Im Fokus dieser Arbeit stand die Analyse von Faktoren, die den Zusammenbau des Flagellenapparates von Legionella pneumophila (Lp) regulieren. Mit einem kombinierten Replikations-/ Überlebensversuchs mit Lp Corby oder Lp Paris und ihren zugehörigen Regulationsmutanten wurde eine verminderte Fitness für dfliA und erstmals für drpoN, dfleQ defiziente Stämme nachgewiesen. Zur Validierung von Microarray-Daten aus Lp Paris wurden wachstumsphasenabhängige Transkriptions- und Translationsanalysen mit Lp Corby Wildtyp und drpoN, dfleQ, dfliA und dflaA defizienten Stämmen durchgeführt. Es wurde gezeigt, dass die basale Expression von fliA in den späteren Phasen unabhängig von RpoN und FleQ stattfindet. In dieser Arbeit konnte erstmals der Transkriptionsstartpunkt des Hauptregulators FliA bestimmt werden. Es zeigte sich eine putative RpoD (S70) Bindungsstelle. Ein Modell zur Regulation der fliA Expression wurde weiterentwickelt. Demnach kommt es in der exponentiellen Phase durch das Zusammenwirken von RpoD und DksA, aber unabhängig von FleQ, zur basalen fliA Promotoraktivität. Durch den Übergang in die transmissive Phase und direkte oder indirekte Interaktion mit FleQ sowie dem Alarmon ppGpp scheint es zu einem Austausch des Sigmafaktors S70 gegen SS und zu einer Aktivierung der fliA Expression zu kommen. Elektronenmikroskopische Studien zeigten, dass drpoN und dfleQ defiziente Mutanten wahrscheinlich aufgrund des fehlenden Basalkörpers nicht flagelliert sind. Mutanten für dfliA, dflaA und dfliD hatten ebenfalls keine Flagelle, zeigten aber eine ungewöhnliche, gerade Hook Struktur, die den Zusammenbau des Basalkörpers demonstriert. Weiterhin wurden durch in silico Studien 15 Legionella Spezies in Bezug auf das Flagellensystem und ein putatives Chemotaxissystem untersucht. So konnte L. oakridgensis als erste Art ohne beide Systeme sequenziert werden. Andererseits konnten mit LLAP12, L. bozemanii, L. gormanii und L. lytica Stämme beschrieben werden, die beide Systeme tragen. / This work focused on the analysis of factors contributing to the regulation of the flagellum self-assembly of Legionella pneumophila (Lp). With a combined replication/survival assay with Lp Corby or Lp Paris and their corresponding regulatory mutants a reduced fitness could be verified for dfliA and for the first time for drpoN, dfleQ deficient strains. For validation of microarray-data for Lp Paris with strain Lp Corby a growth phase dependent analysis of transcription and translation rates was done with wild-type and the drpoN, dfleQ, dfliA and dflaA deficient strains. A regulation of basal fliA expression independently from RpoN and FleQ was shown in the later growth phases. Furthermore the transcriptional start site of fliA could be shown for the first time. A RpoD (S70) binding site could be identified. According to a further developed model for the regulation of the fliA expression RpoD and DksA lead to a basal fliA promotor activity, independently from FleQ. Most likely, during transition to stationary phase, direct or indirect interaction with FleQ and the alarmone ppGpp results in the exchange of the sigma factor S70 and the binding of RpoS. This leads to the activation of fliA expression. Electron microscopic studies revealed that drpoN and dfleQ deficient mutants are not flagellated caused by the missing basal body. Mutants of dfliA, dflaA and dfliD were also aflagellated, but there was a uncommon straight hook structure visible which demonstrates a filament-independent assembly of the basal body. Furthermore, in silico analysis was done with 15 Legionella species with regard to the flagellum regulation system and a putative chemotaxis system. Analysis revealed that the strain L. oakridgensis is the first strain lacking both systems. On the other hand the strains LLAP12, L. bozemanii, L. gormanii and L. lytica could be characterized as strains carrying both systems.

Legionella pneumophila ist der Erreger der Legionärskrankheit. Die Pathogenität des Bakteriums basiert auf seiner Fähigkeit innerhalb menschlicher Lungenzellen zu überleben und sich zu vermehren. Demzufolge ist L. pneumophila nicht nur interessant als wichtiges Pathogen, sondern kann auch als Sonde verwendet werden, um allgemeine intrazelluläre Ereignisse zu untersuchen. Ein Beispiel hierfür ist die, durch das Pathogen gestörte, intrazelluläre Kommunikation zwischen den Organellen des endoplasmatischen Retikulums (ER) und dem Golgi Apparat (GA). In der vorliegenden Studie schlagen wir ein neues Modell vor, wie das Bakterium erfolgreich seine replikative Nische, die Legionella Vakuole (LV), innerhalb des Zytosols aufbauen könnte, um seine Ausbreitung zu garantieren. Um die Mechanismen für die erfolgreiche Ausbeutung der Wirtszelle gezielt untersuchen zu können, haben wir mit Hilfe von siRNA spezifisch verschiedene Wirtszellproteinen herunterreguliert und den Einfuß der Abwesenheit dieser Proteine auf die Vermehrung von L. pneumophila gemessen. Die Ergebnisse wiesen darauf hin, dass die LV möglicherweise den Golgi Apparat imitiert und auf diese Weise den zellulären Vesikeltransport umleitet. Diese Theorie wurde durch in silico Ergebnisse unterstützt, die in der Proteinsequenz des Legionella Effektor-Proteins LidA, das auf der Vakuole lokalisiert ist, ein SNARE-ähnliches Motiv zeigte. Dies weist auf ein auf der Vakuole lokalisiertes SNARE-Erkennungsmotiv hin, das notwendig sein könnte, um zelluläre Transportvesikel zu koppeln. Aus dem Wissen heraus, dass L. pneumophila in der Lage ist, die Aktivierung der zellulären Proteine Arf1 und Rab1 durch Phosphorylierung und Dephosphorylierung zu regulieren, machten wir uns auf die Suche nach Proteinen, die auf Infektion hin modifiziert werden. Die Kommunikation von Wirt und Pathogen über Phosphorylierung ist bekannt im Bezug auf pathogenspezifische Modifikation des Zytoskeletts und Signalkaskaden in der Anti-Apoptose. Für diese Studie wurde ein Antikörper verwendet, der spezifisch phosphorylierte Tyrosinreste erkennt. Dies resultierte in der Detektion einer Serin-Threonin-Kinase in der Amöbe Acanthamöba castellanii, die an einem Tyrosinrest phosphoryliert ist. Diese Amöben-Kinase wies in silico Homologie zu der humanen GS-Kinase 3 des Wnt-Signalwegs, bekannt aus der Forschung der embronalen Entwicklung bei Drosophila, auf. Der letzte Teil dieser Arbeit konzentrierte sich auf die, durch eine L. pneumophila-Infektion ausgelöste, anti-apoptotische Signalkaskade. Es ist bekannt, dass auf eine Infektion hin NF-kappaB aktiviert wird. Dies führt dazu, dass p65 in den Zellkern wandert und dort als Transkriptionsfaktor aktiv wird. Diese Translokation geschieht in 2 zeitversetzten Phasen. Eine Aktivierungsspitze wird nach dem Kontakt mir bakteriellem Flagellin gemessen, gefolgt, von einer dauerhaften Aktivierung, abhängig von einem funktionierenden Dot/ Icm Typ-IV-Translokationssystem. In dieser Arbeit stießen wir auf eine L. pneumophila Mutante, die den Dot/ Icm-Effektor SdbA nicht bildet, und die daraufhin NF-appaB nicht aktivieren kann. Diese Mutante war ebenfalls nicht in der Lage, sich in Epithelzellen zu vermehren. Dies ist außergewöhnlich, da das L. pneumophila Effektor Repertoire so redundant ist, dass die Abwesenheit eines einzigen Effektors selten einen so starken Einfluss auf die Replikation hat. All diese Ergebnisse zeigen zusammengenommen, auf wie vielen verschiedenen Ebenen L. pneumophila in der Lage ist, seine Wirtszelle zu manipulieren, um einerseits die nötige Nische für seine Vermehrung zu etablieren und andererseits die Zelle am Selbstmord zu hindern. Dies geschieht durch Imitation zellulärer Prozesse. / Legionella pneumophila is the causative agent of Legionnaires´ disease. The bacterium’s pathogenicity is based on its ability to survive and multiply efficiently inside human alveolar cells. Therefore, L. pneumophila is not only an important pathogen, but can also be used as a probe to investigate host cell function as for example, in the cellular trafficking pathway. In this study, we establish a new model of how this pathogen efficiently constructs its replicative niche, the Legionella containing vacuole (LCV), inside the host cytosol, enabling its dissemination. To investigate the mechanisms that lead to effective exploitation of the host cell, we down-regulated specific host cellular proteins via siRNA technology and measured the subsequent impact on L. pneumophila replication. The results suggest that the LCV mimicks the Golgi apparatus and via this mechanism hijacks host cellular vesicular trafficking. The L. pneumophila secreted effector protein LidA, located within the LCV, is shown to have a SNARE-like motif, suggesting a SNARE like sole connected to the LCV. Since it is known that cellular signalling proteins are controlled via phosphorylation and dephosphorylation, we went on to search for specifically modulated host cell proteins after L. pneumophila infection. The cross-talk of the pathogen with its host via phosphorylation has been connected to several sub-cellular activities leading to, for instance, cytoskeleton rearrangement and signalling events including anti-apoptosis pathways. Here we used a phosphorylated tyrosine antibody resulting in the detection of an amoeba serine-threonine-kinase, phosphorylated at its tyrosine residue. This kinase shows homologies to the human GSK3 of the wnt-signalling pathway. (“Wnt“ is merged from the names of the homologues genes Wg (Drosophila melanogaster) and Int (mouse) both employed in evolutionary developement.) The final part of this work concentrated on anti-apoptotic signalling events induced upon L. pneumophila infection. It is known that during L. pneumophila infection the activation of NF-kappaB and subsequent translocation of p65 from the cytosol into the nucleus follows a biphasic pattern. One short peak of activation is induced upon contact with bacterial flagellin, succeeded by a permanent Dot/ Icm type IV secretion system-dependent activation. In this study, we found the L. pneumophila mutant lacking the Dot/ Icm effector SdbA to be unable to activate NF-kappaB. This mutant also showed impaired growth in epithelial cells. This is remarkable due to the high redundancy of the L. pneumophila effector system, meaning deletion of a single effector rarely has such a big impact on replication. Taken together this work demonstrates, the manifold ways in which L. pneumophila on the one hand side establishes its niche to ensure replication and on the other hand side to bars its host cell from suicide. All of this is managed by mimicking cellular processes.

