422例成人病毒感染肺炎临床特征分析

赵春柳 郭翎茜 韦栋 张欣欣 周敏上海交通大学医学院附属瑞金医院卢湾分院呼吸科0000;上海交通大学医学院附属瑞金医院呼吸与危重症医学科0005;上海交通大学附属瑞金医院临床病毒研究室0005

病毒在呼吸道感染中占有重要地位,随着病毒检测技术的发展和应用,以及每年流感病毒不同程度的播散,尤其是2019年末新型冠状病毒肺炎的爆发,让我们更加清晰地认识到这一点。呼吸道病毒可以是肺炎的直接病原体,也可合并细菌或真菌感染,2种情况均不乏重症患者。重症病毒感染的治疗是目前临床的重点和难点,也是病毒感染肺炎医疗费用的主要支出部分。本研究对真实世界中病毒感染肺炎临床特征及促进病情进展的相关因素进行探索,为临床制定更精准的治疗措施提供依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象 回顾性纳入2015年3月至2019年2月在上海交通大学医学院附属瑞金医院住院且呼吸道病毒检测阳性的成人肺炎患者。从瑞金医院病毒研究室数据库中获得呼吸道病毒检测阳性数据,根据入组标准,最终筛选出422例患者纳入统计,年龄范围为19～99 岁,平均年龄 (68±17)岁。其中男256 例,平均年龄 (67±18)岁;女166例,平均年龄(63±17)岁。本研究得到上海交通大学医学院附属瑞金医院伦理委员会批准,伦理批件号:(2017)临伦审第(205)号。

1.2 入组及排除标准 入组标准:住院患者,痰液经瑞金医院病毒研究室多通道实时荧光定量PCR 检测病毒阳性,影像学显示新发肺部渗出、浸润影,结合临床急性呼吸道症状,伴或不伴发热。排除标准:年龄＜18 岁;最终诊断为非肺部感染性疾病。病毒检测使用Light Mix Modular呼吸道病原体多重荧光PCR 检测试剂盒 (美国Roche公司),所测病毒包括:流感病毒A 型和B型、副流感病毒1～4 型、冠状病毒OC43 型、HKU1型及229E 型、呼吸道合胞病毒、腺病毒、人偏肺病毒、人鼻病毒、肠道病毒、人博卡病毒。

1.3 方法 收集所有入组患者的临床信息,包括性别、年龄、体质量指数、吸烟史、合并症、住院期间治疗情况、实验室检查结果以及预后情况等。

1.4 统计学分析 采用SPSS 20.0统计分析软件进行数据分析。计量资料以±s 或M(P25～P75)表示,组间各指标的平均水平或分布差异使用独立样本t检验或Mann-Whitney U 检验比较;计数资料采用频数及百分比表示,采用χ2检验进行比较。相关性检验采用logistic回归分析。P ＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病毒分布 159例甲型流感病毒 (简称 “甲流”)阳性,占37.7%;人鼻病毒次之,为78例,占18.5%;其他包括呼吸道合胞病毒A 型39 例(9.2%),人偏肺病毒36例(8.5%),乙型流感病毒(简称 “乙流”)33 例 (7.8%),冠状病毒OC43型29 例 (6.9%),腺病毒22 例 (5.2%),副流感病毒3型19例 (4.5%),呼吸道合胞病毒B型16例 (3.8%),肠道病毒及人博卡病毒各5例 (1.2%),副流感病毒1 型和2 型各1 例(0.2%)。其中同时检出2种病毒阳性者17例,3种病毒同时阳性者2例。副流感病毒4型、冠状病毒HKU1型及229E型未检出。

2.2 2组一般情况比较 根据我国成人重症肺炎诊断标准[1],422例患者在住院过程中出现重症病情者174例,占41.2%。重症患者与非重症患者性别构成比及＞60 岁患者比例差异无统计学意义。重症患者中有吸烟史的患者比例、体质量指数＜18 kg/m2的患者比例均高于非重症患者 (χ2值分别为11.074、13.418,P 值均＜0.05)。63.2%(110/174)的重症患者有气促症状,高于非重症组[20.2% (50/248)],差异有统计学意义 (χ2=80.534,P ＜0.05),其他呼吸道感染常见症状,包括发热、咳嗽、咳痰等,2组比较差异均无统计学意义。肺部影像学显示,重症患者主要以多肺叶病变为主,占所有重症患者的93.7% (163/174),与非重症组 [64.9% (161/248)]比较,差异有统计学意义(χ2=47.433,P ＜0.05)。见表1。

