BACTERIA

Legionella pneumophila

การจัดจำแนกทางวิทยาศาสตร์

                          Kingdom:  Bacteria                                         

                         Phylum:      Proteobacteria

                         Class:           Gamma Protobacteria                          

                         Order:         Legionellales

                         Family:       Legionellaceae                                   

                         Genus:        Legionella

                         Species:      Legionella pneumophila

รูปที่ 1 รูปร่างเชื้อที่เป็นแบบ rod

ลักษณะทั่วไปของเชื้อ

                            • ย้อมสีติดสีแกรมลบ

                            • มีรูปร่างเป็นแท่งขนาดเล็ก (coccobacilli)

                            • ไม่สามารถสร้างสปอร์

                            • มีแฟลกเจลลา

                            • เป็นพวก Aerobic bacteria

                            • เป็น Facultative parasite

                           • มีขนาด 0.3-0.9 µm x 2-20 µm

รูปที่ 2 ลักษณะ flagella ของเชื้อ

เชื้อชนิดนี้จะติดสีแกรมลบจางมากต้องย้อมสีซ้ำด้วย Safranin หรือใช้ Carbolfuchsin มี serogroup มากกว่า 70 กลุ่ม (Cell surface antigen เป็นตัวสำคัญทำให้เกิด serogroup specificity) ประมาณครึ่งหนึ่งของกลุ่มสามารถก่อโรคกับมนุษย์ได้ โดยโรคที่สำคัญโรคหนึ่ง ในกลุ่มอาการนี้คือ โรค Legionnaires’ disease ซึ่งเกิดจากเชื้อแบคทีเรีย Legionella pneumophila พบว่า 90% ของการติดเชื้อมาจาก serogroup 1 bacteria

Legionella pneumophila มีปัจจัยหลักในการเจริญเติบโตคือ L-cysteine และธาตุเหล็ก โดยได้พลังงานมาจากกรดอะมิโนมากกว่าคาร์โบไฮเดรต มักพบได้ทั่วไป ในแหล่งน้ำที่มีอุณหภูมิ 20-50 องศาเซลเซียส (อุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 35 องศาเซลเซียส) มีชีวิตอยู่ได้ในสิ่งแวดล้อมที่มีความชื้นสูง พบว่าสามารถดำรงชีวิตอยู่ในน้ำจืด ได้นานถึง 1 ปี และสามารถแบ่งตัวได้ในที่ที่มีราสนิม สาหร่าย และอินทรียวัตถุ

รูปที่ 3 L. pneumophila ที่อาศัยอยู่ในอะมีบา

รูปที่ 4 L. pneumophila ที่อาศัยอยู่ในโปรโตซัว

ความเป็นมาของเชื้อ

มีบันทึกการพบผู้ป่วยรายแรกใน พ.ศ. 2490 และการระบาดครั้งแรกใน พ.ศ. 2500 ที่มินนิโซตา มีการระบาดครั้งใหญ่ของโรคปอดอักเสบในหมู่ผู้ร่วมประชุมสมาคม "สหายสงคราม" (American Legion Convention) ที่เมืองฟิลาเดลเฟีย ประเทศสหรัฐอเมริกาใน พ.ศ. 2519 มีผู้ป่วย 182 ราย เสียชีวิต 29 ราย อีก 6 เดือนต่อมา McDade JE และคณะได้แยกเชื้อแบคทีเรีย ที่เป็นสาเหตุจากปอดของผู้เสียชีวิต จึงเป็นที่มาของชื่อ " โรค Legionella pneumophila "

เชื้อ Legionella pneumophila จะอาศัยอยู่ในแหล่งน้ำธรรมชาติ เช่น สระ แม่น้ำ ทะเลสาบ บึง คลอง น้ำพุร้อน สปา บางชนิดพบในดินที่มีอุณหภูมิ 0 - 63 องศาเซลเซียส ทนอุณหภูมิได้สูงสุดที่ 66 องศาเซลเซียส  อยู่ได้ที่ค่า pH ระหว่าง 5.0 - 8.5 ในบางรายงานกล่าวว่า ต่ำสุดถึง 2.0 เชื้อชนิดนี้มักเกาะกลุ่ม(colonize) อยู่รวมกับเชื้ออื่นตามผิวไม้ แผ่นพลาสติก หรือแผ่นยางในลักษณะของ biofilm

