多重病因下細菌和病毒雙重感染性肺炎病毒相關病原學診斷的研究進展

馬慧,陳復輝

(哈爾濱醫科大學附屬第二醫院呼吸內科三科，哈爾濱 150001)

社區獲得性肺炎(community acquired pneumonia，CAP)和醫院獲得性肺炎(hospital acquired pneumonia，HAP)是導致兒童及成人死亡率、住院率和再入院率升高的主要原因。既往研究認為，肺炎的主要病因為細菌感染，而肺炎鏈球菌是CAP最常見的病原體[1]。但近年來的研究顯示，約40%的肺炎由病毒感染引起[2-4]。目前，原發性病毒感染以及病毒和細菌合并感染已逐漸成為社區和醫院獲得性感染的主要病因[5-6]，在合并感染的細菌病原體中，肺炎鏈球菌仍是 CAP患者最常見的病原體。隨著對合并感染認識的深入，人們逐漸改變了對下呼吸道感染(lower respiratory tract infection，LTRI)的認識。盡管存在不確定性，但合并感染已被描述為重癥監護病房(intensive care unit，ICU)入院、疾病嚴重程度和死亡率的獨立危險因素[7-8]。臨床醫師必須意識到這些合并感染，并進行適當的管理和預測，預防病毒性疾病的院內傳播。雖然目前對細菌合并病毒感染的認識尚不完全清楚，但報道的病毒、細菌合并感染率為10%～68%[6,9-12]?，F就主要導致雙重感染的病毒如流感病毒、鼻病毒、呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus，RSV)和巨細胞病毒(cytomegalo virus，CMV)等進行綜述，以期為感染性肺炎的治療提供參考。

1 特定病毒相關病原體的診斷

1.1流感病毒 細菌合并流感病毒感染可追溯到1918年的流感大流行[13-15]，2009 H1N1流感經常被描述為呼吸道病毒和細菌合并感染的典型[4-5,7,16]。流感病毒可與金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌以及化膿性鏈球菌合并感染。Nguyen等[4]的研究納入ICU中的972例甲型流感患者,其中196例為合并感染。合并感染與肺部解剖結構變化有關,肺部解剖結構發生改變后導致細菌入侵,然后與宿主免疫系統直接相互作用，在增強細菌毒性的同時，也產生促進細菌感染的毒性因子[14-15]。認識這種復雜的相互作用對于管理流行性感冒中的急性呼吸衰竭非常重要。Pettigrew等[16]在一項前瞻性觀察性多中心研究中評估了重癥流感患者的合并感染情況,發現16.6%(482/2 901)的患者合并肺炎鏈球菌感染,而銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌也是常見的細菌病原體，而合并感染是死亡率的獨立危險因素。

1.2鼻病毒 鼻病毒在分類上屬小RNA病毒，是人類病毒中血清型最多的病毒，是病毒性上呼吸道感染最常見的原因,是阻塞性肺疾病和肺炎惡化的原因，特別是免疫功能低下患者[4]。Loubet等[17]的一項回顧性研究發現,在174例HAP患者中,80例微生物學檢測結果陽性病例中有41例檢測出病毒(鼻病毒、流感病毒及副流感病毒)感染。Karhu等[18]針對49例機械通氣患者進行的小規模前瞻性研究發現，5例為病毒感染,19例為細菌病毒合并感染,其余為細菌感染。其中,鼻病毒和腺病毒感染最為常見。在部分CAP患者中,鼻病毒是最為常見的病毒病原體[6]。Self等[19]對1 024例接受住院治療的CAP患者和759例無癥狀CAP患者進行的一項前瞻性研究發現，與無癥狀CAP患者相比,鼻病毒在成人CAP中較常見，而腺病毒在兒童CAP中更為常見，其他較為常見的病毒包括流感病毒、RSV等。ICU中，約10%的呼吸衰竭患者鼻病毒陽性[4]。關于合并感染,鼻病毒與肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、金黃色葡萄球菌以及卡特莫拉氏菌存在關聯[15,20-21]。To等[21]的研究評估了重癥成人中鼻病毒的感染情況發現，在294例成年人中,22例顯示鼻病毒陽性，13例患有并發性肺炎,其中肺炎鏈球菌是最常見的共同病原體。盡管檢測結果因病毒和年齡而異,但鼻病毒在CAP中較高的感染率提示其在CAP發病中的作用，且在合并和未合并感染的患者中均發現了非肺部并發癥,包括加重了潛在的慢性疾病和癲癇發作。

