Pneumonie
Autoren
Santiago Ewig und Stathis Philippou

Ambulant erworbene Pneumonie: Pathologie und Komplikationen

Pneumonien werden selten im Falle eines Therapieversagens bioptisch untersucht, ansonsten nur im Rahmen einer Sektion.
In den Lehrbüchern der Pathologie findet man die klassischen Stadien der Pneumokokken-Pneumonie mit Anschoppungsstadium, Stadium der roten, grauen und schließlich gelben Hepatisation. Diese Stadien werden in dieser Form im Zeitalter der antimikrobiellen Therapie kaum mehr durchlaufen bzw. gefunden. Auch Lobär- und Bronchopneumonien liegen in dieser Form nur noch selten vor, vielmehr wird meist eine Mischform angetroffen. Einige Erreger weisen dennoch eine Reihe von pathologisch-anatomischen Besonderheiten auf.
In der Pathologie werden heute jedoch ganz überwiegend Pneumonien gesehen, die durch einen diffusen alveolären Schaden (DAD) gekennzeichnet, also Ausdruck eines ARDS sind. Darüber hinaus wird nicht selten eine organisierende Pneumonie im Sinne einer COP angetroffen. Es handelt sich demnach um Defektstadien schwerer Pneumonien und/oder um Korrelate eines Therapieversagens.

Allgemeines

Definition

Unter einer Pneumonie versteht man pathologisch-anatomisch die Entzündung überwiegend der Alveolen, des Interstitiums und/oder der zuführenden Bronchien durch pathogene Erreger.

Infektions- bzw. Ausbreitungswege

Eine Pneumonie entsteht aerogen durch Tröpfcheninfektion; durch Inhalation von Aerosolen, die exogene Erreger enthalten; durch Mikroaspiration mikrobiell kontaminierter Atemwegssekrete oder – selten – über hämatogene Ausbreitung.
Jede Beeinträchtigung der unspezifischen und spezifischen Immunmechanismen stellt einen Risikofaktor für die Ausbildung einer Pneumonie dar.

Formale Pathogenese

Das Erscheinungsbild einer Pneumonie ist abhängig von Art und Pathogenität des Erregers, dem Infektions- bzw. Ausbreitungsweg sowie der Immunantwort des Wirts.

Pneumonietypen

Unterschieden werden die Lobärpneumonie, die Bronchopneumonie und die interstitielle Pneumonie.
Die Lobärpneumonie ist gekennzeichnet durch eine Entzündung der Mehrzahl der Alveolen innerhalb eines Lappens. Demgegenüber breitet sich die Bronchopneumonie über die Atemwege aus und greift auf benachbarte Alveolen verschiedener Segmente über (Abb. 1 und 2). Dabei können konfluierende bzw. abszedierende Herde entstehen. Die interstitielle Pneumonie zeigt eine Entzündung primär im extraalveolären Gewebe, ein Übergreifen auf alveoläre Strukturen ist jedoch möglich. Hämatogene Streuherde manifestieren sich als multiple Herde unterschiedlicher Größe in Zufallsverteilung.

Komplikationen

Einschmelzung mit Abszessbildung sowie Empyem sind die wesentlichen direkten Komplikationen der Pneumonie.

Lobärpneumonie

Diese stellt das klassische pathologisch-anatomische Modell der Pneumonie dar. Es wurde im Wesentlichen bereits von Laennec beschrieben.
Der natürliche Verlauf ist durch vier Phasen gekennzeichnet:
1.
Das Anschoppungsstadium: Dieses besteht in den ersten beiden Tagen. Der Lungenlappen ist volumenvermehrt, schwer, von rötlicher Farbe, die abgesonderte Flüssigkeit ist trüb-rot und schaumig. Histologisch zeigen sich in den Alveolen ein eiweißreiches Exsudat sowie Erythrozyten, Granulozyten und Alveolarepithelien. Die Kapillaren sind erweitert, es besteht eine pralle Durchblutung. Bakterielle Erreger sind häufig zu identifizieren. Die Ausbreitung erfolgt per continuitatem, einschließlich der Kohn´schen Poren.
 
2.
Das Stadium der roten Hepatisation: Leitend ist die fibrinöse Entzündungsreaktion am dritten bis vierten Tag. Der Lappen stellt sich fest dar (= leberähnlich, Hepatisation). Die Schnittfläche ist dunkelrot und erscheint gekörnt; die Alveolen sind mit einem Fibrinnetz ausgefüllt. Häufig entwickelt sich zusätzlich eine fibrinöse Pleuritis.
 
