公共场所水系统军团菌风险防控

叶文瑾

（中交上海航道勘察设计研究院有限公司）

【关键字】军团菌病；风险防控；公共场所；水系统

1 引言

军团菌病（legionellosis disease）是一种细菌性的呼吸道疾病，发现于1976年美国退伍军人会议后，其中有34人死亡。1977年，美国疾病预防控制中心（CDC）分离得到该病的病原菌，并命名为军团菌（Legionella）[1]。由军团菌引起的发病症状有两种，分别为庞蒂亚克热和军团病。庞蒂亚克热是一种急性自限性的流感样疾病，表现为发热乏力；而军团病主要症状为肺炎，并伴随着多系统损害，病死率在5%~30%之间[2]。军团菌属于革兰性阴性菌，广泛存在于自然环境和人工水体中，并可以长期存活。目前已经确认的军团属有50个种70个血清型，与人类疾病关系最为密切的是嗜肺军团菌种（Legionella pneumophila，Lp），现已发现其有16个血清型[3]。

军团菌广泛存在于水和土壤中，适宜的温度和环境使其容易大量滋生繁殖。其最常见的传播方式是人体吸入受到污染的水喷雾、喷气产生的气溶胶，主要来源于空调系统的冷凝水、冷却水，淋浴喷头水，加湿器等[3]。随着我国城市现代化的发展，大型建筑的兴建、复杂公共供水系统、以及广泛安装的中央空调系统，以水系统为传播媒介的军团菌病，成为城市发展和公共设施管理中面临的一个重要的卫生安全问题。

2 军团菌感染流行病学

自美国首次爆发军团病以来,世界每年都有军团菌病大爆发事件的报道,并且在经济发达的国家较普遍。1995年-2005年期间，美国病预防控制中心（CDC）共报告了23076例军团病[4]，2011年-2015期间，欧洲疾病预防和控制中心（European Centre for Disease Prevention and Control，ECDC）报告了欧洲共发生30532例军团病，并且发病率逐步上升，每10万人口的发病率从2011年0.97例上升到2015年的1.30例[5]。2005年，西班牙卫生部发布消息，萨拉戈萨市爆发军团病，21人感染，2人死亡。2012年7-8月芝加哥酒店，发现10例军团病，3人死亡。2013年6月，澳大利亚昆士兰Brisbane’s Wesley医院，数人感染军团病，1人死亡。2013年9月，德国发生大规模军团病事件，发现165例，3人死亡。2014年美国阿拉巴马州医院，发现8例军团病，其中2人死亡。2015年7-8月，美国纽约市区发生严重的军团病事件，导致12人死亡113例感染。2017年11月，美国加州迪士尼乐园也发生22例军团菌感染事件，罪魁祸首是乐园里空调设施的冷却塔散发的水雾，因此迪士尼乐园方面紧急关闭了两座冷却塔。

由于军团病在我国不是法定传染病，因此对军团病监测报告体系尚不完善，未建立起系统的军团病监测网络，因此军团病爆发的卫生事件报道和追踪较少。1980年～2010年期间，报道的军团病病例仅1436例，死亡85例[6]。香港和澳门地区对公共设施的军团菌风险管理和常规检测制度较为规范，因此军团菌事件时有报道。如2017年4月，澳门卫生局通报了3名香港旅客在澳门巴黎人酒店居住后感染的案例，并在酒店生活用水水样中检测出军团菌。但是近年来，有关军团菌的研究显示，随着我国城市化水平的提高和集中式中央空调的普及，我国公共设施的空调冷凝水和冷却水都有嗜肺军团菌污染的情况。2009年-2010年对广东地区国境口岸中央空调冷凝水样本进行军团菌的检测及血清学分型，2009年共检测42份空调水样，从中检出军团菌12例，阳性率为28.56%，其中嗜肺军团菌11例；2010年1月～8月检测的48份空调水样本中，军团菌21例，阳性率为43.75%，并且全部为嗜肺军团菌。刘卫艳等研究了2013-2014年杭州市公共场所集中空调的军团菌污染特征，随机采集了杭州市30家公共场所中央空调冷却水、冷凝水各30份，其中冷却水和冷凝水水样中军团菌检出率分别为33.33%和13.33%，并发现中央空调使用年限越长，军团菌检出率越高[2]。