1.3RSV RSV主要引起兒童感染,也是老年人或免疫功能低下成年人的肺炎病原體[4]。與流感一樣,RSV會導致季節性暴發,可在7%住院或因呼吸衰竭而入住ICU的成年患者中檢出[4,22]。RSV與肺炎鏈球菌、卡塔氏支原體和流感嗜血桿菌有關，且在兒童中,RSV與肺炎鏈球菌的關聯性與流感病毒一樣強[15,20]。

1.4CMV CMV是一種常見的病毒,具有潛伏期，并有后期反應加劇的風險。CMV易感染免疫功能低下的人群,也會對ICU中免疫功能低下的患者產生重大影響[21,23-24]。既往觀點認為,定植病毒脫落可導致CMV氣道檢測陽性,提示疾病嚴重程度的標志并不總是病理改變[23-24]。CMV會使宿主表現出免疫抑制狀態,并帶有明顯的免疫系統麻痹,包括對關鍵細胞(如自然殺傷細胞和T細胞)的異常調節,這可能導致患者對繼發細菌和(或)病毒感染敏感性的增加[2,23]。CMV可引起多種臨床表現,CMV肺炎在免疫功能低下患者中更為常見，在免疫功能強的患者中可能是呼吸機相關性肺炎的病因[23-24]。CMV感染可能是ICU患者發病和死亡的獨立危險因素[21,24-25]。Cowley等[26]將124例接受機械通氣治療的CMV血清反應陽性的患者隨機分為接受伐昔洛韋或更昔洛韋的治療組與不接受伐昔洛韋或更昔洛韋的對照組。結果發現,抗病毒藥物抑制了CMV的反應,但研究因治療組患者較高的死亡率而過早結束,導致對其他臨床結局的進一步評估有限。未來還需要進一步研究以確定抗CMV治療的措施是否適用于重癥患者。

2 細菌和(或)病毒感染性肺炎的診斷方法

感染性肺炎的檢測方法和采樣技術可能會因疾病嚴重程度的不同而不同。痰培養和鼻咽測試取決于患者的配合度以及插管時排痰與獲取下呼吸道樣本的能力。在成人中,由于鼻咽拭子與支氣管肺泡灌洗樣品之間的不一致性(支氣管肺泡灌洗樣品診斷陽性率更高)[3,5]，鼻咽抽吸物可能較鼻咽拭子性能更好,盡管這些也與檢測技術和特定病毒種類有關[4]。據報道，兒童上呼吸道和下呼吸道的樣本更為一致[11]。從診斷學角度看,基于分子的病原體檢測方法可以檢測出多種病毒和難以培養的細菌病原體[3-4,11]?；诤怂釘U增測試和聚合酶鏈反應測試可用性的不斷提高,其中一些已被組合到多重測試平臺中,為肺炎病原體的檢測提供方便[3-5,11]。上述測試方法較傳統檢測方法提高了檢測產量,簡化了微生物工作流程,提供了快速的檢測結果，但其檢測結果可能并不表明活動性復制或感染[11]。并非所有可能的病原體均可以顯示在此類面板上,如CMV,因此仍可能需要進行替代或更傳統的測試。盡管改進了檢測方法,但仍難以確定定植、脫落以及感染之間的差異,這引發了有關病毒脫落是疾病嚴重程度的標志物還是病毒存在對宿主產生免疫影響的疑問?？紤]到細菌感染可促進病毒脫落,而病毒感染易誘發繼發性細菌感染,導致情況更加復雜。