3.
Das Stadium der grauen Hepatisation: In das fibrinös durchsetzte Gewebe dringen zwischen dem vierten und sechsten Tag in großer Anzahl Granulozyten ein. Diese werden über Makrophagen leukotaktisch angelockt. Die Schnittfläche wirkt grau, der Lungenlappen ist von einer maximalen Exsudatmenge durchsetzt und kann lokal verdrängt werden;
 
4.
Das Stadium der gelben Hepatisation: Dieses beginnt mit dem 7. Tag, dem Tag der „Lyse“: Das Fibrin wird durch Proteasen, die von Granulozyten freigesetzt werden, aufgelöst. Die Schnittfläche ist wieder feucht, die Sekretion gelblich-eitrig. Die weitere „Lyse“ besteht in der Reinigung der Alveolarlichtungen durch Makrophagen sowie im Abfluss des Sekrets über die Lymphwege. Klinisch entspricht dem Stadium der „Lyse“ eine plötzliche Besserung und Entfieberung sowie das Einsetzen eines produktiven Hustens, durch den ein Teil des Exsudats abgeräumt wird.
 
Typische Erreger der Lobärpneumonie
Streptococcus pneumoniae ist der klassische Erreger einer Lobärpneumonie. Eine solche können jedoch auch andere Erreger auslösen, so besonders Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus und Legionellen.
Klebsiella pneumoniae geht häufig mit einer nekrotisierenden Pneumonie einher, bis hin zur Einschmelzung bzw. Abszessbildung. Staphylococcus aureus kann ebenfalls Abszesse, aber auch Pneumatocelen ausbilden. MRSA, die das Panton-Valentin-Leukocidin-Toxin (PVL-Toxin) ausschütten, verursachen akute schwere nekrotisierende Pneumonien.
Legionellen-Pneumonien präsentieren sich häufig als Lobärpneumonien und konfluierende Bronchopneumonien. Das typische Bild besteht in einem leukozytoklastischen Infiltrat durch Neutrophile und Makrophagen, einer Vaskulitis der kleinen Gefäße und Koagulationsnekrosen. In der Silberfärbung können die Bakterien dargestellt werden.

Bronchopneumonien

Die pneumonischen Herde erscheinen in der Schnittfläche unscharf begrenzt, trocken, gekörnt und graurot bis gelb. Das histologische Schädigungsmuster betrifft besonders die Atemwege, mit Nekrosen der Bronchialwände und ausgeprägter Entzündung der kleinen Atemwege (Bronchiolitis). Benachbarte Alveolen sind granulozytär durchsetzt.
Typische Erreger der Bronchopneumonie
Typische Erreger sind Haemophilus influenzae, Staphylococcus aureus und Pseudomonas aeruginosa.
Staphylokokken-Pneumonien imponieren durch eine hämorrhagische Entzündung der Atemwege in Folge der Toxinwirkung.
Pseudomonas-Pneumonien sind durch eine besonders ausgeprägte Schädigung der Atemwege mit Ausbildung von ausgedehnten Nekrosen und von begleitenden Mikroabszessen gekennzeichnet. Die Ausschüttung von Proteasen, besonders Elastasen, führen zu diesem Schädigungsmuster. Mittels KOH können die Elastinfasern im Sekret der Atemwege mikroskopisch nachgewiesen werden.

Interstitielle Pneumonien

Diese imponieren makroskopisch rötlich, es besteht keine Konsolidierung. Die Epithelzellen der Atemwege erscheinen geschädigt bzw. abgelöst. Die Bronchialwände und Alveolarsepten sind lymphoplasmazellulär und histiozytär infiltriert. Ein entzündliches Exsudat findet sich nicht, dafür hyaline Membranen in den Alveolarlichtungen. Zuweilen werden Nekrosen der Bronchialwände und des Alveolarepithels gesehen.
Typische Erreger der interstitiellen Pneumonie
Interstitielle Pneumonien sind häufig Viruspneumonien, insbesondere durch Influenzavirus (Abb. 3 und 4 a, b). Die Lunge bei Influenzavirus-Pneumonie ist volumenvermehrt und die Schnittfläche imponiert ödematös-hämorrhagisch. Influenzaviren schädigen vor allem das Flimmerepithel. Hierdurch ist der Boden für eine bakterielle Superinfektion bereitet. Die Schleimhaut erscheint hyperämisch und ist lymphoplasmazellulär infiltriert. Es finden sich kapilläre Thrombosen und Nekrosen sowie Hämorrhagien. In den Alveolen bilden sich hyaline Beläge im Sinne von Pseudomembranen. Virales Antigen findet sich in Typ 1 und 2 Pneumozyten. Je nach Schweregrad besteht schließlich eine hämorrhagische Bronchopneumonie.
Charakteristisch für andere Virusinfektionen sind Synzytien mit mehrkernigen Riesenzellen bei RS-Viren, eine nekrotisierende peribronchiale Pneumonie bei Adenoviren sowie die Ausbildung mehrkerniger Riesenzellen bei Varizella-Zoster-Viren.
Neben Viren bilden auch andere sogenannte „atypische“ Erreger wie Mycoplasma pneumoniae, Chlamydien und Coxiella burnetii typischerweise interstitielle Pneumonien aus.
Mycoplasmen adherieren an der Schleimhaut der oberen und unteren Atemwege und schädigen das Epithel durch Ausschüttung von freien Radikalen. Pneumonien sind charakterisiert durch ein interstitielles Infiltrat aus Makrophygen, Lymphozyten und Plasmazellen. Die Lumina der Bronchien und Bronchiolen enthalten Material aus zugrunde gegangenen Granulozyten, Epithelzellen sowie Mukus und Fibrin.
Coxiellen-Pneumonien gehen mit einer lympho-plasmazellulären Infiltration sowie Granulombildung einher; eine granulozytäre Inflammation besteht hier nicht.

