影像學(xué)檢查在病毒性肺炎診斷中的應(yīng)用

史張 李晶 蔣濤 劉崎 陸建平

海軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院影像醫(yī)學(xué)科,上海200433

2020年伊始,新型冠狀病毒肺炎 (coronavirus disease 2019,COVID-19)在武漢蔓延,隨后席卷整個(gè)中國及全世界181 個(gè)國家。目前該病作為急性呼吸道傳染病已納入《中華人民共和國傳染病防治法》規(guī)定的乙類傳染病,并按甲類傳染病管理。隨著發(fā)病人數(shù)和死亡病例的增多,能夠及時(shí)準(zhǔn)確地診斷COVID-19至關(guān)重要,其中影像學(xué)檢查成為初期最重要的手段之一。

病毒性肺炎的影像表現(xiàn)多樣,與其他非病毒性肺炎的影像表現(xiàn)亦有重疊,如何鑒別是臨床工作的主要難點(diǎn),并且COVID-19與近年來爆發(fā)的其他新病毒肺炎,包括嚴(yán)重急性呼吸綜合征 (severe acute respiratory syndrome,SARS)冠狀病毒和中東呼吸綜合征 (Middle East respiratory syndrome,MERS)冠狀病毒感染等,具有很多相似表現(xiàn)[1]。在影像學(xué)模式的基礎(chǔ)上,有許多指標(biāo)可用于識(shí)別病毒病原體,這些指標(biāo)與病毒感染的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。雖然不是所有的病例都表現(xiàn)出典型的模式,但大多數(shù)典型的病毒性肺炎的影像學(xué)特征可以根據(jù)病毒類型進(jìn)行分類,從而減少抗生素的使用。本文以臨床中常見的病毒性肺炎為主要目標(biāo),就不同病原體 (包括新病原體)引起的病毒性肺炎的臨床及影像學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行綜述。

1 影像檢查方法

病毒性肺炎常用的影像學(xué)檢查手段是X 線和CT,兩者各有特點(diǎn),前者簡單快捷,后者準(zhǔn)確精細(xì)。雖然目前病原體檢測(cè)依然是診斷的金標(biāo)準(zhǔn),但在疾病發(fā)展的早期影像學(xué)檢查已經(jīng)成為重要的診斷手段之一。

1.1 X 線 通常發(fā)病早期無明顯X 線表現(xiàn),不易檢出,可有支氣管炎或細(xì)支氣管炎表現(xiàn),呈局限性斑片狀或團(tuán)塊狀陰影。進(jìn)展期X 線表現(xiàn)為雙肺斑片狀高密度影,伴或者不伴有間質(zhì)改變,以肺外帶為主,亦可為單側(cè)表現(xiàn);可見多發(fā)斑片影合并散在磨玻璃結(jié)節(jié) (ground glass opacities,GGO)。少數(shù)患者可合并氣胸、胸腔積液等。

1.2 CT CT 是目前最主要的影像學(xué)檢查手段,尤其是高分辨率CT,其有效率、準(zhǔn)確率和檢出率均較高。病毒性肺炎的CT 表現(xiàn)多與病毒感染的發(fā)病機(jī)制相關(guān)。例如,流感病毒彌漫性侵襲呼吸道上皮,引起壞死性支氣管炎和彌漫性肺泡損傷,表現(xiàn)為肺實(shí)變;腺病毒累及末梢細(xì)支氣管,引起細(xì)支氣管炎,可伴有壞死性支氣管肺炎,而單純皰疹病毒 (herpes simplex virus,HSV)對(duì)氣道和肺泡均有影響,這2種病毒引起的肺炎均可表現(xiàn)為多灶散在的空氣支氣管征和支氣管周圍實(shí)變影。在接受肺活檢的HSV 肺炎患者中,CT 圖像上的GGO 區(qū)域與病理彌漫性肺泡損傷相對(duì)應(yīng)。

2 冠狀病毒肺炎的臨床及影像特征

人類冠狀病毒被認(rèn)為是導(dǎo)致少兒、老年和免疫缺陷患者感染的重要病原體,包括上呼吸道和下呼吸道感染,甚至出現(xiàn)ARDS[2]。目前,除COVID-19 外,引起人類大規(guī)模傳播的冠狀病毒還有SARS和MERS。