Les espèces bactériennes exhibent plusieurs états de structure de populations pouvant varier de clonale à panmictique selon l'importance des transferts horizontaux et la nature de leur écosystème. Dans mon travail de thèse, je me suis intéressé à trois espèces bactériennes, Staphylococcus aureus, Legionella pneumophila et Pseudomonas aeruginosa qui reflètent trois situations différentes. Afin de pouvoir décrire de façon rapide de grandes collections de souches, j'ai utilisé comme marqueurs de diversité le polymorphisme de séquences répétées en tandem appelées VNTRs, pour Variable Number Tandem Repeat. La méthode MLVA, ou Multiple Loci VNTR Analysis, est une méthode de typage moléculaire qui s’appuie sur l’étude concomitante du polymorphisme de plusieurs loci VNTRs. Dans un premier temps, j'ai conçu des protocoles de typage automatisés pour les trois espèces considérées, puis j'ai appliqué ces outils pour traiter de questions d'épidémiologie. S. aureus, espèce à structure clonale, est un pathogène majeur responsable notamment de toxi-infections alimentaires collectives (TIAC). Les travaux réalisés ont permis de démontrer la spécificité d’hôte de certains complexes clonaux et l’origine humaine des cas de TIAC. L. pneumophila est un pathogène de l’environnement dont la structure de population est atypique : présumée panmictique dans la nature, la bactérie semble connaitre une évolution clonale lorsque son écosystème est restreint, dans un milieu anthropique par exemple. L’étude épidémiologique menée sur la population de L. pneumophila dans la ville de Rennes a mis en évidence la présence d’un écotype, non impliqué dans les cas cliniques épidémiques, particulièrement adapté aux réseaux d’eau. P. aeruginosa, modèle de bactérie panmictique, colonise les bronches de patients atteints de mucoviscidose. Le suivi longitudinal de patients indique que les souches installées sont persistantes et quasi-exclusive de la niche qu’elles occupent. L’exploration de cette diversité du monde bactérien est un préalable à l’investigation épidémiologique des maladies infectieuses. Avec un même outil moléculaire de première intention, cette thèse retrace l’épidémiologie et la structure de trois espèces bactériennes très différentes. L’adaptation à un nouvel environnement (hôte animal, niche écologique, organe) est l'occasion d'expansions clonales. / Bacterial species exhibit diversity in their population structure varying from clonal to panmictic according to the abundance of horizontal transfer and the nature of their ecosystem. During my PhD, I focused on three bacterial species, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Legionella pneumophila, which reflect three different situations. To perform the characterisation of large strain collections, I studied the polymorphism of molecular markers called VNTRs for Variable Number Tandem Repeat. MLVA (Multiple Loci VNTR Analysis) is a PCR based typing method that relies on the concomitant analysis of several VNTRs loci. Initially, I designed automated typing protocols for the three species, then I applied these tools to address issues of epidemiology. S. aureus, a clonal species, is a major cause of food poisoning. The present work confirmed the existence of host-specific clonal complexes and demonstrated the predominantly human origin of foodborne disease cases. L. pneumophila is an environmental pathogen whose population structure is atypical: it is presumed panmictic in the environment but the bacterium expands clonally when the ecosystem is restricted, in an anthropogenic habitat for instance. A long-term epidemiological monitoring of L. pneumophila populations in the city of Rennes highlighted the presence of an ecotype, not involved in epidemic cases, particularly adapted to hot water supply systems. P. aeruginosa, a well-described panmictic bacterium, colonizes CF patients’ airways. The longitudinal monitoring of patients provided evidence that the settled strains were persistent and exhibited strong exclusivity for the occupied niche. Exploring the bacterial world diversity is a prerequisite for epidemiological investigation of infectious diseases. Using a first-line molecular tool, these works trace the epidemiology and the population structure of three bacterial species. The adaptation to a new environment (animal host, ecological niche, organ) generally results in clonal expansions.

Introdução: O diagnóstico microbiológico da infecção por Legionella é complexo, pois a bactéria não é visualizada à coloração de Gram no escarro, e sua cultura não é realizada na maioria dos laboratórios clínicos. A imunofluorescência direta nas secreções respiratórias tem baixa sensibilidade, em torno de 40% e a técnica da “PCR” não é ainda recomendada para o diagnóstico clínico (CDC, 1997). A detecção de anticorpos no soro é a técnica mais utilizada, e o critério definitivo é a soroconversão para no mínimo 1:128, cuja sensibilidade é de 70 a 80% (Edelstein, 1993). Como critérios diagnósticos de possível pneumonia por Legionella, eram utilizados: título único de anticorpos a L pneumophila positivo na diluição 1:256, em paciente com quadro clínico compatível (CDC, 1990) e o achado de antígeno a Legionella na urina (WHO, 1990). Nos últimos anos, porém, com o uso crescente do teste de antigenúria, foram detectados casos de pneumonia por Legionella, que não eram diagnosticados por cultura ou sorologia, tornando-o método diagnóstico de certeza para o diagnóstico de pneumonia por Legionella (CDC, 1997). Por sua fácil execução, resultado imediato, e alta sensibilidade - de 86% a 98% (Kashuba & Ballow, 1986; Harrison & Doshi, 2001), tem sido recomendado para o diagnóstico das PAC que necessitam internação hospitalar (Mulazimoglu & Yu, 2001; Gupta et al., 2001; Marrie, 2001), especialmente em UTI (ATS, 2001). Vários estudos documentaram baixo valor preditivo positivo do título único positivo de 1:256, tornando-o sem valor para o diagnóstico da pneumonia por Legionella, exceto, talvez, em surtos (Plouffe et al., 1995). Outros detectaram alta prevalência de anticorpos positivos na diluição 1:256 na população, em pessoas normais (Wilkinson et al., 1983; Nichol et al., 1991). A partir de 1996, o CDC de Atlanta recomendou que não seja mais utilizado o critério de caso provável de infecção por Legionella pneumophila por título único de fase convalescente ≥1:256, por falta de especificidade(CDC, 1997). A pneumonia por Legionella é raramente diagnosticada, e sua incidência é subestimada. Em estudos de PAC, a incidência da pneumonia por Legionella nos EUA, Europa, Israel e Austrália, foi estimada entre 1% a 16% (Muder & Yu, 2000). Nos EUA, foi estimado que cerca de 8 000 a 23 000 casos de PAC por Legionella ocorrem anualmente, em pacientes que requerem hospitalização (Marston et al., 1994 e 1977). No Brasil, a incidência de PAC causadas por Legionella em pacientes hospitalizados é tema de investigação pertinente, ainda não relatado na literatura. Objetivo: detectar a incidência de pneumonias causadas por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6, em pacientes que internaram no Hospital de Clínicas de Porto Alegre por PAC, por um ano. Material e Métodos: o delineamento escolhido foi um estudo de coorte (de incidência), constituída por casos consecutivos de pneumonia adquirida na comunidade que internaram no HCPA de 19 de julho de 2000 a 18 de julho de 2001. Para a identificação dos casos, foram examinados diariamente o registro computadorizado das internações hospitalares, exceto as internações da pediatria e da obstetrícia, sendo selecionados todos os pacientes internados com o diagnóstico de pneumonia e de insuficiência respiratória aguda. Foram excluídos aqueles com menos de 18 anos ou mais de 80 anos; os procedentes de instituições, HIV-positivos, gestantes, pacientes restritos ao leito; e portadores de doença estrutural pulmonar ou traqueostomias. Foram excluídos os pacientes que tivessem tido alta hospitalar nos últimos 15 dias, e aqueles já incluídos no decorrer do estudo. Os pacientes selecionados foram examinados por um pesquisador, e incluídos para estudo se apresentassem infiltrado ao RX de tórax compatível com pneumonia, associado a pelo menos um dos sintomas respiratórios maiores (temperatura axilar > 37,8ºC, tosse ou escarro; ou dois sintomas menores (pleurisia, dispnéia, alteração do estado mental, sinais de consolidação à ausculta pulmonar, mais de 12 000 leucócitos/mm3). O estudo foi previamente aprovado pela Comissão de Ética em Pesquisa do HCPA. Os pacientes eram entrevistados por um pesquisador, dando seu consentimento por escrito, e então seus dados clínicos e laboratoriais eram registrados em protocolo individual. Não houve interferência do pesquisador, durante a internação, exceto pela coleta de urina e de sangue para exame laboratoriais específicos da pesquisa. Os pacientes eram agendados, no ambulatório de pesquisa, num prazo de 4 a 12 semanas após sua inclusão no estudo, quando realizavam nova coleta de sangue, RX de tórax de controle, e outros exames que se fizessem necessários para esclarecimento diagnóstico.Todos os pacientes foram acompanhados por 1 ano, após sua inclusão no estudo.Foram utilizadas a técnica de imunofluorescência indireta para detecção de anticorpos das classes IgG, IgM e IgA a Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6 no soro, em duas amostras, colhidas, respectivamente, na 1ª semana de internação e depois de 4 a 12 semanas; e a técnica imunológica por teste ELISA para a detecção do antígeno de Legionella