导意义。
　　播散性卡介苗感染
　　1、卡介苗
　　卡介苗(BCG) 是由法国巴斯德研究所于1902 年从一头患结核性乳腺炎的母牛体内分离出的牛型结核杆菌, 经过多次传代培养已失去毒性及致病性，而仍保存抗原性制成的疫苗。我国BCG接种安排在婴儿出生后数天内进行，方法包括划痕法，口服菌苗、皮内注射，可有效预防儿童结核病，特别对结核性脑膜炎、粟粒性结核有较好的预防效果。BCG可以促进单核巨噬细胞的吞噬功能，它作为一种非特异性细胞免疫增强剂，在医学上的其它功能也正在被逐渐发掘和证实, 例如抗结核、抗病毒、抗肿瘤、抗超敏反应性疾病、治疗慢性细菌感染、抗真菌等。卡介苗是可以在单核噬菌细胞内存活和繁殖的细胞内病原体，接种后一般不会引起严重反应，仅在局部繁殖，引起红肿、化脓或溃疡，淋巴结肿大等，引起干酪样坏死等结核病变。但多数能自行消散,或经适当抗痨治疗即迅速痊愈。仅在个别情况下引起局部溃疡和淋巴结肿大、化脓，甚至引起卡介苗骨髓炎、卡介苗全身播散等严重异常反应。
　　2、播散性卡介苗感染
　　接种卡介苗后发生最严重的不良反应是播散性卡介苗感染。这一并发症往往出现在免疫功能低下的儿童，有时具有家族性分布。患儿一般在接种BCG后数月至数年发病，接种侧局部皮肤或淋巴结先发生肿大、溃疡，并逐步累及内部器官，以肺、肝、脾多见。一般表现为长期发热、体重下降、易合并机会性感染。病理切片检查，免疫功能测定正常者，可见典型的干酷样坏死，上皮样细胞及朗汉斯巨细胞组成的结核样肉芽肿，周围有淋巴细胞浸润；免疫功能缺陷者没有典型的结核样肉芽肿病变，而表现为化脓性肉芽肿病变。病变组织或脑脊液中可找到大量抗酸杆菌。需用抗结核药物和细胞因子等免疫增强剂治疗，预后不良。
　　播散性卡介苗感染发生机制
　　宿主针对BCG的防御主要依靠细胞免疫，因此有遗传性或获得性T细胞免疫缺陷的个体，对BCG具有易感性。播散性卡介苗感染除发生于患有确定的免疫缺陷病如重度联合免疫缺陷病（SCID）、慢性肉芽肿病（CGD）和艾滋病等患者。还发生于患有一些还没有确定的免疫缺陷性疾病的患者，有时具有家族性分布。这类患儿共同的致病机制是IFNγ介导的免疫机制受损，不能产生IFNγ或者对IFNγ不发生反应，其临床表现的严重性依赖于基因缺陷的类型。IL-12/IFN-γ通路缺陷的诊断需要进行IL12/IFN-γ通路功能和基因检测来确诊。到目前为止，对受累家庭的遗传学和免疫学分析已经确定了白细胞介素12（IL12）依赖的，高通量的IFNγ通路中10个不同基因的突变。
　　1、IL12依赖的IFNγ通路
　　分枝杆菌刺激巨噬细胞和树突状（DC）细胞后，分泌的IL12和IL23诱导Th1细胞和自然杀伤（NK）细胞产生IFNγ，此过程需要IL18的共刺激。IFNγ通过一系列机制激活巨噬细胞杀灭细胞内微生物感染。此外巨噬细胞分泌IL12也需要Toll样受体（TLR）的共刺激[7]。NEMO/NFκB信号通路对IFNγ和IL12产生也有共刺激作用。
　　IL12是由对微生物的刺激应答的吞噬细胞和DC细胞分泌的一种细胞因子，由p40和p35两条多肽链经二硫键连接组成的异源二聚体分子。IFNγ、IL4 和CD40/CD40L能增加细胞产生IL12的能力。IL12特异识别表达在NK细胞、活化的T和B细胞膜表面的IL12受体（IL12R）。IL12受体由IL12Rβ1和IL12β2两条多肽链组成。IL12与受体结合后，IL12R发生二聚化，激活与之偶联的激活蛋白酪氨酸激酶（Jak2和Tyk2），使受体信号转导链细胞内段特定区域酪氨酸位点磷酸化，继而作为“锚定点”招募含SH2 结构域的信号分子STAT4 单体，并同时使其在JAK 作用下激活，活化的STAT4 单体聚合，形成同源二聚体的形式穿越核膜到细胞核，识别其特异的DNA上的靶序列, 启动特异的基因转录。诱导活化T细胞的增殖，并使Th0细胞沿着Th1通路发育并分化成熟，并产生IFNγ、肿瘤坏死因子（TNFα）而增强细胞介导的免疫应答。因此IL-12有助于抵抗许多种感染，特别是细菌感染和胞内寄生虫感染。
　　白细胞介素23（IL23）是由IL12p40和p19两条多肽链组成的异源二聚体细胞因子。IL23受体由IL12Rβ1和IL23R链组成。IL23由活化的人巨噬细胞和树突状细胞分泌。IL23具有与IL12相似的作用，可诱导IFNγ产生。
