第一章　概述

结核病是一种古老的传染病，历史上对人类的危害触目惊心。新中国成立前，民间称结核病为“痨病”，并且有“十痨九死”的说法。自20世纪90年代以来，结核病在许多国家，包括结核病疫情控制较好的国家，出现了不同程度的疫情下降缓慢或严重反弹，致使全球结核病发病率以每年1.1%的速度增长，结核病再次成为威胁人类健康的主要传染病，成为严重的公共卫生问题和重大社会经济问题。面对全球结核病疫情日趋严重的局面，世界卫生组织（WHO）于1993年宣布进入“全球结核病紧急状态”，并于1995年在全球推行“现代结核病控制策略”（即DOTS策略），将结核病列为重点控制的三大传染病之一。目前，全球推荐的结核病控制策略以联合国所制订的发展目标为背景，即2016—2035年期间全球“终止”结核病策略（END TB strategy）和可持续发展目标（sustainable development goals，SDGs）。共同目的就是：终止结核病流行。经过近25年的努力，全球结核病发病率自2004年开始缓慢下降。1995—2009年间，全球累计4100万结核病患者得到成功治疗，2000—2016年间共挽救了5300万人的生命。

结核病发病的绝对数和人均率均在缓慢下降。在2000—2016年全球结核病发病率年递降率为1.4%，与2015年相比，2016年下降1.9%。而要实现终止结核策略中减少发病和死亡的目标，需要到2020年发病率年递降速度增加到4%～5%。

结核病防治工作取得了显著成效，但全球结核病疫情仍十分严峻。2016年，报告的结核病新发病例数为630万例（高于2015年的610万例），相当于1040万例估计发病数的61%。最新治疗结果数据显示，全球结核病治疗成功率为83%，与近年水平相似。艾滋病毒阳性者的结核病例报告数为476 774例（占估测发病数的46%），其中85%患者正在接受抗逆转录病毒治疗。共有129 689人开始接受耐药结核病治疗，略高于2015年的125 629人，但仅为估测发病人数的22%，且治疗成功率仍较低，在全球为54%。

世卫组织《终止结核病战略》确定在2020年实现第一个里程碑，即到2020年，与2015年相比，结核病死亡人数下降35%，结核病发病人数下降20%，而且结核病患者及其家庭不再因结核病而不得不支付灾难性的费用。

我国是全球30个结核病高负担国家之一，结核病患者人数仅次于印度、印度尼西亚，居全球第三位。结核病仍然是危害我国民众健康和生命的重大传染性疾病，其疫情具体表现是：一是患病人数多，据2010年流行病学调查（以下简称“流调”）结果估算，当年全国15岁以上活动性肺结核患者约502万，其中传染性肺结核患者约133万；二是新发患者多，据WHO估计，我国每年新发活动性结核患者约130万，其中传染性结核病（痰涂阳肺结核）患者约65万；三是农村患病率高，2010年流调结果表明，我国农村地区结核病患病率是城镇地区的两倍；四是耐药患者多，2007—2008年全国耐药性基线调查结果显示，全国每年新发耐多药肺结核患者12万，占全球新发耐多药肺结核患者总数的近1/4。2016年，全球新增60万例利福平（最有效的一线药物）耐药结核病，其中49万例是耐多药结核病。这些病例的几乎一半（47%）发生在印度、中国和俄罗斯联邦。

流动人口结核病、重点风险人群、耐药结核病、TB/HIV双重感染将成为我国结核病疫情下降缓慢的主要原因。2016年，在全球报告的结核病患者中，57%的结核病患者有一次记录在案的艾滋病毒检测结果。在艾滋病毒相关结核病负担最高的非洲区域，82%的结核病患者有一次记录在案的艾滋病毒检测结果。艾滋病毒相关结核病的治疗成功率为78%（2015年队列），广泛耐药结核病的治疗成功率为30%（2014年队列）。

结核病是全球第九大死因，也是因单一病原体感染造成的主要死因，高于艾滋病毒/艾滋病。据估计，2016年，在艾滋病毒阴性者中，130万人死于结核病，在艾滋病毒阳性者中，37.4万人死于结核病。

1882年，德国细菌学家和医学家罗伯特·科赫（Robert Koch）发现结核菌（即通常所说的人型结核菌，简称“结核菌”）是人类结核病的主要致病菌。结核菌具有生长缓慢、可处于休眠状态、细胞壁结构非常复杂、细胞内致病，以及遗传均一性等特点，属于慢生长分枝杆菌，在合成培养基上或在感染动物体内最典型的倍增时间约为24小时。缓慢、兼性寄生、好氧和持留性是结核分枝杆菌生长和代谢的特性。这是结核病需要联合化疗、长期治疗方案的重要原因。

