肺炎支原体肺炎的免疫学发病机制
【文献标识码】 A 【文章编号】 1680-6115(2004)01-0035-03
肺炎支原体(Mycoplasma Pneumoniae，MP)是儿童呼吸道感染较常见的病原体，其发病率在婴幼儿中有逐年升高的趋势，表现为发病年龄提前，肺外并发症多样等特点。迄今为止，肺炎支原体肺炎(Mycoplasma Pneumoniae Pneumonia，MPP)的发病机制仍不十分清楚，目前主要有呼吸道上皮吸附作用、MP直接侵入和免疫学发病机制等学说，其中免疫调节异常在MPP的发生发展中可能起重要作用，近10年来国内外学者进行了大量研究，现综述如下。
1 MP的免疫应答和免疫逃逸
肺炎支原体感染宿主后与其免疫系统相互作用，能产生广泛的异常免疫反应，包括多克隆激活T细胞和B细胞增殖，激活巨噬细胞、NK细胞和细胞毒T细胞的溶细胞活力，并能产生多种器官的自身抗体，刺激淋巴细胞、单核细胞及巨噬细胞产生细胞因子，造成组织损伤 [1] 。在肺炎支原体与宿主各类细胞间相互作用时，发现支原体逃避宿主的免疫监视:支原体可紧密牢固的吸附于宿主细胞表面，能逃避粘膜纤毛的清除作用及吞噬。细胞的吞噬在无特异性抗体调理前，吞噬细胞的吞噬作用很差，并由于支原体与宿主细胞膜具有相似的抗原成分而逃避宿主的免疫监视，形成长时间的寄居 [2] 。
, 百拇医药
2 MP的体液免疫机制肺炎支原体感染后可产生各种免疫应答，一般认为体液免疫由糖脂抗原引起。支原体具有耐热或不耐热的丝裂原，多克隆激活B细胞增殖，产生特异性及非特异性抗体。特异性抗体对疾病恢复及防止发病起一定作用，但增强的抗体反应亦可成为致病因素引起不良结果。人体感染MP后体内可先后产生IgM、IgG、sIgA，呼吸道局部分泌的IgA抗体对防御再感染起重要作用。现有研究表明 [3] ，MPP急性期和恢复期血清IgG、IgM、IgA、免疫复合物(I c)和补体C 1 q、C 4 、C 3 、B因子含量明显增高，重症者尤为明显。提示各种免疫球蛋白、免疫复合物、补体经典及旁路途径在MP感染中均发挥作用。MP感染早期IgM抗体分泌型细胞大大多于IgA及IgG抗体分泌型细胞(其中有较多数量的MP非特异性IgM细胞)，随着病程延长后两种抗体细胞数量逐渐增加，但分泌IgA的细胞功能维持时间较短且非特异性小 [4] 。另有报道 [5] MP-IgA在感染早期即可出现，特别是再次感染患儿或成人，且消失时间和速度较MP-IgM早而快。MP-IgA在感染早期的阳性率可能低于IgM，但特异性较强。MP感染还可导致血清中总IgE水平升高及特异性的MP-IgE阳性。Seggev等 [6] 对20例诊断为“支原体感染”住院的患者，采用免疫印迹分析MP-IgE抗体，在恢复期有10例阳性;在MP感染急性期患者血清中，总IgE水平升高程度类似哮喘患者，明显高于正常对照组。IgE通过Fc受体与粘膜下丰富的肥大细胞结合，引起IgE介导的气道炎症和气道高反应性。另外由于MP与人体心、肺、肝、脑、肾及平 滑肌等组织存在着部分共同抗原，当MP感染后可产生相应组织的自身抗体，并形成免疫复合物而激活补体，产生中性粒细胞趋化因子，吸引大量白细胞侵入病变部位，释放溶酶体酶中的水解酶，引起增生和破坏性病变，出现该器官组织相应症状。有学者在MP感染后IgA肾病患者的肾小球系膜区找到了IgA免疫复合物沉积，提示免疫复合物在并发症中起重要作用。
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3 MP的细胞免疫机制一般认为细胞免疫由蛋白抗原引起，在MP发病机制中起着重要作用。