10.9% (19/174)的重症患者合并心力衰竭,高于非重症组[5.6% (14/248)],差异有统计学意义(χ2=3.946,P ＜0.05)。重症组高血压患者的比例(41.4%)低于非重症组 (52.8%),差异有统计学意义(χ2=5.364,P ＜0.05)。其他慢性疾病,如哮喘、COPD、肿瘤、冠状动脉粥样硬化性心脏病、糖尿病等,2组比较差异均无统计学意义。见表1。

微生物培养 (血液或痰液)显示,54.0%(94/174)的重症患者细菌或真菌培养阳性,显著高于非重症组 [10.1% (25/248)],差异有统计学意义 (χ2=97.519,P ＜0.05),见表1。所有样本共检出鲍曼不动杆菌50例,肺炎克雷伯杆菌44例,嗜麦芽窄食单胞菌23例,金黄色葡萄球菌16例,铜绿假单胞菌和大肠埃希菌各15例,溶血葡萄球菌8 例,流感嗜血杆菌和肺炎链球菌各1例,真菌19例。

表1 重症组与非重症组患者一般情况比较

2.3 重症组相关因素分析 多因素logistic回归分析显示,吸烟、高血压、多肺叶累及、合并细菌或真菌感染以及外周血淋巴细胞计数与重症病毒感染肺炎相关(表2)。

2.4 2组病毒检出情况 重症组检出率较高的病毒是甲流病毒 (59 例,33.9%)、人鼻病毒 (46例,26.4%)、 冠状病毒 OC43 型 (21 例,12.1%)。重症组人鼻病毒及冠状病毒检出率均高于非重症组 (χ2值分别为12.430、12.495,P 值均＜0.05),而2组甲流病毒检出率差异无统计学意义。见表3。

单一病毒感染中,冠状病毒感染者细菌或真菌培养阳性率最高,为45.8%,鼻病毒(31.9%)次之,但均低于多重病毒感染者(47.4%)。见表4。

2.5 2组免疫细胞与细胞因子水平比较 重症组外周血淋巴细胞计数低于非重症组 (Z =-6.440,P ＜0.05),见表1。93例重症患者及53例非重症组患者检测了CD3+、CD4+及CD8+细胞绝对计数,统计结果显示,重症组总体水平均低于非重症组(P 值均＜0.05),见表5。90例重症组患者及37 例非重症组患者检测了血清细胞因子IL-2R、IL-6、IL-8、IL-10、肿瘤坏死因子α 水平。重症组IL-2R、IL-6、IL-10 水平均高于非重症组 (Z 值分别为-2.457、-3.554、-2.339,P 值均＜0.05),而2组IL-8及肿瘤坏死因子α水平差异无统计学意义(表6)。

表2 重症病毒感染肺炎多因素logistic回归分析结果

表3 重症组与非重症组患者病毒检出情况 [例 (%)]

表4 不同病毒感染患者细菌或真菌培养情况

表5 重症组与非重症组患者免疫细胞计数比较 [个/μl,M(P 25 ～P 75)]

表6 重症组与非重症组患者免疫细胞因子水平比较 [ng/L,M(P 25 ～P 75)]