Mischformen

Naturgemäß können Mischformen dieser drei Typen in jeder Form vorkommen.

Pathologie der Pneumonie heute

Die Lobärpneumonie ist auch heute noch häufig, nimmt allerdings durch die antimikrobielle Therapie einen anderen, deutlich abgekürzten und häufig weniger schweren Verlauf. Todesfälle sind vergleichsweise deutlich seltener. Statt einer „Lyse“ ab dem 7. Tag geschieht im häufigsten Falle eines Therapieansprechens klinisch eine Entfieberung mit klinischer Besserung nach 24 bis 72 h. Histologische Proben aus Lungenbiopsien werden in dieser Konstellation nie generiert. Dies und der allgemeine Rückgang der Sektionshäufigkeit begründet, dass Lobärpneumonien in klassischer Form auf dem Sektionstisch daher heute nur noch sehr selten angetroffen werden.
Häufiger sind Fälle, die durch eine längere Intensivtherapie ein Mischbild von Pneumonietypen (Lobär- oder Bronchopneumonie) aufweisen (Abb. 1 und 2).
Histologisch findet sich in der Regel ein fokales, die Alveolarlichtungen ausfüllendes eitriges Exsudat, das auch auf die Bronchioli übergreift. Das Bronchial- und Alveolarepithel ist reaktiv-entzündlich alteriert. Es besteht zum Teil eine Abschilferung des Alveolarepithels in die Alveolarlichtungen. Die Kohn´schen Poren sind erweitert. Auf der Pleura visceralis finden sich oft Fibrinabscheidungen.
Des Weiteren finden sich häufig alle Formen des Alveolarzellschadens („diffuse alveolar damage“, DAD) als Korrelat eines klinischen ARDS-Syndroms (Abb. 5 und 6).
Histologisch besteht in der frühen Phase (1.–5. Tag) des DAD ein interstitielles Ödem und in den Alveolarlichtungen finden sich hyaline Membranen mit wenigen Alveolarmakrophagen, eiweißreichem Exsudat und abgeschilferten Alveolarepithelzellen. In der späteren Phase sind im Interstitium lymphoplasmazelluläre Infiltrate und Makrophagen nachweisbar. Das Alveolarepithel zeigt eine kubische Transformation und Proliferation der Pneumozyten vom Typ 2. Das Exsudat und die hyalinen Membranen werden von Makrophagen phagozytiert. In den kleinen Pulmonalgefäßen sind Thromben vorhanden. Es findet eine Proliferation von Fibroblasten statt, die auch die Alveolarlichtungen ausfüllen kann. In der Regel bildet sich wenig Kollagen. Eine fokale Proliferation von Myofibroblasten ist entwickelt. Bei schweren Verläufen kann sich eine ausgeprägte Fibrose ausbilden.
Nicht selten trifft man die „kryptogen-organisierende Pneumonie“ an (COP, früher „Bronchiolitis obliterans mit organisierender Pneumonie“, BOOP), die im Zusammenhang mit der Gewebsrestauration steht und als eine Art „überschießende“ Reparatur angesehen werden kann.
Histologisch sind schon bei der Übersichtsvergrößerung scharf demarkierte Herde erkennbar, die sich mit belüfteten Alveolen abwechseln. Es ist Granulationsgewebe in den Bronchioli, Alveolargängen und in den peribronchiolären Alveolen nachweisbar, das polypenartig in den Lichtungen einragt. Es besteht ein entzündliches Infiltrat aus Lymphozyten, Plasmazellen, Makrophagen und neutrophilen Granulozyten. Das Granulationsgewebe kann vom Bronchialepithel oder Alveolarepithel überkleidet sein, so dass es den Eindruck verleiht, dass es im Interstitium inkorporiert ist. Fokal kann noch geringes Eiweiß- und Fibrinexsudat nachweisbar sein (Abb. 7).
Die Lichtungen der Bronchiolen und Alveolen sind dabei dicht mit Granulationsgewebe ausgefüllt, ohne die Lungenarchitektur zu zerstören.
Literatur
Wesentliche deutschsprachige Lehrbücher mit instruktiven Kapiteln zum Thema „Pneumonie“:
Riede UN, Werner M, Schäger HE (2004) Allgemeine und spezielle Pathologie. Thieme, 5. Aufl.
Sandritter W, Thomas C (1978) Histopatholologie. Lehrbuch und Atlas für die Kurse der allgemeinen und speziellen Pathologie. Schattauer
Thomas C (2010) (Hrsg) Atlas der Infektionskrankheiten: Pathologie – Mikrobiologie – Klinik – Therapie. Schattauer
Lehrbuch der Influenza, in dem auch pathologisch-anatomische Bezüge dargestellt werden:
Haas W (2009) Influenza. Prävention, Diagnostik, Therapie und öffentliche Gesundheit. Urban und Fischer Verlag