结核菌细长、微弯、（0.3～0.6）μm×（1～4）μm，无荚膜、无鞭毛、无芽胞，不能自主运动，有分枝生长的倾向，不易被染色，革兰染色呈弱阳性，复红染料着色后，对酸性酒精的脱色有很强的抵抗力，显微镜下呈红色杆菌，因此称之为抗酸杆菌。抗酸染色是分枝杆菌的特征，其结构基础是分枝杆菌细胞壁中所含的70～90个碳原子的分枝菌酸（mycolic acid）。当处于不良环境时，结核菌的抗酸染色特点可发生变异，结核菌的形态也可发生变异。结核菌细胞壁的结构非常复杂，除了肽聚糖外还富含大量特殊的脂质，如种类多样的糖脂以及多糖脂质层。特有的生物合成方式产生了细胞壁的独特成分，如分枝菌酸、结核腊脂酸、酚硫腊脂、脂阿拉伯甘露聚糖和阿拉伯半乳糖，它们中一部分与细菌持留状态、刺激宿主炎症反应，和致病性有关。

结核菌属兼性需氧菌，在固体培养基上生长缓慢，约需4周才能形成1mm左右的菌落，培养时如果供氧充分，细菌生长较快。固体培养基上的菌落致密、较干燥，常呈乳白色或淡黄色，表面粗糙有皱纹，边缘不整齐。结核菌的增殖周期又称代期（generation time），约为24小时，而大肠杆菌仅为1.3小时。研究发现结核菌基因组DNA复制时间为10～11小时，而大肠杆菌仅需0.9～1.0小时；结核菌基因组RNA转录时间为0.12小时，而大肠杆菌为0.013小时；结核菌的rRNA操纵子数仅为大肠杆菌的1/7，核糖体数仅为大肠杆菌的1/10。多种因素决定了结核菌生长缓慢，所以许多年来对结核菌进行快速培养的研究，但至今还没有取得实质性的进展。

虽然结核菌是一种不形成芽胞的细菌，却拥有惊人的在恶劣环境中耐受的能力，较为突出的是结核菌在与宿主防御机制相互作用产生的酸性或碱性环境，以及胃的酸性内容物中均能生存；另外细菌能够耐受特别低的温度，在-70～4℃之间都能保持很好的生存活力，经过超低温冷冻保存的结核菌在生存能力、分类学性质、免疫学性质和病原学性质方面几乎不受影响。但是，结核菌对热、光照和紫外线照射非常敏感，在紫外线照射或阳光直射下，几分钟内细菌就会被灭活。

结核菌能侵袭机体任何组织、器官引起疾病，其中以肺、脑、骨、淋巴和生殖系统较为常见。结核菌的毒力并不十分稳定，多次传代培养可导致毒力降低乃至无毒，结核菌H37Ra株和卡介苗就分别是结核菌H37株和牛分枝杆菌经过多次培养而获得的无毒株和减毒株；而毒力下降的菌株通常可以通过动物接种恢复毒力；世界不同地区的结核菌野生株的毒力也不一致。结核菌的致病性与某些菌体成分有关，如索状因子、硫酯、磷脂、脂阿拉伯甘露糖（LAM）以及25kDa蛋白。

当结核杆菌经呼吸道被吸入，抵达近胸膜的远端-呼吸性细支气管或肺泡内，能否引起感染取决于吸入结核菌的数量（据估计：在人类吸入5～200个结核菌即可引起感染）、结核菌的毒力、持续时间和宿主肺泡巨噬细胞固有的杀菌能力等。结核菌如能幸免于巨噬细胞的防御作用，不被巨噬细胞吞噬消灭，则可在入侵局部及巨噬细胞内缓慢增殖，2～12周后当结核菌数量达10 ³～10 ⁴/ml时，即可诱导机体产生相应的特异性细胞免疫反应。结核菌纯蛋白衍生物（purified protein derivative of tuberculin，PPD）皮肤试验阳转，提示机体已感染了结核菌。当健康人接触到结核菌后，1%～2%接触者在接触后不久即发作成临床结核病，但近2/3接触者未被感染，1/3接触者成为潜伏感染者。约有10%潜伏感染者可在其一生中任何时候、特别是免疫功能低下时发病。

结核病的病原菌是结核菌复合群，主要包括结核菌（mycobacterium tuberculosis）、牛分枝杆菌（mycobacterium bovis）、非洲分枝杆菌（M. africanum）及田鼠分枝杆菌（M. microti），其中前3种均为人类致病菌，而后者系结核菌与牛分枝杆菌的中间型，尚未证明对人类有致病性。肺结核患者，尤其痰涂片阳性，并有咳嗽、咳痰者是结核病的主要传染源。当患者咳嗽、咳痰、打喷嚏、唱歌、大声说话时可经呼吸道排出含菌的飞沫（又称微滴核，droplets），一次咳嗽即可排出3500个微滴核，直径1～5μm的微滴核在室内空气中可悬浮4～5小时，可被接触者吸入而引起结核感染。

