二代基因测序技术确诊嗜肺军团菌肺炎1例及文献回顾

于金鹏 高巍

军团病是一种主要生活在水中的细胞内军团菌引起的疾病，主要危险因素是烟草、免疫缺陷和老年。近年来其发病率很高，甚至需要重症监护室住院治疗，因此对其早期发现及诊治显得尤为重要[1]。嗜肺军团菌肺炎所致重症肺炎，检测尿抗原多数阴性，病原学培养和PCR检测在诊断方面更重要。嗜肺军团菌肺炎死亡率升高，从普通人群的10%到重症监护的50%不等[2]。自1976年费城暴发以来，军团菌属已确认的物种和血清群的数量持续增加，目前已知有60多个种类和80个血清群。军团菌一直被认为是严重社区获得性肺炎（CAP）或医院获得性肺炎的一种最常见的病原体。近年来日本军团菌感染病例的报告数量逐渐增加，虽然大多数病例是通过尿抗原检测确诊的，但是该检测仅识别出嗜肺军团菌肺炎血清群1型。因此，如何评估引起肺炎的军团菌种类和血清群类型显得尤为重要[3]。通常情况下，为诊断嗜肺军团菌肺炎，需进行尿抗原检测、呼吸道标本培养、核酸检测、血清抗体检测等多种检查。尽管尿抗原检测诊断军团菌肺炎一直以来被认为是一种有用的工具，但据报道尿抗原检测诊断军团菌肺炎的敏感性为55%～80%。虽然从呼吸道标本中培养出军团菌是诊断的金标准，可以识别所有嗜肺军团菌和非嗜肺军团菌以外的所有军团菌种，但它需要特定的培养基，鉴定需要3～5 d，周期较长[4]。近年来，聚合酶链反应等核酸检测广泛开展应用，在灵敏度和速度上有明显优势相对传统检测方法，经过专门培训的人员和先进的设备进行军团菌临床分离株的分子序列检测，可以确定其来源分型，在过去十年中成为嗜肺军团菌DNA分子分型的金标准[5]。嗜肺军团菌是严重军团病肺炎的病原体，感染的结果多数取决于细菌毒力因子和宿主免疫能力。大多数军团菌感染被认为是无症状的，或者会导致一种自限性的轻度呼吸道疾病，然而老年人、免疫系统降低和慢性肺部疾病的患者更容易进展为重症肺炎[6]。近年来报道血液系统疾病、HIV、妊娠状态中发现嗜肺军团菌肺炎，症状不典型，也易于同其他病原体感染混淆[7-9]。本文回顾既往相关文献，及收集1例嗜肺军团菌肺炎的临床资料，进行讨论分析如下。

1 病例资料

患者男性，65岁，因“确诊急性髓系白血病7个月，5周期化疗后”于2020年12月2日入院。既往有“脑梗死、高血压、室上性早搏”病史。个人史无特殊。查体：心率78次/min，体温36.5 ℃，呼吸频率 20 次 /min，血压 122/78 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），咽部稍充血，扁桃体无红肿，双肺呼吸音粗，未闻及干湿性啰音，双下肢轻度凹陷性水肿。实验室检查：血常规：白细胞总数4.70×109/L，C反应蛋白正常；生化示肝肾功能未见异常；骨髓细胞学示AML-CR。入院后诊断：（1）急性髓系白血病（AML1/ETO阳性）；（2）高血压1级（高危）；（3）肺动脉高压；（4）室上性早搏；（5）陈旧性脑梗死；（6）肺结节。患者于2020年12月17日出现发热，体温最高为39.4 ℃，复查血常规示白细胞总数4.70×109/L，红细胞总数3.06×109/L，血红蛋白100 g/L，血小板计数23.00×109/L。C反应蛋白 176.50 mg/L，降钙素原 11.94 ng/L，呼吸道病原体谱抗体阴性。2020年12月18日胸部CT检查如图1所示。考虑患者粒缺合并重度感染，予以伏立康唑抗真菌，比阿培南联合替考拉宁抗细菌感染，积极升白细胞、血小板支持治疗。经治疗后，病程进展很快出现呼吸衰竭，急性呼吸窘迫综合征，不除外肺孢子菌肺炎，加用复方新诺明，改用替加环素联合比阿培南，并同时继续伏立康唑治疗，积极应用人免疫球蛋白、托珠单抗支持治疗。调整治疗方案后，患者症状仍无缓解，2020年12月22日复查胸部CT检查如图2所示。经纤支镜行支气管肺泡灌洗，留取灌洗液进行mNGS基因测序，检测出嗜肺军团菌（Legionellamophila pneumophila）序列数为52060，结合具有粒缺病史高危因素，高级抗生素治疗效果差，肺泡灌洗液微生物基因测序结果，故可诊断为军团菌肺炎。改用莫西沙星抗感染，不除外合并真菌，改用卡泊芬净抗真菌支持，治疗后患者体温早期出现下降，随后又再次发热，出现休克，多脏器功能衰竭，病情进展难以控制而死亡。

