军团菌肺炎研究进展
作者：金建敏 张沪生 陈东宁
单位：首都医科大学附属北京同仁医院呼吸内科邮政编码 100730
关键词：
北京医学000615 目前已发现作为军团菌肺炎(legionella pneumonia,LP)病原体的军团菌属有42个种、64个血清型[1]，其中至少有19个种与人类疾病有关[2]，与人类疾病关系最密切的为嗜肺军团菌种(legionella pneumophila,Lp)，已发现其有15个血清型。最近研究表明，在严重的社会获得性肺炎中，Lp为第二位病因[3]。除Lp外，非嗜肺军团菌中与人类疾病关系最密切的为米克戴德军团菌(lmicdadei,Lm)。军团菌肺炎可暴发流行或散发。污染的水和土壤以气溶胶形式吸入人体可能是感染的主要途径。
1.发病机制：直径小于5μm的颗粒可直接穿入呼吸性细支气管和肺泡造成感染。Lp被肺泡巨噬细胞(MΦ)吞噬后仍能存活并繁殖，原因可能是该菌对细胞的需氧杀菌系统有抵抗性。Horwitz等观察到Lp不仅能抑制吞噬体与溶酶体的融合，且能调节人单核细胞吞噬体内的pH，这对Lp在细胞内寄生与繁殖有重要作用。含Lp的细胞最终裂解使大量细菌释放出来，导致肺泡上皮和内皮的急性损害，并伴有水肿液和纤维素的渗出。Gao等[4]用试验证明军团菌感染MΦ及上皮细胞早期便可引起细胞凋亡，这一过程无需细胞内细菌繁殖和新蛋白质的合成，甚至细胞外Lp便能引起凋亡。
, 百拇医药
军团菌产生的有害物质可造成组织损伤：外膜蛋白MIP可促进吞噬细胞对细菌的摄入并破坏细胞杀菌功能；Lp的外毒素有消化卵黄囊和灭活α-抗糜蛋白酶等作用；脂多糖(LPS)作为内毒素有利于细菌粘附宿主细胞，保护细菌免受细胞内酶破坏，促进单核吞噬细胞对细菌的摄入，干扰吞噬体磷酯双层结构从而阻止吞噬体与溶酶体的融合[5]；磷酸酶可抑制激活的中性粒细胞产生超氧阴离子并影响细胞内第二信使的形成；蛋白激酶能催化真核细胞磷酯酰肌醇和微管蛋白的磷酸化作用，进而影响吞噬细胞的杀菌功能[6]；Lp蛋白酶能灭活IL-2和裂解人T细胞表面CD4从而干扰T细胞活化及其免疫功能。此外，吞噬细胞在吞噬细菌时的胞吐作用及细胞的裂解可使其内的一些酶类和氧化代谢产物进入细胞外引起组织的广泛损伤。肺部感染后细菌合成的毒素、酶可逆行经支气管、淋巴管及血行播散到其他部位，肺外多系统损伤主要由毒血症引起，细菌直接侵犯肺外器官组织的情况少见。
2.临床表现：LP的肺外表现即多系统损害较普通肺炎突出。多汗症状突出，可能为军团菌毒素所致肺外中毒征的一个表现[7]。非嗜肺军团菌引起的肺炎在临床表现上与LP相似。Lm较易引起肺脓肿和空洞形成。军团菌可发生不同种及不同血清型之间的多重感染，同时还可同其他细菌发生混合感染，使临床表现更加严重复杂。一些情况下，肺外表现出现在肺炎之前或肺炎成功治愈之后，需引起注意。还有一些单独表现为肺外感染，如外科伤口、肠道、瓣膜术后心内膜的感染。肺外感染更多由Lp引起。有些LP临床表现非常特殊：1例患者浅表淋巴结普遍肿大、肝脾增大，1例患者全身皮疹、关节肿痛、类风湿因子阳性；1例患者出现严重步态异常、共济失调、口齿不清。因而要求临床医师在肺炎尤其是伴有明显肺外表现时，应想到LP的可能。
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国外学者对医院获得性军团菌肺炎(NALP)和社区获得性军团菌肺炎(CALP)进行了对比分析，发现两者在人口构成、临床、实验室检查、X线及治疗效果上并无显著性差异，但似乎CALP中吸烟史、咳嗽、胸痛、肺外表现更突出，且双肺受累多见，NALP中慢性基础性疾病及血肌酐改变较多，且多为单侧肺受累[8，9]。国内学者对比分析了青中年及老年军团菌肺炎临床表现，发现老年组具有多病灶、不典型性、易发生全身多脏器功能损害的特点。