影响结核菌传播的因素包括：

肺结核患者的排菌量取决于患者的病情，包括肺内病变的活动性、范围及病变性质等。结核性空洞的含菌量为10 ⁷～10 ⁹/ml、浸润性病变为10 ⁴～10 ⁷/ml、结节性病变为10 ⁴～10 ⁶/ml、闭合性干酪灶为10 ²～10 ³/ml，含菌量为（0.5～1.0）×10 ⁴/ml的痰标本才能涂片镜检阳性。已有流行病学研究表明，菌阳培养阳性患者的接触者感染率高达65%，显著高于菌阴培养阳性和菌阴培养阴性患者的接触者（各为26.8%和17.6%）。此外，不容忽视的支气管结核患者也是重要传染源。

Loudon等曾观察了63例肺结核患者夜间咳嗽频度与同室居住的0～14岁儿童的结核菌素皮肤试验（简称TST）阳转情况，发现：咳嗽>48次者，接触者感染率为43.9%，<12次者则为27.5%。还有研究显示，有痰咳嗽和无痰咳嗽者的传染性也有差异。

患者咳嗽、咳痰时排出的微滴核受咳嗽时的冲击力、痰量及痰黏稠度不同而大小各异，微滴核>100μm者受地心引力的影响均下沉坠地，5～10μm者虽可被吸入，但多在较大支气管沉积，易被支气管纤毛运动排出，而1～5μm者则可较长时间悬浮于空气中，易被接触者吸入。曾有报告：悬浮的微滴核中所含的结核菌在6小时后仍有46.7%～55.8%存活。

程度越高则感染的概率风险就越高，曾有作者比较了患者的家庭成员、办公室同事及偶有来往的亲友的接触者感染率，发现也有显著差异。

患者的居住环境，尤其是通风情况与接触者感染率有关。居住拥挤、人员密集、通风不佳的环境均是有利于含菌的微滴核能较长时间悬浮、有利于传播的环境因素。

至于再生气溶胶（或称尘埃传染）的传染性问题，国内一些学者曾通过对城市街道地区的痰迹进行结核菌的检查，发现1%的痰标本可检出抗酸杆菌，甚至有报告检出率可高达4%～6%。王忠仁等还通过豚鼠吸入含H37Rv的尘土气溶胶证明可使豚鼠感染并致病，表明菌尘气溶胶也是可能的传播途径之一。

经呼吸道传播是最主要的感染途径，其次是饮用未消毒的患结核病奶牛的牛乳，结核菌在咽部、扁桃体或肠道可形成原发灶和颈、肠系膜淋巴结结核。结核菌直接植入皮肤损伤部及相应区域淋巴结而引起结核病，结核菌胎内感染虽不多见，但也偶见报告。

①婴幼儿、青少年、60岁以上老年人；②人类免疫缺陷病毒（HIV，也称艾滋病病毒）感染者及获得性免疫缺陷综合征（AIDS，也称艾滋病）患者；③糖尿病、矽肺、糖皮质激素及其他免疫抑制剂长期使用者；④营养不良、长期酗酒者；⑤肝硬化、胃切除术后、空肠回肠吻合术后；⑥肾功能不全、血液透析者；⑦恶性肿瘤、精神病患者；⑧遗传因素：人类白细胞抗原（HLA）B27和B35、自然抵抗相关巨噬细胞蛋白1（natural resistance associated macrophage protein-1，NRAMP-1）、VDR（维生素D受体）及甘露糖结合植物凝集素基因（mannose binding lection，MBL）等均被认为是人类结核病易感性相关基因。

结核菌感染是人体发病的前提，结核菌侵入人体、着床后才能形成感染，形成感染与侵入人体的结核菌的毒力、菌量、人体的防御能力及易感性相关。TST是目前判定结核感染的最简便易行的有效方法。但是，由于结核菌皮肤抗原制剂如PPD的抗原谱与卡介苗（BCG）和非结核分枝杆菌存在多种交叉抗原，因此，难以在BCG普种国家区别结核菌自然感染与BCG接种后的人工免疫效果，更难以与非结核分枝杆菌感染区别。近年来，随着分子生物学的不断进步和诊断技术水平的提高，有些发达国家则采用BCG缺失区（RD1区）及多数非结核分枝杆菌也缺失的抗原如ESAT-6、CFP-10进行γ-干扰素释放试验（ELISA法）或γ-干扰素分泌细胞数检测（ELISPOT）来区别自然感染与BCG接种及非结核分枝杆菌感染。

结核菌素试验是目前最常用的判定结核菌感染的方法。结核菌素通常指旧结核菌素（OT）和PPD，常用于结核病流行病学调查、结核菌感染情况监测、卡介苗接种前试验、结核病辅助诊断。自20世纪90年代以来我国主要采用PPD试验。目前常用的结核菌素制剂有人型结核菌纯蛋白衍生物（TB-PPD）和卡介菌纯蛋白衍生物（BCG-PPD）两种。