图1 2020年12月18日胸部CT

图2 2020年12月22日胸部CT

2 讨论

嗜肺军团菌肺炎的临床表现以咳嗽、发热、胃肠道症状、低钠血症和肝功能异常为主，可伴有多系统损害、庞蒂亚克热，与其他病原体引起的肺炎症状类似，往往难以区分[10]。嗜肺军团菌肺炎的确诊主要依据尿抗原、痰聚合酶链反应、痰液或支气管肺泡灌洗培养检[11]。该患者合并粒细胞缺乏症，且长期应用免疫抑制，本身的免疫防御功能低下，出现发热、肺部感染为主要表现，通过前后两次胸部CT检查对比，可见病情进展非常迅速，急剧发展为呼吸衰竭，并进行气管插管后呼吸辅助通气高级生命支持。然而患者自发病以来病因始终未明，早期进行经验性治疗效果不佳，病情加重仍难以控制，再次进行肺泡灌洗二代基因测序技术（metagenomics next generation sequencing，mNGS）检查发现嗜肺军团菌为致病菌，调整抗生素方案，尽管随后患者体温出现平稳期，但因启动针对性治疗的时间延迟，最终病情难以控制而死亡。由此可见，对嗜肺军团菌肺炎的早期识别及治疗显得尤为重要。

军团菌肺炎临床表现缺乏特异性，其实验室检测尿抗原、血清抗体、培养及分子诊断更有鉴别意义[1]。美国传染病学会（IDSA）和美国胸科学会（ATS）的成人社区获得性肺炎（CAP）指南提出军团菌尿抗原检测的敏感性和特异性较差[12]。军团菌血清学抗体多检测应用于流行病学，不作为诊断试验。军团菌培养的敏感性较低，耗时长。欧洲军团菌感染进行流行病学研究期间，采用STB基因扩增和测序，其阳性率显著提高，逐渐推广应用至临床的诊断检测，使得mNGS迅速发展[13]。军团菌是引起社区和医院获得性肺炎的重要原因，世界各地都有散在或爆发的病例报道，发病率正在逐年上升，死亡率仍然很高，特别是合并免疫功能低下的患者[14]。军团菌感染的临床分子诊断也逐渐成为首选，从而早期检测出阳性患者进行干预治疗[15]。

军团菌是一种细胞内细菌，可在肺泡巨噬细胞和血单核细胞的吞噬体中渗透和增殖。因此，不能穿透宿主细胞膜的抗生素，如β-内酰胺，是无效的。大环内酯类、喹诺酮类或四环素类药物是军团菌CAP有效治疗所必需的。目前对军团菌感染的检测方法灵敏度有限，而且耗费很长的时间。因此，经验性应用广谱抗生素或联合治疗，导致抗生素的过度使用，从而导致抗生素耐药性的增加[16]。因此住院时早期诊断发现，减少广谱抗生素的不必要使用，而依据目前国内外指南的推荐可选用喹诺酮类和/或大环内酯类药物[17-18]。军团菌肺炎导致严重急性呼吸衰竭，可进行体外膜氧合（ECMO）治疗维持生命体征。据报道军团菌肺炎的发生率明显升高，体外膜肺氧合治疗也成为一种更常用、更容易获得的治疗方法。总之，迄今为止的临床经验回顾表明，军团菌肺炎引起的严重急性呼吸衰竭患者接受体外膜肺氧合治疗的生存率超过70%。对于符合适应证的患者，应考虑使用体外生命支持[19]。

总结本文，嗜肺军团菌肺炎，多有吸烟病史，早期可出现低钠血症、腹泻等症状，有些症状不典型，容易漏诊。同时，嗜肺军团菌肺炎的治疗也面临挑战。大多数针对多重耐药菌（特别是MRSA和假单胞菌）的患者的经验性治疗通常不包括嗜肺军团菌（左氧氟沙星除外），从而在一定程度上降低了患者早期接受诊断指导治疗的机会。延迟治疗的军团菌肺炎导致更严重的结果，其相关研究数据显示死亡率增加1倍以上[20]。严重急性呼吸衰竭患者需要接受体外膜肺氧合治疗。结合该病例早期症状不典型，住院期间多重耐药菌针对性药物治疗未能覆盖，随着灌洗液二代基因测序确诊嗜肺军团菌，针对性干预治疗后症状有所好转，然而病情未能控制。因此，对肺部感染疾病的诊治中，善于发现可疑临床症状，尽早进行肺部灌洗液二代基因测序检查，更有利于发现病原体，及时针对性治疗，缩短住院时间，降低病死率。