肺炎链球菌

链球菌科、链球菌属的细菌

肺炎链球菌(学名: Streptococcus pneumoniae ),又称肺炎双球菌、肺炎球菌, 是 链球菌科 、链球菌属的一种细菌, 广泛存在于自然界,常寄居在人及动物上呼吸道中,仅少数有致病力,可引起大叶性肺炎、 脑膜炎 、支气管炎等疾病。

肺炎链球菌于1881年首次由 路易斯·巴斯德 (Louis Pasteur)及G. M. Sternberg分别在 法国 及美国从患者痰液中分离出。 1923年,英国卫生部的医学官员 弗雷德里克·格里菲斯 证实了肺炎链球菌存在两种不同的品系,一种是粗糙的R品系,另一种是光滑的S品系。 1983年4月,中国 湖北职工医学院 第二 附属医院 科研人员从血液中分离出世界第一株22A型肺炎链球菌。 肺炎链球菌是革兰染色阳性球菌,直径约1μm,常成双排列,菌体呈矛头状,宽端相对,尖端向外,无鞭毛,不形成 芽孢 ;在 血琼脂平板 上形成圆形的菌落;通过 生化反应 可分解葡萄糖、 麦芽糖 、乳糖等,产酸不产气;有荚膜 多糖 抗原和菌体抗原;抵抗力较弱。

肺炎链球菌的致病物质为荚膜、肺炎链球菌溶血素、神经氨酸酶等, 人体感染后临床表现为发病急骤,高热、寒战,伴全身肌肉酸痛、乏力等, 主要通过飞沫传播,如咳嗽、打喷嚏等, 辅助检查 有血常规检查、痰涂片及痰培养、血生化检查、胸部X线检查。 治疗方法一般是药物治疗,如 苄青霉素 、青霉素G、 阿莫西林 等。 预防措施有接种 新型冠状病毒疫苗 、保持卫生习惯、保持环境卫生、提高自身免疫力。

历史

肺炎链球菌于1881年首次由 路易斯·巴斯德 (Louis Pasteur)及斯坦伯格(G. M. Sternberg)分别在 法国 及美国从患者痰液中分离出。 1923年,英国卫生部的医学官员 弗雷德里克·格里菲斯 (Frederick Griffith)证实了肺炎链球菌存在两种不同的品系,一种是粗糙的R品系,另一种是光滑的S品系。其中R品系没有毒性,而S品系有毒性。艾弗里指出,S品系之所以有毒性是因为外部有荚膜的包被,而R品系因为丧失了荚膜的包被,所以失去了毒性。S品系因为有荚膜的包被,所以不能被吞噬 细胞 消化,可以快速地增殖,进而导致宿主生病。 1983年4月,中国 湖北职工医学院 第二 附属医院 科研人员从血液中分离出世界第一株22A型肺炎链球菌。

病原学

生物学性状

形态与染色

肺炎链球菌是革兰染色阳性球菌,直径约1μm,常成双排列,菌体呈矛头状,宽端相对,尖端向外。在痰、脓液标本中可呈单个或短链状。在机体内或含血清的培养基中能形成荚膜,荚膜需特殊染色才可见。普通染色时荚膜不着色,表现为菌体周围透明环。无鞭毛,不形成 芽孢 。菌体衰老时或由于产生自溶酶(autolysin),革兰染色可为阴性。

培养特性

肺炎链球菌需氧或兼性 厌氧 。在 血琼脂平板 上形成圆形、隆起、表面光滑、湿润的菌落,菌落周围形成α溶血环。随着培养时间延长,细菌产生的自溶酶裂解细菌,使菌落中央凹陷成“脐窝状”。在血清 肉汤 中,初期呈混浊生长,随后细菌的自溶酶使细菌自溶, 培养液 渐变澄清。

生化反应

肺炎链球菌通过生化反应可分解葡萄糖、 麦芽糖 、乳糖、 蔗糖 等,产酸不产气。对 低聚果糖 发酵反应不一,大多数新分离株为阳性。胆汁溶菌试验阳性。

抗原构造与分型

荚膜多糖抗原存在于肺炎链球菌荚膜中。根据荚膜多糖抗原构造的不同,将肺炎链球菌分为90多个血清型。

C多糖存在于肺炎链球菌 细胞壁 中,具有种特异性,为各型菌株所共有。C多糖可被血清中C反应蛋白(C reactive protein,CRP)沉淀。正常人血清中CRP含量极微。当急性炎症时含量剧增,故可用C多糖来检测CRP,对活动性风湿病及急性炎症性疾病的诊断有一定意义。