在左前臂掌侧前1/3中央皮内注射0.1ml PPD，以局部出现7～8mm大小的圆形橘皮样皮丘为宜。

772小时（48～96小时）检查反应。以皮肤硬结为准。

硬结平均直径<5mm或无反应者为阴性。

硬结平均直径≥5mm者为阳性。硬结平均直径≥5mm，<10mm为一般阳性；硬结平均直径≥10mm，<15mm为中度阳性；硬结平均直径≥15mm或局部出现双圈、水疱、坏死、淋巴管炎及发热者为强阳性。

从结核菌感染到产生过敏反应约需一个多月，在过敏反应前期，结核菌素试验无反应；急性传染病，如百日咳、麻疹、白喉等，可使原有过敏反应暂时受到抑制，呈阴性反应；使用糖皮质激素或其他免疫抑制剂，呈阴性反应；重症结核病，肿瘤、结节病、艾滋病等结素反应可降低或无反应，但随着病情好转，结核菌素试验可又呈阳性反应；结核菌素试剂失效或接种方法错误，也可出现结核菌素试验阴性。

结核感染者从发病到形成某一部位的病变，往往呈较长时间的慢性过程，短则3周、数月，长则数年乃至数十年。在机体细胞介导的免疫反应（cell-mediated immunity，CMI）形成前，结核菌可通过淋巴管、肺门、纵隔淋巴结乃至通过血液循环系统形成早期菌血症，结核菌可传播至身体各处。最易受累及的是氧分压较高的脑、长骨骨骺、肾、脊柱椎体、淋巴结和肺上叶，感染局部可愈合形成静止的纤维钙化灶，成为以后再活动的根源。结核感染可以发生在任何年龄，但绝大多数（90%）不伴有HIV感染的个体可以在很多年内甚至终身隐性感染而不发病。感染后发病者，多数是在感染后半年至两年内发病，其余则在机体抵抗力低下时发病。婴儿和儿童由于免疫系统尚未发育成熟，发生活动性结核的可能性要高于成年人，并且还较成年人易于向肺以外的器官播散。体力的和精神的压力可以促使成人疾病的发生，但最主要的诱发因素是免疫防御功能的减退，尤其是在HIV感染后。故有人描述结核感染为“一日感染，终生感染（once infected，always infected）”。结核病是宿主针对在体内存活乃至繁殖的结核菌而发生的机体组织反应。结核感染至发病、发展或呈隐匿性潜伏感染与细菌在体内的繁殖及宿主的固有免疫及适应性免疫反应有关。因此，结核感染至发病实质上是宿主与体内结核菌间相互制约、相互斗争过程的结果，从而呈现不同性质的病理变化、临床表现和不同的结局。

沃尔格伦（Wallgren）曾将结核病自然发展过程分为以下4个阶段：

（1）初染后3～8周为原发综合征形成及结核菌素试验阳转阶段；

（2）感染3个月后为严重播散阶段-血行播散性结核病和结核性脑膜炎；

（3）感染3～4个月后，胸膜及其他浆液膜受侵及；

（4）原发综合征吸收后3年内慢性播散性骨关节、泌尿生殖系结核病发病以及5年内肾结核、皮肤结核等发生。

也有人将其分为6个阶段，还包括：

（5）感染3年后乃至终生的通过内源性复燃；

（6）外源性再感染机制而发病的继发性结核病。

上述病程及病情发展经过存在着很大的个体差异，轻者仅呈短期的自限性感染的良性经过，重者则呈进行性进展，如不予以治疗可引起致命性结局。结核病是结核菌引起的炎症性疾病，病理组织学上表现为增殖性、渗出性和变质性三种基本反应。至于何者占优势，则因细菌毒力、菌量、机体免疫反应及疾病不同发展阶段而表现不一。一般而言，在结核病的发展过程中，上述3种反应经常交互并存。

结核菌经呼吸道吸入至细支气管与肺泡着床，在肺泡腔内繁殖并导致中性粒细胞、巨噬细胞和纤维素渗出形成渗出性病变——原发灶或恭氏灶（Ghon’s focus）。原发灶一般位于通气较佳的上叶下部或下叶上部近胸膜处，少数也可位于下叶基底段，在机体未形成有效的免疫效应前，结核菌呈对数生长的同时，很快侵入淋巴管并沿淋巴管到达所属的区域淋巴结，形成由原发灶、淋巴管炎及肺门、纵隔淋巴结的结核组成的原发综合征。绝大多数原发性肺结核由于机体保护性免疫反应的逐渐增强而自然痊愈，之后的胸部X线检查可发现肺部或肺门、纵隔淋巴结有钙化灶，少数患儿或患者有恶化进展或通过下述途径而进一步播散：