3.1 T细胞CD4/CD8亚群 经过胸腺上皮细胞及其分泌的胸腺素诱导成熟的T淋巴细胞，在其表面表达CD3分子。T淋巴细胞因其CD3分子以外的其它表面标记物，以及生物学功能不同，而分为许多亚群。其中CD4通过其分泌的细胞因子和表达的表面分子调节免疫网络中其它细胞的生物学活性，对免疫反应的启动、最终表现形式和强弱起着关键作用，故称为辅助性T淋巴细胞;而CD8的功能是直接杀伤靶抗原，故称为细胞毒性T淋巴细胞。正常情况下，CD4/CD8细胞比值正常，维持着动态平衡。国内研究表明 [7] MPP患儿外周血急性期和恢复期CD4细胞明显降低，CD8细胞明显升高，而致CD4/CD8明显下降，且病情越重改变越明显，恢复也慢，提示MPP时存在细胞免疫功能紊乱。国外研究表明 [8] ，MP可使淋巴细胞多克隆活化，对淋巴细胞有丝裂原的作用，引起细胞增殖和破坏正常T细胞亚群的比例，这可能是由于MP上的超抗原分子的原因。
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3.2 CD4细胞TH 1 /TH 2 亚群 CD4细胞(TH)分为TH 1 与TH 2 两种不同类型细胞。TH 1 分泌IFN-γ、IL-2、IL-12、TNF-β等促炎症介质为特征，可以增强杀伤炎症细胞的细胞毒性作用，介导细胞免疫应答。TH 2 细胞可以产生IL-4、IL-5、IL-6、IL-10等细胞因子，以抗炎症介质为主，促进抗体的产生，介导体液免疫应答，两者均由相同的前体细胞TH 0 发育而来。由于尚无明确的表面标志，目前区分TH 1 和TH 2 细胞仍根据产生的细胞因子和生物学效应来确定，临床上测定细胞因子变化，间接反应TH亚群变化，可将IL-4活性作为TH 2 功能指标，IFN-γ活性作为TH 1 功能指标。正常情况下，TH 1 /TH 2 通过分泌细胞因子，彼此调节，相互抑制，相互制约，相对平衡，以维持正常的免疫状态。如果某些因素引起TH 1 /TH 2 失衡，则导致不同的疾病发生。目前，MP感染中TH 1 或TH 2 何种细胞占优势研究较少且有争论。Kita等 [9] 未证实肺炎支原体感染患者外周血单核细胞IL-4的产生，Schaffner等 [10] 报道了淋巴肉芽肿细胞在肺炎支原体刺激后显示有IL-4的mRNA的表达;在一系列证实是否肺炎支原体感染导致IFN-γ产生的实验中，Arai等 [11] 观察到这种细胞因子水平似乎增加，而Nakayama等 [12] 观察到肺炎支原体感染急性期IFN-γ产生受抑制。上述多数研究结果是在体外的细胞培养中进行的，所以，这些结果不一定恰当地反应了呼吸道的局部免疫反应。Romero-Rojas等 [13] 在感染肺炎支原体Balb/c鼠的动物实验中，在血清中检测发现IFN-γ和IL-4均有不同程度升高，其中IFN-γ在感染后第15天达高峰，IL-4在第38天达高峰，显示了TH 1 到TH 2 样为主的细胞免疫反应的过渡性转变，导致免疫调节失衡。Koh等 [14] 在肺炎支原体肺炎患者的支气管肺泡灌洗液中发现IL-4和IL-4/IFN-γ显著增高，而IFN-γ则无显著变化，提示肺炎支原体肺炎中TH 2 样的细胞免疫应答占优势，促进了IgE的产生。
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3.3 细胞因子 MP可诱导多种细胞产生并释放细胞因子，但缺乏使细胞分泌IL-2的能力。Plish等 [15] 应用PCR监测初次和再次感染MP的Balb/c鼠肺中细胞因子mRNA水平变化，显示初次感染后TNF-α、IL-1β和IL-6的mRˉNA得以表达，而IL-2及其受体mRNA表达不明显。再次感染时，TNF-α、IL-6的mRNA增加10倍，IL-2mRNA在24h内迅速减少，而IL-10的mRNA升高十分明显。