pneumophila sorogrupo 1 na urina, colhida na primeira semana de internação. As urinas eram armazenadas, imediatamente após sua coleta, em freezer a –70ºC, e depois descongeladas e processadas em grupos de cerca de 20 amostras. A imunofluorescência foi feita no laboratório de doenças Infecciosas da Universidade de Louisville (KY, EUA), em amostras de soro da fase aguda e convalescente, a partir da diluição 1:8; e a detecção do antígeno de Legionella pneumophila sorogrupo 1, nas amostras de urina, foi realizada no laboratório de pesquisa do HCPA, pelos investigadores, utilizando um kit comercial de teste ELISA fabricado por Binax (Binax Legionella Urinary Enzyme Assay, Raritan, EUA). As urinas positivas eram recongeladas novamente, para serem enviadas para confirmação no mesmo laboratório americano, ao fim do estudo. Foram adotados como critérios definitivos de infecção por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6, a soroconversão (elevação de 4 vezes no título de anticorpos séricos entre o soro da fase aguda e da fase convalescente para no mínimo 1:128); ou o achado de antígeno de L pneumophila sorogrupo 1 na urina não concentrada, numa razão superior a 3, conforme instruções do fabricante e da literatura.Os pacientes foram classificados, de acordo com suas características clínicas, em 1º) portadores de doenças crônicas (doenças pulmonares, cardíacas, diabete mellitus, hepatopatias e insuficiência renal); 2º) portadores de doenças subjacentes com imunossupressão; 3º) pacientes hígidos ou com outras doenças que não determinassem insuficiência orgânica. Imunossupressão foi definida como esplenectomia, ser portador de neoplasia hematológica, portador de doença auto-imune, ou de transplante; ou uso de medicação imunossupressora nas 4 semanas anteriores ao diagnóstico (Yu et al., 2002b); ou uso de prednisolona 10 mg/dia ou equivalente nos últimos 3 meses (Lim et al., 2001). As características clínicas e laboratoriais dos pacientes que evoluíram ao óbito por pneumonia foram comparados àquelas dos pacientes que obtiveram cura. Para a análise das variáveis categóricas, utilizou-se o teste qui-quadrado de Pearson ou teste exato de Fisher. Para as variáveis numéricas contínuas, utilizou-se o teste “t“ de Student. Um valor de p< 0,05 foi considerado como resultado estatisticamente significativo (programas SPSS, versão 10). Foi calculada a freqüência de mortes por pneumonia na população estudada, adotando-se a alta hospitalar como critério de cura. Foi calculada a incidência cumulativa para pneumonia por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6, em um hospital geral, no período de 1 ano. Resultados: durante um ano de estudo foram examinados 645 registros de internação, nos quais constavam, como motivo de baixa hospitalar, o diagnóstico de pneumonia ou de insuficiência respiratória aguda; a maioria desses diagnósticos iniciais não foram confirmados. Desses 645 pacientes, foram incluídos no estudo 82 pacientes, nos quais os critérios clínicos ou radiológicos de pneumonia foram confirmados pelos pesquisadores. Durante o acompanhamento desses pacientes, porém, foram excluídos 23 pacientes por apresentarem outras patologias que mimetizavam pneumonia: DPOC agudizado (5), insuficiência cardíaca (3), tuberculose pulmonar (2), colagenose (1), fibrose pulmonar idiopática (1), edema pulmonar em paciente com cirrose (1), somente infecçâo respiratória em paciente com sequelas pulmonares (4); ou por apresentarem critérios de exclusão: bronquiectasias (4), HIV positivo (1), pneumatocele prévia (1). Ao final, foram estudados 59 pacientes com pneumonia adquirida na comunidade, sendo 20 do sexo feminino e 39 do sexo masculino, com idade entre 24 e 80 anos (média de 57,6 anos e desvio padrão de ±10,6). Tivemos 36 pacientes com doenças subjacentes classificadas como “doenças crônicas”, dos quais 18 pacientes apresentavam mais de uma co-morbidade, por ordem de prevalência: doenças pulmonares, cardíacas, diabete mellitus, hepatopatias e insuficiência renal; neoplasias ocorreram em 9 pacientes, sendo sólidas em 7 pacientes e hematológicas em 2. Dos 59 pacientes, 61% eram tabagistas e 16,9%, alcoolistas. Do total, 10 pacientes apresentavam imunossupressão. Dos demais 13 pacientes, somente um era previamente hígido, enquanto os outros apresentavam tabagismo, sinusite, anemia, HAS, gota, ou arterite de Takayasu. A apresentação radiológica inicial foi broncopneumonia em 59,3% dos casos; pneumonia alveolar ocorreu em 23,7% dos casos, enquanto ambos padrões ocorreram em 15,2% dos pacientes. Pneumonia intersticial ocorreu em somente um caso, enquanto broncopneumonia obstrutiva ocorreu em 5 pacientes (8,5%). Derrame pleural ocorreu em 22% dos casos, e em 21 pacientes (35%) houve comprometimento de mais de um lobo ao RX de tórax. Foram usados beta-lactâmicos para o tratamento da maioria dos pacientes (72,9%9). A segunda classe de antibióticos mais usados foi a das fluoroquinolonas respiratórias, que foram receitadas para 23 pacientes (39,0%), e em 3º lugar, os macrolídeos, usados por 11 pacientes (18,6%). Apenas 16 pacientes não usaram beta-lactâmicos, em sua maioria recebendo quinolonas ou macrolídeos. Dos 43 pacientes que usaram beta-lactâmicos, 25 não usaram nem macrolídeos, nem quinolonas. Em 13 pacientes as fluoroquinolonas respiratórias foram as únicas drogas usadas para o tratamento da pneumonia. Do total, 8 pacientes foram a óbito por pneumonia; em outros 3 pacientes, o óbito foi atribuído a neoplasia em estágio avançado. Dos 48 pacientes que obtiveram cura, 33 (68,7%) estavam vivos após 12 meses. Os resultados da comparação realizada evidenciaram tendência a maior mortalidade no sexo masculino e em pacientes com imunossupressão, porém essa associação não alcançou significância estatística. Os pacientes que usaram somente beta-lactâmicos não apresentaram maior mortalidade do que os pacientes que usaram beta-lactâmicos associados a outras classes de antibióticos ou somente outras classes de antibióticos. Examinando-se os pacientes que utiizaram macrolídeos ou quinolonas em seu regime de tratamento, isoladamente ou combinados a outros antibióticos, observou-se que também não houve diferença dos outros pacientes, quanto à mortalidade. Os pacientes com padrão radiológico de pneumonia alveolar tiveram maior mortalidade, e essa diferença apresentou uma significância limítrofe (p= 0,05). Nossa mortalidade (11,9%) foi similar à de Fang et al. (1990), em estudo clássico de 1991 (13,7%); foi também similar à média de mortalidade das PAC internadas não em UTI (12%), relatada pela ATS, no seu último consenso para o tratamento empírico das PAC (ATS, 2001). Foram detectados 3 pacientes com pneumonia por Legionella pneumophila sorogrupo 1 na população estudada: 2 foram diagnosticados por soroconversão e por antigenúria positiva, e o 3º foi diagnosticado somente pelo critério de antigenúria positiva, tendo sorologia negativa, como alguns autores (McWhinney et al., 2000). Dois pacientes com PAC por Legionella não responderam ao tratamento inicial com beta-lactâmicos, obtendo cura com levofloxacina; o 3º paciente foi tratado somente com betalactâmicos, obtendo cura. Conclusões: A incidência anual de PAC por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6, no HCPA, foi de 5,1%, que representa a incidência anual de PAC por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6 em um hospital geral universitário. Comentários e Perspectivas: Há necessidade de se empregar métodos diagnósticos específicos para o diagnóstico das pneumonias por Legionella em nosso meio, como a cultura, a sorologia com detecção de todas as classes de anticorpos, e a detecção do antígeno urinário, pois somente com o uso simultâneo de técnicas complementares pode-se detectar a incidência real de pneumonias causadas tanto por Legionella pneumophila, como por outras espécies. A detecção do antígeno de Legionella na urina é o teste diagnóstico de maior rendimento, sendo recomendado seu uso em todas as PAC que necessitarem internação hospitalar (Mulazimoglu & Yu, 2001; Gupta et al., 2001); em todos os pacientes com PAC que apresentarem fatores de risco potenciais para legionelose (Marrie, 2001); e para o diagnóstico etiológico das pneumonias graves (ATS, 2001). Seu uso é indicado, com unanimidade na literatura, para a pesquisa de legionelose nosocomial e de surtos de legionelose na comunidade. / Introduction: Legionella infections are difficult to diagnose, because the bacteria is not seen at Gram stain and the sputum culture is not performed at most laboratories. Besides that, the direct fluorescent fluorescent antibody test of respiratory secretion has low sensitivity (40%) and detection by PCR techiques is still not recommended for clinical diagnosis (CDC, 1997). The most used test is antibody detection by immunofluorescence technique or by ELISA, with a demonstration of fourfold or greater rise in the reciprocal immunofluorescente antibody (IFA) titer to greater than or equal to 1:128 against Legionella pneumophila serogroup 1 between paired acute-and convalescent-phase serum specimens, which sensitivity ranges between 70 - 80% (Edelstein, 1993).Case definitions for Legionnaires´disease agreed that patients with pneumonia who have positive results in urinary antigen assays or positive results in the direct fluorescent antibody (DFA) staining of respiratory secretions, had “probable” or presumptive” disease (WHO; 1990), as well as those who have single antibody titers of ≥1:256 (CDC, 1990). The Legionella urinary antigen test have been