• ถ้าอยู่ในถังน้ำร้อนจะทนอุณหภูมิได้ 40-50 องศาเซลเซียส

• ถ้าอยู่ในแหล่งน้ำธรรมชาติจะอาศัยอยู่ในเซลล์ amoeba หรือโปรโตซัว

• ถ้าอยู่ในร่างกายผู้ป่วยจะอาศัยอยู่ในเนื้อเยื่อที่ติดเชื้อ หรือในสารคัดหลั่ง เมื่อเข้าสู่ปอดโดยการสำลักน้ำที่มีเชื้อปนเปื้อน หรือจากการสูดละอองน้ำที่มีเชื้อเข้าไปเชื้อเข้าสู่ปอดได้โดยตรงเชื้อชนิดนี้สามารถหลบหลีกการกินของเม็ดเลือดขาว ชนิด macrophage และ neutrophils ซึ่งเป็นระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย ทำให้สามารถเจริญเติบโตในเซลล์ macrophage ได้ จึงเรียกว่า intracellular pathogen

โรคลิจิโอเนลโลซีส (Legionellosis)

Legionellosis เป็นกลุ่มของโรคติดเชื้อเกี่ยวกับระบบทางเดินหายใจแบบเฉียบพลัน เกิดจากการสูดหายใจเอาฝอยละอองน้ำที่มีเชื้อปนเปื้อนเข้าไป โดยมีลักษณะทางคลินิก และระบาดวิทยาเป็น 2 แบบ คือ

1. แบบปอดอักเสบรุนแรง เรียกว่า โรคลีเจียนแนร์ (Legionnaires' disease)

2. แบบที่มีลักษณะ คล้ายไข้หวัดใหญ่ เรียกว่า ไข้ปอนตีแอก หรือ ปอนเตียก (Pontiac fever) โรคนี้ได้รับการตั้งชื่อ เมื่อเกิดการระบาดโรคปอดบวม ในรัฐฟิลาเดลเฟีย ประเทศสหรัฐอเมริกา ในปี ค.ศ. 1976 (พ.ศ. 2519)

อาการของโรค

ผู้ที่รับเชื้อแบคทีเรีย Legionella pneumophila เข้าไปบางคนจะไม่มีอาการใดๆ ทั้งนี้อาจเนื่องจาก มีสภาพร่างกายที่สมบูรณ์แข็งแรง ส่วนบางรายที่มีสภาพร่างกายไม่แข็งแรง จะแสดงอาการของโรคเป็น 2 ลักษณะ โดยจะแสดงลักษณะอาการเพียงอย่างใดอย่างหนึ่งเท่านั้นคือ

1. ไข้ปอนตีแอก หรือไข้ปอนเตียก (Pontiac fever)

มีลักษณะอาการคล้ายไข้หวัดใหญ่ ( flu - like symptoms ) ระยะฟักตัวสั้นประมาณ 1- 2 วัน มีไข้ ปวดเมื่อยกล้ามเนื้อ อาการไม่รุนแรง สามารถหายเองได้ภายใน 2-5 วัน

2. โรคลีเจียนแนร์ (Legionnaires’ disease)

ลักษณะอาการคล้ายปอดอักเสบ (Pneumonia - like symptoms) มีระยะฟักตัวมักยาวกว่าแบบแรก ตั้งแต่หลายวันจนถึง 2 สัปดาห์ โดยทั่วไปประมาณ 2-10 วันมีไข้สูง ไอ หนาวสั่น ปวดศีรษะ ปวดกล้ามเนื้อ อ่อนเพลีย ท้องร่วง และมีภาวะโซเดียมต่ำ มีการติดเชื้อในปอด อาการอาจรุนแรงถึงแก่ชีวิต

