非结核分枝杆菌与结核分枝杆菌皮肤/黏膜感染的病理与免疫特征比较研究：基于54例活检的分析

《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》：Pathological and immune features of non-tuberculous mycobacteria and Mycobacterium tuberculosis cutaneous/mucosa infections of fifty-four biopsies

本综述系统比较了非结核分枝杆菌（NTM）与结核分枝杆菌（MTB）所致皮肤/黏膜感染的病理形态学特征、免疫细胞浸润、肉芽肿类型及巨噬细胞亚群分布的异同。研究揭示了NTM感染更易出现微血管增生扩张充血及间质水肿，并以非坏死性肉芽肿为主，而结核病（TB）则以干酪样坏死性肉芽肿为主。研究还发现肉芽肿内上皮样巨噬细胞主要表达CD68和CD206（M2型），间质散在巨噬细胞则高表达CD163，提示不同功能亚群的存在。程序性死亡配体1（PD-L1）在两者单核炎症细胞中均有显著表达。这些发现为理解NTM与TB的致病机制差异及精准诊疗提供了重要的病理学依据。

　　

引言

非结核分枝杆菌（NTM）是指除结核分枝杆菌复合群和麻风分枝杆菌之外的一类分枝杆菌，以往曾被称为“非典型分枝杆菌”和“非典型抗酸菌”。迄今为止，已鉴定出超过266种NTM物种和14个亚种，其中大多数是共生菌，仅少数在特定条件下对人类致病。由结核分枝杆菌（MTB）引起的结核病（TB）在组织病理学改变上与NTM感染非常相似，常导致诊断混淆。然而，两者在临床治疗和预后方面存在显著差异，因此准确的病理诊断对于指导临床管理至关重要。

巨噬细胞根据其炎症作用大致可分为两类：M1和M2。经典激活的巨噬细胞（M1）由脂多糖（LPS）和干扰素-γ（IFN-γ）诱导，在疾病早期的抗感染反应中起关键作用。相反，替代性激活的巨噬细胞（M2）由IL-4或IL-13刺激，在慢性疾病进展和纤维化中具有重要意义。NTM和MTB不仅可以在细胞内生存，也可以在细胞外存活，它们能够抵抗吞噬细胞的杀伤，而巨噬细胞在抑制和清除这些病原体方面至关重要。然而，M1和M2巨噬细胞在此过程中的具体作用尚不清楚。

为了研究这些差异，本研究对27例皮肤/黏膜NTM病（NTMD）活检和27例结核病（TB）活检进行了全面的组织形态学检查。虽然NTMD和TB均主要表现为肉芽肿性病变和非特异性慢性化脓性炎症，但在表皮、真皮和皮下脂肪组织中发现了独特的病理形态学差异。本研究的分析重点集中于巨噬细胞浸润以及免疫细胞中程序性死亡配体1（PD-L1）表达的差异。

材料与方法

病例选择与临床病理评估

本研究分析了2013年12月2日至2023年5月17日期间诊断的27例皮肤/黏膜NTMD活检和27例TB活检。其中26例皮肤NTMD和26例TB活检来自中山大学附属第一医院，1例皮肤NTMD和1例TB活检来自广州医科大学附属番禺中心医院。诊断基于临床表现、影像学、病原学、病理检查、宏基因组下一代测序（mNGS）和结核杆菌聚合酶链式反应（TB-PCR）检测。采集皮肤/黏膜组织、皮肤脓液、血液和支气管肺泡灌洗液（BALF）进行抗酸杆菌（AFB）培养、mNGS和TB-PCR检测。mNGS作为一种高分辨率参考方法，在传染病鉴定和诊断中起着关键作用。在本队列中，所有27例NTMD活检均通过mNGS诊断，其中12例进行了AFB培养，阳性率约为58.3%（7/12）。所有27例TB活检均通过mNGS和TB-PCR确认，其中10例进行了AFB培养，阳性率约为60.0%（6/10）。

标本用4%中性甲醛固定，常规脱水、透明、石蜡包埋，切成3微米厚切片。这些切片进行苏木精-伊红（HE）染色和抗酸染色。由两位具有亚专业知识的皮肤病理学家独立进行形态学分析以评估组间差异。

免疫组织化学

使用自动免疫染色机对福尔马林固定石蜡包埋组织切成的4微米厚切片进行免疫组化染色。使用的一抗单克隆抗体包括CD68、CD86、CD163、CD206和PD-L1。阳性细胞计数由两人独立完成，如有差异则重新检查并计数直至达成共识。

