多重病因下细菌和病毒双重感染性肺炎病毒相关病原学诊断的研究进展

马慧,陈复辉

(哈尔滨医科大学附属第二医院呼吸内科三科，哈尔滨 150001)

社区获得性肺炎(community acquired pneumonia，CAP)和医院获得性肺炎(hospital acquired pneumonia，HAP)是导致儿童及成人死亡率、住院率和再入院率升高的主要原因。既往研究认为，肺炎的主要病因为细菌感染，而肺炎链球菌是CAP最常见的病原体[1]。但近年来的研究显示，约40%的肺炎由病毒感染引起[2-4]。目前，原发性病毒感染以及病毒和细菌合并感染已逐渐成为社区和医院获得性感染的主要病因[5-6]，在合并感染的细菌病原体中，肺炎链球菌仍是 CAP患者最常见的病原体。随着对合并感染认识的深入，人们逐渐改变了对下呼吸道感染(lower respiratory tract infection，LTRI)的认识。尽管存在不确定性，但合并感染已被描述为重症监护病房(intensive care unit，ICU)入院、疾病严重程度和死亡率的独立危险因素[7-8]。临床医师必须意识到这些合并感染，并进行适当的管理和预测，预防病毒性疾病的院内传播。虽然目前对细菌合并病毒感染的认识尚不完全清楚，但报道的病毒、细菌合并感染率为10%～68%[6,9-12]。现就主要导致双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)和巨细胞病毒(cytomegalo virus，CMV)等进行综述，以期为感染性肺炎的治疗提供参考。

1 特定病毒相关病原体的诊断

1.1流感病毒 细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流感经常被描述为呼吸道病毒和细菌合并感染的典型[4-5,7,16]。流感病毒可与金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、流感嗜血杆菌以及化脓性链球菌合并感染。Nguyen等[4]的研究纳入ICU中的972例甲型流感患者,其中196例为合并感染。合并感染与肺部解剖结构变化有关,肺部解剖结构发生改变后导致细菌入侵,然后与宿主免疫系统直接相互作用，在增强细菌毒性的同时，也产生促进细菌感染的毒性因子[14-15]。认识这种复杂的相互作用对于管理流行性感冒中的急性呼吸衰竭非常重要。Pettigrew等[16]在一项前瞻性观察性多中心研究中评估了重症流感患者的合并感染情况,发现16.6%(482/2 901)的患者合并肺炎链球菌感染,而铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌也是常见的细菌病原体，而合并感染是死亡率的独立危险因素。

1.2鼻病毒 鼻病毒在分类上属小RNA病毒，是人类病毒中血清型最多的病毒，是病毒性上呼吸道感染最常见的原因,是阻塞性肺疾病和肺炎恶化的原因，特别是免疫功能低下患者[4]。Loubet等[17]的一项回顾性研究发现,在174例HAP患者中,80例微生物学检测结果阳性病例中有41例检测出病毒(鼻病毒、流感病毒及副流感病毒)感染。Karhu等[18]针对49例机械通气患者进行的小规模前瞻性研究发现，5例为病毒感染,19例为细菌病毒合并感染,其余为细菌感染。其中,鼻病毒和腺病毒感染最为常见。在部分CAP患者中,鼻病毒是最为常见的病毒病原体[6]。Self等[19]对1 024例接受住院治疗的CAP患者和759例无症状CAP患者进行的一项前瞻性研究发现，与无症状CAP患者相比,鼻病毒在成人CAP中较常见，而腺病毒在儿童CAP中更为常见，其他较为常见的病毒包括流感病毒、RSV等。ICU中，约10%的呼吸衰竭患者鼻病毒阳性[4]。关于合并感染,鼻病毒与肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、金黄色葡萄球菌以及卡特莫拉氏菌存在关联[15,20-21]。To等[21]的研究评估了重症成人中鼻病毒的感染情况发现，在294例成年人中,22例显示鼻病毒阳性，13例患有并发性肺炎,其中肺炎链球菌是最常见的共同病原体。尽管检测结果因病毒和年龄而异,但鼻病毒在CAP中较高的感染率提示其在CAP发病中的作用，且在合并和未合并感染的患者中均发现了非肺部并发症,包括加重了潜在的慢性疾病和癫痫发作。

