Патологическая анатомия нозокомиальной пневмонии у взрослых

Полноценный воспалительный ответ при развитии НП в общепатологическом плане является мультифакторным, с активацией различных защитных систем. Так, активация каскада комплемента приводит к повышению проницаемости сосудов микроциркуляции легких, экссудации нейтрофилов, транссудации иммуноглобулинов, альбуминов и других сывороточных компонентов. Последующие этапы проявляются рекрутированием и активацией моноцитов, а затем и лимфоцитов с последующим исходом в стадию разрешения. Конечно, динамика воспалительных изменений может быть существенно нарушена, вплоть до развития диффузного альвеолярного повреждения, что зависит от патогенности микроорганизма и возможной блокады защитных систем макроорганизма.

К основным факторам, предрасполагающим к развитию НП и особенно НП_ИВЛ, относится острый респираторный дистресс-синдром, а также выраженная дыхательная недостаточность, обычно ассоциированная с ОРДС. Особенности морфологических проявлений воспаления при НП_ИВЛ, развившейся на фоне острого повреждения легких и ОРДС, по-видимому, можно объяснить сочетанным влиянием различных факторов, среди которых важное место принадлежит не только особенностям возбудителя, но и реакции организма на оперативное вмешательство или травму [12; 75]. Кроме того, при этом патологоанатому необходимо учитывать роль первичных (чаще в практике судебных медиков) и вторичных ОПЛ и, соответственно, прямых и опосредованных (системных) причин ОРДС [12].

Принято выделять три стадии в развитии ОРДС:

• острую, или экссудативную;
• подострую, или пролиферативную;
• хроническую, или фибротическую.

Считается, что острой стадии ОРДС предшествует начальное поражение легких, которое следует обозначать термином «острое повреждение легких» (ОПЛ). Для ОПЛ и острой стадии ОРДС характерны признаки дисциркуляторных и дистелектатических изменений легких. Для подострой — пролиферативные изменения поврежденного альвеолярнобронхиолярного эпителия и эндотелия. В этой стадии, как правило, выявляется мелкоочаговая бронхопневмония.

А.В. Спирин и Л.М. Гринберг при исследовании материнской смертности обратили внимание на малоизвестный, но весьма информативный диагностический признак ОРДС — мегакариоцитоз сосудов микроциркуляторного русла легких, который был обнаружен в 96,1%, тогда как гиалиновые мембраны встретились всего в 62,3% случаев [23]. При септическом и других видах шока мегакариоцитоз развивается в результате резкого повышения продукции мегакариоцитов в костном мозге за счет активации тромбоцитарного звена гемостаза и, можно полагать, ассоциирован в первую очередь с ДВС-синдромом. Мегакариоциты «застревают» в капиллярах альвеолярной стенки из-за своего большого размера, то есть по существу развивается «мегакариоцитарная эмболия». Следует подчеркнуть, что в норме мегакариоциты в легких практически не встречаются, а при ОРДС хорошо выявляются в микроциркуляторном русле при окраске гематоксилином и эозином.

В хронической стадии, которая по понятным причинам редко становится предметом исследования патоморфологов, преобладают признаки обратного развития. Наблюдается организация пневмонического экссудата с участками карнификации, уплотнение и фрагментация гиалиновых мембран, формирование интерстициального фиброза легкого. ОРДС — причина развития тяжелой дыхательной недостаточности, которая максимально выражена при острой и подострой стадии процесса. В этот период больные, как правило, находятся на ИВЛ. Поэтому пневмония, развивающаяся в большинстве случаев подострой фазы ОРДС, имеет сложный генез, который определяется патофизиологическими механизмами, связанными как с дистресс-синдромом, так и с длительной ИВЛ, т.е. является вентилятор-ассоциированной [12].

Для понимания патогенеза и динамики морфологических изменений в легких при НП_ИВЛ необходимо учитывать, что при длительной ИВЛ нарушается дренажная функция дыхательных путей, истощается система сурфактанта, изменяются вентиляционно-перфузионные и фильтрационно-абсорбционные соотношения. В результате подобных изменений образуются ателектазы и снижается эластичность легких. Применение ИВЛ может привести к развитию баротравмы, волюмотравмы, ателектотравмы, биотравмы, острого повреждения легких, а в последующем при наличии соответствующей микрофлоры — к развитию НП_ИВЛ. Неправильный выбор объема вентиляции и десинхронизация ИВЛ со спонтанным дыханием больного могут приводить к тяжелой баротравме из-за резкого повышения внутрилегочного давления. ИВЛ с положительным давлением на выдохе может вызывать перерастяжение альвеол, их разрыв, буллезную и интерстициальную эмфизему, а также очаговые кровоизлияния в паренхиме легких. Подобные повреждения ткани легких являются причиной развития в условиях длительной ИВЛ дистрофии, некроза и слущивания альвеолоцитов I типа, очаговых ателектазов, дистелектазов, диффузно-очаговых альвеолитов, бронхиолитов и НП_ИВЛ. Повреждения легких при ИВЛ связано с четырьмя основными факторами немикробного генеза [18; 80; 85].