นอกจากนี้ ถ้าเกิดอาการแทรกซ้อน ผู้ป่วยอาจมีอาการของระบบประสาทบางรายอาจพบการติดเชื้อในอวัยวะต่างๆ เช่น เยื่อหุ้มหัวใจอักเสบ ผนังด้านในของหัวใจอักเสบ ไซนัสอักเสบ สมองอักเสบ ไตอักเสบ หรือช็อกได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับผู้ป่วยที่มีภาวะบกพร่องทางภูมิคุ้มกัน สำหรับผู้ป่วยที่เคยเป็นโรคนี้แล้วการติดเชื้อซ้ำมักเกิดขึ้นได้น้อยมาก

ระยะติดต่อ

เชื้อเข้าสู่ร่างกายมนุษย์โดยมีน้ำที่เกิดการแตกกระจายเป็นละอองเล็กจะจับตัวกันเป็นอนุภาค (aerosol) ล่องลอยในบรรยากาศ จนกระทั่งมีการหายใจเข้าไป โดยมีฝอยละอองน้ำเป็นตัวแพร่เชื้อซึ่งเกิดจากแหล่งสำคัญ เช่น แหล่งน้ำธรรมชาติและ แหล่งน้ำที่มนุษย์สร้างขึ้น ได้แก่ หอหล่อเย็น (Cooling tower) เครื่องทำน้ำร้อน(Water heater tanks) ถาดรองน้ำจากเครื่องปรับอากาศ(Water tray) ก๊อกน้ำ ฝักบัวอาบน้ำ ถังเก็บน้ำสำรอง (Storage tanks) ในระบบการกระจายน้ำ (Water distribution system) เช่น ในอ่างน้ำพุ หรือน้ำพุประดับ สปริงเกอร์ รวมทั้งสปริงเกอร์ภายในระบบดับเพลิงตามอาคาร เครื่องพ่นความชื้น และเครื่องช่วยหายใจที่ใช้ตามโรงพยาบาล

รูปที่ 5 หอหล่อเย็น (Cooling tower)

ระบาดวิทยา    

การแพร่ระบาดของ Legionella pneumophila ไม่ได้เกิดจากการติดต่อจากคนไปสู่คนโดยตรง แต่เกิดจากการแพร่กระจายเชื้อ จากแหล่งน้ำธรรมชาติสู่มนุษย์จากลักษณะการสูดดมละอองน้ำที่มี Legionella pneumophila ปนเปื้อนอยู่ เข้าสู่ร่างกาย แต่ในปัจจุบันพบว่า การสำลักน้ำดื่มที่มีเชื้อเข้าสู่ปอดโดยตรง หรือสูดอากาศ จากเครื่องช่วยหายใจในโรงพยาบาลที่มีการปนเปื้อนของเชื้อ ก็เป็นสาเหตุหนึ่งของการติดเชื้อ

คุณภาพอากาศภายในอาคารนับเป็นสาเหตุสำคัญ ที่ทำให้เกิดปัญหาและโรคต่างๆ มากมาย ปัญหาการเกิด โรคลีเจียนแนร์ ซึ่งผู้ป่วยได้รับเชื้อ Legionella pneumophila ที่ปนเปื้อนมากับระบบปรับอากาศภายในอาคาร เป็นปัญหาหนึ่งที่มีความสำคัญ ต่อผู้พักอาศัยภายในอาคาร เช่น ในโรงแรม ห้างสรรพสินค้า โรงพยาบาล ฯลฯ ที่มีแหล่งที่เหมาะต่อการเจริญเติบโตของเชื้อชนิดนี้ เช่น ระบบทำความเย็น ถังเก็บน้ำ ระบบทำน้ำร้อน ฝักบัวอาบน้ำ ก๊อกน้ำ เป็นต้น ทำให้เกิดปัจจัยเสี่ยงต่อสุขภาพอนามัยของผู้ที่มาใช้บริการ พนักงาน และเจ้าหน้าที่ในสถานที่ดังกล่าว แหล่งที่พบว่า เป็นแหล่งเพาะเชื้อมากที่สุดจะเป็นจากหอหล่อเย็นอันดับหนึ่ง รองลงมาจะเป็นจากถังพักน้ำ และตามฝักบัวอาบน้ำ แต่ยังไม่มีรายงานว่ามีผู้ป่วยที่ติดเชื้อจากเครื่องปรับอากาศที่ใช้ตามบ้านเรือน