3.X线表现：军团菌肺炎的X线表现国内外报道大致相同，有多变性、多形性、多发性的特点，可表现为大片实变影、斑片模糊影、纱网状阴影、结节影、条索状阴影及肺纹理粗乱模糊。在肺炎基础上可伴发胸水、胸膜肥厚及肺脓肿。胸水均较一般的结核性胸膜炎吸收迅速，胸膜肥厚亦能恢复正常。少数患者有空洞形成，空洞具有形成快、闭合慢的特点。
4.早期实验室诊断方法：①分离培养：是诊断LP最可靠的方法，但国内培养阳性率低。最适培养基为BCYE培养基。培养时应用含军团菌抗体的琼脂培养基及免疫放射自显影技术或克隆杂交技术，可更好地检测和计数军团菌菌落。Steinmetz等利用军团菌属特异性的单克隆抗体MAb2125进行克隆印迹分析，可于2小时内在培养基上众多菌落中筛选出军团菌落。②核酸探针技术：原位杂交技术不仅能够特异性地检测到细菌，且可完整地保持组织细胞及细菌的形态，将原位杂交和聚焦激光扫描电镜技术结合将非常有助于检测细菌的空间及时间分布情况。③尿抗原的检测：Plouffe等[10]先后报道了用免疫学方法检测Lp血清I型尿抗原，证明此法特异性>99.5%，敏感性80%～90%。1992年Tang报道利用广谱ELISA法可同时对嗜肺及非嗜肺军团病患者尿抗原进行检测，敏感性高、特异性好，且有检测快速(3小时内可获结果)、标本容易获得的优点。Steinmetz等报道可利用一种针对军团菌属特异性抗原决定簇60KDa HSP的单克隆抗体检测尿军团菌抗原。目前尚无理想的试剂盒，但此法无疑是早期诊断军团病较为有前景的一种实验室方法。④PCR及其相关技术的应用：PCR法具有很高的灵敏度，同时如果实验过程操作严格、引物选择恰当，有着较好的特异性。国内外学者通过不同引物采用PCR方法对多种临床标本中的军团菌进行了检测[11]，证明了此法很好的敏感性和特异性。PCR和探针杂交技术相结合可在一定程度上提高检测的特异性和敏感性，但操作过于复杂繁琐。同PCR-探针方法相比，PCR与ELISA方法相结合检测军团菌技术，操作简单且节省时间。
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5.治疗：红霉素仍被国内认为是治疗本病的一线药物。在肺炎急性期主张静脉应用红霉素，国内剂量为1.2～2.0 g/d，国外多采用2～4 g/d。过早由静脉改为口服红霉素可导致LP复发。红霉素的副作用包括肝功损害、听力损害、Q-T间期延长、尖端扭转室速甚至室颤等。听力损伤常见于那些用药剂量大且伴有肾功不良的患者，其为可逆过程。心律失常的发生常见于那些静脉快速滴注或有心肌损害的患者。目前国外更提倡采用新一代大环内酯类或喹诺酮类抗生素治疗LP，但国内采用这些药物单独治疗LP的临床经验尚少。甲红霉素、阿奇霉素等具有更好的微生物学及药物动力学效应，口服时疗效优于红霉素。国外报道[12]单纯口服阿奇霉素可治愈LP。动物试验及细胞感染试验表明喹诺酮类药物如甲氟哌酸、司帕沙星等抗菌活力强于红霉素，因其不影响排斥反应抑制剂的疗效，故对于器官移植后的LP患者可作为首选药，同时红霉素治疗失败的LP患者，此类药物可有较好疗效。Edelstein[12]认为对病情严重、院内感染及免疫功能缺陷者应首选喹诺酮类抗生素。他提出，对于LP住院患者可首选左旋氧氟沙星500mg/d静脉滴注7～10天或阿奇霉素500mg/d 3～5天，对于无免疫缺陷的门诊患者，给予红霉素或多西霉素10～14天即可[13]。
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6.预后：与预后不良的有关因素为：低钠血症[8]；出现低血压并需用正性肌力药物；经药物治疗肺炎无吸收[11]；白细胞总数偏低；延误特异性治疗及出现呼吸衰竭[13]。早期给予有效抗生素且足期治疗者预后较好[11]。
参 考 文 献
1.Benson RF,Fields BS.Classification of the genus legionella.Semin Respir Infect,1998,13:90.