3 军团菌风险

军团菌广泛存在在于自然水源和人用水环境系统中，但使其传播并使人致病有三个主要风险环节。

①军团菌繁殖风险；

②含菌气溶胶传播风险；

③暴露易感人群风险。

降低其中任何一种风险都能降低军团菌致病风险[3]。军团病一年四季均可发病，但爆发流行以夏秋季多见[7]。

3.1 军团菌增殖风险

军团菌多存在于河流、湖泊等天然淡水和人工水环境中，也可在土壤中长期存活，但含量较低。在合适的温度、湿度、营养源等水环境条件下，为军团菌的生长繁殖提供了良好的基础。20-43℃是最适宜军团菌生长的温度；水中的无机盐、有机物能支持军团菌的繁殖和增殖。当复杂水系统、供水设施由于设计缺陷、系统清洁缺乏、停滞使用产生的铁锈、沉积物和原生动物也是适合军团生长的有利条件[3,8]。比如空调系统的冷却水系统，其运行温度一般在25-35℃之间，系统内投加的防腐阻垢药剂又给微生物生长提供了营养源，当冷却水系统清洁消毒不够，则有助于军团菌的增殖，中央空调冷却塔已被公认为军团菌的一个重要传染源[3,9]。

3.2 含菌气溶胶传播风险

军团菌的传播主要通过环境传播而非人际传播，最常见传播方式是吸入受到污染的气溶胶[10]。与军团菌传播存有关联的气溶胶来源包括空调制冷塔、空调系统冷凝水、冷热水淋浴喷头、加湿器和漩涡按摩浴池；疾病感染也可能因吸入受到污染的水和冰，尤其是医院中的易感病人，以及采取水中分娩时与婴儿接触而发生[3]。

3.3 易感人群

军团菌感染多发生于成年人，各个年龄段的人都会感染军团菌。主要感染对象是免疫力低下，或者有呼吸系统疾病、肝功能或肾功能衰竭、糖尿病、恶性肿瘤等，其他如高龄、酗酒、吸烟也是易感高危人群，男性发病比例较高，长期从事医院、宾馆、大型建筑工地或长期旅行者也易感染军团菌[10]。

4 军团菌风险管理和控制

军团菌病是许多国家法定报告和管理的传染病,对于公共场所、大型建筑物的军团菌污染卫生管理方面，已经制定了相应法规和行业规范（表1）。美国职业安全与健康管理局（OSHA）对建筑物中的冷却水和生活水系统中军团菌的卫生标准进行了限定，一旦超过此标准，就需要采取彻底的清洗和消毒，以预防和控制军团病的发生。美国采暖、制冷与空调工程师学会(ASHARE)制定了《建筑物水系统军团菌风险管理》，对建筑内水体系统中军团菌的生长传播控制进行了详细的说明。1986年，欧洲军团菌感染工作委员会（The European Working Group for Legionella Infections,EWGLI）成立，在其成员国内推行和旅行相关军团病预防控制的标准化操作指南[11]。2014年，英国健康与安全执行委员会（Health and Safety Executive，HSE）对《军团病：水系统中军团菌的控制-经批准的行业规范与指南》进行了重组和更改。2019年2月，英国标准化协会（BSI）发布了一项新标准《BS 8580-1:2019军团菌控制的水质和风险评估—操作规范》（BS 8580-1:2019 Water quality,risk assessments for Legionella control-Code of practice），该标准为公共场所的军团病风险和水质评估提供了进一步指导。新加坡制、澳大利亚也分别对冷却塔中的军团菌风险控制制订了相关标准。

相比而下，我国在军团菌病的监测系统、检测标准和卫生管理方面和国外存在差异。我国现行有效的技术规范有卫生部颁布的《公共场所集中空调通风系统卫生管理办法》、《公共场所集中空调通风系统卫生规范》、《公共场所集中空调通风系统卫生学评价规范》和《公共场所集中空调通风系统清洗规范》，主要针对的是公共场所的空调冷凝水和冷却水中的军团菌风险，对于生活水及其他水系统并没有相关管理规范。香港和澳门地区，军团菌的管理体系和技术标准相对规范，对冷却水和生活水系统都有相应的规范，如香港地区颁布的《预防退伍军人病症工作守则》和《清洗饮用水水箱指南》以及澳门水务署颁布的法令，对冷却水系统和生活水中军团菌控制指标、风险控制操作都作了具体的说明和规定。