การติดเชื้อ

รูปที่ 6 แสดงขั้นนการเข้าสู่ร่างกายของเชื้อ Legionella pneumophila

Legionella pneumophila สามารถเข้าสู่ร่างกายได้ 2 ทางคือ เกิดจากการสูดหายใจเอาเชื้อที่อยู่ในละอองน้ำเข้าไป และอีกทางหนึ่งคือเชื้อเข้าสู่ทางบาดแผลซึ่งพบได้น้อยมาก จากนั้นเชื้อก็จะเข้าสู่ปอดซึ่งเป็นอวัยวะเป้าหมาย จากนั้นเชื้อจะเข้าไปเจริญในเซลล์โดยการ phagocytosis สำหรับเชื้อชนิดนี้พบว่า สามารถหลีกเลี่ยงการทำลายจากระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายได้

รูปที่ 7 แสดงการเข้าสู่เซลล์ของเชื้อ Legionella pneumophila

รูปที่ 8 แสดงการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน ที่พยายามกำจัดเชื้อ L. pneumophila แต่ไม่สามารถกำจัดได้

การระบาดของโรค

การระบาดของโรคเกิดขึ้นได้ ต้องมีเหตุการณ์เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องกัน เป็นขั้นตอนดังต่อไปนี้

1. สามารถพบเชื้อที่เป็นสาเหตุของโรคกระจายอยู่ทั่วไปตามแหล่งน้ำธรรมชาติ

2. มีการนำน้ำจากแหล่งน้ำมาใช้ เพื่อการอุปโภคบริโภค และมีปัจจัยส่งเสริมให้เชื้อเพิ่มปริมาณความเข้มข้นมากขึ้น ในที่นี้คือ อุณหภูมิ ระดับความเป็นกรดเป็นด่างและเป็นน้ำในสภาวะนิ่ง

3. การระบาดของโรคจะเกิด โดยการมีปัจจัยทำให้แหล่งน้ำเกิดการกระจายตัว เป็นละอองฝอยซึ่งมีเชื้ออยู่ภายในละอองน้ำนั้น เช่น น้ำพุตกแต่งสวน เครื่องให้ความชื้น การระบายความร้อนในหอหล่อเย็น

4. ละอองน้ำที่มีเชื้อเข้าสู่ร่างกายโดยทางเดินหายใจ หากผู้นั้นมีความเสี่ยงต่อการเกิดโรคก็จะทำให้เกิดการติดเชื้อภายในร่างกาย

กลุ่มคนที่มีความเสี่ยงต่อการติดเชื้อ

• ผู้สูงอายุ ประมาณ 50 ปีขึ้นไป

• ผู้ที่มีระบบภูมิคุ้มกันบกพร่อง ได้แก่ ผู้ป่วยโรคมะเร็ง ผู้ป่วยเอดส์

• มีโรคเรื้อรัง ได้แก่ เบาหวาน โรคปอดเรื้อรัง ไตวายเรื้อรัง โรคพิษสุราเรื้อรัง และผู้ที่สูบบุหรี่จัด

• กำลังอยู่ในระหว่างการรักษาโรคบางชนิด เช่น โรคระบบทางเดินหายใจ เบาหวาน มะเร็ง การล้างไต (Renal dialysis) เป็นต้น

• ผู้ได้รับการรักษาด้วยยาบางชนิด เช่น corticosteroids

• บุคคลที่ได้รับการปลูกถ่ายอวัยวะ เช่น ไต หัวใจ ซึ่งได้รับยากดภูมิคุ้มกัน

• ผู้ที่อยู่ในสิ่งแวดล้อมที่มีโอกาสได้รับเชื้อ ที่ปนเปื้อนในละอองฝอยจากหอหล่อเย็นของระบบปรับอากาศชนิดรวม น้ำพุเทียม หรืออื่นๆ เป็นต้น