计算CD68、CD86、CD163和CD206阳性巨噬细胞占巨噬细胞总数的百分比。通过计数PD-L1染色细胞（淋巴细胞和巨噬细胞/组织细胞）占活的单核炎症细胞总数的比例来评估PD-L1表达，以百分比表示。膜染色强度被视为PD-L1表达，包括在多核巨细胞中。在PD-L1评估中，目前尚无炎症病变的标准判读标准。因此，基于Selma Emre的研究，我们采用了免疫细胞中≥10%的截断值。样本被分为低PD-L1阳性组（阳性率小于10%）和高PD-L1阳性组（阳性率大于等于10%）。

宏基因组下一代测序与分析

选择感染部位的体液或新鲜组织进行mNGS检测时，必须遵循严格的无菌技术，以避免环境分枝杆菌污染导致的假阳性。样本无菌密封，在-20°C保存或用干冰运输至分子实验室进行mNGS检测。样本经过研磨和细胞壁破碎程序，然后进行宿主DNA去除。预处理完成后，使用基于磁珠的方法进行核酸提取。从患者样本构建的RNA和DNA文库在Illumina HiSeq平台上以快速运行模式进行测序，深度为5至10百万条单端读长，每条140个碱基对长度。使用fastp对原始测序数据进行质量控制，包括接头修剪、低质量读长过滤、低复杂度序列去除以及过短读长消除。基于GRCh38.p13和NCBI nt数据库构建人类参考数据库，通过bowtie2比对识别并去除人源序列。使用NCBI RefSeq数据库、FDA-ARGOS v1.0、基因组分类数据库发布版206和NCBI GenBank数据库构建病原体数据库。使用Burrows-Wheeler比对器（BWA）将非人源序列与病原体数据库进行比对。使用实验室背景数据库过滤污染序列，然后进行物种分类和统计分析，获得物种特异性读长计数、相对丰度和基因组覆盖率。所有检测到的读长计数均标准化至20M读长。对于NTM和MTB等特定病原体，检测到一个独特的物种特异性读长即视为阳性。

聚合酶链式反应

将石蜡包埋组织切成5微米厚切片，使用石蜡包埋组织基因组DNA提取试剂盒提取DNA。通过紫外分光光度法评估提取DNA的浓度和纯度。随后，根据结核分枝杆菌DNA荧光诊断试剂盒（PCR-荧光探针法）的说明对样本进行MTB检测。设立阳性和阴性对照以确保结果的准确性和可靠性。

统计分析

使用SPSS 27.0软件进行统计分析。分类变量以频数和百分比表示。使用Fisher精确检验比较病理特征、免疫细胞浸润、肉芽肿类型和免疫细胞上的PD-L1表达。P值使用Benjamini-Hochberg（BH）方法进行多重检验校正，显著性阈值设定为P < 0.05。对巨噬细胞标志物（CD68、CD86、CD163和CD206）阳性率之间的相关性进行分析如下。使用Shapiro-Wilk检验（优先用于样本量n ≤ 50）评估正态性。P > 0.05的变量被认为符合正态分布，计算Pearson相关系数。对于不符合正态性标准（P ≤ 0.05）的变量，采用非参数Spearman相关。相关强度使用R值（范围-1至1）量化，值越接近±1表示变量间线性关联越强。P < 0.05被认为具有统计学意义。

结果

临床发现

共分析了27例NTMD活检，每例均获取了皮肤/黏膜活检标本。活检包括8例海分枝杆菌、6例脓肿分枝杆菌、5例鸟胞内分枝杆菌复合体（MAC）、3例嗜血分枝杆菌、3例鸟分枝杆菌、1例哥伦比亚分枝杆菌和1例曼特分枝杆菌。标本采集自不同部位：11例来自肢体，4例来自面部，2例来自背部，2例来自腹部，1例来自颈部，5例来自未指定皮肤部位，2例来自鼻黏膜。

这27例活检代表20名患者，平均年龄范围41-72岁（平均年龄57.9，中位年龄59）。大多数患者为中老年人，男女比例为1:1。5名患者在不同部位同时或不同时间进行了多次活检。1名患者先后感染两种NTM物种：2020年首次感染鸟胞内分枝杆菌复合体，临床治愈后，于2022年感染曼特分枝杆菌。