M蛋白具有型特异性,与毒力无关。M蛋白刺激机体产生的相应抗体无保护作用。

抵抗力

肺炎链球菌的抵抗力较弱,56℃、15~30分钟即被杀死;对一般消毒剂敏感;有荚膜株抗干燥力较强;对 苄青霉素 、 红霉素 、 林可霉素 等敏感。

致病性

致病物质

荚膜(capsule)是肺炎链球菌的主要致病因素。有荚膜的肺炎球菌可抵抗吞噬,有利于在宿主体内定居并繁殖。

肺炎链球菌溶血素(pneumolysin)可与细胞膜上胆固醇结合,导致红细胞裂解;还能活化补体经典途径,引起发热、炎症及组织损伤。

新分离株能分解细胞膜糖蛋白和糖脂的N- 乙酰神经氨酸 ,有利于肺炎链球菌在鼻咽部和 支气管 黏膜上定植、繁殖和扩散。

脂磷壁酸有利于细菌的黏附,IgA蛋白酶可降解呼吸道黏膜表面分泌性IgA。

所致疾病

肺炎链球菌常寄居在正常人口腔及鼻咽部,一般不致病,只形成带菌状态,当机体免疫力下降时可致病。病毒感染、 心力衰竭 、 营养不良 等都可以是诱因,主要引起人类大叶性肺炎,其次为 支气管炎 。 肺炎 后可继发 胸膜炎 和 脓胸 ,也可侵入机体其他部位,引起 中耳炎 、 乳突炎 、 心内膜炎 及 化脓性脑膜炎 等,尤其是呼吸道病毒感染者或婴幼儿、老年体弱者。成人肺炎以1、2、3型最多见,其中3型肺炎链球菌因产生大量荚膜,毒力强,病死率高。儿童大叶性肺炎以14型最常见。

免疫性

肺炎链球菌感染后,机体可建立较牢固的型特异性免疫,患者发病后5~6天,体内可形成荚膜 多糖 型特异性抗体,有利于机体吞噬 细胞 杀灭肺炎链球菌。 同型 病菌再次感染少见。

传播机制

传染源

肺炎链球菌感染患者或携带者均可成为传染源。

传播方式

肺炎链球菌主要通过飞沫传播,如咳嗽、打喷嚏等。已经产生肺部感染的患者,体内的肺炎链球菌通过飞沫、气溶胶在人群中传播,增加其他人的感染风险。因此,秋冬季节,人员密集、空气流通差的场所成为病菌传播的高风险区域。

易感人群

人类是肺炎链球菌唯一 宿主 , 病人多为原来健康的青壮年或老年与婴幼儿,男性较多见。吸烟者、痴呆者、 慢性支气管炎 、 支气管扩张 、 充血性心力衰竭 、慢性病病人以及免疫抑制者均易受肺炎链球菌感染。

临床表现

肺炎链球菌肺炎 是由肺炎链球菌引起的急性肺部炎症,病变常呈叶、段分布,又称为大叶性肺炎。发病前常有受凉、淋雨、疲劳或上呼吸道感染等诱因,多有上呼吸道感染的前驱症状。发病急骤,高热(38.0~40.0℃)、寒战,伴全身肌肉酸痛、乏力等。可有患侧 胸痛 ,放射至肩部或腹部,咳嗽或深呼吸时加剧。咳嗽,咳黏痰或脓性痰、血性痰或呈铁锈色痰。10%-20%的患者可于高热期伴发菌血症。病变广泛者可有呼吸困难。部分患者可有消化道症状及神经系统症状。严重病例可发生 感染性休克 及中毒性 心肌炎 。

诊断检查

辅助检查

血常规检查

白细胞 计数 (10~20)×10 9 /L,中性粒细胞多在80%以上,可有核左移,细胞内可见中毒颗粒。 血小板减少 ,凝血酶原时间延长。

痰涂片及痰培养

可查见肺炎链球菌。部分患者血培养阳性。聚合酶 链反应 (PCR)及 荧光 标记抗体检测可提高病原学诊断率。如合并 胸腔积液 ,可抽取积液进行细菌培养。

血生化检查

可见血清酶学升高,部分患者可有血 胆红素 增高。动脉血气分析可正常,严重病例可有PaO₂及PaCO₂减低,pH增高,呈低氧及呼吸性碱中毒。休克合并代谢性酸中毒,则pH降低。

胸部X线检查

早期肺部有均匀淡片状阴影,典型表现为大片均匀致密阴影,可见 支气管 充气 征,呈叶、段分布。可有少量胸腔积液。老年患者容易形成 机化性肺炎 。

微生物学检查

根据感染部位,采取痰液、脓液、血液、脑脊液等不同标本。

痰、脓液及脑脊液沉淀物可做成标本涂片,革兰染色镜检,发现典型的成双排列、有荚膜的革兰阳性球菌,可结合临床症状做出初步诊断。

痰或脓液直接接种于 血琼脂平板 上,37℃孵育24小时后,挑选α 溶血性贫血 的可疑菌落做进一步鉴定。血液及脑脊液先在血清肉汤培养基中增菌后,接种到血琼脂平板上培养并鉴定。