研究表明，呼吸道MP感染患者血清中TNF-α水平明显增高，且与病情呈正相关。TNF是巨噬细胞产生的一种细胞因子，可通过T细胞、B细胞调节机体的特异性及非特异性功能，即具有诱导中性粒细胞的趋化作用和局部浸润，损伤内皮细胞促进微血栓形成，降低跨膜电位，钠-钾泵失灵，诱发其他炎性介质释放。另外，MP感染后患者血清中IL-8水平也增高，IL-8是一种重要的白细胞趋化因子，趋化白细胞至炎症部位，这些炎症细胞在IL-8趋化作用下在受累组织浸润积聚及释放活性物质，造成组织损伤 [16] ;TNF具有明显的促进IL-8的作用，因此加重了炎症反应。同时支原体感染急性期可溶性白细胞介素2受体(sIL-2R)、IL-6、可溶性白细胞介素6受体(sIL-6R)明显升高。IL-6可以多克隆地激活B淋巴细胞，使B淋巴细胞功能亢进，产生自身抗体，参与自身免疫。IL-6作用于T细胞的增殖，促进自然杀伤细胞的活性，并能诱导白介素2受体的产生 [17] 。sIL-6R由膜受体脱落而成，对IL-6的生物活性起促进作用。血清中sIL-2R可作为循环中单个核细胞活化的一个重要指标，也可反映某一组织或液体腔活化状态。MP患儿sIL-2R的升高提示该细胞因子参与T淋巴细胞功能紊乱的发生。Esposito等 [18] 证实在急性MPP及伴发喘息患儿中血清IL-5水平显著高于对照组，说明该细胞因子在MP引发喘息相关症状过程中有重要作用。Tanaka等 [19] 对21例MPP成人患者测定血清IL-8及sIL-2R水平明显高于健康对照组，IFN-γ有高于对照组趋势，但未见统计学差异，提示IL-18在MPP免疫应答病理机制中起重要作用。肺炎支原体肺炎患儿可溶性细胞间粘附分子-1(sICAM-1)明显高于正常对照组。sICAM-1的增高可能是肺炎支原体在气道上皮细胞的表面增殖并释放毒性物质导致上皮损伤，淋巴细胞、中性粒细胞、肥大细胞、嗜酸性粒细胞等浸润，这些细胞释放白三烯、组织胺等大量炎性介质和细胞因子，如IL-1、5、6、8、TNF等，使支气管肺泡Ⅱ型上皮细胞的sICAM-1的mRNA表达增强，从而使sICAM-1表达增加。sICAM-1在变应原刺激后与炎症细胞上的配体结合，参与炎症细胞的跨内皮转移，使炎症细胞粘附到支气管细胞而引起气道高反应性 [20] 。
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4 MP的免疫抑制作用
曾有报道在MP感染的急性期细胞免疫受抑制。表现 为淋巴细胞对PPD(结核菌纯蛋白衍生物)刺激的反应性降低，对其它微生物抗原的反应也下降。MP感染机体后7天，对绵羊红细胞抗体反应减弱，7～14天吞噬细胞功能降低，MP感染13～18周后，IgG低于正常，其后2～5个月后恢复，提示MP的免疫抑制作用 [21] 。MP患儿可有低球蛋白血症，中性粒细胞趋化性降低，对植物血凝素反应下降，且对其他病原，如肺炎链球菌等的合并感染抵抗力明显下降，MP感染常呈持续性发病，提示MP有免疫抑制作用。
总之，在支原体肺炎的发病机制中，免疫学机制起着重要作用，深入探讨其病理免疫学反应可对今后肺炎支原体感染的治疗提供新的手段和依据，具有重要意义。
参考文献
1 Cole BC.Mycoplasma interactions with the immune system:implications for disease pathology.ASM News，1996，62:471-475.
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3 赵淑琴，崔振泽，蔡栩栩，等.肺炎支原体肺炎患儿体液免疫活性的研究.中国实用儿科杂志，1999，14(12):728-730.
