MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2012, 64: 309-314 Patogeny a obraz radiologiczny pozaszpitalnego zapalenia płuc Etiologic agents of pneumonia and the relation to the radiographic findings Agnieszka Kiryszewska 1, Agnieszka Nielepkowicz-Goździńska 2, Adam Antczak 3 1 Zakład Mikrobiologii i Laboratoryjnej Immunologii Medycznej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi 2 Oddział Kliniczny Pulmonologii i Alergologii Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego nr 1 im. N. Barlickiego w Łodzi 3 Klinika Pneumonologii i Alergologii Uniwersytetu Medycznego w Łodzi Badano zależność pomiędzy czynnikiem etiologicznym pozaszpitalnego zapalenia płuc a lokalizacją oraz nasileniem zmian zapalnych w płucach ocenianych na podstawie obrazu radiologicznego. Patogeny izolowane były z próbek plwociny, bronchoaspiratu i BAL-u pacjentów hospiatlizowanych z powodu ciężkiego przebiegu zapalenia płuc. Przeprowadzone badania wykazały, że Streptococcus pneumoniae powodował częściej zmiany zapalne w dolnym polu płuca prawego. Zmiany te obejmowały najczęściej jeden płat płucny. Pałeczki Gramu-jemne powodowały częściej zmiany zapalne wielopłatowe, które w większości przypadków obejmowały dolne pole płuca lewego. Słowa kluczowe: RTG klatki piersiowej, zapalenie płuc, ABSTRACT Introduction: The aim of this study was to asses correlation between etiological causative agents of community-acquired pneumonia and localization of inflammatory focuses in the lung. Materials and methods: Samples of sputum, bronchoaspirate and BAL s from 62 patients hospitalized due to community-acquired pneumonia were microbiological tested. Chest radiographs of patients were analyzed. Results: Streptococcus pneumoniae caused inflammatory focuses more frequent in the lower right part of the lung. Gram-negative rods were more frequent cause of inflammatory focuses localized in the lower left side of the lung. Streptococcus pneumoniae more frequent caused inflammation one lobe of the lung and Gram-negative rods more than one part of the lung. Conclusions: Results of this study confirm correlation between isolated pathogen, loca-
310 A. Kiryszewska, A. Nielepkowicz-Goździńska, A. Antczak Nr 4 lization of the inflammatory response in the lung in patients with community-acquired pneumonia. Key words: Chest radiograph, pneumonia, WSTĘP Drobnoustrojami wywołującymi zapalenie płuc mogą być wirusy, bakterie, grzyby oraz pierwotniaki. Najczęściej zapalenie płuc powodują bakterie, a spośród nich Streptococcus pneumoniae. Rzadziej czynnikiem etiologicznym zapalenia płuc jest Haemophilus influenzae, Staphylococcus aureus, Moraxella catarrhalis, pałeczki Gram-ujemne z rodziny Enterobacteriacea głównie Klebsiella pneumoniae, pałeczki niefermentujące: Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter sp. oraz bakterie atypowe, takie jak: Mycoplasma pneumoniae, Chalmydia pneumoniae i Legionella pneumophila. Zakażenia mogą powodować również bakterie beztlenowe, które odgrywają istotną rolę w zachłystowym zapaleniu płuc (5, 6, 7, 11, 14, 15). Zapalenie płuc jest jedną z najczęstszych przyczyn zgonów na świecie z powodu chorób infekcyjnych. Obraz radiologiczny płuc odgrywa bardzo ważną rolę w ocenie stanu i leczeniu pacjentów chorych na zapalenie płuc. Szybkie wdrożenie właściwej terapii antybiotykowej jest bardzo istotnym