increasingly used in the last years, showing patients with positive results despite of negative culture tests or non-diagnostic serologies. Since then, the urinary antigen test has became a valuable tool in the prompt diagnosis of Legionnaires´disease, and also a definitive criterion for the diagnosis of Legionella pneumonias (CDC, 1997). Due to its high sensitivity, in the range of 86% to 98% (Kashubba & Ballow, 1986; Harrison & Doshi, 2001), it has been recommended to the diagnosis of community-acquired pneumonia which requires hospitalization (Mulazimoglu & Yu, 2001; Gupta et al, 2001), mainly in the ICU (ATS, 2001). Concerning to the “presumptive” criterion of single antibody title of 1:256, in the absence of seroconversion, it was concluded that it shall not be used except in the outbreak setting, since it has been reported to have low predictive value (Plouffe et al, 1995); and has also low specificity (CDC, 1997), since it has been reported high prevalence of positive antibodies at 1:256 in healthy populations (Wilkinson et al, 1983; Nichol et al, 1991). Legionnaires´disease is markedly undiagnosed, either its incidence underestimated. In several studies of CAP conducted in the USA, Europe, Israel and Australia the proportion of pneumonias caused by Legionella has ranged from 1% to 16% (Muder & Yu, 2000). In USA, the incidence of Legionella CAP in patients requiring hospitalization is estimated between 8000 to 23 000 cases per year (Marston et al, 1994 ; Marston et al, 1997). Such incidence in Brazil has not yet been estimated, being an important issue to study Objective : our goal is to detect the incidence of Legionella CAP in patients requiring hospitalization for a year, at the HCPA. Material and Methods: a cohort study ( an incidence study) of adult patients with CAP who were hospitalized for one year ( from 2000-2001) at HCPA. All patients with age 18≥80 were screened for study entry except: residents in institutions, those disabled to walk, those who had been discharged from hospital in the last 15 days; either pregnant women, HIV-positives, or patients with estructural lung diseases (bronchiectasis, cistic fibrosis) or tracheostomized. Admission logs were screened daily from Monday trough Friday (including the ones who had been hospitalized in the week-end) by the researchers. Patients with an admission diagnosis either of pneumonia or acute respiratory failure were evaluated daily by the researchers, and enrolled if they had a Chest X-Ray taken within 48 hours of admission revealing a new infiltrate consistent with pneumonia and at least 1 of the following “ major criteria” : fever (axillary temperature ≥37,8ºC), cough, or sputum; or 2 of the following “minor criteria”: dyspnea, abnormal mental status, signs of consolidation by examination, pleuritic chest pain or abnormal white blood cell count (> 12.000/cm3 or band forms > 4 % ). Information about risk factors, symptoms and outcome was collected through interview and medical chart review. Urine and serum samples were collected from consenting individuals during the acute fase at the hospital. After discharge, they came to the research ambulatory to consultation 4 to 12 weeks after patient enrollment, when the research doctor asked a new Chest X-Ray and serum sample of the convalescent phase to antibody test, along with other necessary exams. All the survivors were followed for a whole year after their inclusion in the study. Acute and convalescent sera were stored at – 70ºC and sent in dry ice (in a “batch”) to the Infectious Diseases laboratory of University of Louisville ( KY, USA), where they were tested by indirect immunofluorescent assay to IgG, IgM, and IgA antibodies to L pneumophila serogroups1-6, starting at dilution of 1:8. It was used a kit test manufactured by Zeus Scientific, Inc (Raritan, NJ, USA). All the urine samples collected were immediately frozen at –70ºC to be further tested in batches, at the Research lab of HCPA, by the investigators, with a commercial EIA kit test manufactured by Binax (BINAX Legionella Urinary Enzyme Assay). The positive ones were refrozen and further sent in a “batch” to the American laboratory, to be retested by the same kit test. Patients were diagnosed as having definite infection by L pneumophila serogroups 1-6 either if they had a 4-fold rise in antibody titer to at least 1:128 or greater dilution; or if they had positive urinary antigen, performed at our lab as recommended by the manfacturer and by the literature. A comparison was made between the patients who died and the survivors, regarding his clinical and laboratory features. Testing procedures to detect significant differences between groups included the Pearson chi-squared test or Fisher exact tests for categorical variables and Student´s t-test for continuous variables. Associations were considered statistically significant if the p value was < 0,05, using a 2-tailed test (SPSS program, version 10). Death by pneumonia was definite as the patient who died primarily due to the worsening of his lung sickness; thus, was calculated the frequency of deaths in our population. Patients who improved and were discharged, were classified as “cured”. Finally, we calculated the cumulative incidence of CAP caused by Legionella pneumophila serogroups 1-6 in a general hospital, for a year. Results: during a whole year, from 645 hospital admission logs with the diagnosis of pneumonia or acute respiratory failure screened, only 82 cases of CAP were obtained. During the follow up in the hospital or ambulatory, 23 patients were excluded either because Chest X-Ray failed to show a new pulmonary infiltrate (5 patients), alternative diagnosis were made (COPD, 5 patients; heart failure, 3; tuberculosis, 2; colagenosis, 1; idiopathic pulmonary fibrosis, 1). Aditional 6 patients revealed exclusion criteria as being HIV positive (1 patient), to have bronchiectasis (4) or pneumatocele (1). Thus, 59 patients constituted the final study group, being each patient enrolled only once. The mean age was 57,6 years (ranging from 24 to 80), being 20 women and 39 men. Most of them ( 36 patients, 61%) had chronic underlying diseases; half of them had more than one disease, being more prevalent: lung diseases, heart diseases, diabete mellitus, liver diseases and renal failure. Regular cigarette smokers represented 61% of the total, and alcohhol intake, 16,9%. Cancer ocurred in 9 patients, being solid organ malignancy in 7 and haematologic malignancy in 2. From our 59 patients, 10 were classified as immunossupressed, defined as splenectomy, haematological malignancy, autoimmune disease, transplant recipient, cancer chemotherapy within 4 weeks (Yu et al, 2002), or prednisolone use ≥10 mg/day (or equivalent), for at least 3 months before admission (LIM et al, 2001). In the remaining 13 patients, only one was previously healthy, while the others had sinusitis, anemia, hypertension, or other mild diseases. At admission, Chest X-Ray showed intersticial pneumonia in only one patient; bronchopneumonia in 59,3% and airspace pneumonia in 23,7%, while both patterns ocurred concomitantly in 15,2%. Obstructive pneumonia (Fang et al, 1990) ocurred in 5 patients with lung cancer. Pleural effusion ocurred in 22%, and in 21 patients (35%) the presentation was multilobar.The antibiotic class most used were beta-lactams, in 72,9% of the patients. The remaining received at most respiratory quinolones and macrolides. From the group that used beta-lactams, 25 patients did not use either quinolones or macrolides.There were not statistic differences in mortality regarding age, sex, or treatment between the groups who received beta-lactams alone versus the group that received macrolides or respiratory quinolones. The only significant association ocurred between radiographic pattern of airspace pneumonia and greater mortality (p= 0,05). In this study 3 patients had pneumonia caused by Legionella pneumophila serogroup 1: 2 patients had seroconversion and positive antigen urinary test; the third patient had a positive urinary antigen with negative serologies, like some authors (McWHINNEY et al, 2000). The former two patients worsened with beta-lactams, prescribed before the etiological diagnosis, getting resolution of their pneumonia with levofloxacin; the third one used only beta-lactams, getting cure. There were 7 deaths for pneumonia, and 4 deaths for cancer. From 48 survivors, 33 patients (68,7%) were alive after 12 months. Our mortality rate (13,5%) is similar to the one reported in the literature (ATS, 2001). Conclusions: the incidence of hospitalized CAP by Legionella pneumophila serogroups 1-6 in our hospital in the year 2000-2001 was 5,1%, which represents the annual incidence of Legionnaires´ disease in a general hospital of South Brazil. Comments and perspectives: complementary diagnostic methods like culture, serologies to detection of all classes of immunoglobulins and urinary antigen tests shall be used to detect infections by Legionella in our country to detect the real incidence of pneumonias caused by Legionella species. At the moment, the Legionella antigen test has the greatest yeld among the available tests. It is recommended to all hospitalized PAC patients (Mulazimoglu &Yu, 2001; Gupta et al, 2001); and also to all patients who have potential risk factors for legionellosis (Marrie, 2001), as well as to the etiological diagnosis of severe pneumonias (ATS, 2001). Its use is recommended, with unanimity, to the diagnosis of community and nosocomial outbreaks.