20名患者中，6例为播散性NTMD，均存在免疫功能受损或缺陷，包括4例成人抗IFN-γ自身抗体相关免疫缺陷综合征，1例有淋巴瘤病史，1例为药物性肝损伤。14例皮肤NTM感染中，2例有成人抗IFN-γ自身抗体相关免疫缺陷综合征，1例有糖尿病。所有6例抗IFN-γ综合征患者均接受泼尼松抗炎治疗，病理活检均在治疗开始前进行。NTMD病变主要为无痛性丘疹、结节或斑块，部分融合成较大病变，慢性病例可出现出血、结痂和瘢痕。少数患者合并感染人类疱疹病毒4型、人类疱疹病毒5型、细环病毒、铜绿假单胞菌和白色念珠菌。

对于结核病（TB），27例皮肤/黏膜活检标本来自24名患者，年龄范围8至83岁（平均年龄40.8，中位年龄36）。该组年龄分布广泛，从儿童到老年人，男女比例也为1:1。3名患者同时接受了不同部位的皮肤活检。皮肤结核患者的活检采集自肢体（12例）、颈部（4例）、胸部（2例）、臀部（2例）和面部（1例），以及其他部位包括面部皮肤、声带、口底、鼻黏膜和内眦。TB皮肤病变通常表现为斑块或结节，呈暗红色，常伴有脱屑、水疱大疱、渗出、溃疡和结痂。

NTMD和TB的病理形态学分析

对表皮、真皮和皮下脂肪组织的病理形态学特征进行了比较分析，重点关注细微特征。表皮特征包括增生、溃疡、角化不全/角化过度、粒细胞渗出、血浆渗出和海绵状水肿。真皮和皮下特征包括间质水肿、出血、微血管增生、微血管扩张充血、血管炎、坏死和附属器破坏。4例NTMD活检和8例TB活检因溃疡或结痂导致表皮缺失，而2例NTMD活检和2例TB活检来自鼻黏膜。因此，可用于评估表皮相关特征的活检数量较少。特征比较显示，NTMD比TB表现出更多的微血管增生、扩张、充血和间质水肿，尽管这些差异未达到统计学显著性。假上皮瘤样增生在NTMD（3/27，11.1%）和TB（2/27，7.4%）中均有观察到，无显著差异。表皮增生和溃疡在NTMD和TB活检中均存在，角化不全/角化过度、粒细胞渗出、血浆渗出、海绵状水肿、出血、血管炎和附属器破坏也无显著差异。

不同菌株NTMD的病理形态学特征

比较七种不同菌株NTMD的病理形态学特征揭示了独特的发现：（i）海分枝杆菌表现出两种不同的组织病理学模式：第一种以形成良好的肉芽肿（300-500微米）为特征，由丰富的上皮样细胞组成，常伴有中央纤维蛋白样坏死。第二种模式以显著的间质水肿、出血和松散分布的上皮样细胞为特征，无明显的结节形成，伴有外周肉芽组织增生。（ii）脓肿分枝杆菌感染 consistently 表现为中性粒细胞浸润。严重病例中，观察到新生血管内中性粒细胞聚集。一个显著特征是存在胞浆丰富的泡沫样组织细胞，这些泡沫样组织细胞胞浆内含有淡染的嗜碱性颗粒和丝状细胞碎片。（iii）MAC感染通常显示相对稀疏的炎症细胞浸润。组织病理学检查仅显示轻度中性粒细胞浸润。（iv）嗜血分枝杆菌感染的一个独特组织病理学特征是界面皮炎的存在。（v）鸟分枝杆菌感染以显著的粗大胶原增生为特征，导致特征性的瘢痕疙瘩样纤维化。（vi）哥伦比亚分枝杆菌表现为局灶性间质水肿、松散排列的上皮样细胞、出血、肉芽组织增生和颗粒状坏死。（vii）曼特分枝杆菌表现为小簇状上皮样细胞（100微米）、弥漫性中性粒细胞浸润无明确脓肿形成，以及极少的血管内中性粒细胞聚集。