2.O'Connell WA,Ohand L,Cianciotto NP,et al.Infection of macrophage-like cells by legionella species that have not been associated with disease.Infect Immun,1996,64:4381.
, http://www.100md.com
3.Yamaguchi K,Tateda K,Ishii Y,et al.Clinical and diagnostic characteristics of legionella pneumonia.Kansenshogaku Zasshi,1997,71:634.
4.Gao LY,Abu Kwaik Y.Apoptosis in macrophages and alvelar epithelial cells during early stages of infection by legionella pneumophila and its role in cytopathogenicity.Infect Immune,1999,67:862.
5.Friedman H,Yamamoto Y,Newton C,et al.Immunologic response and pathophysiology of legionella infection.Semin Respir Infect,1998,13:100.
, 百拇医药
6.Dowling JN,Saha AK,Glew RH,et al.Virulence factors of the family legionellaceae.Microbiol Rev,1992,56:32.
7.Bozzoni M,Radice L,Frosi A,et al.Prevalence of pneumonia due to legionella pneumophila and mycoplasm pneumoniae in a population admitted to a department of internal medicine.Respiration,1995,62:331.
8.EL Ebiary M,Sarmiento X,Torres A,et al.Prognostic factors of severe legionella pneumonia reqiring admission to ICU.Am J Respir Crit Care Med,1997,156:1467.
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9.Pedro BM,Sabria LM,Haro M,et al.Nosocomial and community-acquired legionella pneumonia clinical comparative analysis.Eur Respir J,1995,8:1929.
10.Plouffe JF,File TM,Breiman JR,et al.Reevaluation of the definition of legionnaires'disease:use of the urinary antigen assay.Clin Infect Dis,1995,20:1286.
11.Murdoch DR,Walford EJ,Jennings LC,et al.Use of the polymerase chain reaction to detect legionella DNA in urine and serum samples from Patients with pneumonia.Clin Infect Dis,1996,23:475.
12.Edelstein PH.Antimicrobial chemotherapy for legionnaires'disease:a review.Clin Infect Dis,1995,21(suppl 3):265.
13.Edelstein PH.Antimicrobial chemotherapy for legionnaires'disease:time for a change.Ann Inter Med,1998,129:328.
(收稿：1999-06-07 修回：1999-09-08), 百拇医药
单位：首都医科大学附属北京同仁医院呼吸内科邮政编码 100730
关键词：
北京医学000615 目前已发现作为军团菌肺炎(legionella pneumonia,LP)病原体的军团菌属有42个种、64个血清型[1]，其中至少有19个种与人类疾病有关[2]，与人类疾病关系最密切的为嗜肺军团菌种(legionella pneumophila,Lp)，已发现其有15个血清型。最近研究表明，在严重的社会获得性肺炎中，Lp为第二位病因[3]。除Lp外，非嗜肺军团菌中与人类疾病关系最密切的为米克戴德军团菌(lmicdadei,Lm)。军团菌肺炎可暴发流行或散发。污染的水和土壤以气溶胶形式吸入人体可能是感染的主要途径。
1.发病机制：直径小于5μm的颗粒可直接穿入呼吸性细支气管和肺泡造成感染。Lp被肺泡巨噬细胞(MΦ)吞噬后仍能存活并繁殖，原因可能是该菌对细胞的需氧杀菌系统有抵抗性。Horwitz等观察到Lp不仅能抑制吞噬体与溶酶体的融合，且能调节人单核细胞吞噬体内的pH，这对Lp在细胞内寄生与繁殖有重要作用。含Lp的细胞最终裂解使大量细菌释放出来，导致肺泡上皮和内皮的急性损害，并伴有水肿液和纤维素的渗出。Gao等[4]用试验证明军团菌感染MΦ及上皮细胞早期便可引起细胞凋亡，这一过程无需细胞内细菌繁殖和新蛋白质的合成，甚至细胞外Lp便能引起凋亡。