Introdução: O diagnóstico microbiológico da infecção por Legionella é complexo, pois a bactéria não é visualizada à coloração de Gram no escarro, e sua cultura não é realizada na maioria dos laboratórios clínicos. A imunofluorescência direta nas secreções respiratórias tem baixa sensibilidade, em torno de 40% e a técnica da “PCR” não é ainda recomendada para o diagnóstico clínico (CDC, 1997). A detecção de anticorpos no soro é a técnica mais utilizada, e o critério definitivo é a soroconversão para no mínimo 1:128, cuja sensibilidade é de 70 a 80% (Edelstein, 1993). Como critérios diagnósticos de possível pneumonia por Legionella, eram utilizados: título único de anticorpos a L pneumophila positivo na diluição 1:256, em paciente com quadro clínico compatível (CDC, 1990) e o achado de antígeno a Legionella na urina (WHO, 1990). Nos últimos anos, porém, com o uso crescente do teste de antigenúria, foram detectados casos de pneumonia por Legionella, que não eram diagnosticados por cultura ou sorologia, tornando-o método diagnóstico de certeza para o diagnóstico de pneumonia por Legionella (CDC, 1997). Por sua fácil execução, resultado imediato, e alta sensibilidade - de 86% a 98% (Kashuba & Ballow, 1986; Harrison & Doshi, 2001), tem sido recomendado para o diagnóstico das PAC que necessitam internação hospitalar (Mulazimoglu & Yu, 2001; Gupta et al., 2001; Marrie, 2001), especialmente em UTI (ATS, 2001). Vários estudos documentaram baixo valor preditivo positivo do título único positivo de 1:256, tornando-o sem valor para o diagnóstico da pneumonia por Legionella, exceto, talvez, em surtos (Plouffe et al., 1995). Outros detectaram alta prevalência de anticorpos positivos na diluição 1:256 na população, em pessoas normais (Wilkinson et al., 1983; Nichol et al., 1991). A partir de 1996, o CDC de Atlanta recomendou que não seja mais utilizado o critério de caso provável de infecção por Legionella pneumophila por título único de fase convalescente ≥1:256, por falta de especificidade(CDC, 1997). A pneumonia por Legionella é raramente diagnosticada, e sua incidência é subestimada. Em estudos de PAC, a incidência da pneumonia por Legionella nos EUA, Europa, Israel e Austrália, foi estimada entre 1% a 16% (Muder & Yu, 2000). Nos EUA, foi estimado que cerca de 8 000 a 23 000 casos de PAC por Legionella ocorrem anualmente, em pacientes que requerem hospitalização (Marston et al., 1994 e 1977). No Brasil, a incidência de PAC causadas por Legionella em pacientes hospitalizados é tema de investigação pertinente, ainda não relatado na literatura. Objetivo: detectar a incidência de pneumonias causadas por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6, em pacientes que internaram no Hospital de Clínicas de Porto Alegre por PAC, por um ano. Material e Métodos: o delineamento escolhido foi um estudo de coorte (de incidência), constituída por casos consecutivos de pneumonia adquirida na comunidade que internaram no HCPA de 19 de julho de 2000 a 18 de julho de 2001. Para a identificação dos casos, foram examinados diariamente o registro computadorizado das internações hospitalares, exceto as internações da pediatria e da obstetrícia, sendo selecionados todos os pacientes internados com o diagnóstico de pneumonia e de insuficiência respiratória aguda. Foram excluídos aqueles com menos de 18 anos ou mais de 80 anos; os procedentes de instituições, HIV-positivos, gestantes, pacientes restritos ao leito; e portadores de doença estrutural pulmonar ou traqueostomias. Foram excluídos os pacientes que tivessem tido alta hospitalar nos últimos 15 dias, e aqueles já incluídos no decorrer do estudo. Os pacientes selecionados foram examinados por um pesquisador, e incluídos para estudo se apresentassem infiltrado ao RX de tórax compatível com pneumonia, associado a pelo menos um dos sintomas respiratórios maiores (temperatura axilar > 37,8ºC, tosse ou escarro; ou dois sintomas menores (pleurisia, dispnéia, alteração do estado mental, sinais de consolidação à ausculta pulmonar, mais de 12 000 leucócitos/mm3). O estudo foi previamente aprovado pela Comissão de Ética em Pesquisa do HCPA. Os pacientes eram entrevistados por um pesquisador, dando seu consentimento por escrito, e então seus dados clínicos e laboratoriais eram registrados em protocolo individual. Não houve interferência do pesquisador, durante a internação, exceto pela coleta de urina e de sangue para exame laboratoriais específicos da pesquisa. Os pacientes eram agendados, no ambulatório de pesquisa, num prazo de 4 a 12 semanas após sua inclusão no estudo, quando realizavam nova coleta de sangue, RX de tórax de controle, e outros exames que se fizessem necessários para esclarecimento diagnóstico.Todos os pacientes foram acompanhados por 1 ano, após sua inclusão no estudo.Foram utilizadas a técnica de imunofluorescência indireta para detecção de anticorpos das classes IgG, IgM e IgA a Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6 no soro, em duas amostras, colhidas, respectivamente, na 1ª semana de internação e depois de 4 a 12 semanas; e a técnica imunológica por teste ELISA para a detecção do antígeno de Legionella pneumophila sorogrupo 1 na urina, colhida na primeira semana de internação. As urinas eram armazenadas, imediatamente após sua coleta, em freezer a –70ºC, e depois descongeladas e processadas em grupos de cerca de 20 amostras. A imunofluorescência foi feita no laboratório de doenças Infecciosas da Universidade de Louisville (KY, EUA), em amostras de soro da fase aguda e convalescente, a partir da diluição 1:8; e a detecção do antígeno de Legionella pneumophila sorogrupo 1, nas amostras de urina, foi realizada no laboratório de pesquisa do HCPA, pelos investigadores, utilizando um kit comercial de teste ELISA fabricado por Binax (Binax Legionella Urinary Enzyme Assay, Raritan, EUA). As urinas positivas eram recongeladas novamente, para serem enviadas para confirmação no mesmo laboratório americano, ao fim do estudo. Foram adotados como critérios definitivos de infecção por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6, a soroconversão (elevação de 4 vezes no título de anticorpos séricos entre o soro da fase aguda e da fase convalescente para no mínimo 1:128); ou o achado de antígeno de L pneumophila sorogrupo 1 na urina não concentrada, numa razão superior a 3, conforme instruções do fabricante e da literatura.Os pacientes foram classificados, de acordo com suas características clínicas, em 1º) portadores de doenças crônicas (doenças pulmonares, cardíacas, diabete mellitus, hepatopatias e insuficiência renal); 2º) portadores de doenças subjacentes com imunossupressão; 3º) pacientes hígidos ou com outras doenças que não determinassem insuficiência orgânica. Imunossupressão foi definida como esplenectomia, ser portador de neoplasia hematológica, portador de doença auto-imune, ou de transplante; ou uso de medicação imunossupressora nas 4 semanas anteriores ao diagnóstico (Yu et al., 2002b); ou uso de prednisolona 10 mg/dia ou equivalente nos últimos 3 meses (Lim et al., 2001). As características clínicas e laboratoriais dos pacientes que evoluíram ao óbito por pneumonia foram comparados àquelas dos pacientes que obtiveram cura. Para a análise das variáveis categóricas, utilizou-se o teste qui-quadrado de Pearson ou teste exato de Fisher. Para as variáveis numéricas contínuas, utilizou-se o teste “t“ de Student. Um valor de p< 0,05 foi considerado como resultado estatisticamente significativo (programas SPSS, versão 10). Foi calculada a freqüência de mortes por pneumonia na população estudada, adotando-se a alta hospitalar como critério de cura. Foi calculada a incidência cumulativa para pneumonia por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6, em um hospital geral, no período de 1 ano. Resultados: durante um ano de estudo foram examinados 645 registros de internação, nos quais constavam, como motivo de baixa hospitalar, o diagnóstico de pneumonia ou de insuficiência respiratória aguda; a maioria desses diagnósticos iniciais não foram confirmados. Desses 645 pacientes, foram incluídos no estudo 82 pacientes, nos quais os critérios clínicos ou radiológicos de pneumonia foram confirmados pelos pesquisadores. Durante o acompanhamento desses pacientes, porém, foram excluídos 23 pacientes por apresentarem outras patologias que mimetizavam pneumonia: DPOC agudizado (5), insuficiência cardíaca (3), tuberculose pulmonar (2), colagenose (1), fibrose pulmonar idiopática (1), edema pulmonar em paciente com cirrose (1), somente infecçâo respiratória em paciente com sequelas pulmonares (4); ou por apresentarem critérios de exclusão: bronquiectasias (4), HIV positivo (1), pneumatocele prévia (1). Ao final, foram estudados 59 pacientes com pneumonia adquirida na comunidade, sendo 20 do sexo feminino e 39 do sexo masculino, com idade entre 24 e 80 anos (média de 57,6 anos e desvio padrão de ±10,6). Tivemos 36 pacientes com doenças subjacentes classificadas como “doenças crônicas”, dos quais 18 pacientes apresentavam mais de uma co-morbidade, por ordem de prevalência: doenças pulmonares, cardíacas, diabete mellitus, hepatopatias e insuficiência renal; neoplasias ocorreram em 9 pacientes, sendo sólidas em 7 pacientes e hematológicas em 2. Dos 59 pacientes, 61% eram tabagistas e 16,9%, alcoolistas. Do total, 10 pacientes apresentavam imunossupressão. Dos demais 13 pacientes, somente um era previamente hígido, enquanto os outros apresentavam tabagismo, sinusite, anemia, HAS, gota, ou arterite de Takayasu. A apresentação radiológica inicial foi broncopneumonia em 59,3% dos casos; pneumonia alveolar ocorreu em 23,7% dos casos, enquanto ambos padrões ocorreram em 15,2% dos pacientes. Pneumonia intersticial ocorreu em somente um caso, enquanto broncopneumonia obstrutiva