2.1 COVID-19肺炎 COVID-19 屬于β屬冠狀病毒,與蝙蝠SARS樣冠狀病毒同源性達(dá)到85%以上,稱為SARS冠狀病毒-2[3-4]。目前,病毒感染的患者為主要傳染源,傳播途徑是經(jīng)呼吸道飛沫和接觸傳播,主要機(jī)制是冠狀病毒與黏膜中內(nèi)皮細(xì)胞的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶Ⅱ受體結(jié)合,從而進(jìn)入人體細(xì)胞進(jìn)行病毒RNA 轉(zhuǎn)錄和表達(dá),并導(dǎo)致彌漫性肺泡損傷[4]。目前,該肺炎的潛伏期為14 d左右,年齡集中在40～60 歲,有基礎(chǔ)疾病者居多,可家族性聚集傳播[5]。以發(fā)熱、乏力、干咳為主要表現(xiàn);少數(shù)患者可無癥狀,或伴有鼻塞、咽痛和腹瀉等癥狀[6]。輕型患者可僅表現(xiàn)為低熱、乏力等,甚至可無肺炎表現(xiàn)。重癥患者可在發(fā)病1周后出現(xiàn)呼吸困難、低氧血癥、ARDS、休克以及難以糾正的代謝性酸中毒和凝血功能障礙等。核酸檢測(cè)和病毒基因測(cè)序是實(shí)驗(yàn)室檢查的主要確診方法;而血液檢查中多數(shù)患者早期可表現(xiàn)為白細(xì)胞總數(shù)正?；驕p少,淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)減少,C反應(yīng)蛋白和血沉升高,部分危重患者可有肌鈣蛋白增高。影像學(xué)檢查中,COVID-19 在肺部的影像表現(xiàn)與SARS冠狀病毒[7]和MERS 冠狀病毒[8-9]相類似,但也有所區(qū)別。CT 主要用于早期疾病的判別,表現(xiàn)為雙肺多發(fā) (76%),病變沿支氣管束走形分布,多位于外周帶(33%),以局限性GGO (86%)和斑片狀實(shí)變影 (29%)為主,其內(nèi)肺紋理多呈網(wǎng)格狀改變[1]。早期可見雙肺多發(fā)小斑片狀稍高密度影,分布相對(duì)局限,伴或者不伴有間質(zhì)改變。進(jìn)展期可表現(xiàn)為雙肺多發(fā)GGO,累及多個(gè)肺葉,可見肺實(shí)質(zhì)浸潤影,嚴(yán)重者可出現(xiàn)雙肺實(shí)變。胸腔積液及氣胸少見。危重期雙肺呈彌漫性實(shí)變影,伴或不伴條索影,可見支氣管充氣征[10-11]。

2.2 SARS肺炎 2003年SARS型肺炎首次被發(fā)現(xiàn)于中國廣東省,60歲以上患者居多 (43%～50%),人畜均可感染?；颊叨啾憩F(xiàn)為流感樣癥狀,發(fā)熱為主要臨床表現(xiàn)。SARS的影像學(xué)特征與其他社區(qū)獲得性肺炎相似。最初的胸片表現(xiàn)正常,但很快進(jìn)展為多發(fā)性肺實(shí)變,主要分布于肺下段。大多數(shù)患者累及肺外周帶。單發(fā)病灶較多發(fā)病灶更為常見[12]。CT 上可合并有多發(fā)GGO,2周后見網(wǎng)格樣改變?？斩础⒘馨徒Y(jié)增大和胸腔積液少見[13]。

2.3 MERS肺炎 MERS病毒是β屬冠狀病毒的新成員,與SARS病毒不同,2012年發(fā)現(xiàn)于沙特阿拉伯地區(qū),2015年又大規(guī)模流行于韓國。臨床癥狀類似于其他下呼吸道疾病,包括發(fā)熱、咳嗽、呼吸困難等[14]。感染后可迅速發(fā)展為ARDS、多器官衰竭,甚至死亡。MERS比SARS更容易發(fā)展為呼吸衰竭,并誘發(fā)急性腎損傷[14]。約20%的病例是在醫(yī)務(wù)工作者和與駱駝?dòng)忻芮薪佑|者中發(fā)現(xiàn)的。MERS型肺炎在CT 上表現(xiàn)為胸膜下和基底部磨玻璃密度影,伴彌漫多發(fā)GGO 和實(shí)變,空洞較少見[15]。早期可見于外周GGO 相關(guān)的淋巴結(jié)增大。胸腔積液和氣胸常見于重癥或死亡病例,而纖維化改變是康復(fù)患者最主要的并發(fā)癥[15]。