1. Длительное поддержание высокого давления в дыхательных путях приводит к возрастанию транспульмонального давления и избыточному растяжению альвеол.
2. Циклическое и многократно повторяющееся раскрытие и спадение альвеол приводит к так называемому напряжению сдвига (shear-stress). Чрезмерное растяжение, перераздувание альвеол и длительное напряжение сдвига приводят к активации нейтрофилов, макрофагов и других клеток, а также выделению провоспалительных цитокинов, способствующих развитию воспаления.
3. Повреждения эпителиальной выстилки и эндотелия (эндотелиальная дисфункция и деструкция) способствуют повышению сосудистой проницаемости, прогрессирующему выходу богатой белком жидкости в просветы альвеол, избыточному поступлению медиаторов воспаления в общий кровоток и развитию синдрома системного воспалительного ответа.
4. Важной составляющей патогенеза легочных повреждений при ИВЛ являются деструкция сурфактанта и развитие резорбционных ателектазов.

Важным звеном патогенеза НП_ИВЛ, помимо вышеописанных повреждений ткани легких, являются снижение мукоцилиарного клиренса и нарушение дренажной функции бронхов вследствие подавления секреции бронхиальных желез и развития некротически-язвенного НТ_ИВЛ. Кроме того, десквамации бронхиального эпителия может способствовать пролонгированное воздействие недостаточно увлажненной газовой смеси, применяемой при ИВЛ. Длительное пребывание в дыхательных путях интубационной или трахеостомической трубки приводит к развитию ларинготрахеобронхитов, пролежней трахеи и эрозивных кровотечений [18]. Воспалительные изменения трахеобронхиального дерева (НТ_ИВЛ) и легких (НП_ИВЛ) считаются наиболее частыми и грозными осложнениями ИВЛ. НТ выявляются у 35–40% пациентов с ИВЛ. Примечательно, что частота их развития значительно выше у больных, находящихся в коме. Более чем у половины пациентов НТ_ИВЛ выявляется через 2–3 дня применения ИВЛ.

Принципиальным является подразделение аэробных грамотрицательных возбудителей НП на две группы в зависимости от степени повреждения легочной ткани [75]. В первую группу входят возбудители некротизирующей пневмонии с быстрой кавитацией, образованием микроабсцессов, внедрением в стенки сосудов и кровоизлияниями (например, Pseudomonas aeruginosa). Вторая группа возбудителей НП представлена грамотрицательными бактериями с невыраженным некротизирующим поражением легочной ткани (например, Serratia marcescens). При этом в целом в качестве наиболее частых этиологических факторов НП среди грамотрицательных возбудителей этой группы чаще всего выступают Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Serratia marcescens, Acinetobacter spp. Возбудители НП обладают молекулярными факторами, способствующими их распространению в легких (капсулярные полисахариды, антифагоцитарные факторы, пили и флагеллы), а также повреждению легочной ткани и гематогенной диссеминации (экзотоксины, включая систему секреции 3-го типа, липополисахарид, цитотоксины, факторы иммуносупрессии). В этой связи возможно развитие системных проявлений инфекции — сепсиса и септического шока.

Enterobacter spp., Stenotrophomonas maltophilia, Burkholderia cepacia (Pseudomonas cepacia), Staphylococcus aureus (MSSA и MRSA) относятся к особой группе возбудителей НП_ИВЛ, которые могут быть выделены из респираторного секрета (трахеального аспирата). Однако далеко не всегда имеется зависимость между колонизацией аспирата MSSA и MRSA и возникновением пневмонии. С другой стороны, указанные выше возбудители могут быть причиной внебольничной пневмонии у больных гриппом [75]. Legionellae spp. — менее частый возбудитель НП. Такие НП обычно встречаются у группы пациентов и могут возникать в виде вспышки легионеллезной инфекции. НП, вызываемые вирусами (Influenza A virus, RSV, HPIV-3, HMPV), отличаются передачей возбудителя от человека к человеку. Легионеллы, анаэробы, вирусы и грибы относятся к редким возбудителям НП_ИВЛ. НП и НП_ИВЛ, при которых выявляется микотическое поражение легких, возникают у больных на фоне иммунодефицитных состояний различной этиологии. Кроме того, следует учитывать возможность развития вирусного (HSV-1) пневмонита у интубированных больных, получавших антибиотикотерапию в течение 2 недель и более [75].