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(收稿日期:2003-08-28)
作者单位:1 110031辽宁省沈阳市第四人民医院儿科
2 110004沈阳中国医科大学第二临床学院
(编辑秋 实), http://www.100md.com(王)
肺炎支原体(Mycoplasma Pneumoniae，MP)是儿童呼吸道感染较常见的病原体，其发病率在婴幼儿中有逐年升高的趋势，表现为发病年龄提前，肺外并发症多样等特点。迄今为止，肺炎支原体肺炎(Mycoplasma Pneumoniae Pneumonia，MPP)的发病机制仍不十分清楚，目前主要有呼吸道上皮吸附作用、MP直接侵入和免疫学发病机制等学说，其中免疫调节异常在MPP的发生发展中可能起重要作用，近10年来国内外学者进行了大量研究，现综述如下。
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肺炎支原体感染宿主后与其免疫系统相互作用，能产生广泛的异常免疫反应，包括多克隆激活T细胞和B细胞增殖，激活巨噬细胞、NK细胞和细胞毒T细胞的溶细胞活力，并能产生多种器官的自身抗体，刺激淋巴细胞、单核细胞及巨噬细胞产生细胞因子，造成组织损伤 [1] 。在肺炎支原体与宿主各类细胞间相互作用时，发现支原体逃避宿主的免疫监视:支原体可紧密牢固的吸附于宿主细胞表面，能逃避粘膜纤毛的清除作用及吞噬。细胞的吞噬在无特异性抗体调理前，吞噬细胞的吞噬作用很差，并由于支原体与宿主细胞膜具有相似的抗原成分而逃避宿主的免疫监视，形成长时间的寄居 [2] 。
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2 MP的体液免疫机制肺炎支原体感染后可产生各种免疫应答，一般认为体液免疫由糖脂抗原引起。支原体具有耐热或不耐热的丝裂原，多克隆激活B细胞增殖，产生特异性及非特异性抗体。特异性抗体对疾病恢复及防止发病起一定作用，但增强的抗体反应亦可成为致病因素引起不良结果。人体感染MP后体内可先后产生IgM、IgG、sIgA，呼吸道局部分泌的IgA抗体对防御再感染起重要作用。现有研究表明 [3] ，MPP急性期和恢复期血清IgG、IgM、IgA、免疫复合物(I c)和补体C 1 q、C 4 、C 3 、B因子含量明显增高，重症者尤为明显。提示各种免疫球蛋白、免疫复合物、补体经典及旁路途径在MP感染中均发挥作用。MP感染早期IgM抗体分泌型细胞大大多于IgA及IgG抗体分泌型细胞(其中有较多数量的MP非特异性IgM细胞)，随着病程延长后两种抗体细胞数量逐渐增加，但分泌IgA的细胞功能维持时间较短且非特异性小 [4] 。另有报道 [5] MP-IgA在感染早期即可出现，特别是再次感染患儿或成人，且消失时间和速度较MP-IgM早而快。MP-IgA在感染早期的阳性率可能低于IgM，但特异性较强。MP感染还可导致血清中总IgE水平升高及特异性的MP-IgE阳性。Seggev等 [6] 对20例诊断为“支原体感染”住院的患者，采用免疫印迹分析MP-IgE抗体，在恢复期有10例阳性;在MP感染急性期患者血清中，总IgE水平升高程度类似哮喘患者，明显高于正常对照组。IgE通过Fc受体与粘膜下丰富的肥大细胞结合，引起IgE介导的气道炎症和气道高反应性。另外由于MP与人体心、肺、肝、脑、肾及平 滑肌等组织存在着部分共同抗原，当MP感染后可产生相应组织的自身抗体，并形成免疫复合物而激活补体，产生中性粒细胞趋化因子，吸引大量白细胞侵入病变部位，释放溶酶体酶中的水解酶，引起增生和破坏性病变，出现该器官组织相应症状。有学者在MP感染后IgA肾病患者的肾小球系膜区找到了IgA免疫复合物沉积，提示免疫复合物在并发症中起重要作用。