欧美等一些发达国家对水系统中军团菌的卫生控制限定值均有规定。美国职业安全和健康署(OSHA)对水系统中军团菌浓度指标要求:冷却塔水军团菌浓度应≤100cfu/mL；冷热水系统水应≤10cfu/mL；加湿器水应≤1cfu/mL。英国对水系统的军团菌浓度要求最为严格，其要求所有水系统中军团菌的数量≤0.1cfu/mL。香港和澳门地区要求水系统内军团菌数量≤10cfu/mL，一旦超过限定就要对水系统进行的清洗消毒。我国大陆仅针对公共场所空调系统制定了管理规范和常规检测制度，要求在空调系统的冷却水和冷凝水中不得检出嗜肺军团菌。而对于冷却水系统，冷热水系统，加湿器，喷泉，按摩池等其他有风险的水系统，还没有制定相应的军团菌风险评估，预防和控制管理规程和常规检测制度。

5 军团菌检测方法

传统的嗜肺军团菌实验室检测方法有细菌培养法，免疫学方法和分子生物学方法等。细菌培养法是检测嗜肺军团菌的“金标准”[12,13]，但其操作繁琐生长所耗时长，敏感度低，检测成本高且效率低[14]。目前水质测试中，使用最广泛是仍然是传统平板培养法。免疫学方法主要有两大类，血清学检测和尿抗原检测。血清学检测则存在滞后性，缺乏早期诊断意义；尿抗原检测对嗜肺军团菌血清型LP1型以外的嗜肺军团菌敏感性较低[15]。近年来，随着分子生物学手段的不断普及，其具备快速灵敏的特点。因此，与分子生物学技术相结合的基因检测方法也开始被广泛应用于军团菌的检测研究中。林韵等经过筛选建立了以dotA基因为靶标的环介导等温扩增（Loop-mediated isothermal amplification,LAMP）检测法，灵敏度高于普通PCR，可在简易的实验环境中快速、特异、灵敏、直观地检测出嗜肺军团菌[15]。张然等应用分离培养法与巢式聚合酶链反应法（PCR）检测深圳环境水中军团菌最新污染状,其中传统分离培养法检出嗜肺军团菌阳性37.4%，巢式聚合酶链反应法（PCR）检出嗜肺军团菌阳性76%，巢式PCR的检出率高于传统分离培养法[16]。而实时荧光定量PCR(real-time PCR)，该法通过对PCR扩增反应中每一个循环产物荧光信号的实时检测从而实现对起始模板定量分析，由于敏感度高，快速简便，该方法也被应用于军团菌的检测中。冯华等根据嗜肺军团菌的主要毒力因子mip基因为靶序列设计Taq-Man引物及探针，建立了一种特异、敏感的嗜肺军团菌的荧光定量PCR检测方法，并采用该法对北京市环境水体中的嗜肺军团菌进行检测[17]。

表1 国内外军团菌管理标准和技术规范

6 预防控制措施

军团病引起的公共卫生风险可通过建立供水系统安全计划得到解决[3]。这些计划专门针对建筑物或者供水系统所设计的，并针对军团菌潜在风险的采取控制措施并定期实施监测，并设计应急处理方案。虽然这些措施不太可能彻底消灭传染源，但可以最大限度减少军团菌的繁殖以及气溶胶的扩散，将危险大大拉低。这些控制措施涉及设计、操作、运行等多方面。冷却塔设计远离新风口、窗户；冷却塔设有收水器，减少气溶胶从冷却塔向外扩散；冷却塔持续性添加化学杀菌剂控制微生物生长，并进行定期维护、清洗和消毒；对楼宇二次供水进行杀菌处理，使冷热水系统保持清洁，并保持热水温度在50℃以上，冷水温度在20℃以下；每周对建筑物内未用的水龙头进行放水冲洗，减少水流停止情况；定期对水系统中的军团菌进行取样监测，并做好记录[3]。这些控制方法的应用将大大降低军团菌感染危险，预防病例和疫情的发生。

7 结语

公共场所军团病风险防控在我国还是比较薄弱，系统的监测和防控体系缺少，再加上公众对该病的认知度有限，媒体曝光度也比较低。但是随着我们国家城市化的发展，军团菌污染和人群中可能存在军团菌病的感染风险不断增加，需要加强对公共场所的水系统的军团菌风险的关注，逐步建立和完善城市公共建筑的军团菌防控措施,防患于未然。