czynnikiem przesądzającym o powodzeniu leczenia. Ze względu na czas trwania badań mikrobiologicznych ustalających czynnik etiologiczny i lekowrażliwość wyizolowanego drobnoustroju kluczowe znaczenie ma terapia empiryczna. Polega ona na podaniu antybiotyku w oparciu o najbardziej prawdopodobny czynnik etiologiczny wynikający z objawów klinicznych i danych epidemiologicznych. W przypadku, kiedy pacjent zostaje przyjęty do szpitala z powodu podejrzenia zapalenia płuc o ciężkim przebiegu, wykonanie zdjęcia rtg klatki piersiowej jest wymagane w celu postawienia diagnozy. Obserwacja zmian widocznych w obrazie rtg mogłaby dostarczyć pewnych informacji wskazujących na prawdopodobny czynnik etiologiczny, a tym samym umożliwiłaby dokonanie bardziej trafnego wyboru antybiotyku, kiedy wyniki badań mikrobiologicznych nie są jeszcze znane. Celem pracy była analiza zależności pomiędzy patogenem a lokalizacją oraz nasileniem zmian zapalnych w płucach ocenianych na podstawie obrazu radiologicznego u chorych na zapalenie płuc. MATERIAŁ I METODY Badane próbki materiałów pobrano od 62 pacjentów chorych na pozaszpitalne zapalenie płuc. Byli to pacjenci hospitalizowani na Oddziale Pulmonologii i Alergologii USK nr 1 w Łodzi w latach 2006-2008 z powodu ciężkiego przebiegu zapalenia płuc. Średni wiek pacjentów wynosił 57 lat. Od pacjentów pobrano próbki plwociny, bronchoaspiratu i popłuczyn pęcherzykowo-oskrzelowych (BAL), z których wykonano badania mikrobiologiczne. Wszystkie materiały pobrane zostały przed rozpoczęciem antybiotykoterapii. Materiały pobrano i opracowano zgodnie z zaleceniami Krajowego Konsultanta ds. Mikrobiologii,
Nr 4 Czynniki etiologiczne zapalenia płuc 311 jak opisano wcześniej (8, 12). Wykonano także zdjęcie RTG klatki piersiowej. Próbki plwociny posiewano w celu izolacji czynnika etiologicznego w przypadku, kiedy w preparacie bezpośrednim widoczne było >25 leukocytów, <10 komórek nabłonkowych. Z próbek BAL-u i bronchoaspiratu wykonywano posiew ilościowy. Za czynnik etiologiczny uznawano drobnoustrój obecny w liczbie 10 5 CFU/ml w BAL-u i 10 6 CFU/ml w bronchoaspiracie. Rozpoznania zapalenia płuc dokonano na podstawie badań podmiotowych, przedmiotowych i obrazu radiologicznego płuc (3). U wszystkich pacjentów wykonano także dodatkowe badania, takie jak: morfologia krwi obwodowej, gazometria. Wyniki poddano analizie statystycznej za pomocą programu STATISTICA 5.0. WYNIKI U pacjentów z zapaleniem płuc, u których czynnikiem etiologicznym był Streptococcus pneumoniae istotnie częściej zmiany zapalne zlokalizowane były w dolnym polu płuca prawego niż w pozostałych polach płucnych (p=0,0014) (Tabela I). Zmiany zapalne obejmujące dolne pole płuca prawego obserwowane były częściej, kiedy czynnikiem etiologicznym był Streptococcus pneumoniae niż inne patogeny (p=0,0046) (Tabela I). Pałeczki Gram-ujemne istotnie częściej były przyczyną występowania zmian zapalnych w dolnym polu płuca lewego niż w górnym i środkowym polu płuca prawego (p=0,0034), a także w górnym polu płuca lewego (p=0,0010). Dolne pole płuca lewego było istotnie częściej zmienione zapalenie w przypadku izolowania pałeczek Gram-ujemnych niż innych patogenów (p=0,0144) (Tabela I). Nie zaobserwowano istotnych różnic w częstości pojawiania się zmian zapalnych w poszczególnych polach płucnych w przypadku innych drobnoustrojów patogennych (Tabela I). Tabela I. Liczba zmienionych zapalnie płatów płucnych w przypadku zakażenia danym drobnoustrojem. Drobnoustrój górne lewe dolne lewe środkowe lewe Pole płucne górne prawe dolne prawe środkowe prawe Streptococcus pneumoniae 2 3 1 3 11* 2 Moraxella catarhalis - 2 1 3 3 1 Staphylococcus aureus 1 - - 3 3 2 CNS - - 2 2 2 - Gram-ujemne pałeczki 3 13* 7 4 7 4 Paciorkowce zieleniące - 3 2 1 4 2 - - 4 1 1 4 Razem 6 21 17 17 31 13 W badanej grupie chorych z zapaleniem płuc, zmiany zapalne istotnie częściej miały zasięg płatowy nie segmentowy (Tabela II). Zmiany płatowe występowały istotnie częściej niż segmentowe, kiedy czynnikiem etiologicznym zapalenia płuc była Moraxella catarrhalis (p=0,0343) (Tabela II). Streptococcus pneumoniae natomiast w żadnym przypadku
312 A. Kiryszewska, A. Nielepkowicz-Goździńska, A. Antczak Nr 4 nie powodował zmian ograniczonych do jednego segmentu lecz zmiany te były zawsze płatowe i w 4 przypadkach były rozległe (wielopłatowe), a w 8 jednopłatowe (Tabela II). Tabela II. Liczba poszczególnych zmian widocznych na zdjęciu RTG płuc w przypadku zakażenia danym drobnoustrojem. Zapalenie płuc wywołane przez płyn w jamie opłucnej jednolite zacie nienia zmiany śród miąższowe Rodzaj zmian pęche rze rozedmowe zmiany płatowe zmiany segmentowe zmiany jednopłat towe zmiany wielopłatowe Streptococcus pneumoniae 2 12 - - 12* 0 8 4 Moraxella catarhalis - 9 - - 6* 1 7 2 Staphylococcus aureus 3 5 - - 5-2 3 CNS - 4 - - 4-2 2 Gram-ujemne pałeczki 5 18-1 18-3 15* Paciorkowce 2 7 - - 7-2 5 zieleniące - - 7-5 2 5 2 Razem 12 47 10 1 50* 3 29 3 Istotnie częściej rozległe zmiany zapalne obejmujące więcej niż jeden płat płucny, obserwowano kiedy czynnikiem etiologicznym były pałeczki Gram-ujemne (p=0,0001) (Tabela II). Nie zaobserwowano, aby określony rodzaj zmian widoczny w obrazie RTG występował istotnie częściej podczas zakażenia danym drobnoustrojem (Tabela II) DYSKUSJA Celem pracy była analiza zależności pomiędzy czynnikiem etiologicznym a lokalizacją oraz nasileniem zmian zapalnych widocznych w obrazie radiologicznym płuc. W przedstawionych badaniach zaobserwowano zależność pomiędzy drobnoustrojem a lokalizacją zmian zapalnych w płucach. Chazan (5) podaje, że w przypadku, kiedy czynnikiem etiologicznym jest Klebsiella pneumoniae zmiany zlokalizowane są głównie w górnych polach płucnych, zwłaszcza po stronie prawej. W prezentowanym badaniu rozpatrywano pałeczki Gram-ujemne razem i zaobserwowano, ze powodują one częstsze zmiany w dolnym polu płuca lewego. W badaniach prowadzonych przez Boersma i wsp. (2) wykazano, że w przypadku zapalenia płuc spowodowanego przez Streptococcus pneumoniae, zmiany zapalne widoczne są częściej w dolnym i środkowym polu płuca prawego. W prezentowanym badaniu także zaobserwowano, że Streptococcus pneumoniae powoduje częściej zmiany zapalne w dolnym polu płuca prawego. Natomiast badania prowadzone przez Albauma
