(一)發病原因
研究認為CF的發生與跨膜調節因子基因(CFTR)突變而直接導致銅綠假單胞菌感染有關(圖1)。銅綠假單胞菌感染的直接後果是導致氣道黏液梗阻和進行性肺組織壞死。
(二)發病機製
囊性肺纖維化(CF)是一種常染色體隱性遺傳性的先天性外分泌腺疾病，是呼吸道和胃腸道最易受累的器官。目前對CF發病機製的研究已在分子水平。研究結果顯示其特異性為15%的患者胰腺功能足夠，屬功能足夠型。另一些患者胰腺功能不足，屬功能不足型。美國和加拿大科學家認為CF的基因是第1個僅僅根據結合分析決定其位點而被克隆的基因(位點基因)，研究還顯示CF基因定位於第7號染色體，CF基因旁邊，圍繞1個約150萬堿基對的區域，由於“染色體跳動”和“染色體移動”技術的結合，克隆了1個500kb的DNA，其中約有256kb是CF基因，該基因的一部分用來作為1個來自汗腺導管細胞的mRNA的cDNA文庫的探針，從而得到證實。這些細胞表現了CF患者鹽轉運功能缺失，找到了陽性的克隆，並對cDNA進行了測序，這個cDNA長度約6000bp，包含1個開放的閱讀區與編碼的1個蛋白一致，進一步的研究對正常人和患者的cDNA序列比較，揭示了1個有趣的突變，3個堿基的缺少，導致基因蛋白產物，508位1個苯丙氨酸堿基(CF508)的缺少，這種突變僅在CF患者中可見，正常人從未見到。
病理改變：由於外分泌腺的功能異常，使呼吸道分泌物增多而且黏稠，加上纖毛清除功能的損害，導致支氣管黏液堵塞，隨之產生繼發感染。一般情況下，患者出生時並無呼吸道病變發現疾病早期出現支氣管腺體肥大，杯狀細胞變性，以後支氣管黏液腺分泌出黏稠的分泌物，使黏膜纖毛上皮活動受到抑製，黏液引流不暢、導致支氣管堵塞，繼發化膿性支氣管炎、肺部炎症。如肺部感染反複發生，可進一步引起肺不張、肺膿腫、支氣管擴張，尤其是囊性支氣管擴張，肺部廣泛性纖維化及阻塞性肺氣腫。後期發生肺動脈高壓，肺源性心髒病，心力衰竭等。本病開始多發生於右上葉支氣管，常侵犯亞段支氣管及細支氣管，這兩部位的支氣管擴張，是本病的特點。鏡下可見囊性支氣管擴張，腺體導管擴張及分泌亢進，支氣管壁炎性腫脹，漿細胞和淋巴細胞浸潤。胰腺病變早期有腺管擴張，上皮細胞變平，以後引起胰腺退變和纖維化，最後可誘發糖尿病。肝髒病變和胰腺相似，早期可見膽管擴張、增生，少數發展為門脈性肝硬化，汗腺結構和汗液黏稠度正常，但汗液中Na 、K 、Cl-濃度增高也是本病特點。大約有10%患兒由於胃腸道外分泌腺異常可致胎糞性腸梗阻。