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军团菌产生的有害物质可造成组织损伤：外膜蛋白MIP可促进吞噬细胞对细菌的摄入并破坏细胞杀菌功能；Lp的外毒素有消化卵黄囊和灭活α-抗糜蛋白酶等作用；脂多糖(LPS)作为内毒素有利于细菌粘附宿主细胞，保护细菌免受细胞内酶破坏，促进单核吞噬细胞对细菌的摄入，干扰吞噬体磷酯双层结构从而阻止吞噬体与溶酶体的融合[5]；磷酸酶可抑制激活的中性粒细胞产生超氧阴离子并影响细胞内第二信使的形成；蛋白激酶能催化真核细胞磷酯酰肌醇和微管蛋白的磷酸化作用，进而影响吞噬细胞的杀菌功能[6]；Lp蛋白酶能灭活IL-2和裂解人T细胞表面CD4从而干扰T细胞活化及其免疫功能。此外，吞噬细胞在吞噬细菌时的胞吐作用及细胞的裂解可使其内的一些酶类和氧化代谢产物进入细胞外引起组织的广泛损伤。肺部感染后细菌合成的毒素、酶可逆行经支气管、淋巴管及血行播散到其他部位，肺外多系统损伤主要由毒血症引起，细菌直接侵犯肺外器官组织的情况少见。
2.临床表现：LP的肺外表现即多系统损害较普通肺炎突出。多汗症状突出，可能为军团菌毒素所致肺外中毒征的一个表现[7]。非嗜肺军团菌引起的肺炎在临床表现上与LP相似。Lm较易引起肺脓肿和空洞形成。军团菌可发生不同种及不同血清型之间的多重感染，同时还可同其他细菌发生混合感染，使临床表现更加严重复杂。一些情况下，肺外表现出现在肺炎之前或肺炎成功治愈之后，需引起注意。还有一些单独表现为肺外感染，如外科伤口、肠道、瓣膜术后心内膜的感染。肺外感染更多由Lp引起。有些LP临床表现非常特殊：1例患者浅表淋巴结普遍肿大、肝脾增大，1例患者全身皮疹、关节肿痛、类风湿因子阳性；1例患者出现严重步态异常、共济失调、口齿不清。因而要求临床医师在肺炎尤其是伴有明显肺外表现时，应想到LP的可能。
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国外学者对医院获得性军团菌肺炎(NALP)和社区获得性军团菌肺炎(CALP)进行了对比分析，发现两者在人口构成、临床、实验室检查、X线及治疗效果上并无显著性差异，但似乎CALP中吸烟史、咳嗽、胸痛、肺外表现更突出，且双肺受累多见，NALP中慢性基础性疾病及血肌酐改变较多，且多为单侧肺受累[8，9]。国内学者对比分析了青中年及老年军团菌肺炎临床表现，发现老年组具有多病灶、不典型性、易发生全身多脏器功能损害的特点。
3.X线表现：军团菌肺炎的X线表现国内外报道大致相同，有多变性、多形性、多发性的特点，可表现为大片实变影、斑片模糊影、纱网状阴影、结节影、条索状阴影及肺纹理粗乱模糊。在肺炎基础上可伴发胸水、胸膜肥厚及肺脓肿。胸水均较一般的结核性胸膜炎吸收迅速，胸膜肥厚亦能恢复正常。少数患者有空洞形成，空洞具有形成快、闭合慢的特点。
4.早期实验室诊断方法：①分离培养：是诊断LP最可靠的方法，但国内培养阳性率低。最适培养基为BCYE培养基。培养时应用含军团菌抗体的琼脂培养基及免疫放射自显影技术或克隆杂交技术，可更好地检测和计数军团菌菌落。Steinmetz等利用军团菌属特异性的单克隆抗体MAb2125进行克隆印迹分析，可于2小时内在培养基上众多菌落中筛选出军团菌落。②核酸探针技术：原位杂交技术不仅能够特异性地检测到细菌，且可完整地保持组织细胞及细菌的形态，将原位杂交和聚焦激光扫描电镜技术结合将非常有助于检测细菌的空间及时间分布情况。③尿抗原的检测：Plouffe等[10]先后报道了用免疫学方法检测Lp血清I型尿抗原，证明此法特异性>99.5%，敏感性80%～90%。1992年Tang报道利用广谱ELISA法可同时对嗜肺及非嗜肺军团病患者尿抗原进行检测，敏感性高、特异性好，且有检测快速(3小时内可获结果)、标本容易获得的优点。Steinmetz等报道可利用一种针对军团菌属特异性抗原决定簇60KDa HSP的单克隆抗体检测尿军团菌抗原。目前尚无理想的试剂盒，但此法无疑是早期诊断军团病较为有前景的一种实验室方法。④PCR及其相关技术的应用：PCR法具有很高的灵敏度，同时如果实验过程操作严格、引物选择恰当，有着较好的特异性。国内外学者通过不同引物采用PCR方法对多种临床标本中的军团菌进行了检测[11]，证明了此法很好的敏感性和特异性。PCR和探针杂交技术相结合可在一定程度上提高检测的特异性和敏感性，但操作过于复杂繁琐。同PCR-探针方法相比，PCR与ELISA方法相结合检测军团菌技术，操作简单且节省时间。
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5.治疗：红霉素仍被国内认为是治疗本病的一线药物。在肺炎急性期主张静脉应用红霉素，国内剂量为1.2～2.0 g/d，国外多采用2～4 g/d。过早由静脉改为口服红霉素可导致LP复发。红霉素的副作用包括肝功损害、听力损害、Q-T间期延长、尖端扭转室速甚至室颤等。听力损伤常见于那些用药剂量大且伴有肾功不良的患者，其为可逆过程。心律失常的发生常见于那些静脉快速滴注或有心肌损害的患者。目前国外更提倡采用新一代大环内酯类或喹诺酮类抗生素治疗LP，但国内采用这些药物单独治疗LP的临床经验尚少。甲红霉素、阿奇霉素等具有更好的微生物学及药物动力学效应，口服时疗效优于红霉素。国外报道[12]单纯口服阿奇霉素可治愈LP。动物试验及细胞感染试验表明喹诺酮类药物如甲氟哌酸、司帕沙星等抗菌活力强于红霉素，因其不影响排斥反应抑制剂的疗效，故对于器官移植后的LP患者可作为首选药，同时红霉素治疗失败的LP患者，此类药物可有较好疗效。Edelstein[12]认为对病情严重、院内感染及免疫功能缺陷者应首选喹诺酮类抗生素。他提出，对于LP住院患者可首选左旋氧氟沙星500mg/d静脉滴注7～10天或阿奇霉素500mg/d 3～5天，对于无免疫缺陷的门诊患者，给予红霉素或多西霉素10～14天即可[13]。