　　白细胞介素18（IL18）也由抗原递呈细胞产生，在体内分布广泛，具有多种免疫调节功能，属于白细胞介素1（IL1）家族成员，但其生物学功能与IL-12相似。IL18受体由两条链组成（IL18R1和IL18R2），通过IL1受体相关激酶（IRAK），MyD88传递信号到核因子κB（NFκB）。IL12除诱导细胞产生IFN-γ外，还可以诱导IL18受体的表达。IL18具有促进Th1细胞发育、增殖和分化以及增强NK细胞活性产生抗肿瘤作用，与IL12和IL23一起促进诱导IFNγ的产生。
　　IFNγ是同型二聚体分子，在大多数有核细胞上表达，由激活的抗原特异性Ⅰ型辅助T细胞（Th1细胞）和自然杀伤（NK）细胞产生。IFNγ与其细胞表面受体（IFNγR）相互作用，调节多种基因的表达和功能。IFNγR由IFNγR1和IFNγR2两个跨膜蛋白质组成，IFNγR1是配体结合链，IFNγR2是信号转导链，起信号转导的作用。IFNγ与受体结合后，分别与IFNγR1和IFNγR2相偶联的Jak1和Jak2被激活，随之IFNγR1的第440位酪氨酸磷酸化。导致锚定在此位点的细胞信号转导和转录激活子-1（STAT1）701位的酪氨酸磷酸化。磷酸化的STAT1与IFNγR1 链的结合力降低，解离形成同源或异源二聚体并转移至细胞核，与IFNγ诱导基因启动子区域的γ激活序列结合，开始转录。
　　2、易发生播散性卡介苗感染的突变类型
　　播散性卡介苗感染是IL12/IFNγ通路缺陷引起的典型疾病。具体突变类型包括：编码IFNγ受体的R1或R2基因突变，导致IFNγ受体表达缺失或功能缺失；编码IL12（IL12-p40）诱导链的基因缺失而不能产生IL12；编码IL12和IL23受体β1链的基因突变，导致细胞表面无IL12Rβ1基因表达，因而不能对IL12发生反应；编码信号转导分子STAT1的基因突变，从而减弱对IFNγ发生反应的能力；编码TYK2的基因突变，导致不能对IL12发生反应；编码NEMO的基因突变，影响IL12和IFNγ等细胞因子的产生。另外，动物实验表明STAT4，Myd88，IRAK4缺陷也能使小鼠对包括结核分枝杆菌在内的多种病原体易感。表型的严重性与基因缺陷的类型相关，下面将对这些缺陷进行详细介绍。
　　IFNγR1缺陷：IFNγR1缺陷分为完全缺陷和部分缺陷。完全IFNγR1缺陷患者细胞表面无IFNγ受体表达，极少数病例虽然IFNγR1表达正常，但是缺少IFNγ结合部位，对IFNγ完全没有反应。IFNγR1完全缺陷的患者多在3岁以前发生BCG或者其它致病性分枝杆菌感染，大多数病例死亡，抗分枝杆菌药物治疗预后不良。部分IFNγR1缺陷患者虽然单核细胞表面表达IFNγR1受体，但是受体与配体的亲合力显著降低，对IFNγ有部分反应，症状较完全缺陷轻，容易治疗。
　　IFNγR2缺陷：IFNγR2缺陷也分为完全缺陷和部分缺陷。IFNγR2是IFNγ受体信号转导链，是决定细胞对IFNγ反应的重要因素。完全IFNγR2缺陷患者细胞对IFNγ完全没有反应，临床症状与IFNγR1完全缺陷一样严重，在幼儿时期易患严重爆发性感染，治疗无效。部分IFNγR2缺陷患者细胞对IFNγ的刺激有部分反应，因此所患感染往往可治愈。
　　IL12-p40完全缺陷导致IL12和IL23缺陷：IL12任一亚基（p40或p35）的改变都可能影响机体的免疫保护能力，IL12-p40缺陷患者不能产生IL12，所以淋巴细胞在体外受到分枝杆菌或沙门氏菌抗原刺激后不能分泌IFNγ，容易感染致病性分枝杆菌和沙门氏菌，症状比IL12Rβ1缺陷严重，死亡率38％。
　　完全IL12Rβ1缺陷导致不能对IL12和IL23发生反应：突变导致激活的T细胞表面没有IL12Rβ1链表达，因此对IL12和IL23完全没有反应。抗原（BCG）刺激患者外周血淋巴细胞导致IFNγ产生明显降低。IL12Rβ1缺陷患者临床表现比完全IFNγR1或IFNγR2缺陷症状轻，对IFNγ治疗有部分反应，所患感染可以治愈，发病较晚。
　　STAT1缺陷：完全STAT1缺陷是非常少见的常染色体隐性遗传形式，STAT1突变后不能生成由磷酸化的STAT1/STAT2/p48组成的干扰素刺激基因因子3（ISGF3）和由磷酸化的STAT1/STAT1同源二聚体组成的γ激活因子（GAF），对IFNγ反应较差或者没有反应，IL12和IFNγ的生成也随之减少。