1.3RSV RSV主要引起儿童感染,也是老年人或免疫功能低下成年人的肺炎病原体[4]。与流感一样,RSV会导致季节性暴发,可在7%住院或因呼吸衰竭而入住ICU的成年患者中检出[4,22]。RSV与肺炎链球菌、卡塔氏支原体和流感嗜血杆菌有关，且在儿童中,RSV与肺炎链球菌的关联性与流感病毒一样强[15,20]。

1.4CMV CMV是一种常见的病毒,具有潜伏期，并有后期反应加剧的风险。CMV易感染免疫功能低下的人群,也会对ICU中免疫功能低下的患者产生重大影响[21,23-24]。既往观点认为,定植病毒脱落可导致CMV气道检测阳性,提示疾病严重程度的标志并不总是病理改变[23-24]。CMV会使宿主表现出免疫抑制状态,并带有明显的免疫系统麻痹,包括对关键细胞(如自然杀伤细胞和T细胞)的异常调节,这可能导致患者对继发细菌和(或)病毒感染敏感性的增加[2,23]。CMV可引起多种临床表现,CMV肺炎在免疫功能低下患者中更为常见，在免疫功能强的患者中可能是呼吸机相关性肺炎的病因[23-24]。CMV感染可能是ICU患者发病和死亡的独立危险因素[21,24-25]。Cowley等[26]将124例接受机械通气治疗的CMV血清反应阳性的患者随机分为接受伐昔洛韦或更昔洛韦的治疗组与不接受伐昔洛韦或更昔洛韦的对照组。结果发现,抗病毒药物抑制了CMV的反应,但研究因治疗组患者较高的死亡率而过早结束,导致对其他临床结局的进一步评估有限。未来还需要进一步研究以确定抗CMV治疗的措施是否适用于重症患者。

2 细菌和(或)病毒感染性肺炎的诊断方法

感染性肺炎的检测方法和采样技术可能会因疾病严重程度的不同而不同。痰培养和鼻咽测试取决于患者的配合度以及插管时排痰与获取下呼吸道样本的能力。在成人中,由于鼻咽拭子与支气管肺泡灌洗样品之间的不一致性(支气管肺泡灌洗样品诊断阳性率更高)[3,5]，鼻咽抽吸物可能较鼻咽拭子性能更好,尽管这些也与检测技术和特定病毒种类有关[4]。据报道，儿童上呼吸道和下呼吸道的样本更为一致[11]。从诊断学角度看,基于分子的病原体检测方法可以检测出多种病毒和难以培养的细菌病原体[3-4,11]。基于核酸扩增测试和聚合酶链反应测试可用性的不断提高,其中一些已被组合到多重测试平台中,为肺炎病原体的检测提供方便[3-5,11]。上述测试方法较传统检测方法提高了检测产量,简化了微生物工作流程,提供了快速的检测结果，但其检测结果可能并不表明活动性复制或感染[11]。并非所有可能的病原体均可以显示在此类面板上,如CMV,因此仍可能需要进行替代或更传统的测试。尽管改进了检测方法,但仍难以确定定植、脱落以及感染之间的差异,这引发了有关病毒脱落是疾病严重程度的标志物还是病毒存在对宿主产生免疫影响的疑问。考虑到细菌感染可促进病毒脱落,而病毒感染易诱发继发性细菌感染,导致情况更加复杂。

