軍團菌病的研究論文

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2003年4月，非典型肺炎肆虐人間，人們聞“非典”而色變。所謂“非典型肺炎(Atypicalpneumonia,AP)”,是一組疾病,是相對于由肺炎鏈球菌(S.pneumoniae)引起的“典型肺炎(typicalpneumonia,TP)”而言的。引起AP暴發和流行的病原體往往有多種,除病毒外,嗜肺軍團菌(Legionnairespneumophile,Lp)也是關鍵致病菌之一[1]。在沒有找到引起SARS的真兇之前，Lp是專家懷疑的主要對象。

軍團菌病由氣溶膠介導，是暴發流行或散發流行的嚴重呼吸道傳染病，其流行致死率高達30%,散發致死率甚至高達69%[2]。因此,軍團菌病在公共衛生上意義重大，倍受各方面的關注。

1軍團菌病概述

1.1該病首發于1976年的美國一次軍人聚會，故稱作軍團病。次年從死者肺組織中分離出一種新的病原體，1978年國際上正式將該病原體命名為嗜肺軍團菌。隨后歐洲、澳洲等不同國家和地區相繼發現軍團菌病例。1982年,我國南京首次證實了軍團菌病，1989年北京、1994年上海也出現了軍團菌病例。隨著認識的不斷加深,人們對軍團菌病的警惕性不斷提高。國際上多個國家已將軍團菌肺炎定為法定傳染病之列。

1.2根據傳播特點可將軍團菌病分為以下幾種：

1.2.1醫院獲得性感染：多數院內軍團菌病患者是由于其它疾病而住院治療的病人,這些患者在自身免疫力低下的情況下受到軍團菌感染而并發軍團菌病。廣西醫科大學第一附屬醫院呼吸內科2000～2002年收治的13例軍團菌肺炎患者中有6例為醫院內感染[3]。

1.2.2社區獲得性感染：在日常生活環境和公共場所中受到軍團菌感染而致病的情況也比較多見。在以上13例患者中，由四人是一個家庭，說明他們在日常生活中接觸了該致病菌而發病。

1.2.3其他獲得性感染：某些特殊職業使得工作人員在作業中接觸軍團菌污染源的機會較高,而逐漸感染軍團菌病；或者長期在密閉、通風不良的空調辦公室中工作的員工易發生該病。

1.3軍團菌病的傳播特點與軍團菌的生存方式有很大關系。在天然水體中,軍團菌是常見菌。由于軍團菌的營養要求比較特殊,在水溫較低、營養較貧乏的天然水體中,軍團菌不易繁殖。但軍團菌在其它人工水體(如溫泉等)中的情況則較為復雜。如果供水溫度較高,或者供水管道和蓄水池的管壁和池壁上形成積垢和生物膜,就會為軍團菌的大量增殖提供適宜的環境和營養條件。與此類似的還有冷卻塔的循環水和空調的冷凝水,由于水溫較高,管道中容易藏污納垢,且容易形成死水區,為軍團菌提供了良好的棲息和繁殖環境。因此軍團菌病的主要污染源是供水系統及冷卻塔和空調系統。

1.4氣溶膠是軍團菌傳播、傳染的重要載體。感染的主要途徑是經呼吸道感染。軍團菌的菌體微小,人在正常呼吸時,會將空氣中含有軍團菌的氣溶膠吸入呼吸道內,致使軍團菌有機會侵染肺泡組織和巨噬細胞,引發炎癥,導致軍團菌病。

軍團菌的另一個傳播載體是原蟲。Kuroki等[4]發現軍團菌在阿米巴等原蟲細胞內的寄生增強了其在環境中的存活能力、傳播能力和致病性。當大量軍團菌從原蟲細胞內釋放出來時,會成為軍團菌病嚴重暴發的潛在危險因素。

1.5近年來的有關生態學研究進一步揭示了軍團菌長期存活于自然界水源的奧秘,許多藻類也可以為軍團菌生長繁殖提供必需的營養因素。在對傳染源的調研之中,有人提出軍團病為人畜共患病的看法,因為很多證據表明在牛、羊等家畜中也有廣泛的軍團菌感染存在。存在這樣的可能:受感染的人和動物排出的軍團菌污染環境、土壤和水源,成為本病的傳染來源。

2病原學

2.1軍團菌是革蘭陰性桿菌,不形成芽孢，無莢膜；不易被通常的革蘭染料染色,可用改良的Dieterle飽和銀染色法或直接免疫熒光法檢出；長2～50μm,寬0.5～1μm[5]；菌體呈多形性,因培養條件不同而有變化；軍團菌是單核細胞和巨噬細胞的兼性細胞內寄生菌。