诊断标准

凡急性发热伴咳嗽、 胸痛 和呼吸困难都应怀疑为 肺炎链球菌肺炎 ,应做进一步检查以确诊。根据病史、体征、胸部X线改变,痰涂片、痰培养或血培养,涂片革兰染色可见成对或短链状排列的阳性球菌、荚膜肿胀反应而缺乏其他优势菌群,并有大量的中性粒细胞,可做出初步诊断。痰培养分离出肺炎链球菌是诊断本病的主要依据,但若能在胸液、血液、肺组织或经 气管 吸出物中检出肺炎链球菌,则具有确诊价值。严重的患者病情变化急骤,开始表现轻微,但在数小时内发生唇绀、呼吸急促、鼻翼翕动和末梢循环衰竭引起休克等。无发热,特别是低体温往往与病情恶化相关。

鉴别诊断

常见表现鉴别诊断

少数 周围型肺癌 X线影像颇似肺部炎症。但一般不发热或仅有 低烧 ,周围血 白细胞 计数 不高,痰中找到癌细胞可以确诊。 中央型肺癌 可伴阻塞性肺炎,经抗生素治疗后炎症消退,肿瘤阴影渐趋明显或者伴发肺门 淋巴结肿大 、 肺不张 。对于有效抗生素治疗下炎症久不消散或者消散后又复出现者,尤其是年龄较大者,要注意分析,必要时做CT、痰脱落 细胞 和纤支镜检查等,以确定诊断。

葡萄球菌肺炎 和 肺炎克雷伯菌 肺炎的临床表现较严重。克雷伯杆菌肺炎等常见于体弱、心肺慢性疾病或免疫受损患者,多为院内继发感染;痰液、血或胸液细菌阳性培养是诊断不可缺少的依据。病毒和 支原体肺炎 一般病情较轻,支原体肺炎和 肺炎衣原体肺炎 较少引起整个肺叶实变,可常年发作无明显季节特征; 白细胞 常无明显增加,临床过程、痰液 病原体 分离和血液免疫学试验对诊断有重要意义。

非典型表现鉴别诊断

可与下叶肺炎相混淆,有类似肺炎的表现,如 胸痛 、发热、气急等症,但咳嗽较轻,一般无血痰,胸液量多时可用X线检查、B超定位进行胸腔穿刺抽液,以明确诊断,须注意肺炎旁积液的发生。

常发生于手术、长期卧床或 下肢静脉炎 患者,表现为突然气急、咳嗽、咯血、胸痛甚至 昏迷 ,一般无寒战和高热, 白细胞 中等度增加,咯血较多见,很少出现口角 疱疹 。肺动脉增强螺旋CT或肺血管造影可以明确诊断;但须警惕 肺炎 与肺栓塞可同时存在。

肺炎的脓毒血症可发生腹部症状,病变位于下叶者可累及膈胸膜,出现上腹痛,应注意与 膈下脓肿 、胆囊炎、 胰腺炎 、胃肠炎等进行鉴别。

干预治疗

药物治疗

一经疑似诊断应立即开始抗生素治疗,不必等待细菌培养结果。 苄青霉素 可作为 肺炎链球菌肺炎 的首选药物,对无并发症的肺炎链球菌肺炎经验性治疗推荐青霉素,给青霉素G80万~240万单位静脉注射,1次/4~6小时。青霉素自问世以来一直被认为是治疗肺炎链球菌感染的常规敏感药物。但自从20世纪六七十年代在 澳大利亚 和 南非 首次报道发现耐青霉素肺炎链球菌(PRSP)以来,PRSP流行呈上升趋势;对PRSP引起的各种感染均应选择青霉素以外的抗生素治疗,而对低度耐药株可用大剂量的青霉素G,使血药浓度远高于MIC(最低抑菌浓度),以取得较好的抗菌效果。

对于严重肺炎链球菌感染伴发原发疾病患者,也可选用 苄青霉素 G,但须在治疗过程中注意观察疗效,并根据药敏结果及时调整给药方案。

医源性感染 患者对青霉素低度耐药者可选用大剂量青霉素G治疗,β- 内酰胺 类抗生素中以 阿莫西林 为最有效的药物,其他有效药物包括青霉素类的 氨苄西林 ,头孢菌素中的 头孢唑林钠 、 头孢丙烯 、 头孢克洛 、 头孢噻肟 、 头孢曲松钠 。

万古霉素 对PRSP感染有极强的抗菌活性, 替考拉宁 的作用与万古霉素相似,不良反应减轻,半衰期延长。对青霉素过敏者,可静脉滴注 红霉素 或口服 克拉霉素 或 阿奇霉素 。