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3 MP的细胞免疫机制一般认为细胞免疫由蛋白抗原引起，在MP发病机制中起着重要作用。
3.1 T细胞CD4/CD8亚群 经过胸腺上皮细胞及其分泌的胸腺素诱导成熟的T淋巴细胞，在其表面表达CD3分子。T淋巴细胞因其CD3分子以外的其它表面标记物，以及生物学功能不同，而分为许多亚群。其中CD4通过其分泌的细胞因子和表达的表面分子调节免疫网络中其它细胞的生物学活性，对免疫反应的启动、最终表现形式和强弱起着关键作用，故称为辅助性T淋巴细胞;而CD8的功能是直接杀伤靶抗原，故称为细胞毒性T淋巴细胞。正常情况下，CD4/CD8细胞比值正常，维持着动态平衡。国内研究表明 [7] MPP患儿外周血急性期和恢复期CD4细胞明显降低，CD8细胞明显升高，而致CD4/CD8明显下降，且病情越重改变越明显，恢复也慢，提示MPP时存在细胞免疫功能紊乱。国外研究表明 [8] ，MP可使淋巴细胞多克隆活化，对淋巴细胞有丝裂原的作用，引起细胞增殖和破坏正常T细胞亚群的比例，这可能是由于MP上的超抗原分子的原因。
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3.2 CD4细胞TH 1 /TH 2 亚群 CD4细胞(TH)分为TH 1 与TH 2 两种不同类型细胞。TH 1 分泌IFN-γ、IL-2、IL-12、TNF-β等促炎症介质为特征，可以增强杀伤炎症细胞的细胞毒性作用，介导细胞免疫应答。TH 2 细胞可以产生IL-4、IL-5、IL-6、IL-10等细胞因子，以抗炎症介质为主，促进抗体的产生，介导体液免疫应答，两者均由相同的前体细胞TH 0 发育而来。由于尚无明确的表面标志，目前区分TH 1 和TH 2 细胞仍根据产生的细胞因子和生物学效应来确定，临床上测定细胞因子变化，间接反应TH亚群变化，可将IL-4活性作为TH 2 功能指标，IFN-γ活性作为TH 1 功能指标。正常情况下，TH 1 /TH 2 通过分泌细胞因子，彼此调节，相互抑制，相互制约，相对平衡，以维持正常的免疫状态。如果某些因素引起TH 1 /TH 2 失衡，则导致不同的疾病发生。目前，MP感染中TH 1 或TH 2 何种细胞占优势研究较少且有争论。Kita等 [9] 未证实肺炎支原体感染患者外周血单核细胞IL-4的产生，Schaffner等 [10] 报道了淋巴肉芽肿细胞在肺炎支原体刺激后显示有IL-4的mRNA的表达;在一系列证实是否肺炎支原体感染导致IFN-γ产生的实验中，Arai等 [11] 观察到这种细胞因子水平似乎增加，而Nakayama等 [12] 观察到肺炎支原体感染急性期IFN-γ产生受抑制。上述多数研究结果是在体外的细胞培养中进行的，所以，这些结果不一定恰当地反应了呼吸道的局部免疫反应。Romero-Rojas等 [13] 在感染肺炎支原体Balb/c鼠的动物实验中，在血清中检测发现IFN-γ和IL-4均有不同程度升高，其中IFN-γ在感染后第15天达高峰，IL-4在第38天达高峰，显示了TH 1 到TH 2 样为主的细胞免疫反应的过渡性转变，导致免疫调节失衡。Koh等 [14] 在肺炎支原体肺炎患者的支气管肺泡灌洗液中发现IL-4和IL-4/IFN-γ显著增高，而IFN-γ则无显著变化，提示肺炎支原体肺炎中TH 2 样的细胞免疫应答占优势，促进了IgE的产生。