3 讨论

病毒是呼吸道感染常见的病原体,病毒分布具有季节差异和地区差异,流感病毒是目前国内最常见的呼吸道感染病毒[1]。422例病毒检测阳性的住院肺炎患者中,甲流病毒阳性率最高,而乙流病毒阳性率仅为7.8%,低于鼻病毒、呼吸道合胞病毒和人偏肺病毒。甲流病毒抗原性易发生变异,根据变异幅度大小分为“抗原漂移”及“抗原转变”[2],使病毒易于逃避宿主免疫系统,导致感染流行,威胁公众健康。因此,对流感的防治,尤其是甲型流感,一直是我国疾病预防与控制的重要课题。与此同时,不可忽视其他呼吸道感染病毒的存在,如检出率仅次于甲流病毒的鼻病毒。尤其在慢性呼吸道疾病,如COPD 急性加重期,鼻病毒更是最常见的呼吸道感染病毒[3-5]。本研究统计显示,重症组鼻病毒的检出率是非重症组的2倍,提示鼻病毒感染导致的疾病负担并不亚于流感病毒。在健康个体,鼻病毒感染主要导致上呼吸道症状,较少累及下呼吸道[6-7]。但由于COPD 患者对鼻病毒易感及鼻病毒感染后增加细菌在呼吸道上皮细胞的黏附[8],损伤巨噬细胞的免疫应答[9],易继发细菌感染,是导致急性加重的重要原因。本研究数据显示,31.9%鼻病毒单阳性的患者合并细菌或真菌感染,高于甲流病毒单阳性者。呼吸道基础疾病的存在以及相关合并症的影响也是导致患者病情较重的原因。冠状病毒的总体检出率不高,但重症组冠状病毒的检出率明显高于非重症组,且近一半冠状病毒单阳性患者合并细菌或真菌感染,考虑冠状病毒感染可致患者对细菌或真菌更易感,具体机制需更多前瞻性研究来验证。

除病毒本身外,病毒感染肺炎的病情严重程度还与宿主健康状况和免疫状态有关[10]。重症组中有吸烟史的患者比例高于非重症组,多因素分析也显示,吸烟与病毒感染后易发生重症肺炎相关。吸烟是导致慢性呼吸系统疾病的首要因素。烟草烟雾中的细小颗粒物逃避呼吸系统的抵御,直达呼吸系统最远端的肺泡,并能穿透肺泡进入血液,使肺、血管和周围组织受损,诱发炎症反应[11],最终可导致肺功能损伤。临床上虽也存在肺功能正常的吸烟者,但香烟烟雾导致的气道慢性炎症反应及组织损伤依然存在[12],病毒入侵进一步加重组织损伤,这可能是造成吸烟者病毒感染后病情较非吸烟者严重的原因之一。

既往普遍认为,肥胖是病毒感染肺炎预后不良的高危因素。本研究数据虽显示,重症组肥胖(体质量指数＞30 kg/m2)患者的比例高于非重症组,但差异未达统计学意义。而重症组低体质量指数(体质量指数＜18 kg/m2)患者的比例高于非重症组且差异有统计学意义,提示消瘦患者可能存在更高的重症风险,但多因素分析未显示两者之间的相关性,这需要今后继续完善数据进行相关分析。

重症组高血压患者比例低于非重症组。既往有研究指出,血管紧张素转换酶抑制剂 (angiotensin converting enzyme inhibitor,ACEI)的使用是降低老年人肺炎住院风险的独立因素,研究者认为与血管紧张素酶的基因多态性有关[13]。在中风患者的观察中发现,ACEI降低肺炎住院风险的作用与剂量相关,而血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂未显示这一保护性作用[14]。美国一个针对中年高血压人群的研究提出,噻嗪类及亲水性ACEI可降低肺炎风险[15]。但我国一个队列研究显示,ACEI与氯沙坦比较,并不能降低肺炎发病率和病死率[16]。本研究数据缺少高血压相关用药记录,无法进行分层分析,且ACEI类药物是否对病毒感染肺炎患者具有保护性作用仍缺少前瞻性研究的支持,故尚不能认为高血压是重症肺炎的保护因素,未来将继续关注这方面的研究。

累及多肺叶的肺炎患者更易进展至重症,临床上对于这类患者,需更加密切关注病情进展,及时给予积极治疗措施以期改善疾病预后。重症组54.0%的患者痰或血培养发现细菌或真菌生长,且远高于非重症组,多因素分析提示合并细菌或真菌感染也是导致病情加重的因素,主要为医院获得性肺炎的常见致病菌,如鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌等。临床微生物培养阳性率普遍较低,这一数据是被低估的。因而在临床上需要密切关注患者症状、体征以及相关实验室数据、影像学的改变,早期发现合并感染的征象,及时给予适当抗菌药物治疗,也是改善病毒感染肺炎预后的关键。