并发症的处理

肺外感染

经适当抗生素治疗以后,高热一般在24小时内消退或在数天内呈分离性下降,如体温再升或3天后仍不退者,应考虑肺炎链球菌的肺外感染,如 脓胸 、 心包炎 或 关节炎 等。持续发热的其他原因还有混杂细菌感染、药物热或存在其他并存的疾患。 肺炎 治疗不当,可有5%并发脓胸,对于脓胸患者应予置管引流冲洗,慢性包裹性脓胸应考虑外科肋间切开引流。

脑膜炎

如疑有脑膜炎时,给予 头孢噻肟 2g静脉注射,1次/4~6小时或 头孢曲松钠 1~2g静脉注射,1次/12小时,同时给予 万古霉素 1g静脉注射,1次/12小时,可加用 利福平 600mg/d口服,直至取得药敏结果。除静脉滴注有效抗生素外,应行腰椎穿刺明确诊断,并积极脱水,吸氧并给予脑保护。

感染性休克

强有效的控制感染是关键,有并发症(如 脓胸 )而需要引流或有转移感染灶(如脑膜炎、 心内膜炎 、脓毒性 关节炎 )需加大 苄青霉素 剂量。补充血容量,对老年发热患者慎用解热镇痛药,特别合并 低血压 者注意防止虚脱,补足液体量。可加用血管活性药物以维持休克患者的血压,保证重要脏器的血液灌流,并维持血压不低于100/60mmHg,现临床上常用以下方法。

1. 多巴胺 以微量泵入,严重时加阿拉明静脉滴注。

2.一般鼻导管给氧,呼吸衰竭可考虑 气管 插管、气管切开和呼吸机辅助通气。

3.纠正水、 电解质 和酸碱失衡。监护期间要密切随访血电解质、动脉血气,尤其是对 慢性阻塞性肺病 (COPD)患者。

其他

临床表现腹痛又合并高热患者,排除外科 急腹症 可应用解热镇痛药;因基础病不同,酌情予以 解痉 止痛药。如果临床症状逐步改善,而且病因明确,不应改变治疗方案。当患者仍无好转时,需考虑以下因素:病因诊断错误、药物选用不当、疾病已属晚期或重复感染、合并症使患者抵抗力低下、用药方法错误、肺炎链球菌属耐药菌株。 苄青霉素 的发现使肺炎链球菌性肺炎的病死率大大降低,本病总病死率为10%,但在已知 病原菌 的 社区获得性肺炎 死亡病例中, 肺炎链球菌肺炎 仍占较大比例。一般主张对35岁以上的患者要随访X线检查。胸部X线检查可能要在几周之后才能看到浸润消散,病情严重及有 菌血症 或原先已有慢性肺病的患者尤其如此。有肿瘤或异物阻塞 支气管 时, 肺炎 虽在治疗后消散,但阻塞因素未除,仍可再度出现肺炎。治疗开始6周或6周以上仍然有浸润,应怀疑其他疾病(如 肺癌 或 结核 )的可能。

防治免疫

接种疫苗

接种疫苗是预防肺炎球菌性疾病最经济、便捷、有效的方法。 截至2023年,采用的23个型别的多价肺炎链球菌荚膜 多糖 疫苗对预防肺炎链球菌感染有较好效果。 2025年7月,北京智飞绿竹生物制药有限公司自主研发的26价肺炎球菌结合疫苗在澳大利亚开展Ⅰ期临床试验。该疫苗用于预防肺炎链球菌相关血清型引起的侵袭性疾病,涵盖了目前最常见的血清型,覆盖更广泛。中国批准上市的肺炎链球菌疫苗主要有两种:13价多糖结合疫苗(PCV13),适用于初生6周~5岁儿童;23价多糖疫苗(PPV23),适用于2岁以上人群。

保持卫生习惯

保持良好的卫生习惯,勤洗手,避免用未清洁的手触摸口、眼、鼻。打喷嚏、咳嗽时用纸巾遮住口鼻或采用肘臂遮挡,呼吸系统疾病流行期间科学佩戴口罩,尽量避免去人员密集的公共场所。

保持环境卫生

保持室内环境卫生,天气适宜时,每天通风2~3次。

提高自身免疫力

提高自身免疫力,营养均衡,避免熬夜,加强体育锻炼,保持健康生活方式。

参考资料

  1. 呼吸道疾病高发 ,警惕肺炎球菌性疾病 长春疾控卫监 2025-02-07
  2. Streptococcus pneumoniae (Klein, 1884) Chester, 1901 Taxonomic Serial No.: 966484 ITIS 2025-02-07
  3. 天气转凉,警惕导致肺炎的大“Boss”——肺炎链球菌 青岛疾病控制 2025-02-07