NTMD和TB的免疫细胞浸润

NTMD和TB均主要表现为肉芽肿性病变和非特异性慢性化脓性炎症。存在的免疫细胞类型包括淋巴细胞、浆细胞、嗜酸性粒细胞、中性粒细胞、组织细胞和多核巨细胞。免疫细胞浸润按0至3级评分，0级表示缺失，1级表示局灶性或散在浸润，2级表示多灶性聚集，3级表示小片状或弥漫性浸润。中性粒细胞浸润的组织病理学分级为：1级表示中性粒细胞稀疏分布，细胞密度低；2级表示中性粒细胞密度中等，形成小中性粒细胞灶；3级表示致密、融合的中性粒细胞浸润，伴有微脓肿或脓肿形成。比较分析显示，NTMD和TB在淋巴细胞、浆细胞、中性粒细胞和组织细胞浸润方面存在显著差异，而嗜酸性粒细胞或多核巨细胞分布无显著差异。NTMD的淋巴细胞、浆细胞和中性粒细胞数量显著高于TB。所有NTMD活检均观察到中性粒细胞浸润，多为小灶性分布（1级，14/27，51.85%）。4例活检（4/27，14.8%）可见中性粒细胞微脓肿（3级），而29.63%的TB活检中无中性粒细胞。仅1例TB表现出中性粒细胞微脓肿（3级）。除了作为上皮样细胞形成肉芽肿外，NTM活检中的组织细胞还可见作为泡沫样组织细胞散在或片状分布于真皮和皮下组织（不包括溃疡肉芽组织），主要为局灶性分布（1级，14/27，51.85%）。在TB活检中，组织细胞主要作为上皮样细胞参与肉芽肿形成，仅少数活检（5/27，18.52%）显示间质中散在或片状分布的泡沫样组织细胞（1级）（不包括溃疡肉芽组织）。

NTMD和TB的肉芽肿形成

肉芽肿性病变可根据坏死存在与否分为坏死性和非坏死性。坏死性肉芽肿进一步分为干酪样坏死、凝固性坏死和化脓性坏死。NTMD在27例活检中有19例（70.4%）出现肉芽肿，而TB在27例活检中有26例（96.3%）出现肉芽肿，表明TB中肉芽肿发生率显著更高。NTMD和TB均可有非坏死性或坏死性肉芽肿；然而，NTMD主要表现非坏死性肉芽肿（11/27，40.7%），而TB主要表现干酪样坏死性肉芽肿（12/27，44.4%），NTMD中出现干酪样坏死性肉芽肿的比例为14.8%（4/27）。NTMD和TB在肉芽肿比例和分类上均存在统计学显著差异。

NTMD和TB巨噬细胞亚群分析

CD68是泛巨噬细胞标志物，M1型巨噬细胞以表面标志物CD86为标记，而M2型巨噬细胞以CD163和CD206为特征。巨噬细胞分布于间质中，表现为散在的组织细胞和肉芽肿上皮样巨噬细胞。NTMD中巨噬细胞CD68、CD86、CD163和CD206的平均阳性率分别为42.5%、3.0%、55.4%和43.3%。在TB中，阳性率分别为41.7%、2.7%、44.2%和39.0%。NTMD和TB均高表达CD68、CD163和CD206，其中CD163表达最为突出。CD86呈阴性或弱阳性（阳性率小于5%）。

在NTMD和TB中，CD68和CD206主要由肉芽肿上皮样巨噬细胞表达，而CD163由间质散在巨噬细胞表达。注意到CD68和CD206阳性率之间存在正相关，NTMD中CD86和CD163之间也存在正相关，达到统计学显著性。在TB巨噬细胞中未发现显著相关性。

NTMD和TB免疫细胞PD-L1表达分析

在NTMD和TB中，PD-L1由肉芽肿上皮细胞、淋巴细胞和多核巨细胞表达。肉芽肿上皮细胞主要表达PD-L1，而淋巴细胞和多核巨细胞显示低或缺如的PD-L1表达。在NTMD中，单核炎症细胞的PD-L1阳性率为0%至40%，平均阳性率为6.4%，在鸟分枝杆菌和海分枝杆菌活检中较高。在TB中，单核炎症细胞的PD-L1阳性率为0%至60%，平均阳性率为14.3%。TB中较高比例的单核炎症细胞（45.8%）表现出高PD-L1表达（≥10%），而NTMD为25%，但两组间无显著差异。