การตรวจวินิจฉัยโรคโดยตรวจหาเชื้อ

1. ตรวจทางคลินิก หลายโรงพยาบาลไม่สามารถตรวจหาเชื้อได้

การตรวจเชื้อดูว่ามีอาการของโรคปอดอักเสบคือ ไข้ ไอ หอบ โดยเฉพาะผู้ที่มีอาการท้องร่วงด้วย ร่วมกับภาพถ่ายรังสีทรวงอก พบเป็นปื้นขาวของลักษณะปอดอักเสบ และอาจมีน้ำในช่องเยื่อหุ้มปอดทำให้ปอดบวมร่วมด้วย

2. การตรวจทางห้องปฏิบัติการ

• เพาะแยกเชื้อได้จากเสมหะ เนื้อเยื่อปอด น้ำในช่องเยื่อหุ้มปอด หรือเลือด

รูปที่ 9 เชื้อ Legionella pneumophila ในเซลล์เพาะเลี้ยง

• ตรวจแอนติเจนในปัสสาวะ โดยวิธี Radio Immunoassay (RIA) ปัจจุบันมีชุดน้ำยาสำเร็จรูปจำหน่าย แต่มีข้อจำกัด คือตรวจหาได้เฉพาะเชื้อ Legionella pneumophila serogroup 1 เท่านั้น

• ตรวจระดับภูมิคุ้มกันต่อเชื้อในซีรั่ม โดยใช้วิธี Indirect Immunofluorescence Assay (IFA) ถ้าพบการเพิ่มขึ้นของภูมิคุ้มกัน ในระยะเฉียบพลันมากกว่าระยะพักฟื้นอย่างน้อย 4 เท่าถือว่าติดเชื้อ

• สามารถวินิจฉัยโรคโดยการดูฟิล์ม X-RAY

รูปที่ 10 ลักษณะปอดที่ไดจากฟิล์ม X-RAY

3. การตรวจชันสูตรอื่น ๆ

• DNA Hybridization เป็นวิธีการตรวจหา DNA ที่มีความจำเพาะของเชื้อ Legionella pneumophila มีผลิตภัณฑ์ DNA probe พร้อมชุดน้ำยาจำหน่าย แต่ราคาค่อนข้างสูงเหมาะสำหรับงานวิจัย

• Polymerase Chain Reaction (PCR) เป็นวิธีการตรวจหา DNA ที่มีความจำเพาะของเชื้อลิจิโอเนลลา มีผลิตภัณฑ์จำหน่ายเป็นชุดสำเร็จ แต่ต้องมีเครื่อง PCR และเอ็นไซม์ที่มีราคาแพง เหมาะสำหรับงานวิจัย

• Direct Immunofluorescence Assay (DFA) เป็นวิธีตรวจเชื้อ Legionella ในสิ่งส่งตรวจที่เป็นของเหลวจากระบบทางเดินหายใจส่วนบนและปอด มีความจำเพาะสูง (high specificity) แต่มีความไวต่ำ (low sensitivity)

รูปที่ 11 alveolar macrophages ของหนูตะเภาที่มีการติดเชื้อ L. pneumophila

การรักษา

แต่เดิมจะใช้ยาปฏิชีวนะ Erythromycin ซึ่งก่อให้เกิดผลข้างเคียง กับกระเพาะอาหาร ปัจจุบันจึงเปลี่ยนมาใช้ยาอื่นชนิดแทน โดยมีอยู่ 2 กลุ่ม ซึ่งให้ผลการักษาดี คือ กลุ่ม macrolides ( Azitromycin ) กับ quinolones ( Ciprofloxacin, Levofloxacin, Moxifloxacin, Gemifloxacin และ Trovofloxacin )

หน่วยงานที่รับสิ่งส่งตรวจ

• สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์สาธารณสุข กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข

• ภาควิชาพยาธิวิทยา คณะแพทยศาสตร์ โรงพยาบาลรามาธิบดี

• ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะแพทยศาสตร์ ศิริราชพยาบาล (ห้องปฏิบัติการแบคทีเรีย)

