CTD-ILD合并肺部感染患者肺部微生物菌群特點及對肺纖維化的影響

王小麗,張旭靜,李英

(河南省人民醫院 a.呼吸與危重癥醫學科;b.醫學影像科,河南 鄭州 450003)

結締組織病(connective tissue disease,CTD)是一種可累及全身各組織器官的自身免疫性疾病,其病理基礎是全身血管和結締組織發生慢性非感染性炎癥,當累及肺臟時便引發間質性肺疾病(interstitial lung disease,ILD)[1-2],這種疾病稱為結締組織病相關間質性肺疾病(CTD-ILD),其中,肺間質病變、急性肺損傷及肺動脈高壓是其最常見的致死原因[3-4]。CTD-ILD的誘發因素尚不明確[5],免疫、藥物、遺傳、環境等均可能為引發因素[6],目前認為其發病機制為疾病早期免疫損傷導致的肺部損傷和炎癥反應,使多種細胞因子和炎癥介質釋放出來,作用于成纖維細胞,隨病情進展,后期便形成不可逆的肺纖維化[7]。臨床上關于CTD-ILD合并肺部感染微生物菌群種類、分布及臨床特點研究較多,但病原菌群多樣性對肺纖維化的影響尚無相關報道,故本研究納入CTD-ILD合并肺部感染患者和CTD-ILD未合并肺部感染患者,通過比較兩組肺功能、高分辨CT(high resolution CT,HRCT)肺纖維化評分等,分析CTD-ILD合并肺部感染患者病原菌分布情況,探討CTD-ILD合并肺部感染患者肺部微生物菌群多樣性特點及對肺纖維化的影響,為臨床診療提供有價值的信息。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2021年2月至2022年5月在醫院治療的45例 CTD-ILD合并肺部感染患者作為觀察組,其中CTD類型中類風濕性關節炎(rheumatoid arthritis,RA)25例,多發性肌炎/皮肌炎(polymyositis/dermatomyositis,PM/DM)10例,干燥綜合征(Sj?gren syndrome,SS)10例。同時選取CTD-ILD未合并肺部感染患者45例作為對照組。診斷標準均采用國際診斷標準,包括美國風濕病學會和歐洲抗風濕病聯盟診斷標準[8]、1975年Bohan等[9]提出的PM/DM診斷標準,2002年干燥綜合征國際診斷標準[10]、1997年美國風濕病學會修訂的系統性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)分類標準[11],1980年美國風濕病學會系統性硬化癥(systemic sclerosis,SSc)分類標準[12]。肺部感染符合第5項加上1～4項中的任意一項:(1)發熱;(2)出現咳嗽、咳痰,或原有咳嗽、咳痰等癥狀加重并出現膿性痰,伴或不伴有胸痛;(3)肺實質體征和(或)肺部聞及濕啰音;(4)血常規出現異常,白細胞計數>10×109L-1,或<10×109L-1,伴或不伴核左移;(5)胸片或胸部CT見片狀、斑片狀或間質性陰影,伴有或不伴胸腔積液。納入標準:(1)符合上述診斷標準;(2)年齡>18歲;(3)患者及家屬簽署知情同意書。排除標準:(1)有急慢性膽囊炎、急慢性肝炎等急慢性感染性疾病;(2)合并有惡性腫瘤、血液系統疾病、肝和腎功能障礙等其他嚴重疾病;(3)有肺栓塞、肺結核、塵肺等其他肺部疾病。觀察組和對照組一般資料差異無統計學意義(P>0.05),見表1。本研究已通過河南省人民醫院醫學倫理委員會批準。

表1 觀察組和對照組一般資料比較

1.2 病原微生物檢測

患者清水漱口,用力咳痰并將痰液置于一次性痰盒中;若患者痰液較少或者患者身體虛弱,無力咳痰,可用支氣管鏡行肺泡灌洗獲取標本。將痰液和唾液分離開來,并分別放入1.5 mL的EP管中。首先,向每份樣本中加入相當于其體積4倍的濃度為1 g·L-1的二硫蘇糖醇溶液,接著進行15 s的渦旋震蕩處理。隨后,添加等量的磷酸鹽緩沖液,再將裝有混合液的EP管放置在37 ℃的恒溫水浴環境中,持續震蕩15 min。以離心半徑8 cm,以每分鐘3 500 r·min-1的速度進行離心處理,時長10 min。離心結束后,收集并保存上清液至-80 ℃冰箱中,預備后續檢測使用。檢測時首先對痰液進行痰涂片檢查,合格痰樣本要求每低倍視野中鱗狀上皮細胞<10個,并且白細胞>25個,對合格痰樣本行進一步培養,若連續兩次痰培養為同一優勢菌則判定為感染病原菌,最后用德國布魯克質譜儀進行細菌鑒定。為獲取更多明確的病原學,將患者肺泡灌洗液樣本送至基因檢測公司進行檢測,IDseq Ultra是融合雜交捕獲技術與微遠自研去宿主技術的mNGS2.0時代檢測新產品,應用該產品進行探針捕獲和基因測序。