病变扩大、干酪样坏死、空洞形成（原发空洞，较少见）及支气管播散。

原发灶及肺门淋巴结核恶化，结核菌可循淋巴管累及纵隔淋巴结、颈部、锁骨上、下淋巴结，也可逆向扩散至胸膜、腹腔淋巴结，发生胸膜炎、腹膜炎，当气管、支气管旁淋巴结液化破溃入气管、支气管可引起淋巴结-气管、支气管瘘甚至淋巴结食管瘘；由于淋巴结病变直接侵及可并发气管、支气管结核，肿大淋巴结压迫邻近支气管而导致肺不张。

引起全身血行播散性结核病或血行播散性肺结核。

继发性结核病是指发生于原发性结核病后任何时期的结核病，故有初染后结核病之称。因多发生于成人，故又称之为成人结核病。继发性结核病可发生于全身各脏器，其中以肺部病变最为多见。可有2种发病机制：

在原发性肺结核的早期，机体尚未建立有效的抗结核免疫反应时，结核菌可在肺泡巨噬细胞内对数生长，结核菌可通过淋巴-血行而形成“早期菌血症”及早期的血行播散，肺尖部、脑实质及脑膜、肝脾肾、骨骼、淋巴结均可受侵；随着机体免疫力的健全，血行播散终止，播散灶自限性愈合或呈潜伏感染状态而成为以后内源性复燃的源泉。当机体抵抗力降低时，早期淋巴血行播散灶重新活动进展而发生肺或肺外结核病。多数成年人、老年人结核病均属此种发病机制，尤其在结核病疫情较低的国家。Stead报告：在102例年龄大于50岁且具有发病前至少一年前的胸部X线片的患者中，72%均提示有陈旧性结核病。

指曾有过结核菌感染而再次感染发病者，关于此发病机制，曾多年有争议。以前只能通过噬菌体分型及抗结核药物的敏感试验而证实。随着分子流行病学研究的进步，结核菌DNA指纹技术分析研究已证实其可能性。1981年美国stead报道了一起老年公寓内结核病暴发流行事件，一例痰菌（+）患者导致了入住时PPD阴性者中49例（30%）阳转，17%发展为临床结核病。Ritacco等报告：在阿根廷某医院发生耐多药结核病传播。又如Frieden等报告：DNA指纹分析发现，30%的65岁以上住院肺结核患者，其分离的结核菌DNA指纹谱成簇分布。证明外源性再感染也是继发性结核病的发病机制之一。

无反应性结核病是指机体免疫功能严重低下者发生的严重的结核性败血症，常呈全身性播散而结素反应为阴性，病变组织内可见大量结核菌而极少见类上皮细胞结节形成和淋巴细胞浸润，此类患者生前常易被误诊、漏诊。

肺外结核病可为血行播散性结核病的一个组成部分，也可能是早期菌血症播散的潜伏灶的再活动。以结核性浆液膜炎、淋巴结结核、骨关节结核、脑结核、泌尿生殖系结核较为多见。

之前有许多报告证实结核潜伏感染（latent TB infection，LTBI）的存在，如豚鼠接种了因其他病因死亡者的淋巴结组织匀浆后，12%可发现有结核菌生长，又如对死于非结核病的尸检发现，肺尖部纤维干酪灶内，25%～75%标本可分离到结核菌，这些都提示结核菌感染是一个持久的过程，可成为继发性结核病（10%）发病的源泉。

结核病是感染了结核菌（简称M.tb）而引起的慢性传染病。但是，早在科赫（Koch）发现M.tb为结核病的主要致病菌时就指出：“细菌不是结核病的全部原因。”从结核病免疫学的意义上看，结核病也被认为是一个T淋巴细胞介导的保护性免疫反应和病理性免疫反应失衡（调控紊乱）的免疫性疾病。其依据为：①1%～2%的接触者在与活动性肺结核患者密切接触后不久即发病，而近2/3接触者未被感染，1/3接触者被感染并成为结核潜伏感染者。在潜伏感染者中，约10%在其一生中任何时候发病，发病患者多数伴有诱导免疫功能低下的因素。②在发病人群中，发病、病情、病程和转归各异：原发性结核病和继发性结核病、病变局限于肺部或全身血行播散、病理变化以变质性病变为主或以增殖性病变为主。③以细胞免疫缺陷为主要表现的艾滋病病毒感染者和艾滋病病人（HIV/AIDS）是结核病高危人群，而进行过抗逆转录病毒治疗，CD4 ⁺T淋巴细胞恢复后，结核病发病率降低。④老年结核病增多，“免疫衰老”（immunosenescence）是重要原因之一。⑤糖尿病、矽肺及长期使用糖皮质激素或其他免疫抑制剂的非AIDS免疫缺陷宿主是结核病易感人群。⑥免疫功能严重低下者可发生预后差、临床经过急骤、凶险的无反应性结核病（结核性败血症）。