3 非冠狀病毒肺炎的臨床及影像特征

3.1 流感病毒肺炎 流感病毒屬于正黏病毒科,它們是單鏈RNA 病毒,可分為甲、乙、丙三型,是最常見的病毒性肺炎病因之一。其中,甲型和少部分乙型可引起流感病毒型肺炎。流感病毒是引起季節(jié)性上呼吸道感染的重要病原體,可以導(dǎo)致周期性、地方性和大范圍流行性的氣管和主支氣管感染[16]。感染通常很輕微,局限于上呼吸道。但在慢性病患者、老年人和嬰兒中,可出現(xiàn)甲型流感病毒感染的嚴(yán)重并發(fā)癥,包括出血性支氣管炎或暴發(fā)性肺炎[16]。感染通常以每年冬季暴發(fā)的形式發(fā)生。根據(jù)甲型流感病毒的2種表面蛋白,即血凝素和神經(jīng)氨酸苷酶,可以將甲型流感病毒分為H 和N 2個(gè)亞型。甲型流感病毒引起的豬流感包括H1N1、H1N2、H2N1、H3N1、H3N2和H2N3亞型[17]。流感病毒型肺炎患者的X 線胸片和CT 可表現(xiàn)為雙肺網(wǎng)狀結(jié)節(jié)樣磨玻璃密度影,伴有或不伴有局灶性肺實(shí)變,病灶通常位于雙肺下葉。彌漫性肺泡損傷或繼發(fā)感染可表現(xiàn)為邊界不清的斑片狀或結(jié)節(jié)性實(shí)變影,常在3 周內(nèi)消失[18]。進(jìn)展到彌漫性肺損傷的患者可以表現(xiàn)為ARDS,或者在H1N1病例中表現(xiàn)為組織肺炎[19]。胸腔積液很少見。有時(shí)也可見繼發(fā)性細(xì)菌性肺炎發(fā)生,特別是肺炎鏈球菌的感染。肺小葉的實(shí)變有助于對(duì)重疊的細(xì)菌性感染的診斷[20]。

3.2 禽流感病毒肺炎 禽流感病毒是由甲型流感病毒的H5N1亞型引起的,大多數(shù)人類感染是在與受感染的禽類密切接觸后發(fā)生的,其總死亡率高達(dá)60%[21]。禽流感病毒肺炎最常見的影像表現(xiàn)是多灶性肺實(shí)變影,CT 表現(xiàn)主要為局灶性、多灶性或彌漫性GGO 及肺實(shí)變影,也可見小葉中央性結(jié)節(jié)、肺大皰和淋巴結(jié)增大等征象[22]。隨著疾病的進(jìn)展,影像學(xué)上亦可見胸腔積液和空洞,患者通常表現(xiàn)為快速進(jìn)展性肺炎,可導(dǎo)致ARDS。

3.3 腺病毒肺炎 腺病毒是一種雙鏈DNA 病毒,有50多種血清型,占兒童呼吸道感染的5%～10%[23]。它可引起呼吸道上皮細(xì)胞溶解。臨床表現(xiàn)為咽炎、支氣管炎、細(xì)支氣管炎或支氣管肺炎。在大多數(shù)免疫功能正常的患者中,腺病毒肺炎多為輕度伴有上呼吸道癥狀,并在2周內(nèi)消退。據(jù)報(bào)道,社區(qū)暴發(fā)性腺病毒感染主要由14型腺病毒引起,與年齡較大、慢性基礎(chǔ)疾病和低淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)有關(guān)[24]。對(duì)于免疫缺陷的患者,腺病毒感染表現(xiàn)出更嚴(yán)重和致命的ARDS。腺病毒肺炎在CT 上表現(xiàn)為雙側(cè)多發(fā)性GGO,呈肺葉或節(jié)段性斑片狀分布,與細(xì)菌性肺炎相似。惡性肺氣腫和肺不張常見于嬰幼兒?？珊喜㈤L期腺病毒肺炎后遺癥,如支氣管擴(kuò)張、閉塞性細(xì)支氣管炎、Swyer-James-Macleod綜合征[23]。

3.4 皰疹病毒肺炎 HSV 是一種大型DNA 病毒,可引起原發(fā)性 (急性)或非原發(fā)性 (慢性或潛伏)感染。嚴(yán)重致病性人皰疹病毒有HSV-1型和2型、水痘帶狀皰疹病毒、EB病毒、巨細(xì)胞病毒、皰疹病毒6型和7型。免疫無缺陷和免疫缺陷患者均可感染。HSV 肺炎主要由HSV-1 型引起,很少由HSV-2型引起[25]。HSV-1型肺炎通常為局灶性,健康人耐受性好。誘發(fā)的主要因素包括嚴(yán)重?zé)齻@得性免疫缺陷綜合征、惡性腫瘤、器官移植、插管創(chuàng)傷、吸煙和慢性吸煙。HSV 感染在病理診斷上可表現(xiàn)為3種肺部病變:壞死性支氣管炎、壞死性肺炎或間質(zhì)性肺炎。呼吸道感染患者可出現(xiàn)發(fā)熱、咳痰、氣短和氣管潰瘍相關(guān)的假膜引起的上呼吸道阻塞癥狀。HSV 肺炎在X 線胸片上通常表現(xiàn)為雙肺斑片狀實(shí)變影和散在多發(fā)GGO,呈小葉、節(jié)段或亞節(jié)段分布,也可見網(wǎng)格樣改變[26]。CT 主要表現(xiàn)為多灶、節(jié)段或亞節(jié)段分布的GGO,胸腔積液較常見[23]。少數(shù)病例可見小葉中央型結(jié)節(jié),可能是由病毒性肺炎本身、多發(fā)出血性結(jié)節(jié)或同時(shí)存在真菌肺炎而引起的[27]。