1.3 HRCT檢查

采用SIEMENS Sensation 64層螺旋CT對患者進行掃描操作,具體掃描參數設定如下:管電壓125 kV,管電流時間乘積為160 mA·s,圖像重建后的像素矩陣配置為512×512。針對肺部結構,選擇適合的窗口級別設置,其中肺窗的窗寬調整至1 400～1 600 Hz,窗位設定在500～600 Hz;而縱隔區域則采用300～500 Hz窗寬。

掃描時要求患者采取仰臥姿勢,雙臂上舉越過頭部,并在深吸氣后屏住呼吸,確保胸部穩定無運動偽影。掃描范圍覆蓋自肺尖直至后肋膈角區域,層厚設定為10 mm,螺旋掃描間距為1 mm,以此獲取高質量的CT影像數據。為了排除背部組織在重力作用下可能堆積導致的偽磨玻璃病灶影像,在同樣條件下對患者俯臥位進行局部掃描,確保對肺部結構的觀察更為準確無誤。為了避免因急性感染所致肺部影像學,所有觀察組均在感染控制1個月后復查胸部CT,再與對照組影像學進行分析。得到的HRCT圖像由3位放射科醫生進行評分,取平均值作為最后結果。采用Muller等[13]評分體系評估患者肺部CT表現時,會選擇特定的解剖斷面作為評價基準,包括主動脈弓層面、氣管分叉層面以及膈頂上方1 cm層面。在這些層面,依據病灶的不同形態特征,如磨玻璃樣變、網格樣變和蜂窩樣變,獨立地對每一類型的病變進行量化評分。無改變,評分0分;病變范圍≤5%,計1分;病變>5%～25%計2分;病變>25%～50%計3分;病變>50%～75%計4分;病變>75%～100%計5分。HRCT總分為3種改變評分累加之和。

1.4 觀察指標

(1)肺功能指標:用力肺活量(forced vital capacity,FVC)、最大呼氣流量(maximum expiratory flow,MEF)和殘氣容積(residual volume,RV)、用力肺活量占預計值百分比(the percentage of forced vital capacity to the predicted value,FVC%pred)、第1秒用力呼氣容積占預計值百分比(the percentage of forced expiratory volume in the first second to the predicted value,FEV1%pred)、一氧化碳彌散量占預計值百分比(the percentage of carbon monoxide diffusion volume to the predicted value,DLCO%pred)。(2)影像學特征:CT纖維化評分、蜂窩影、網格影、條索影、磨玻璃影、斑片狀、支氣管擴張。(3)病原菌分布情況:細菌(革蘭陽性菌,表皮葡萄球菌/金黃色葡萄球菌;革蘭陰性菌,銅綠假單胞菌/大腸埃希菌/肺炎克雷伯菌)、病毒(巨細胞病毒/人類皰疹病毒)、真菌(白念珠菌/曲霉菌)。(4)不同臨床資料患者的HRCT肺纖維化評分: 性別(男/女)、年齡(<60歲/≥60歲)、體重指數(<22 kg·m-2/≥22 kg·m-2)、基礎疾病(RA/其他)、病原學(細菌/其他)。

1.5 統計學處理

2 結果

2.1 肺功能指標

觀察組FVC%pred、FEV1%pred、DLCO%pred、FVC、MEF和RV低于對照組(P<0.05)。見表2。

表2 觀察組和對照組肺功能指標比較

2.2 HRCT影像學特征

觀察組CT纖維化評分、HRCT影像學斑片狀、支氣管擴張占比高于對照組(P<0.05)。見表3。

表3 觀察組和對照組HRCT影像學特征比較

2.3 觀察組病原菌分布情況

觀察組病原菌分布:細菌分布中以肺炎克雷伯菌、銅綠假單胞菌為主,分別占24.44%和15.56%,病毒檢出巨細胞病毒、人類皰疹病毒,分別占11.11%和6.67%,真菌檢出白念珠菌,占11.11%。見表4。

表4 觀察組病原菌分布情況

2.4 觀察組不同臨床資料患者HRCT肺纖維化評分

觀察組年齡≥60歲患者CT纖維化評分高于年齡<60歲患者(P<0.05);不同性別、體重指數、疾病和病原菌分布患者的CT纖維化評分差異無統計學意義(P>0.05)。見表5。