由此表明，结核病的发生、发展除了细菌学因素外，宿主的免疫功能也是十分重要的。

M.tb侵入人体后，进入鼻、咽喉、气管、主支气管后可被呼吸道黏液吸附，通过喷嚏、咳嗽、咳痰等防御反射而排出体外，或通过机体自然抵抗力如巨噬细胞的非特异性抗炎活性而逃避感染。近年来备受重视的Toll样受体也是固有免疫反应的重要组成部分，它们均可识别M.tb的分子类型，通过信号传导，促进巨噬细胞分泌细胞因子。

M.tb是细胞内寄生菌，吸入的M.tb首先侵及的宿主细胞是肺泡巨噬细胞，巨噬细胞既是M.tb的栖居场所，又是启动宿主免疫反应——抗原递呈和抗菌的效应细胞。

进入肺泡及肺泡管的M.tb着床后，通过与巨噬细胞表面的受体结合而锚定于巨噬细胞表面。巨噬细胞表面具有一系列的模式识别受体，包括补体受体（CR1、CR3、CR4等）、Fc受体、清道夫受体家族、Toll样受体（TLR-2，TLR-4，TLR-9等）、甘露糖受体等。经过各相关受体的识别，M.tb与受体结合后，通过受体介导的吞噬而进入巨噬细胞内。不同受体介导的吞噬作用决定了M.tb在巨噬细胞内的命运，由免疫球蛋白受体（FcRs）和Toll样受体介导的吞噬作用可触发宿主的防御免疫反应，而由补体受体介导的吞噬作用则促进M.tb在巨噬细胞内的存活。

吞噬体的成熟及吞噬体与溶酶体的融合是使巨噬细胞内细菌被溶酶体酸性水解酶降解的重要抗菌机制。但M.tb可通过吞噬体膜上的囊泡ATP依赖性的质子泵抑制吞噬体酸化，阻止其与溶酶体的融合，使吞噬体处于早期成熟阶段，M.tb得以在巨噬体内存活。有报告显示，2-硫酸多酰基海藻糖的衍生物、M.tb硫酸酯都具有抑制两者融合的能力。M.tb还可通过产生大量的氨抑制其融合。

感染细菌后，巨噬细胞氧摄入量剧增，从而产生一系列超氧离子（O ₂-）、羟自由基（OH）、过氧化氢（H ₂O ₂）和氧中间产物（ROI），超氧离子等自由基可损伤核酸多糖，导致DNA突变或损伤、，导致脂肪酸过氧化、断裂，脂质破坏，线粒体和溶酶体通透性增高，水解酶外溢并损伤细胞本身。一氧化氮（NO）和氮中间产物（RNI）也参与巨噬细胞的抗M.tb机制，诱导型一氧化氮合成酶（iNOS）经精氨酸旁路产生一氧化氮等氮中间产物，γ干扰素（IFNγ）也可通过刺激ROI、RNI的产生而激活巨噬细胞抗M.tb的能力。此外，实验证明，1，25-二羟基维生素D ₃可诱导iNOS的表达。Rook还证明，加入IFN-γ和1，25-二羟基维生素D ₃后，胞内分枝杆菌增殖延缓。但是，大量体外实验发现，巨噬细胞对M.tb的吞菌作用是有限的。被IFN-γ活化的巨噬细胞并不能根除M.tb，它们可在体内长期存在，进入非复制的持留菌状态，在缺氧和富含脂质（结核球或结核结节内）的环境下，M.tb的异柠檬酸酶基因（ICL）-乙醛酸循环的关键酶表达上调，M.tb能以乙酸和脂肪酸为主要碳源，继续在低代谢状态下存活。

实验证明，将已对M.tb有特异性免疫反应的淋巴细胞转移至另一未感染的动物体内，可使其产生抵抗M.tb的能力，而抗结核抗体的转移，则无控制感染的作用。因此，认为细胞介导的免疫反应是抗结核的主要免疫保护机制。

T淋巴细胞在抵抗M.tb感染的免疫保护作用方面具有重要意义。T淋巴细胞根据其表型、功能和所分泌的细胞因子而分为不同的类别。按照成熟的T淋巴细胞表面表达的是CD4分子或是CD8分子进行分类，可将T淋巴细胞分为CD4 ⁺T细胞亚群和CD8 ⁺T细胞亚群，前者可促进免疫反应（辅助T细胞，Th细胞），后者具有杀伤性作用。按照T细胞识别抗原的特异性受体（TCR）组成的不同进行分类，可将T细胞分为由α链、β链组成的αβT细胞和由γ链、δ链组成的γδT细胞。αβT细胞在外周血中占所有成熟T淋巴细胞的90%～95%；而γδT细胞只占5%～10%，这两类T细胞分别识别不同的抗原，介导不同的免疫反应。