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6.预后：与预后不良的有关因素为：低钠血症[8]；出现低血压并需用正性肌力药物；经药物治疗肺炎无吸收[11]；白细胞总数偏低；延误特异性治疗及出现呼吸衰竭[13]。早期给予有效抗生素且足期治疗者预后较好[11]。
参 考 文 献
1.Benson RF,Fields BS.Classification of the genus legionella.Semin Respir Infect,1998,13:90.
2.O'Connell WA,Ohand L,Cianciotto NP,et al.Infection of macrophage-like cells by legionella species that have not been associated with disease.Infect Immun,1996,64:4381.
, http://www.100md.com
3.Yamaguchi K,Tateda K,Ishii Y,et al.Clinical and diagnostic characteristics of legionella pneumonia.Kansenshogaku Zasshi,1997,71:634.
4.Gao LY,Abu Kwaik Y.Apoptosis in macrophages and alvelar epithelial cells during early stages of infection by legionella pneumophila and its role in cytopathogenicity.Infect Immune,1999,67:862.
5.Friedman H,Yamamoto Y,Newton C,et al.Immunologic response and pathophysiology of legionella infection.Semin Respir Infect,1998,13:100.
, 百拇医药
6.Dowling JN,Saha AK,Glew RH,et al.Virulence factors of the family legionellaceae.Microbiol Rev,1992,56:32.
7.Bozzoni M,Radice L,Frosi A,et al.Prevalence of pneumonia due to legionella pneumophila and mycoplasm pneumoniae in a population admitted to a department of internal medicine.Respiration,1995,62:331.
8.EL Ebiary M,Sarmiento X,Torres A,et al.Prognostic factors of severe legionella pneumonia reqiring admission to ICU.Am J Respir Crit Care Med,1997,156:1467.
, 百拇医药
9.Pedro BM,Sabria LM,Haro M,et al.Nosocomial and community-acquired legionella pneumonia clinical comparative analysis.Eur Respir J,1995,8:1929.
10.Plouffe JF,File TM,Breiman JR,et al.Reevaluation of the definition of legionnaires'disease:use of the urinary antigen assay.Clin Infect Dis,1995,20:1286.
11.Murdoch DR,Walford EJ,Jennings LC,et al.Use of the polymerase chain reaction to detect legionella DNA in urine and serum samples from Patients with pneumonia.Clin Infect Dis,1996,23:475.
12.Edelstein PH.Antimicrobial chemotherapy for legionnaires'disease:a review.Clin Infect Dis,1995,21(suppl 3):265.
13.Edelstein PH.Antimicrobial chemotherapy for legionnaires'disease:time for a change.Ann Inter Med,1998,129:328.
(收稿：1999-06-07 修回：1999-09-08), 百拇医药