讨论

27例皮肤NTMD活检中鉴定出的物种包括海分枝杆菌、脓肿分枝杆菌、MAC、嗜血分枝杆菌、鸟分枝杆菌、哥伦比亚分枝杆菌和曼特分枝杆菌，其中海分枝杆菌、脓肿分枝杆菌和MAC是最常鉴定出的分枝杆菌物种。值得注意的是，皮肤和软组织局部脓肿主要归因于脓肿分枝杆菌，通常发生在针穿刺伤口、开放性损伤或骨折部位，而海分枝杆菌和嗜血分枝杆菌感染与接触海鲜有关。播散性NTMD主要见于免疫功能低下个体，特别是HIV感染者或其他形式的免疫缺陷者。症状包括持续或间歇性发热、体重减轻、盗汗和胃肠道问题。在本队列中，脓肿分枝杆菌、嗜血分枝杆菌和MAC与全身播散性NTMD有关，20名患者中有6例免疫功能受损。

皮肤NTMD的组织病理学特征在文献中报道不足。虽然NTM在细菌成分和抗原方面与MTB有相似之处，但它们的毒力通常较弱，导致组织反应较轻，病变严重程度较低。NTMD的主要病理特征包括肉芽肿性病变和非特异性慢性化脓性炎症。病理变化通常包括：以淋巴细胞、组织细胞和中性粒细胞为主的渗出性反应；由巨噬细胞和朗格汉斯巨细胞形成的肉芽肿组成的增生性反应，有时伴有干酪样或凝固性坏死；以及涉及炎症细胞消退、肉芽肿萎缩和胶原纤维增生的硬化性反应。

NTM物种多样，不同类型感染的组织病理学变化并不完全一致：（i）海分枝杆菌感染表现出双相组织学表现，I型（肉芽肿为主）为有中央纤维蛋白样坏死的规则上皮样肉芽肿，II型（水肿为主）为弥漫性水肿模式，显示出血性间质，无离散肉芽肿形成。这些独特的组织病理学模式可能反映了宿主对感染的免疫反应，类似于结核病中看到的免疫谱。当宿主免疫力相对较强且细菌负荷低时，主要的病理表现是小的、形成良好的肉芽肿。相反，在免疫抑制状态、细菌载量高和致病性增强时，病理学转向显著的间质水肿伴散在上皮样细胞。值得注意的是，两种模式可能在同一病灶中共存，以一种为主并可能相互转换。病例5同时表现出两种病理模式。（ii）脓肿分枝杆菌感染显示以中性粒细胞为主的炎症，Bayer-Garner提出脓肿分枝杆菌利用富含中性粒细胞的环境促进其生存。泡沫样组织细胞的特征是其宽大的淡染胞浆中含有独特的胞浆内包涵体，即淡染的嗜碱性颗粒和丝状退化碎片。这一独特特征代表细胞内吞噬的细菌和退化的细胞碎片，是脓肿分枝杆菌的诊断标志。（iii）MAC特征性地显示与其他NTM感染相比炎症细胞浸润减少。这一观察结果可能表明MAC表现出相对较弱的致病性并引发较轻的宿主炎症反应。（iv）嗜血分枝杆菌感染以界面皮炎为特征，这是一种诊断性的形态学特征，在与其他NTM物种鉴别时显示出显著的特异性。Busam揭示嗜血分枝杆菌感染可表现为非肉芽肿性或少肉芽肿性反应而无坏死，值得注意的是，一例活检显示界面皮炎。（v）鸟分枝杆菌感染显示独特的间质变化，特征为增厚、玻璃样变的胶原束，进展形成特征性的瘢痕疙瘩样纤维化病变。

巨噬细胞是先天免疫反应中对抗NTM和MTB最重要的细胞类型，在整个感染过程（包括建立、进展和播散）中起着至关重要的作用。巨噬细胞可分为经典激活的M1型（CAM）和替代性激活的M2型（AAM）。M1巨噬细胞主要参与炎症反应和介导组织损伤，常见表面标志物为CD86。M2巨噬细胞可以下调免疫反应，抑制炎症，并促进组织修复和重塑，常见表面标志物包括CD163和CD206。此外，巨噬细胞可以通过自分泌和旁分泌信号调节自身极化，允许M1和M2类型之间的转换，并利用这种可塑性来平衡免疫微环境。在本研究中，NTMD和TB肉芽肿均高表达CD68和CD206（M2型巨噬细胞），散在巨噬细胞高表达CD163（M2型巨噬细胞），表明参与慢性炎症。表达CD163和CD206的巨噬细胞定位不同：表达CD163的巨噬细胞主要见于非肉芽肿区域，而表达CD206的巨噬细胞主要位于肉芽肿内。它们的阳性率之间没有显著相关性。CD163和CD206表达巨噬细胞的定位差异表明这些M2巨噬细胞亚群属于具有不同功能作用的不同亚群。CD206阳性巨噬细胞可能参与病原体的细胞内生长，而CD163阳性巨噬细胞可能参与免疫反应调节。NTM和TB巨噬细胞几乎不表达CD86，仅少数活检显示局灶弱阳性，可能由于CD86抗体灵敏度较低。