2.2本菌為需氧菌,但需要2.5%～5.0%CO2環境;最適溫度為35℃～36℃,在25℃和40℃也可生長,但生長緩慢,固體培養基上一般在48h左右可見生長;不同培養基菌落形成和表現有所不同。

本菌源自環境,在水源、土壤等自然環境中廣為分布,人工培養極其困難,致使該菌遲至1977年才被發現。軍團菌在BCYE培養基（以酵母浸出液作為蛋白質來源,再加入活性炭;焦磷酸鐵的培養基,再加入緩沖劑N-2乙酰胺基-2胺基乙烷磺酸即為BCYE培養基[6]）上培養3～4d可形成灰色菌落。本菌喜水,在蒸餾水中可存活2～4周,在自來水中可存活1年左右。

2.3軍團菌的抗原構造分析證明其O抗原具有型特異性,藉此可將其分為41種菌型，63個血清型（SG）。軍團菌病約90%的是由嗜肺軍團菌所致,已發現15個血清型，其中以Lp1血清型最常見,Lp6次之[7,8]。我國已定型者有Lp1、Lp3、Lp5、Lp6、Lp9等。最近,基因水平研究表明,某些軍團菌含有的巨噬細胞感染增強基因(mip)可調控24～27kD外膜蛋白的形成,這種蛋白可以使正常身強體壯的人患病。這使過去認為軍團菌為條件致病菌的理論受到了極大沖擊,這亦使這種可介氣溶膠傳播的呼吸道傳染病變得日益恐怖；同時也可利用mip基因開發相關的PCR診斷技術。

3軍團菌病發病機制

本菌常從呼吸道侵入人體,也可從創面進入人體,人-人之間傳播尚無充分證據。污染有此菌的氣浴膠被人吸入后，可直接穿入呼吸性細支氣管和肺泡，與吞噬細胞、中性粒細胞附著,并進入細胞進行繁衍,直到細胞破裂,產生一些淋巴與細胞毒性因子,引起肺損害。另外,軍團菌還可直接產生釋放各種毒素和酶,引起肺的持續性損害。如外毒素可溶解細胞[9];內毒素如脂多糖(LPS)能阻止吞噬體與溶酶體的融合;毒素類物質可損害單核-巨噬細胞的殺菌功能;磷脂酶可影響細胞內第二信使的形成,從而抑制吞噬細胞的活化[10]。蛋白激酶能影響吞噬細胞的活化和殺菌功能[10];蛋白酶能滅活白細胞介素-2和裂解人T細胞表面CD4,從而干擾T細胞活化和功能的發揮。

由嗜肺軍團菌引起肺炎，以肺部感染為主,可合并肺外多系統受損的一種急性細菌性疾病；肺外感染多因肺炎過程中菌血癥播散所致,多表現在胃腸道、腎臟、神經系統,少數病例可發生肝臟損害、心包炎、局灶性心肌炎、肛周膿腫、皮膚粘膜改變等[11]；也可表現為無肺炎的急性自限性的流感樣疾病——龐蒂亞克熱(Pontiacfever)。

4軍團菌病的診斷

4.1診斷標準[12](試行)：①臨床表現：發熱、寒戰、咳嗽、胸痛等呼吸道感染癥狀；②X線胸片具有炎性陰影；③呼吸道分泌物、痰、血或胸水在活性炭酵母浸液瓊脂培養基(BCYE)或其它特殊培養基培養有軍團菌生長；④呼吸道分泌物直接熒光法(DFA)檢查陽性；⑤血間接熒光法(IFA)：查前后2次抗體滴度呈4倍或以上增高,達1∶128或以上；血試管凝集試驗(TAT)：測前后2次抗體滴度呈4倍或以上增高,達1∶160或以上；微量凝集試驗(MAA)：測前后2次抗體滴度呈4倍或以上增高,達1∶64或以上。凡具有1、2項,同時以具有3、4、5項中任何一項者,診斷為軍團菌肺炎。

4.2實驗室診斷：

4.2.1染色法：氣道分泌物革蘭染色上,發現炎癥細胞而無病因意義的病原體時,當懷疑可能為軍團菌感染。作Himenes染色,如炎癥細胞中染出紅色桿菌,便可基本認定為本菌。另外,還可作Giemsa染色、鍍銀染色檢查。缺點是其特異性不穩定，且需肺活檢，對組織損傷大。另外,某些軍團菌也呈抗酸染色陽性[13]。

4.2.2分離培養：病人唾液、痰、胸水、血液、氣管抽吸物、尸檢或活檢組織以及環境因素如水、土壤等均可用于分離細菌。常用的培養基為BCYE，團菌在本培養基上菌落呈大小不一之乳白色,具獨特之酸臭味；國內研制的以豬肺、綿羊血、L半胱氨酸和復合維生素B為主原料的培養基效果亦佳。