病毒感染肺炎病情严重程度也与淋巴细胞数量相关。重症组外周血淋巴细胞总数及CD3+、CD4+、CD8+细胞计数均明显低于非重症组,提示病毒感染进展过程中存在适应性免疫受损。CD3、CD4、CD8是T 细胞受体识别外来抗原的辅助分子,表达这些分子的淋巴细胞是抗病毒免疫的重要组成部分,这些细胞数量的减少提示机体抗病毒能力的下降。

另一方面,“细胞因子风暴”的出现,又进一步加重病情。“细胞因子风暴”的首次提出是在20世纪90年代,当时指伴随器官移植出现的一种病理状态,也叫“移植物抗宿主病”[17]。之后发现多种疾病均存在这种病理状态,尤其是病毒感染时大量促炎因子和趋化因子的产生和分泌,导致过度炎症反应,造成更严重的病理变化,如弥漫性肺泡损伤、透明膜形成、纤维蛋白渗出和纤维化,细胞因子还可溢出至循环,导致多器官功能障碍[18]。但在季节性流感及轻症流感患者中,很少出现细胞因子风暴[19],也提示细胞因子风暴的出现与病情严重程度相关。本研究统计的数据中仅包含IL-2R、IL-6、IL-8、IL-10和肿瘤坏死因子α,结果显示,重症组血清IL-2R、IL-6、IL-10 水平均高于非重症组,提示重症病毒感染患者存在部分细胞因子异常释放现象。但不同病毒感染刺激产生增加的细胞因子可能不同。2003年的SARS疫情之后的研究发现,细胞因子风暴参与SARS 患者感染后的免疫损伤,患者血清干扰素γ、IP-10、IL-6、IL-8、IL-18、转化生长因子β、单核细胞趋化蛋白1、干扰素γ诱导单核细胞因子等细胞因子水平显著升高;且死亡患者IP-10、IL-18、单核细胞趋化蛋白1及干扰素γ 诱导单核细胞因子水平高于存活患者[20]。IL-8以及IP-10、单核细胞趋化蛋白1、巨噬细胞炎性蛋白1水平也被发现在甲型H5N1 流感的致死病例中异常升高,其中IL-8水平升高尤其显著[21]。对2019年底爆发的新型冠状病毒肺炎的研究显示,ICU 患者血浆中部分细胞因子显著高于非ICU 患者[22]。本研究数据中包含的细胞因子类别较少,故无法深入研究不同病毒感染之间细胞因子水平的差异,但这是今后研究的方向。除早期有效抑制病毒复制外,减少免疫介导的组织损伤也是改善病毒感染预后的重要措施[23]。明确不同病毒感染相关的细胞因子,有助于为病毒感染的免疫治疗提供理论依据及相应靶点,以探索更精准的靶向治疗。

综上所述,甲流病毒是目前国内最常见的呼吸道感染病毒,但不可忽视其他病毒感染的存在。除患者自身因素,如吸烟等,多肺叶累及、合并细菌或真菌感染以及病毒感染相关的自身免疫功能异常是导致病情危重的原因。在研究抗病毒药物的同时,给予适宜的抗菌治疗方案,以及探索更多的免疫治疗方法将有助于进一步改善病毒感染肺炎的预后。

本文的不足之处在于:(1)本研究为单中心研究,不可避免病例来源的偏倚;(2)检测的细胞因子类别少,缺少不同病毒感染特异相关的细胞因子数据。今后的研究方向是寻找不同病毒感染相关的细胞因子,为病毒感染的免疫调节治疗提供依据。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

志谢本研究得到了高水平地方高校协同创新团队的支持和帮助

作者贡献声明赵春柳:研究设计、数据整理、统计分析、论文撰写;郭翎茜、韦栋、张欣欣:数据整理;周敏:研究指导、论文修改、经费支持