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3.3 细胞因子 MP可诱导多种细胞产生并释放细胞因子，但缺乏使细胞分泌IL-2的能力。Plish等 [15] 应用PCR监测初次和再次感染MP的Balb/c鼠肺中细胞因子mRNA水平变化，显示初次感染后TNF-α、IL-1β和IL-6的mRˉNA得以表达，而IL-2及其受体mRNA表达不明显。再次感染时，TNF-α、IL-6的mRNA增加10倍，IL-2mRNA在24h内迅速减少，而IL-10的mRNA升高十分明显。研究表明，呼吸道MP感染患者血清中TNF-α水平明显增高，且与病情呈正相关。TNF是巨噬细胞产生的一种细胞因子，可通过T细胞、B细胞调节机体的特异性及非特异性功能，即具有诱导中性粒细胞的趋化作用和局部浸润，损伤内皮细胞促进微血栓形成，降低跨膜电位，钠-钾泵失灵，诱发其他炎性介质释放。另外，MP感染后患者血清中IL-8水平也增高，IL-8是一种重要的白细胞趋化因子，趋化白细胞至炎症部位，这些炎症细胞在IL-8趋化作用下在受累组织浸润积聚及释放活性物质，造成组织损伤 [16] ;TNF具有明显的促进IL-8的作用，因此加重了炎症反应。同时支原体感染急性期可溶性白细胞介素2受体(sIL-2R)、IL-6、可溶性白细胞介素6受体(sIL-6R)明显升高。IL-6可以多克隆地激活B淋巴细胞，使B淋巴细胞功能亢进，产生自身抗体，参与自身免疫。IL-6作用于T细胞的增殖，促进自然杀伤细胞的活性，并能诱导白介素2受体的产生 [17] 。sIL-6R由膜受体脱落而成，对IL-6的生物活性起促进作用。血清中sIL-2R可作为循环中单个核细胞活化的一个重要指标，也可反映某一组织或液体腔活化状态。MP患儿sIL-2R的升高提示该细胞因子参与T淋巴细胞功能紊乱的发生。Esposito等 [18] 证实在急性MPP及伴发喘息患儿中血清IL-5水平显著高于对照组，说明该细胞因子在MP引发喘息相关症状过程中有重要作用。Tanaka等 [19] 对21例MPP成人患者测定血清IL-8及sIL-2R水平明显高于健康对照组，IFN-γ有高于对照组趋势，但未见统计学差异，提示IL-18在MPP免疫应答病理机制中起重要作用。肺炎支原体肺炎患儿可溶性细胞间粘附分子-1(sICAM-1)明显高于正常对照组。sICAM-1的增高可能是肺炎支原体在气道上皮细胞的表面增殖并释放毒性物质导致上皮损伤，淋巴细胞、中性粒细胞、肥大细胞、嗜酸性粒细胞等浸润，这些细胞释放白三烯、组织胺等大量炎性介质和细胞因子，如IL-1、5、6、8、TNF等，使支气管肺泡Ⅱ型上皮细胞的sICAM-1的mRNA表达增强，从而使sICAM-1表达增加。sICAM-1在变应原刺激后与炎症细胞上的配体结合，参与炎症细胞的跨内皮转移，使炎症细胞粘附到支气管细胞而引起气道高反应性 [20] 。
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曾有报道在MP感染的急性期细胞免疫受抑制。表现 为淋巴细胞对PPD(结核菌纯蛋白衍生物)刺激的反应性降低，对其它微生物抗原的反应也下降。MP感染机体后7天，对绵羊红细胞抗体反应减弱，7～14天吞噬细胞功能降低，MP感染13～18周后，IgG低于正常，其后2～5个月后恢复，提示MP的免疫抑制作用 [21] 。MP患儿可有低球蛋白血症，中性粒细胞趋化性降低，对植物血凝素反应下降，且对其他病原，如肺炎链球菌等的合并感染抵抗力明显下降，MP感染常呈持续性发病，提示MP有免疫抑制作用。
总之，在支原体肺炎的发病机制中，免疫学机制起着重要作用，深入探讨其病理免疫学反应可对今后肺炎支原体感染的治疗提供新的手段和依据，具有重要意义。
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(收稿日期:2003-08-28)
作者单位:1 110031辽宁省沈阳市第四人民医院儿科
2 110004沈阳中国医科大学第二临床学院
(编辑秋 实), http://www.100md.com(王)