(ทั้งสามแห่งรับตรวจเฉพาะการเพาะแยกเชื้อ Legionella และตรวจแอนติเจนในปัสสาวะ)

การควบคุมและป้องกันการระบาดของโรคลีเจียนแนร์

จากการตรวจเชื้อของกรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ ในปี พ.ศ. 2543 พบว่าแหล่งปนเปื้อนของเชื้อ Legionella มาจากหอหล่อเย็นและแหล่งน้ำที่ใช้ในอาคาร 57.5 % และจากแหล่งน้ำธรรมชาติ 21.8 % ดังนั้นกรมอนามัย กองควบคุมโรคซึ่งมีหน้าที่เกี่ยวข้องโดยตรงจึงได้วางหลักเกณฑ์ดังนี้

1. ออกหลักเกณฑ์มาตรฐานหรือข้อปฏิบัติ เพื่อเป็นแนวทางให้กับหน่วยงานท้องถิ่นนำไปออกข้อปฏิบัติท้องถิ่น ควบคุมการแพร่ระบาดของเชื้อ Legionella ในหอหล่อเย็นของโรงแรม หรืออาคารต่างๆ

2. ส่งเสริม และรับรองโรงแรมน่าอยู่น่าพัก มีการส่งเสริมโรงแรม ให้มีการจัดการด้านอนามัยสิ่งแวดล้อม เพื่อป้องกันผลกระทบต่อสุขภาพ และเพิ่มความปลอดภัยต่ออาคารที่ทำงาน และที่พักอาศัยของผู้ให้บริการและผู้ใช้บริการ โดยมีแนวความคิดในการส่งเสริมการพัฒนา และการยกระดับคุณภาพการประกอบกิจการโรงแรม ให้อยู่ในเกณฑ์ที่กำหนด

3. สำหรับน้ำพุร้อน หรือสปา ที่เกรงว่าจะมีเชื้อ Legionella ปนเปื้อน น้ำดิบที่นำมาใช้ควรมีการปรับเปลี่ยนให้มีความปลอดภัย การเฝ้าระวังเชื้อ Legionella ทำได้โดยการบันทึก วิธีการบำรุงรักษา และความถี่ในการทำความสะอาด หอหล่อเย็น ถังเก็บน้ำและระบบทำน้ำร้อนภายในโรงแรม และควรทำการเก็บตัวอย่างน้ำจากแหล่งน้ำดังกล่าวส่งตรวจวิเคราะห์หาเชื้อนี้ เพื่อให้แน่ใจในวิธีการบำรุงรักษา และการทำความสะอาดว่าสามารถกำจัดเชื้อได้จริง

เอกสารอ้างอิง

Wilson, R.W. and Sande, A.M. 2001 Current, Diagnosis & Treatment in infectious diseases. International edition, Lange Medical Books/ McGraw Hill, Medical Publishing Division p. 614-619

รุ่งนภา ประสานทอง. สถานการณ์และการระบาดของแบคทีเรีย Legionella ในอาคารโรงแรมในประเทศไทย: สรุปรายงานการประชุมสัมมนา เรื่อง Legionella และอันตรายที่มองไม่เห็นในโรงแรม ฝ่ายพัฒนาอนามัยสิ่งแวดล้อมชุมชนและเมือง สำนักอนามัยสิ่งแวดล้อม 2542.

ไพรัช ศรีไสว. การศึกษาอุบัติการณ์การเกิดโรค Legionellosis ใน: สรุปรายงานการประชุมสัมมนา เรื่อง Legionella และอันตรายที่มองไม่เห็นในโรงแรม. ฝ่ายพัฒนาอนามัยสิ่งแวดล้อมชุมชนและเมือง สำนักอนามัยสิ่งแวดล้อม 2542.

รายงานผลการตรวจวิเคราะห์เชื้อ Legionella. สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์

สาธารณสุขกรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ 2542 - 2543.

แหล่งค้นคว้าทางอิเล็กทรอนิก

http://en.wikipedia.org/wiki/Legionella

http://en.wikipedia.org/wiki/Legionella_pneumophila

http://www.cdc.gov/ncidod/dbmd/diseaseinfo/legionellosis_g.htm