对CD68、CD86、CD163和CD206阳性率的相关性分析显示，NTMD中CD68和CD206之间存在显著相关性，主要在肉芽肿中表达。尽管CD86在非肉芽肿区巨噬细胞中表达水平较低，但本研究揭示了CD86和CD163之间的显著相关性。在TB中未发现统计学显著性，表明在NTMD中，CD68阳性CD206阳性和CD86阳性CD163阳性可能代表更独立的巨噬细胞亚群，值得进一步探索它们在NTMD发病机制中的潜在作用。NTM和MTB是成功的细胞内病原体，主要寄生于宿主的巨噬细胞中。尽管巨噬细胞有多种抗菌机制来清除细胞内细菌，但NTM和MTB可以通过调整和适应宿主免疫反应在巨噬细胞内生存和繁殖。PE/PPE家族蛋白主要发现于致病性分枝杆菌物种中，它们通常在感染期间表达并分泌或暴露于细胞表面。所有这些因素暗示PE/PPE蛋白在分枝杆菌致病性中起关键作用。MTB毒力的一个关键因素是ESX-5分泌系统，它在PE/PPE蛋白的运输、细胞壁完整性和MTB的完全毒力中起重要作用。ESX-5分泌系统和PE/PPE蛋白共同促进免疫逃避并促进巨噬细胞内的持久存在。

PD-1是一种主要表达于T淋巴细胞上的抑制性受体，在调节自身免疫和自身耐受中起关键作用。PD-1是一种跨膜蛋白，表达于T细胞、B细胞和其他免疫细胞的细胞膜上，也表达于肿瘤细胞上。PD-L1免疫组织化学是预测PD-L1抑制剂疗效的一种简单有效的方法。该技术涉及评估肿瘤细胞（TC）或免疫细胞（IC）表面PD-L1的表达水平，以估计PD-L1抑制剂的潜在有效性。Selma Emre研究了银屑病患者皮损中PD-1/PD-L分子的表达。免疫细胞中的PD-1和PD-L1表达显著高于健康对照的皮肤样本。在我们的实验中，通过评估免疫细胞中的阳性率来比较NTMD和TB活检中的PD-L1表达。肉芽肿上皮样巨噬细胞、淋巴细胞和多核巨细胞可以表达PD-L1，主要表达于肉芽肿上皮样巨噬细胞。非坏死性肉芽肿和坏死性肉芽肿均表达PD-L1，但非坏死性肉芽肿显示更强的表达。70.8%的NTMD免疫细胞PD-L1阳性率大于1%，平均阳性率为6.4%，在鸟分枝杆菌和海分枝杆菌中观察到较高的阳性率。87.5%的TB免疫细胞PD-L1阳性率大于1%，平均阳性率为14.3%。25%的NTMD免疫细胞显示高PD-L1表达（≥10%），45.8%的TB免疫细胞显示高PD-L1表达。尽管两组间无显著差异，但表达水平仍反映了TB免疫细胞反应强于NTMD的特征。合并抗IFN-γ自身抗体相关免疫缺陷综合征的NTMD免疫细胞显示低或缺如的PD-L1表达。免疫抑制患者显示免疫细胞上PD-L1表达减少，尽管PD-L1表达与免疫抑制之间的关系尚不清楚。

结论

本研究强调了NTMD与TB相比独特的组织病理学特征，NTMD显示小血管改变（增生/扩张/充血）、间质水肿的发生率更高，以及淋巴细胞、浆细胞和中性粒细胞计数升高。皮肤NTM感染的组织病理学特征显示不同的模式：海分枝杆菌表现为显著的间质水肿，脓肿分枝杆菌表现为突出的中性粒细胞浸润，鸟分枝杆菌感染以显著的粗大胶原增生为特征，嗜血分枝杆菌表现为界面皮炎。NTMD以非坏死性肉芽肿为特征，而TB以坏死性肉芽肿为特征。NTMD内的肉芽肿主要表达CD68和CD206，与非肉芽肿区域发现的CD163表达形成对比，表明具有不同作用的不同亚群。