ocorreu em 5 pacientes (8,5%). Derrame pleural ocorreu em 22% dos casos, e em 21 pacientes (35%) houve comprometimento de mais de um lobo ao RX de tórax. Foram usados beta-lactâmicos para o tratamento da maioria dos pacientes (72,9%9). A segunda classe de antibióticos mais usados foi a das fluoroquinolonas respiratórias, que foram receitadas para 23 pacientes (39,0%), e em 3º lugar, os macrolídeos, usados por 11 pacientes (18,6%). Apenas 16 pacientes não usaram beta-lactâmicos, em sua maioria recebendo quinolonas ou macrolídeos. Dos 43 pacientes que usaram beta-lactâmicos, 25 não usaram nem macrolídeos, nem quinolonas. Em 13 pacientes as fluoroquinolonas respiratórias foram as únicas drogas usadas para o tratamento da pneumonia. Do total, 8 pacientes foram a óbito por pneumonia; em outros 3 pacientes, o óbito foi atribuído a neoplasia em estágio avançado. Dos 48 pacientes que obtiveram cura, 33 (68,7%) estavam vivos após 12 meses. Os resultados da comparação realizada evidenciaram tendência a maior mortalidade no sexo masculino e em pacientes com imunossupressão, porém essa associação não alcançou significância estatística. Os pacientes que usaram somente beta-lactâmicos não apresentaram maior mortalidade do que os pacientes que usaram beta-lactâmicos associados a outras classes de antibióticos ou somente outras classes de antibióticos. Examinando-se os pacientes que utiizaram macrolídeos ou quinolonas em seu regime de tratamento, isoladamente ou combinados a outros antibióticos, observou-se que também não houve diferença dos outros pacientes, quanto à mortalidade. Os pacientes com padrão radiológico de pneumonia alveolar tiveram maior mortalidade, e essa diferença apresentou uma significância limítrofe (p= 0,05). Nossa mortalidade (11,9%) foi similar à de Fang et al. (1990), em estudo clássico de 1991 (13,7%); foi também similar à média de mortalidade das PAC internadas não em UTI (12%), relatada pela ATS, no seu último consenso para o tratamento empírico das PAC (ATS, 2001). Foram detectados 3 pacientes com pneumonia por Legionella pneumophila sorogrupo 1 na população estudada: 2 foram diagnosticados por soroconversão e por antigenúria positiva, e o 3º foi diagnosticado somente pelo critério de antigenúria positiva, tendo sorologia negativa, como alguns autores (McWhinney et al., 2000). Dois pacientes com PAC por Legionella não responderam ao tratamento inicial com beta-lactâmicos, obtendo cura com levofloxacina; o 3º paciente foi tratado somente com betalactâmicos, obtendo cura. Conclusões: A incidência anual de PAC por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6, no HCPA, foi de 5,1%, que representa a incidência anual de PAC por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6 em um hospital geral universitário. Comentários e Perspectivas: Há necessidade de se empregar métodos diagnósticos específicos para o diagnóstico das pneumonias por Legionella em nosso meio, como a cultura, a sorologia com detecção de todas as classes de anticorpos, e a detecção do antígeno urinário, pois somente com o uso simultâneo de técnicas complementares pode-se detectar a incidência real de pneumonias causadas tanto por Legionella pneumophila, como por outras espécies. A detecção do antígeno de Legionella na urina é o teste diagnóstico de maior rendimento, sendo recomendado seu uso em todas as PAC que necessitarem internação hospitalar (Mulazimoglu & Yu, 2001; Gupta et al., 2001); em todos os pacientes com PAC que apresentarem fatores de risco potenciais para legionelose (Marrie, 2001); e para o diagnóstico etiológico das pneumonias graves (ATS, 2001). Seu uso é indicado, com unanimidade na literatura, para a pesquisa de legionelose nosocomial e de surtos de legionelose na comunidade. / Introduction: Legionella infections are difficult to diagnose, because the bacteria is not seen at Gram stain and the sputum culture is not performed at most laboratories. Besides that, the direct fluorescent fluorescent antibody test of respiratory secretion has low sensitivity (40%) and detection by PCR techiques is still not recommended for clinical diagnosis (CDC, 1997). The most used test is antibody detection by immunofluorescence technique or by ELISA, with a demonstration of fourfold or greater rise in the reciprocal immunofluorescente antibody (IFA) titer to greater than or equal to 1:128 against Legionella pneumophila serogroup 1 between paired acute-and convalescent-phase serum specimens, which sensitivity ranges between 70 - 80% (Edelstein, 1993).Case definitions for Legionnaires´disease agreed that patients with pneumonia who have positive results in urinary antigen assays or positive results in the direct fluorescent antibody (DFA) staining of respiratory secretions, had “probable” or presumptive” disease (WHO; 1990), as well as those who have single antibody titers of ≥1:256 (CDC, 1990). The Legionella urinary antigen test have been increasingly used in the last years, showing patients with positive results despite of negative culture tests or non-diagnostic serologies. Since then, the urinary antigen test has became a valuable tool in the prompt diagnosis of Legionnaires´disease, and also a definitive criterion for the diagnosis of Legionella pneumonias (CDC, 1997). Due to its high sensitivity, in the range of 86% to 98% (Kashubba & Ballow, 1986; Harrison & Doshi, 2001), it has been recommended to the diagnosis of community-acquired pneumonia which requires hospitalization (Mulazimoglu & Yu, 2001; Gupta et al, 2001), mainly in the ICU (ATS, 2001). Concerning to the “presumptive” criterion of single antibody title of 1:256, in the absence of seroconversion, it was concluded that it shall not be used except in the outbreak setting, since it has been reported to have low predictive value (Plouffe et al, 1995); and has also low specificity (CDC, 1997), since it has been reported high prevalence of positive antibodies at 1:256 in healthy populations (Wilkinson et al, 1983; Nichol et al, 1991). Legionnaires´disease is markedly undiagnosed, either its incidence underestimated. In several studies of CAP conducted in the USA, Europe, Israel and Australia the proportion of pneumonias caused by Legionella has ranged from 1% to 16% (Muder & Yu, 2000). In USA, the incidence of Legionella CAP in patients requiring hospitalization is estimated between 8000 to 23 000 cases per year (Marston et al, 1994 ; Marston et al, 1997). Such incidence in Brazil has not yet been estimated, being an important issue to study Objective : our goal is to detect the incidence of Legionella CAP in patients requiring hospitalization for a year, at the HCPA. Material and Methods: a cohort study ( an incidence study) of adult patients with CAP who were hospitalized for one year ( from 2000-2001) at HCPA. All patients with age 18≥80 were screened for study entry except: residents in institutions, those disabled to walk, those who had been discharged from hospital in the last 15 days; either pregnant women, HIV-positives, or patients with estructural lung diseases (bronchiectasis, cistic fibrosis) or tracheostomized. Admission logs were screened daily from Monday trough Friday (including the ones who had been hospitalized in the week-end) by the researchers. Patients with an admission diagnosis either of pneumonia or acute respiratory failure were evaluated daily by the researchers, and enrolled if they had a Chest X-Ray taken within 48 hours of admission revealing a new infiltrate consistent with pneumonia and at least 1 of the following “ major criteria” : fever (axillary temperature ≥37,8ºC), cough, or sputum; or 2 of the following “minor criteria”: dyspnea, abnormal mental status, signs of consolidation by examination, pleuritic chest pain or abnormal white blood cell count (> 12.000/cm3 or band forms > 4 % ). Information about risk factors, symptoms and outcome was collected through interview and medical chart review. Urine and serum samples were collected from consenting individuals during the acute fase at the hospital. After discharge, they came to the research ambulatory to consultation 4 to 12 weeks after patient enrollment, when the research doctor asked a new Chest X-Ray and serum sample of the convalescent phase to antibody test, along with other necessary exams. All the survivors were followed for a whole year after their inclusion in the study. Acute and convalescent sera were stored at – 70ºC and sent in dry ice (in a “batch”) to the Infectious Diseases laboratory of University of Louisville ( KY, USA), where they were tested by indirect immunofluorescent assay to IgG, IgM, and IgA antibodies to L pneumophila serogroups1-6, starting at dilution of 1:8. It was used a kit test manufactured by Zeus Scientific, Inc (Raritan, NJ, USA). All the urine samples collected were immediately frozen at –70ºC to be further tested in batches, at the Research lab of HCPA, by the investigators, with a commercial EIA kit test manufactured by Binax (BINAX Legionella Urinary Enzyme Assay). The positive ones were refrozen and further sent in a “batch” to the American laboratory, to be retested by the same kit test. Patients were diagnosed as having definite infection by L pneumophila serogroups 1-6 either if they had a 4-fold rise in antibody titer to at least 1:128 or greater dilution; or if they had positive urinary antigen, performed at our lab as recommended by the manfacturer and by the literature. A comparison was made between the patients who died and the survivors, regarding his clinical and laboratory features. Testing procedures to detect significant differences between groups included the Pearson chi-squared test or Fisher exact tests for categorical variables and Student´s t-test for continuous variables. Associations were considered statistically