3.5 呼吸道合胞病毒 (respiratory syncytial virus,RSV)肺炎 人類RSV 的感染可導(dǎo)致無年齡差別的細(xì)支氣管炎、肺炎和哮喘,嬰兒、幼兒和免疫缺陷者很可能出現(xiàn)嚴(yán)重的呼吸道感染[28]。最近的一項(xiàng)前瞻性研究[29]表明,RSV 是美國社區(qū)獲得性肺炎住院兒童中最常見的病毒病原體(28%)。在這項(xiàng)研究中,5 歲以下的兒童比較大的兒童更容易受到感染 (分別為37%和8%)。CT 可用于RSV 肺炎和腺病毒肺炎的鑒別[23]。RSV 肺炎表現(xiàn)為氣道中心分布的樹芽征和支氣管壁增厚,伴或不伴沿著支氣管束走形的實(shí)變。

3.6 副流感病毒 (human parainfluenza virus,HPIV)肺炎 HPIV 是一種單鏈RNA 病毒,屬于副黏病毒科。HPIV 由4種血清型組成,它們通過與呼吸道纖毛上皮結(jié)合而導(dǎo)致呼吸道疾病。HPIV 感染的表現(xiàn)多種多樣,包括中耳炎、結(jié)膜炎、咽炎、支氣管炎和肺炎。HPIV 感染是造血干細(xì)胞移植受者和血液系統(tǒng)惡性腫瘤患者常見的疾病和死因[30],并且HPIV 是ICU 中患者感染病毒的第二常見病毒 (20.8%),合并細(xì)菌感染也較為常見。HPIV 的感染與季節(jié)可能有關(guān),主要發(fā)生在6 月至9 月 (46.7%)。在CT 上,HPIV 肺炎多表現(xiàn)為多發(fā)性GGO 和實(shí)變影,與細(xì)菌性肺炎較難鑒別,約25%的患者表現(xiàn)為小葉中心性結(jié)節(jié)伴支氣管壁增厚[31]。麻疹病毒也屬于HPIV 的一種,是兒童感染的常見原因之一。在麻疹疫苗研制之前,許多麻疹患者出現(xiàn)發(fā)熱、黃斑丘疹、咳嗽、鼻炎或結(jié)膜炎。嚴(yán)重的麻疹患者可表現(xiàn)為肺炎、失明、腸胃炎和腦炎。典型麻疹肺炎CT 上表現(xiàn)為支氣管周圍結(jié)節(jié)性浸潤影和網(wǎng)格樣改變,小葉間隔增厚,常伴有肺門淋巴結(jié)增大和胸腔積液[23]。隨訪CT 可見肺間質(zhì)纖維化改變。

4 非病毒肺炎的臨床及影像特征

非病毒肺炎包括細(xì)菌性肺炎、真菌性肺炎和其他類型肺炎,其中以細(xì)菌性肺炎最為常見。細(xì)菌性肺炎按照解剖部位可分為大葉性肺炎、小葉性肺炎和間質(zhì)性肺炎;按照細(xì)菌類型又可分為肺炎鏈球菌、葡萄球菌、流感桿菌、肺炎桿菌、軍團(tuán)菌等肺炎。不同的細(xì)菌引起的肺炎影像表現(xiàn)有所不同,但X 線胸片和CT 上主要表現(xiàn)為多發(fā)斑片狀磨玻璃密度影,多伴有支氣管充氣征。通常結(jié)合臨床癥狀與實(shí)驗(yàn)室檢查便可診斷[32]。

綜上所述,影像學(xué)檢查是早期發(fā)現(xiàn)病毒性肺炎的重要手段,尤其是高分辨率CT 檢查率和準(zhǔn)確率較高,并且對(duì)于早期實(shí)驗(yàn)室檢查假陰性但有臨床癥狀的患者CT 的檢查尤為重要。然而,由于同一病毒家族的病毒具有相似的肺炎發(fā)病機(jī)制 (目前流行于全球的COVID-19 肺炎與SARS肺炎和MERS肺炎影像表現(xiàn)類似),其成像特點(diǎn)具有明顯的相似性,因此在早期病毒性肺炎的影像表現(xiàn)上較難精準(zhǔn)鑒別,但可引起人類大規(guī)模流行疾病發(fā)生,診斷時(shí)應(yīng)該結(jié)合臨床癥狀、實(shí)驗(yàn)室檢查和影像表現(xiàn)做到早期診斷、及時(shí)治療和嚴(yán)格隔離。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突