　　Tyk2缺陷：Tyk2通过IL12R的信号转导诱导Jak2和Tyk2酪氨酸磷酸化，随后激活包括STAT4在内的几个STAT。磷酸化的STAT4二聚体转移到细胞核对IFNγ的产生是非常重要的。患者表现为包括IL12通路在内的多个细胞因子信号通路的缺陷，在患者T细胞中加入野生型Tyk2可以纠正细胞因子信号缺陷。
　　NEMO缺陷：NFκB必须调节蛋白（NEMO）是NFκB信号通路中一个重要的成分,它把IKK复合体激酶IKKα，IKKβ和调节亚单位ELKS结合在一起，通过受体控制信号传递。NEMO 突变属于X连锁隐性遗传，使IL12和IFNγ产生降低，可以导致严重的分枝杆菌疾病。
　　其它可能引起播散性卡介苗感染的缺陷：Myd88髓样分化因子(myeloid differentiation factor88,MyD88) 属于Toll/IL-lR家族和死亡结构域家族成员，是Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)信号通路中的一个关键接头分子，在实验性感染中，MyD88缺陷导致小鼠对很多的病原体均表现出易感性。白细胞介素1受体相关激酶（IRAK）4也参与Toll样受体信号通路，IRAK4缺陷的患儿容易发生致命性的感染。STAT4是IL12／IFNγ通路中的一个重要组成部分，主要分布在淋巴和髓系组织中，从分子水平调节细胞的增殖、分化，在肺部的炎症以及免疫性疾病中起重要的作用。STAT4 激活诱导Th1的极化及诱导一系列的基因表达，STAT4 缺陷小鼠表现出对胞内细菌感染易感。
　　播散性卡介苗感染的治疗与预防
　　播散性卡介苗感染属于牛型分枝杆菌感染，可使用利福平、异烟肼、链霉素、乙胺丁醇等抗痨药物对症治疗。由于本病多数存在免疫缺陷，易继发多种机会性真菌或细菌感染，导致这类患儿多数对治疗缺乏反应，预后不良。对此类患儿尽早查明免疫缺陷的类型，除常规免疫功能检查外，尚需进行一些特殊免疫检查如IL12／IFNγ通路以及基因检测。然后根据免疫缺陷的类型结合临床，推测机会感染病原种类进行经验性抗菌治疗，同时进行针对性的免疫治疗。对IL-12受体缺陷和部分IFNγ受体缺陷的患儿，除常规抗感染外，可加用IFNγ治疗，联合免疫缺陷病和完全IFNγ受体基因缺陷者需要进行骨髓移植。由于全身播散性卡介苗病是罕见病,预防较为困难。较为可行的预防措施有:严禁近亲通婚；对双亲疑有遗传性疾病者该新生儿应暂缓接种卡介苗,查清后再决定接种与否；对成人用免疫抑制剂治疗者,禁用卡介苗。理想的预防是开展遗传学咨询、进行产前诊断和新生儿筛查，对于筛查异常或有可疑免疫缺陷病家族史的新生儿应该避免接种卡介苗。如果能早期识别个体可能存在的免疫缺陷，则可避免播散性卡介菌病的发生。另一方面对于接种卡介苗后出现异常反应的患儿应严密追踪监测，以便早期发现、诊断和治疗卡介苗感染和可能存在的免疫缺陷病。
　　结论
　　卡介苗是牛型分枝杆菌的减毒活疫苗，可有效预防儿童结核病。婴儿接种2～3周后多数表现为接种部位局部反应，一般无全身反应。少数婴儿可扩散到局部淋巴结，极少患儿发生远处或全身播散性感染。播散性卡介苗感染的发生主要与患者的免疫状态和遗传因素有关，这一并发症往往出现在先天性或获得性免疫缺陷的儿童，且具有家族性分布，多数患者预后不良。与FNγ产生或反应缺陷相关的遗传性疾病是常见的致病机制，表现为是IFNγ介导的免疫机制受损，不能产生IFNγ或者对IFNγ不发生反应。可以应用抗结核药物和细胞因子等进行治疗，但多数患者治疗无效，死亡率较高。
　　实验证明IL12依赖的高通量IFNγ通路对保护宿主免受包括分枝杆菌和沙门氏菌在内的细胞内微生物感染是非常重要的，此通路缺陷是发生播散性卡介苗感染的主要原因，而且表型的严重性与基因缺陷的类型相关。已经确认的IFNGR1，IFNGR2，IL12-p40，IL12Rβ1，STAT1，TYK2和NEMO突变导致对分枝杆菌的感染增加易感性。另外，STAT4，Myd88，IRAK4缺陷也能引起小鼠对包括结核分枝杆菌在内的多种病原体易感。进行IL12／IFNγ通路以及基因检测，早期发现个体可能存在的免疫缺陷，对播散性卡介菌病的预防、诊断和治疗具有极其重要的意义，也是未来研究的一个重要方向。