significant if the p value was < 0,05, using a 2-tailed test (SPSS program, version 10). Death by pneumonia was definite as the patient who died primarily due to the worsening of his lung sickness; thus, was calculated the frequency of deaths in our population. Patients who improved and were discharged, were classified as “cured”. Finally, we calculated the cumulative incidence of CAP caused by Legionella pneumophila serogroups 1-6 in a general hospital, for a year. Results: during a whole year, from 645 hospital admission logs with the diagnosis of pneumonia or acute respiratory failure screened, only 82 cases of CAP were obtained. During the follow up in the hospital or ambulatory, 23 patients were excluded either because Chest X-Ray failed to show a new pulmonary infiltrate (5 patients), alternative diagnosis were made (COPD, 5 patients; heart failure, 3; tuberculosis, 2; colagenosis, 1; idiopathic pulmonary fibrosis, 1). Aditional 6 patients revealed exclusion criteria as being HIV positive (1 patient), to have bronchiectasis (4) or pneumatocele (1). Thus, 59 patients constituted the final study group, being each patient enrolled only once. The mean age was 57,6 years (ranging from 24 to 80), being 20 women and 39 men. Most of them ( 36 patients, 61%) had chronic underlying diseases; half of them had more than one disease, being more prevalent: lung diseases, heart diseases, diabete mellitus, liver diseases and renal failure. Regular cigarette smokers represented 61% of the total, and alcohhol intake, 16,9%. Cancer ocurred in 9 patients, being solid organ malignancy in 7 and haematologic malignancy in 2. From our 59 patients, 10 were classified as immunossupressed, defined as splenectomy, haematological malignancy, autoimmune disease, transplant recipient, cancer chemotherapy within 4 weeks (Yu et al, 2002), or prednisolone use ≥10 mg/day (or equivalent), for at least 3 months before admission (LIM et al, 2001). In the remaining 13 patients, only one was previously healthy, while the others had sinusitis, anemia, hypertension, or other mild diseases. At admission, Chest X-Ray showed intersticial pneumonia in only one patient; bronchopneumonia in 59,3% and airspace pneumonia in 23,7%, while both patterns ocurred concomitantly in 15,2%. Obstructive pneumonia (Fang et al, 1990) ocurred in 5 patients with lung cancer. Pleural effusion ocurred in 22%, and in 21 patients (35%) the presentation was multilobar.The antibiotic class most used were beta-lactams, in 72,9% of the patients. The remaining received at most respiratory quinolones and macrolides. From the group that used beta-lactams, 25 patients did not use either quinolones or macrolides.There were not statistic differences in mortality regarding age, sex, or treatment between the groups who received beta-lactams alone versus the group that received macrolides or respiratory quinolones. The only significant association ocurred between radiographic pattern of airspace pneumonia and greater mortality (p= 0,05). In this study 3 patients had pneumonia caused by Legionella pneumophila serogroup 1: 2 patients had seroconversion and positive antigen urinary test; the third patient had a positive urinary antigen with negative serologies, like some authors (McWHINNEY et al, 2000). The former two patients worsened with beta-lactams, prescribed before the etiological diagnosis, getting resolution of their pneumonia with levofloxacin; the third one used only beta-lactams, getting cure. There were 7 deaths for pneumonia, and 4 deaths for cancer. From 48 survivors, 33 patients (68,7%) were alive after 12 months. Our mortality rate (13,5%) is similar to the one reported in the literature (ATS, 2001). Conclusions: the incidence of hospitalized CAP by Legionella pneumophila serogroups 1-6 in our hospital in the year 2000-2001 was 5,1%, which represents the annual incidence of Legionnaires´ disease in a general hospital of South Brazil. Comments and perspectives: complementary diagnostic methods like culture, serologies to detection of all classes of immunoglobulins and urinary antigen tests shall be used to detect infections by Legionella in our country to detect the real incidence of pneumonias caused by Legionella species. At the moment, the Legionella antigen test has the greatest yeld among the available tests. It is recommended to all hospitalized PAC patients (Mulazimoglu &Yu, 2001; Gupta et al, 2001); and also to all patients who have potential risk factors for legionellosis (Marrie, 2001), as well as to the etiological diagnosis of severe pneumonias (ATS, 2001). Its use is recommended, with unanimity, to the diagnosis of community and nosocomial outbreaks.

Introdução: O diagnóstico microbiológico da infecção por Legionella é complexo, pois a bactéria não é visualizada à coloração de Gram no escarro, e sua cultura não é realizada na maioria dos laboratórios clínicos. A imunofluorescência direta nas secreções respiratórias tem baixa sensibilidade, em torno de 40% e a técnica da “PCR” não é ainda recomendada para o diagnóstico clínico (CDC, 1997). A detecção de anticorpos no soro é a técnica mais utilizada, e o critério definitivo é a soroconversão para no mínimo 1:128, cuja sensibilidade é de 70 a 80% (Edelstein, 1993). Como critérios diagnósticos de possível pneumonia por Legionella, eram utilizados: título único de anticorpos a L pneumophila positivo na diluição 1:256, em paciente com quadro clínico compatível (CDC, 1990) e o achado de antígeno a Legionella na urina (WHO, 1990). Nos últimos anos, porém, com o uso crescente do teste de antigenúria, foram detectados casos de pneumonia por Legionella, que não eram diagnosticados por cultura ou sorologia, tornando-o método diagnóstico de certeza para o diagnóstico de pneumonia por Legionella (CDC, 1997). Por sua fácil execução, resultado imediato, e alta sensibilidade - de 86% a 98% (Kashuba & Ballow, 1986; Harrison & Doshi, 2001), tem sido recomendado para o diagnóstico das PAC que necessitam internação hospitalar (Mulazimoglu & Yu, 2001; Gupta et al., 2001; Marrie, 2001), especialmente em UTI (ATS, 2001). Vários estudos documentaram baixo valor preditivo positivo do título único positivo de 1:256, tornando-o sem valor para o diagnóstico da pneumonia por Legionella, exceto, talvez, em surtos (Plouffe et al., 1995). Outros detectaram alta prevalência de anticorpos positivos na diluição 1:256 na população, em pessoas normais (Wilkinson et al., 1983; Nichol et al., 1991). A partir de 1996, o CDC de Atlanta recomendou que não seja mais utilizado o critério de caso provável de infecção por Legionella pneumophila por título único de fase convalescente ≥1:256, por falta de especificidade(CDC, 1997). A pneumonia por Legionella é raramente diagnosticada, e sua incidência é subestimada. Em estudos de PAC, a incidência da pneumonia por Legionella nos EUA, Europa, Israel e Austrália, foi estimada entre 1% a 16% (Muder & Yu, 2000). Nos EUA, foi estimado que cerca de 8 000 a 23 000 casos de PAC por Legionella ocorrem anualmente, em pacientes que requerem hospitalização (Marston et al., 1994 e 1977). No Brasil, a incidência de PAC causadas por Legionella em pacientes hospitalizados é tema de investigação pertinente, ainda não relatado na literatura. Objetivo: detectar a incidência de pneumonias causadas por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6, em pacientes que internaram no Hospital de Clínicas de Porto Alegre por PAC, por um ano. Material e Métodos: o delineamento escolhido foi um estudo de coorte (de incidência), constituída por casos consecutivos de pneumonia adquirida na comunidade que internaram no HCPA de 19 de julho de 2000 a 18 de julho de 2001. Para a identificação dos casos, foram examinados diariamente o registro computadorizado das internações hospitalares, exceto as internações da pediatria e da obstetrícia, sendo selecionados todos os pacientes internados com o diagnóstico de pneumonia e de insuficiência respiratória aguda. Foram excluídos aqueles com menos de 18 anos ou mais de 80 anos; os procedentes de instituições, HIV-positivos, gestantes, pacientes restritos ao leito; e portadores de doença estrutural pulmonar ou traqueostomias. Foram excluídos os pacientes que tivessem tido alta hospitalar nos últimos 15 dias, e aqueles já incluídos no decorrer do estudo. Os pacientes selecionados foram examinados por um pesquisador, e incluídos para estudo se apresentassem infiltrado ao RX de tórax compatível com pneumonia, associado a pelo menos um dos sintomas respiratórios maiores (temperatura axilar > 37,8ºC, tosse ou escarro; ou dois sintomas menores (pleurisia, dispnéia, alteração do estado mental, sinais de consolidação à ausculta pulmonar, mais de 12 000 leucócitos/mm3). O estudo foi previamente aprovado pela Comissão de Ética em Pesquisa do HCPA. Os pacientes eram entrevistados por um pesquisador, dando seu consentimento por escrito, e então seus dados clínicos e laboratoriais eram registrados em protocolo individual. Não houve interferência do pesquisador, durante a internação, exceto pela coleta de urina e de sangue para exame laboratoriais específicos da pesquisa. Os pacientes eram agendados, no ambulatório de pesquisa, num prazo de 4 a 12 semanas após sua inclusão no estudo, quando realizavam nova coleta de sangue, RX de tórax de controle, e outros exames que se fizessem necessários para esclarecimento diagnóstico.Todos os pacientes foram acompanhados por 1 ano, após sua inclusão no estudo.Foram utilizadas a técnica de imunofluorescência indireta para detecção de anticorpos das classes IgG, IgM e IgA a Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6 no soro, em duas amostras, colhidas, respectivamente, na 1ª semana de internação e depois de 4 a 12 semanas; e a técnica imunológica por teste