Следует выделять бронхопневмонии, обусловленные нарушением дренажной функции бронхов у больных с травмами или расстройствами кровообращения головного мозга. В этих случаях процесс начинается с бронхов, стенки которых отечны, полнокровны, эпителий при этом с признаками десквамации. При так называемых центральных пневмониях воспалительные изменения в легких развиваются уже через сутки после черепно-мозговой травмы. После перенесенного критического или терминального состояния пневмония возникает обычно на 3–4-е сутки. У больных, погибших на 4–5-е сутки после обширных операций или травм, при микроскопическом изучении аутопсийного материала в легких обнаруживаются нодулярные и сливные фокусы полисегментарной пневмонии. Во всех этих случаях могут выявляться морфологические признаки аспирации.

На экспериментальных моделях ИВЛ было показано, что ранние морфологические изменения в легких представлены микроочаговым альвеолитом с распространением экссудата на альвеолярные ходы и респираторные бронхиолы и очаговым бронхиолитом. Последующие изменения отражают динамику острого экссудативного воспаления с возрастанием степени повреждения альвеол, бронхиол, межальвеолярных перегородок и стенок сосудов. При двухчасовой ИВЛ в легких были выявлены деформация бронхов со слущиванием их эпителия, интерстициальный и альвеолярный отек, повышение проницаемости сосудов, кровоизлияния, ателектазы, дистелектазы, очаговая острая эмфизема, а также нейтрофильный микроочаговый альвеолит. Для бронхиолита и дистального бронхита характерно накопление нейтрофилов в просветах бронхиол и бронхов, сочетающееся с повреждением их стенок, десквамацией эпителия и образованием слизисто-гнойного экссудата. В дальнейшем бронхопневмония приобретает характер сливной, крупноочаговой и возникают условия для абсцедирования [4].

Все вышеперечисленные процессы являются благодатной почвой, на которой и развивается НП. Так, на материале ранних вскрытий 83 больных, находившихся на ИВЛ, бронхопневмония выявлена у 43 (52%) [184]. При этом у большинства умерших пациентов она носила выраженный характер: у 23 имелись сливные очаги, у 6 — абсцессы легкого. Пневмонические очаги располагались преимущественно в наиболее вентилируемых сегментах легких. В двух третях наблюдений имелись положительные бактериологические пробы, в 53% из них выявлены грамотрицательные бактерии, а в 28% — полимикробные ассоциации.

При выявлении во время аутопсии микроабсцессов легких при НП следует обратить внимание на роль аспирации и/или регургитации в бронхи пищевых масс, что могло произойти еще до проведения ИВЛ. При микроскопическом исследовании следует обратить внимание на выявление фрагментов аспирированного материала в респираторных отделах легких. Также следует обратить особое внимание на место аспирационной пневмонии среди НП, не только ассоциированных с ИВЛ и оперативными вмешательствами, но и без применения ИВЛ. Это касается большой группы НП у неврологических больных, особенно при цереброваскулярных болезнях.

Особенности патологоанатомических изменений легких при НП различной этиологии. Макроскопические и микроскопические изменения легких при НП имеют определенные отличия в зависимости от этиологического фактора, особенностей патогенеза и клинических проявлений [107; 119; 215].

Pseudomonas aeruginosa продуцируют мощные экзотоксины (протеазы и эластазы), вызывающие выраженную деструкцию ткани, эндотоксины и другие факторы патогенности и вирулентности. Пневмония, вызванная P. aeruginosa, имеет особые черты при возникновении во внебольничных и госпитальных условиях, а также у интубированных больных (НП_ИВЛ). Основными диагностическими признаками синегнойной НП на секции являются кровоизлияния, некрозы и формирование абсцессов, что может быть классифицировано как острое, преимущественно некротизирующее воспаление с геморрагическим компонентом.

Клинико-морфологические проявления синегнойной инфекции подразделяют на варианты [215]. Первый вариант НП, вызванной P. aeruginosa, наблюдается у больных при критических состояниях. В условиях ИВЛ у таких больных вследствие действия ингаляционного и аспирационного механизма (см. «Патогенез нозокомиальной пневмонии») развиваются бронхит, бронхиолит, сливная бронхопневмония, в последующем приобретающая характерные для P. aeruginosa морфологические признаки. Развитию пневмонии может предшествовать орофарингеальная колонизация P. aeruginosa, однако при НП_ИВЛ может быть прямая инокуляция возбудителя в нижние отделы респираторного тракта. Последовательно происходит разрушение эпителиальной выстилки бронхов и бронхиол вплоть до полного разрушения стенки под влиянием протеаз, вырабатываемых возбудителями, а также высвобождающихся при разрушении нейтрофильных гранулоцитов.