表5 觀察組HRCT肺纖維化評分比較分)

3 討論

CTD-ILD發病率高,為12.4%～34%[14],不同CTD中ILD的發生率也不一致[3]。CTD-ILD常見于RA、SS、PM/DM等疾病[5,15-17],各類型的CTD-ILD治療[3,18-19]和預后[20-21]存在差異。CTD-ILD好發于中年女性[22],主要臨床表現有呼吸困難、進行性低氧血癥、干咳等,肺部表現為肺通氣功能障礙、低氧血癥、雙肺彌漫性病變等[23],病理特征主要表現為肺間質彌漫性炎癥滲出、浸潤及間質纖維化[5]。有研究發現,導致CTD-ILD疾病加重的原因中合并肺部感染占30%,且以細菌和真菌感染為主[24]。

FVC%pred、FEV1%pred、DLCO%pred、FVC、MEF等是臨床上常見的肺功能指標[25]。本研究結果顯示,觀察組FVC%pred、FEV1%pred、DLCO%pred、FVC、MEF和RV低于對照組,說明CTD-ILD合并肺部感染患者肺功能較差。有研究發現,特發性間質性肺炎患者FVC%、FEV%和DLCO%低于CTD-ILD患者[26],與本研究結果類似,提示臨床上應加強對CTD-ILD合并肺部感染患者肺功能水平的關注。

在CTD-ILD的進展過程中,其疾病早期HRCT表現為雙側肺部呈現磨玻璃樣病變以及胸膜下線與小葉間隔的增厚現象。隨著疾病的進一步發展,疾病晚期HRCT表現出特征性的變化,如網格狀陰影、條索狀結構、結節以及類似蜂窩肺的重構變化,同時可能伴有受牽拉影響而導致的支氣管擴張現象[25]。本研究結果表明,觀察組CT纖維化評分高于對照組。盡管磨玻璃影、網格影、蜂窩影以及條索影在兩組間并未顯示出統計學意義上的差異,但值得注意的是,觀察組中HRCT所見的斑片狀病變以及支氣管擴張的占比高于對照組。這與已有的研究結果[27]一致。CTD-ILD容易使支氣管不可逆性擴張,從而影響痰液排出體外,使菌群一直存在于體內,從而引發感染。這一結果說明,CTD-ILD合并肺部感染患者肺部纖維化情況相比非合并肺部感染患者更嚴重,且伴隨HRCT影像學晚期斑片狀、支氣管擴張等臨床表現,臨床應加以重視。

由于CTD-ILD患者自身免疫功能低下,致使感染成為其最常見的合并癥[28]。本研究結果顯示,觀察組病原菌分布中,細菌分布檢出革蘭陰性菌和革蘭陽性菌,革蘭陰性菌包括肺炎克雷伯菌、銅綠假單胞菌、大腸埃希菌,分別占24.44%、15.56%和6.67%,革蘭陽性菌包括金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌,分別占13.33%和11.11%;病毒檢出巨細胞病毒、人類皰疹病毒,分別占11.11%和6.67%,真菌檢出白念珠菌,占11.11%。CTD-ILD合并肺部感染以細菌感染為主,真菌感染也不少見,且患者出現病毒感染時容易出現肺炎克雷伯菌、金黃色葡萄球菌等致病菌的二重感染,故本研究病原菌分布中也檢出巨細胞病毒、人類皰疹病毒等,病原菌如此多樣復雜,臨床實踐中,盡早進行病原菌檢查對于后續治療至關重要。

本研究結果顯示,不同性別、體重指數、疾病類型、病原菌分布患者的CT纖維化評分比較差異無統計學意義;而不同年齡患者CT纖維化評分有統計學意義。說明CTD-ILD合并肺部感染患者性別、體重指數、疾病類型和病原菌分布對肺纖維化的影響不大,而患者年齡對肺纖維化有一定影響,為臨床診斷治療提供了極為有價值的信息。目前CTD-ILD的影像學研究主要集中于患者的HRCT征象研究[29-30],HRCT分辨率高,能夠清晰反映患者肺部纖維化程度,是目前診斷肺纖維化疾病的重要方法[31],不僅可以進行病理分型,還可評估疾病預后[32],其診斷CTD-ILD的敏感性達80%以上,特異性達90%[33]。

4 結論

CTD-ILD患者合并肺部感染可導致肺功能下降,肺纖維進展。在臨床工作中,CTD-ILD患者免疫功能紊亂,尤其是長期口服激素或者免疫抑制劑患者,易反復多次合并感染,努力提高免疫力及預防感染才是提高患者生存及生活質量的關鍵。