是一类促进免疫反应的细胞，对机体抵抗M.tb感染起着关键的作用。实验证明，将小鼠编码CD4分子的基因敲除后，感染M.tb后易于扩散、易于死亡。在巨噬细胞释放的不同细胞因子的作用下，CD4 ⁺T淋巴细胞可分为二类：Th1T细胞和Th2T细胞。巨噬细胞释放的IL-12（白细胞介素-12）、IL-18等T细胞诱导因子（共刺激因子）作用下产生的是Th1细胞，可激活巨噬细胞促进其抗微生物功能，增强免疫保护效应，而在IL-10的作用下产生的是Th2细胞，可促进抗体产生及病理性变态反应。

M.tb被巨噬细胞内吞、消化、加工、组装为多种抗原肽，转运至巨噬细胞表面，和主要组织相容性复合体Ⅱ（MHC-Ⅱ）结合成递呈抗原，通过CD4 ⁺T淋巴细胞受体的识别、结合、致敏而成为活化的CD4 ⁺T淋巴细胞，其主要产物为IL-2、IFN-γ，激活的CD4 ⁺T淋巴细胞还可表达颗粒溶素、穿孔素等，通过分泌IL-2辅助CD8 ⁺T淋巴细胞和γδT细胞发挥作用。激活的CD4 ⁺T淋巴细胞产生的细胞因子转而刺激、激活巨噬细胞，产生TNF-α（肿瘤坏死因子）、TGF-β（转化生长因子），促进肉芽肿形成。肉芽肿是一种限局性感染的组织学反应，可限制M.tb的繁殖和病变进展，且无延迟性超敏坏死反应（无干酪性坏死和液化）。而被巨噬细胞递呈抗原致敏的Th2T细胞，其主要产物为IL-4、IL-5、IL-10、IL-13等前炎症因子，协助促进B淋巴细胞增殖，分化成浆细胞产生抗体，并参与超敏感炎症，诱导病理性免疫反应-肉芽肿坏死及TNF-α、TGF-β过度表达（组织坏死关键效应的细胞因子）。在结核感染和发病过程中，Th1和Th2免疫反应可同时存在，也可以一种占主导地位，从而影响发病、病程、病情和转归。

巨噬细胞递呈的抗原和主要组织相容性复合体-Ⅰ（MHC-Ⅰ）结合为递呈抗原，在β2微球蛋白参与下，激活CD8 ⁺T细胞，凭借其细胞毒作用，可杀伤表面有M.tb特异性抗原的细胞，激活的CD8 ⁺T细胞也产生IFN-γ，表达颗粒溶素、穿孔素辅助巨噬细胞对胞内M.tb的抑制作用。

γδT淋巴细胞表面多无CD4或CD8抗原，是CD4 ^–CD8 ^–双阴性的T细胞。动物实验发现，腹腔内注入M.tb后，γδT细胞迅速聚集，提示其具有早期防御功能。还有研究证明：γδT细胞缺陷小鼠，M.tb感染后迅速扩散，加速动物死亡，表明其早期抗结核感染的免疫保护作用。在免疫反应过程中，γδT细胞无需抗原递呈细胞递呈抗原，也无MHC的限制性。有报告显示，H37Ra的10kD、14kD抗原可诱发γδT细胞分泌IL-2巨噬细胞的早期活化因子，活化的γδT细胞具有与CD8 ⁺T细胞相当的细胞毒活性，但不介导延迟性超敏反应。

在αβT细胞中还有CD4 ⁺变态反应性T细胞（TDTH），为寿命较长的效应细胞，参与肉芽肿形成、介导延迟性超敏反应（DTH），也具有免疫记忆功能。有研究发现，在IFN-γ基因敲除小鼠体内仍可找到TDTH细胞，表明保护性免疫反应和延迟性超敏反应是两个不同的免疫反应。

参与结核免疫反应的还有CD4-CD8-CD1限制性T细胞，可诱导巨噬细胞的凋亡。自然杀伤细胞（NK）为IFN-γ分泌细胞，与巨噬细胞早期的免疫活性有关，小鼠实验表明NK细胞可促进Th1免疫反应。此外，树突状细胞也参与抗原递呈和诱导Th1免疫反应。

T淋巴细胞是M.tb获得性免疫的要素，但其免疫保护效应必须依赖巨噬细胞和T淋巴细胞间的相互作用，也就是说，巨噬细胞既能激活T淋巴细胞，又是T淋巴细胞的效应细胞。在细胞间相互作用过程中，细胞因子是传递信号的重要角色，通过与特异性细胞因子受体结合而发挥其生物学作用。