生物標志物是診斷肺炎的有效方法之一。C反應蛋白和降鈣素原已被用于鑒定細菌感染，可能也包括病毒感染和LRTI。降鈣素原在原發性肺炎患者中具有鑒定細菌共感染的潛力[6，18,20,22,27]。有文獻報道，合并感染升高了C反應蛋白和降鈣素原水平[13]。細菌與病毒相互作用的機制很多，包括病毒通過引起氣道損傷促進細菌黏附，降低黏膜纖毛清除率，損害免疫系統[2,5,11,13,20]。由于部分病毒會破壞氣道上皮層，因此會增加呼吸道黏附細菌移位的可能性，這是導致感染的第一步[15,20]。病毒可引起免疫系統失調，進一步促進細菌生長[15,20]。與細菌感染相比,如果僅存在病毒感染,甚至無癥狀攜帶病毒,仍可能對免疫系統產生影響[15,19]。相反,即使改變了病毒在呼吸系統內傳播和感染的難易程度,原發性細菌感染仍可能會誘發病毒感染,進一步強調了肺微生物群系的潛在影響。Rodríguez等[27]的研究納入ICU中972例確診為甲型流感的患者,其中196例存在合并感染；對于排除共感染的降鈣素原,降鈣素原檢測陽性的單一病原體感染患者顯著多于合并感染患者,靈敏度為84%,特異度為43%,陰性預測值為94%。降鈣素原可能有助于確定原發性病毒性疾病中共感染的存在,但不能確定原發性細菌感染中的病毒共感染。

3 合并感染的預防及治療預后

在ICU患者中,CAP死亡率高達40%[1]。在合并感染中,隨著疾病嚴重程度的增加，存活率會進一步降低,但各文獻[7,9,11,20]觀點不一致。此外，影響死亡率的因素還包括護理水平、住院時間、急性呼吸窘迫綜合征以及抗菌治療的并發癥等[9,22,28]。目前肺炎的治療大多依賴于抗菌藥物，即使在增加耐藥性的情況下也要及時采取輔助措施延緩病情進展[5,20]。而病毒病原體的治療在很大程度上受易變異的流感病毒、RSV、CMV治療的限制，對于其他病毒類型，臨床措施通常也僅限于支持性護理[4-5,20]。目前多采用皮質類固醇、大環內酯類藥物以及免疫球蛋白等治療，但尚無證據證實以上藥物對病毒感染有直接作用。Voiriot等[29]通過分析醫院死亡患者或機械通氣超過7 d的復雜病程患者以評估合并感染對重度CAP患者預后的影響，結果顯示174例患者中有45例存在合并感染，并與臨床轉歸終點獨立相關；亞組分析(包括基于細菌的匹配)表明,合并感染的患者具有更高的死亡率。Loubet等[17]的研究也證明了合并HAP感染ICU患者有住院時間延長和死亡率增加的趨勢。此外，肺炎與急性心臟事件相關[1,8]，合并感染與慢性病加重相關[2,11,13,22,30]，也與最初加重后再次入院的風險相關[30]。隨著人口老齡化引起肺炎發病率的上升,預防對于降低發病率和死亡率至關重要[1,2]。預防的主要方式是適當的接種疫苗,尤其是針對流感、流感嗜血桿菌和肺炎鏈球菌[1,2,20-21]的疫苗。從公共衛生的角度來看,病毒檢測可以改善感染,減少醫院內傳播[11]。

4 小 結

病毒與細菌的相互作用提出了關于肺微生物組含義的疑問。隨著對合并感染研究的深入,對微生物組的構成結構的理解至關重要。目前還需要進一步研究病毒與細菌合并感染的流行病學(肺和肺外表現及并發癥)情況,包括季節性和不同人群(免疫力正常和免疫功能低下，社區獲得性與醫院獲得性感染)；適當的診斷手段,包括新興的診斷方法和生物標志物的利用，改進的分子檢測可增加檢測范圍,從而對合并感染相關病原體的認識有很大程度的提高。在診斷上,除了分子檢測外,利用生物標志物也有助于診斷合并感染。精確的治療手段包括病原體定向治療以及作為輔助治療及其免疫調節對病毒共感染的作用,從而改善臨床治療效果。細菌和病毒共感染可能是CAP和HAP的根本原因，在某些情況下,治療可能會受到限制,但認知度預示了對預后的更多理解,對感染的預防和控制有重要意義,且對公共衛生措施(如促進疫苗接種)也有重要影響。