生物标志物是诊断肺炎的有效方法之一。C反应蛋白和降钙素原已被用于鉴定细菌感染，可能也包括病毒感染和LRTI。降钙素原在原发性肺炎患者中具有鉴定细菌共感染的潜力[6，18,20,22,27]。有文献报道，合并感染升高了C反应蛋白和降钙素原水平[13]。细菌与病毒相互作用的机制很多，包括病毒通过引起气道损伤促进细菌黏附，降低黏膜纤毛清除率，损害免疫系统[2,5,11,13,20]。由于部分病毒会破坏气道上皮层，因此会增加呼吸道黏附细菌移位的可能性，这是导致感染的第一步[15,20]。病毒可引起免疫系统失调，进一步促进细菌生长[15,20]。与细菌感染相比,如果仅存在病毒感染,甚至无症状携带病毒,仍可能对免疫系统产生影响[15,19]。相反,即使改变了病毒在呼吸系统内传播和感染的难易程度,原发性细菌感染仍可能会诱发病毒感染,进一步强调了肺微生物群系的潜在影响。Rodríguez等[27]的研究纳入ICU中972例确诊为甲型流感的患者,其中196例存在合并感染；对于排除共感染的降钙素原,降钙素原检测阳性的单一病原体感染患者显著多于合并感染患者,灵敏度为84%,特异度为43%,阴性预测值为94%。降钙素原可能有助于确定原发性病毒性疾病中共感染的存在,但不能确定原发性细菌感染中的病毒共感染。

3 合并感染的预防及治疗预后

在ICU患者中,CAP死亡率高达40%[1]。在合并感染中,随着疾病严重程度的增加，存活率会进一步降低,但各文献[7,9,11,20]观点不一致。此外，影响死亡率的因素还包括护理水平、住院时间、急性呼吸窘迫综合征以及抗菌治疗的并发症等[9,22,28]。目前肺炎的治疗大多依赖于抗菌药物，即使在增加耐药性的情况下也要及时采取辅助措施延缓病情进展[5,20]。而病毒病原体的治疗在很大程度上受易变异的流感病毒、RSV、CMV治疗的限制，对于其他病毒类型，临床措施通常也仅限于支持性护理[4-5,20]。目前多采用皮质类固醇、大环内酯类药物以及免疫球蛋白等治疗，但尚无证据证实以上药物对病毒感染有直接作用。Voiriot等[29]通过分析医院死亡患者或机械通气超过7 d的复杂病程患者以评估合并感染对重度CAP患者预后的影响，结果显示174例患者中有45例存在合并感染，并与临床转归终点独立相关；亚组分析(包括基于细菌的匹配)表明,合并感染的患者具有更高的死亡率。Loubet等[17]的研究也证明了合并HAP感染ICU患者有住院时间延长和死亡率增加的趋势。此外，肺炎与急性心脏事件相关[1,8]，合并感染与慢性病加重相关[2,11,13,22,30]，也与最初加重后再次入院的风险相关[30]。随着人口老龄化引起肺炎发病率的上升,预防对于降低发病率和死亡率至关重要[1,2]。预防的主要方式是适当的接种疫苗,尤其是针对流感、流感嗜血杆菌和肺炎链球菌[1,2,20-21]的疫苗。从公共卫生的角度来看,病毒检测可以改善感染,减少医院内传播[11]。

4 小 结

病毒与细菌的相互作用提出了关于肺微生物组含义的疑问。随着对合并感染研究的深入,对微生物组的构成结构的理解至关重要。目前还需要进一步研究病毒与细菌合并感染的流行病学(肺和肺外表现及并发症)情况,包括季节性和不同人群(免疫力正常和免疫功能低下，社区获得性与医院获得性感染)；适当的诊断手段,包括新兴的诊断方法和生物标志物的利用，改进的分子检测可增加检测范围,从而对合并感染相关病原体的认识有很大程度的提高。在诊断上,除了分子检测外,利用生物标志物也有助于诊断合并感染。精确的治疗手段包括病原体定向治疗以及作为辅助治疗及其免疫调节对病毒共感染的作用,从而改善临床治疗效果。细菌和病毒共感染可能是CAP和HAP的根本原因，在某些情况下,治疗可能会受到限制,但认知度预示了对预后的更多理解,对感染的预防和控制有重要意义,且对公共卫生措施(如促进疫苗接种)也有重要影响。