Nr 4 Czynniki etiologiczne zapalenia płuc 313 i wsp. (1) nie wykazały żadnej zależności pomiędzy drobnoustrojem a umiejscowieniem stanu zapalnego w danej części płuca. W przedstawianej pracy zaobserwowano także zależność pomiędzy drobnoustrojem a nasileniem zmian zapalnych w płucach mierzonych radiologicznie. Wcześniejsze badania pokazują, że pałeczki Gram-ujemne powodują zmiany zapalne o większym nasileniu i cięższy przebieg zapalenia płuc. Wynika to z obecności struktur powierzchniowych między innymi LPS, powodującymi silną aktywację układu immunologicznego (4, 5, 9, 10). Potwierdzają to przestawiane wyniki badań, które wykazują, ze pałeczki Gram-ujemne powodują częściej zmiany zapalne obejmujące więcej niż jeden płat płucny. W badaniach Boersma i wsp. (2) wykazano, że Streptococcus pneumoniae odpowiada tylko za 49% (22 na 45 przypadków zapalenia płuc spowodowanego przez Streptococcus pneumoniae) zapaleń płuc ograniczonych do jednego pola płucnego, a w 51% za zmiany wielopłatowe. Różni się to od przedstawianych wyników, które pokazują, że Streptococcus pneumoniae częściej powoduje zmiany zlokalizowane w obrębie jednego płata (8 na 12 przypadków zapalenia płuc spowodowanego przez Streptococcus pneumoniae). Nie zaobserwowano, aby drobnoustrój częściej powodował dany rodzaj zmian widocznych w obrazie rtg. Pozostaje to w zgodzie z badaniami prowadzonymi przez Riquelme i wsp. (13), w których również nie wykazano żadnych różnic w obrazie radiologicznym w przypadku zakażenia poszczególnymi drobnoustrojem. Natomiast badania prowadzone przez Boersma i wsp. (2) pokazują, że wysięk w jamie opłucnowej widoczny jest częściej w przypadku zakażenia Streptococcus pneumoniae. PIŚMIENNICTWO 1. Albaum M. N, Hill LC, Murphy M i inni. Interobserwer reliability of the Chest Radiograph in Community acquired pneumoniae. Chest, 1996, 11: 343-50. 2. Boersma WG., Daniels JMA., Lowenberg A i inni. Reliability of radiographic findings and the relation to etiologic agents in community-acquired pneumonia. Respiratory Medicine, 2006, 100, 926-32. 3. BTS guidelines for the management of community acquired pneumonia in adults: update 2009 Thorax 2009, 62 suppl II. 4. Bugala-Płoskońska G.. Organizacja struktur zewnętrznych bakterii Gram-ujemnych a proces aktywacji układu immunologicznego, Postępy Mikrobiologii, 2008, 47, 3, 191-7. 5. Chazan R. Zapalenie płuc pozaszpitalne. Zakażenia, 2003, 2, 17-27 6. Guthrie R. Community-Acquired Lower Respiratory Tract Infections, Etiology and Treatment, Chest, 2001, 120: 2021-34. 7. Hryniewicz W, Grzesiowski P, Kozielski J i wsp.: Rekomendacje postępowania w pozaszpitalnych zakażeniach układu oddechowego, EBM, 2010. 8. Kiryszewska A, Antczak A. Patogeny dolnych dróg oddechowych w zakażeniach pozaszpitalnych. Med Dośw Mikrobiol 2011; 63: 333-9 9. Korzeniewska-Kosełka A. Pozaszpitalne zapalenie płuc. Zakażenia dolnych dróg oddechowych. Zakażenia, 2003, 1, 40-9. 10. Pirożyński M. Zakażenia układu oddechowego, Warszawa, 2007. 11. Płusa T. Wytyczne i zalecenia w chorobach układu oddechowego. Przewodnik Lekarza, 2007, 139-46. 12. Przondo-Mordarska A. Procedury diagnostyki mikrobiologicznej w wybranych zakażeniach układowych, Continuo, Wrocław, 2004.
314 A. Kiryszewska, A. Nielepkowicz-Goździńska, A. Antczak Nr 4 13. Riquelme R., Torres A., El-Ebiary M i inni. Community-acquired pneumonia in the elderly, clinical and nutritional aspects. Am J Respir Crit Care Med 1997, 156: 1908-14 14. Rubinsztajn R, Chazan R. Zapalenie płuc-postępowanie i leczenie. Nowa Klinika, 2007, 3(4), 312-6. 15. Zakażenia układu oddechowego. PTChP, 2010. Otrzymano: 3 VII 2012 r Adres Autora: 92-213 Łódź, ul. Pomorska 251, Zakład Mikrobiologii i Laboratoryjnej Immunologii Medycznej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi email: agnieszka.kiryszewska@umed.lodz.pl