细胞因子是一群本质和功能各异的免疫细胞分泌的免疫活性分子，以其多效性、重叠性、拮抗性和协调性形成相互促进或相互制约的十分复杂的细胞因子调节网络。细胞因子根据其产生细胞而分为单核细胞因子和淋巴细胞因子，根据其功能分为免疫因子和趋化因子。但是，细胞因子也和其他免疫因子一样，是把“双刃剑”，既可发挥免疫调节作用，在一定条件下，也可参与、诱发病理性免疫反应。例如TNF-α对结核感染具有免疫保护作用，能促进肉芽肿形成，TNF-α或TNF-α受体缺失小鼠，感染M.tb后细菌大量繁殖，病变迅速发展而死亡；有报告称，为治疗类风湿关节炎而使用TNF-α阻滞剂后，结核病发病率增高10%左右。但TNF-α过度表达则可导致发热、组织坏死的损伤作用。又如TGF-β既可协同TNF-α一起参与结核肉芽肿形成，促进机体的免疫反应向Th1方向发展，又对Th1免疫反应具有负调控作用。细胞因子常被分为Th1型细胞因子和Th2型细胞因子，IL-2、IFN-γ是Th1T细胞的代表产物，而IL-4、IL-5、IL-6和IL-10是Th2T细胞的代表产物。

结核病是结核菌引起的传染病，但从免疫学角度看，它又是保护性免疫与病理性免疫应答失衡的疾病。许多临床研究也表明，活动性结核病患者存在着Th1/Th2免疫调控紊乱的表现，且随着疾病的发展、恶化与好转而有相应的变化。谭耀驹等曾检测了105例初治肺结核患者外周血Th1/Th2细胞，发现肺结核患者Th1细胞显著低于健康组；重度肺结核患者显著低于轻、中度肺结核患者，而Th2细胞则相反。61例抗结核治疗明显好转者的Th1细胞回升伴之以Th2细胞的减少。Lee等报告：18例HIV（-）、MDR-TB患者的周围血单个核细胞（PBMC），PPD刺激后IFN-γ释放水平显著低于PPD（+）健康者，IFN-γ与CD4+T细胞数量成正相关，而IL-18、IL-10水平显著高于健康组，提示MDR-TB患者IL-12、IL-18、IL-10的失调控状态（deregulated），IL-12 p40与IL-10产生相关，IL-10抗体中和后，IL-12 p40则呈两倍增多。Lee等还证明，MDRTB患者PBMC经结核菌30kDa抗原刺激后，TNF-α产生明显增加，研究结果提示MDRTB患者的免疫反应特点为IL-10、IL-18产生增加伴同IFN-γ水平的低下。Fortes等分别以ESAT-6及其肽段、Ag85B、PPD等抗原刺激MDR-TB患者PBMC，也证明IFN-γ释放水平及阳性反应率显著低于非耐药结核病组。该作者还发现，血清TNF-α增高者100%为双肺病变患者，80%具有空洞性病变。Lienhardt等在非洲分别检测了414例HIV（+）结核病患者及同等数量的健康者血清中与Th1免疫反应相关的可溶性淋巴细胞活化基因（Soluble Lymphocyte activation genes，sLAG-3）和Th2免疫反应相关的IgE、可溶性CD30及Mф衍生的趋化因子CCL22。结果显示结核组sLAG-3水平显著低下，而IgE、sCD30及CCL22显著增高，而经治疗后疗效良好者Th1/Th2比值显著高于疗效不佳者。各家的观察结果基本是一致的，活动性结核病及MDR-TB患者周围血，包括各种特异性抗原刺激后细胞因子释放试验均呈Th1免疫应答低下而Th2免疫应答增高的表现，随着病情好转Th1/Th2失衡均获恢复或好转。但是，值得注意的是，结核病变局部的免疫学反应，Barnes等发现结核性胸膜炎患者胸腔积液中CD4 ⁺记忆性淋巴细胞增多。近年来不少研究证明，结核性胸腔积液中IFN-γ明显增高可作为结核性胸膜炎诊断及与其他病因所致的胸腔积液鉴别的可信的指标。还有研究发现，胸腔积液中单个核细胞经脂阿拉伯甘露糖（LAM）及ESAT-6等刺激后，ELISA或ELISPOT技术检测IFN-γ释放量或IFN-γ分泌细胞数均明显增加。还有报告显示，以热灭活的M.tb刺激后，胸水中杂二聚体IL-12（heterodimeric IL-12）及IL-12 p40增高。以上观察均提示结核性胸膜炎局部的隔室化反应（compartmentation）。同样，对活动性肺结核患者支气管肺泡灌洗液（BAL）中细胞及细胞因子的检测也显示，肺结核局部呈Th1免疫反应。活动性肺结核的BAL中含有20%不成熟的AM细胞，淋巴细胞均为αβT淋巴细胞、表达IFN-γmRNA、IL-12mRNA细胞增多。有研究认为检测痰液细胞因子及其动态变化有助于了解局部的免疫反应及对病情的判定。

总之，结核病免疫是T淋巴细胞介导的、巨噬细胞和其他多种免疫细胞参与的、通过各种细胞因子传递信号而完成的相互促进、相互制约、多层面的复杂免疫反应过程。关于其确切的免疫机制，有些尚未完全阐明或还未阐明，有待进一步的研究。