培養的缺陷性在于：(1)培養結果受標本采集質量、操作技術的影響,陽性率不一。(2)費時較長,約7～10天。(3)培養基不易制作,技術要求高,價格較貴。(4)細菌的非培養狀態,即活菌在培養基上不生長的情況可影響結果的判定。

4.2.3直接免疫熒光抗體法（DFA）：取呼吸道分泌物標本,用熒光素標記的抗軍團菌抗體直接與標本作用后觀察細菌形態,優點是簡便、快速,2h內可出結果，特異性好；缺點是敏感性低，且只能用于Lp的檢測。單克隆抗體應用于DFA與多價血清相比,特異性及敏感性均增高。

4.2.4核酸探針技術：原位雜交技術能夠特異性的檢測到細菌,且可完整地保持組織細胞及細菌的形態,將原位雜交和聚焦激光掃描電鏡技術結合將非常有助于檢測細菌的空間及時間分布情況。[14]

4.2.5檢測特異性抗體:感染軍團菌主要產生特異性IgG和IgM抗體。血清IgG抗體出現晚,持續存在時間長。確診病人時,采急性期和恢復期雙份血清,恢復期抗體滴度升高達急性期4倍或以上,且滴度達1:128時判為陽性[6]。常用檢測血清抗體的方法有：1、間接熒光抗體法；2、酶聯免疫吸附試驗；3、微量凝集試驗。

4.2.6尿抗原的檢測：大多數軍團病患者的尿液中有一種具有熱穩定性及抗胰蛋白酶活性的抗原,血清中此抗原濃度比尿中低30～100倍,目前可采用單克隆或多克隆抗體的ELISA法對尿軍團菌抗原進行檢測,特異性、敏感性均很高，3h內可獲得結果。缺點是由于尿抗原排出時間過長，無法確定是新近感染還是既往感染。

4.2.7PCR及其相關技術的應用：PCR與傳統的實驗室方法比較有著更高的靈敏度,如果實驗過程操作嚴格、引物選擇恰當,有著較好的特異性。PCR和探針雜交技術相結合,可在一定程度上提高檢測的特異性和敏感性,但操作過于復雜繁瑣。PCR與ELISA方法相結合檢測軍團菌,技術操作簡單且節省時間。利用PCR技術不僅可以檢測軍團菌，還可以給其分型[15]。

PCR技術操作過程中要特別注意兩個問題：(1)要注意判定是否會有其它同軍團菌種系相近的細菌得到非特異性擴增。(2)要注意防止交叉污染。

5軍團菌病的預防措施

至今沒有關于軍團菌可以由人傳染給人的報道,所以對軍團菌病的預防應集中在控制軍團菌污染源、控制氣溶膠的形成、控制阿米巴等原蟲的污染。對與人息息相關的且可能被軍團菌污染的水源,如供水系統,要定期進行檢查和消毒，防止軍團菌在其中生長繁殖；有空調的室內要經常通風，減少室內環境被軍團菌污染的可能；冷卻塔和空調系統的管道和過濾部件要經常進行清潔。除此以外,根據監測數據,對供水和管道需要進行定期消毒,以殺滅軍團菌及攜帶軍團菌的原蟲。

消毒方法可采用常規的氯消毒法、臭氧消毒法、紫外消毒法、銅銀離子消毒法等。此外,高溫可抑制或殺滅軍團菌和原蟲,當水溫達到55℃以上時,也可有效控制軍團菌的繁殖[16],因此對于小范圍供水也可在短期采用提高溫度供水法；對于水池、管道、水龍頭、淋浴噴頭可采用熱水沖刷法。

軍團菌病以老年人、兒童、住院病人等免疫力較差的人居多,所以除了集中預防和控制措施外,個人預防也很重要,比如注意個人衛生、居室清潔通風(尤其是浴室和衛生間),以及進行體育鍛煉,增強體質。還有要經常到空氣清新的公園、綠地等處進行室外活動,這些地方空氣中負離子濃度較高,負離子可增強人體巨噬細胞的吞噬功能等,提高人體的免疫力。

此外,Dogasaki等[17]報道喝咖啡也對預防軍團菌病有好處,發現咖啡提取物中含有的原兒茶酸、綠原酸和咖啡酸對嗜肺軍團菌有抗菌性。

近年來,軍團菌病在大中城市中的影響越來越大,這與人們越來越城市化的工作和生活方式關系密切。由于對該病的認識不足以及對該病的確診檢驗水平低下，很多人認為我國軍團菌病的發病率幾乎為零，隨著空調等設備的普及，這種“現代文明病”也距離我們越來越近。不論是衛生管理部門還是大眾居民都應該提高警惕，積極的了解軍團菌病，真正的做到有備無患，在疾病突然襲來時,我們才能夠應對自如。