ELISA para a detecção do antígeno de Legionella pneumophila sorogrupo 1 na urina, colhida na primeira semana de internação. As urinas eram armazenadas, imediatamente após sua coleta, em freezer a –70ºC, e depois descongeladas e processadas em grupos de cerca de 20 amostras. A imunofluorescência foi feita no laboratório de doenças Infecciosas da Universidade de Louisville (KY, EUA), em amostras de soro da fase aguda e convalescente, a partir da diluição 1:8; e a detecção do antígeno de Legionella pneumophila sorogrupo 1, nas amostras de urina, foi realizada no laboratório de pesquisa do HCPA, pelos investigadores, utilizando um kit comercial de teste ELISA fabricado por Binax (Binax Legionella Urinary Enzyme Assay, Raritan, EUA). As urinas positivas eram recongeladas novamente, para serem enviadas para confirmação no mesmo laboratório americano, ao fim do estudo. Foram adotados como critérios definitivos de infecção por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6, a soroconversão (elevação de 4 vezes no título de anticorpos séricos entre o soro da fase aguda e da fase convalescente para no mínimo 1:128); ou o achado de antígeno de L pneumophila sorogrupo 1 na urina não concentrada, numa razão superior a 3, conforme instruções do fabricante e da literatura.Os pacientes foram classificados, de acordo com suas características clínicas, em 1º) portadores de doenças crônicas (doenças pulmonares, cardíacas, diabete mellitus, hepatopatias e insuficiência renal); 2º) portadores de doenças subjacentes com imunossupressão; 3º) pacientes hígidos ou com outras doenças que não determinassem insuficiência orgânica. Imunossupressão foi definida como esplenectomia, ser portador de neoplasia hematológica, portador de doença auto-imune, ou de transplante; ou uso de medicação imunossupressora nas 4 semanas anteriores ao diagnóstico (Yu et al., 2002b); ou uso de prednisolona 10 mg/dia ou equivalente nos últimos 3 meses (Lim et al., 2001). As características clínicas e laboratoriais dos pacientes que evoluíram ao óbito por pneumonia foram comparados àquelas dos pacientes que obtiveram cura. Para a análise das variáveis categóricas, utilizou-se o teste qui-quadrado de Pearson ou teste exato de Fisher. Para as variáveis numéricas contínuas, utilizou-se o teste “t“ de Student. Um valor de p< 0,05 foi considerado como resultado estatisticamente significativo (programas SPSS, versão 10). Foi calculada a freqüência de mortes por pneumonia na população estudada, adotando-se a alta hospitalar como critério de cura. Foi calculada a incidência cumulativa para pneumonia por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6, em um hospital geral, no período de 1 ano. Resultados: durante um ano de estudo foram examinados 645 registros de internação, nos quais constavam, como motivo de baixa hospitalar, o diagnóstico de pneumonia ou de insuficiência respiratória aguda; a maioria desses diagnósticos iniciais não foram confirmados. Desses 645 pacientes, foram incluídos no estudo 82 pacientes, nos quais os critérios clínicos ou radiológicos de pneumonia foram confirmados pelos pesquisadores. Durante o acompanhamento desses pacientes, porém, foram excluídos 23 pacientes por apresentarem outras patologias que mimetizavam pneumonia: DPOC agudizado (5), insuficiência cardíaca (3), tuberculose pulmonar (2), colagenose (1), fibrose pulmonar idiopática (1), edema pulmonar em paciente com cirrose (1), somente infecçâo respiratória em paciente com sequelas pulmonares (4); ou por apresentarem critérios de exclusão: bronquiectasias (4), HIV positivo (1), pneumatocele prévia (1). Ao final, foram estudados 59 pacientes com pneumonia adquirida na comunidade, sendo 20 do sexo feminino e 39 do sexo masculino, com idade entre 24 e 80 anos (média de 57,6 anos e desvio padrão de ±10,6). Tivemos 36 pacientes com doenças subjacentes classificadas como “doenças crônicas”, dos quais 18 pacientes apresentavam mais de uma co-morbidade, por ordem de prevalência: doenças pulmonares, cardíacas, diabete mellitus, hepatopatias e insuficiência renal; neoplasias ocorreram em 9 pacientes, sendo sólidas em 7 pacientes e hematológicas em 2. Dos 59 pacientes, 61% eram tabagistas e 16,9%, alcoolistas. Do total, 10 pacientes apresentavam imunossupressão. Dos demais 13 pacientes, somente um era previamente hígido, enquanto os outros apresentavam tabagismo, sinusite, anemia, HAS, gota, ou arterite de Takayasu. A apresentação radiológica inicial foi broncopneumonia em 59,3% dos casos; pneumonia alveolar ocorreu em 23,7% dos casos, enquanto ambos padrões ocorreram em 15,2% dos pacientes. Pneumonia intersticial ocorreu em somente um caso, enquanto broncopneumonia obstrutiva ocorreu em 5 pacientes (8,5%). Derrame pleural ocorreu em 22% dos casos, e em 21 pacientes (35%) houve comprometimento de mais de um lobo ao RX de tórax. Foram usados beta-lactâmicos para o tratamento da maioria dos pacientes (72,9%9). A segunda classe de antibióticos mais usados foi a das fluoroquinolonas respiratórias, que foram receitadas para 23 pacientes (39,0%), e em 3º lugar, os macrolídeos, usados por 11 pacientes (18,6%). Apenas 16 pacientes não usaram beta-lactâmicos, em sua maioria recebendo quinolonas ou macrolídeos. Dos 43 pacientes que usaram beta-lactâmicos, 25 não usaram nem macrolídeos, nem quinolonas. Em 13 pacientes as fluoroquinolonas respiratórias foram as únicas drogas usadas para o tratamento da pneumonia. Do total, 8 pacientes foram a óbito por pneumonia; em outros 3 pacientes, o óbito foi atribuído a neoplasia em estágio avançado. Dos 48 pacientes que obtiveram cura, 33 (68,7%) estavam vivos após 12 meses. Os resultados da comparação realizada evidenciaram tendência a maior mortalidade no sexo masculino e em pacientes com imunossupressão, porém essa associação não alcançou significância estatística. Os pacientes que usaram somente beta-lactâmicos não apresentaram maior mortalidade do que os pacientes que usaram beta-lactâmicos associados a outras classes de antibióticos ou somente outras classes de antibióticos. Examinando-se os pacientes que utiizaram macrolídeos ou quinolonas em seu regime de tratamento, isoladamente ou combinados a outros antibióticos, observou-se que também não houve diferença dos outros pacientes, quanto à mortalidade. Os pacientes com padrão radiológico de pneumonia alveolar tiveram maior mortalidade, e essa diferença apresentou uma significância limítrofe (p= 0,05). Nossa mortalidade (11,9%) foi similar à de Fang et al. (1990), em estudo clássico de 1991 (13,7%); foi também similar à média de mortalidade das PAC internadas não em UTI (12%), relatada pela ATS, no seu último consenso para o tratamento empírico das PAC (ATS, 2001). Foram detectados 3 pacientes com pneumonia por Legionella pneumophila sorogrupo 1 na população estudada: 2 foram diagnosticados por soroconversão e por antigenúria positiva, e o 3º foi diagnosticado somente pelo critério de antigenúria positiva, tendo sorologia negativa, como alguns autores (McWhinney et al., 2000). Dois pacientes com PAC por Legionella não responderam ao tratamento inicial com beta-lactâmicos, obtendo cura com levofloxacina; o 3º paciente foi tratado somente com betalactâmicos, obtendo cura. Conclusões: A incidência anual de PAC por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6, no HCPA, foi de 5,1%, que representa a incidência anual de PAC por Legionella pneumophila sorogrupos 1 a 6 em um hospital geral universitário. Comentários e Perspectivas: Há necessidade de se empregar métodos diagnósticos específicos para o diagnóstico das pneumonias por Legionella em nosso meio, como a cultura, a sorologia com detecção de todas as classes de anticorpos, e a detecção do antígeno urinário, pois somente com o uso simultâneo de técnicas complementares pode-se detectar a incidência real de pneumonias causadas tanto por Legionella pneumophila, como por outras espécies. A detecção do antígeno de Legionella na urina é o teste diagnóstico de maior rendimento, sendo recomendado seu uso em todas as PAC que necessitarem internação hospitalar (Mulazimoglu & Yu, 2001; Gupta et al., 2001); em todos os pacientes com PAC que apresentarem fatores de risco potenciais para legionelose (Marrie, 2001); e para o diagnóstico etiológico das pneumonias graves (ATS, 2001). Seu uso é indicado, com unanimidade na literatura, para a pesquisa de legionelose nosocomial e de surtos de legionelose na comunidade. / Introduction: Legionella infections are difficult to diagnose, because the bacteria is not seen at Gram stain and the sputum culture is not performed at most laboratories. Besides that, the direct fluorescent fluorescent antibody test of respiratory secretion has low sensitivity (40%) and detection by PCR techiques is still not recommended for clinical diagnosis (CDC, 1997). The most used test is antibody detection by immunofluorescence technique or by ELISA, with a demonstration of fourfold or greater rise in the reciprocal immunofluorescente antibody (IFA) titer to greater than or equal to 1:128 against Legionella pneumophila serogroup 1 between paired acute-and convalescent-phase serum specimens, which sensitivity ranges between 70 - 80% (Edelstein, 1993).Case definitions for Legionnaires´disease agreed that patients with pneumonia who have positive results in urinary antigen assays or positive results in the direct fluorescent antibody (DFA) staining of respiratory secretions, had “probable” or presumptive” disease (WHO; 1990), as well as those who have single antibody titers of ≥1:256 (CDC, 1990). The Legionella urinary antigen test have been increasingly used in the last years, showing patients with positive results despite of negative culture tests or non-diagnostic serologies. Since then, the urinary antigen test has became a valuable tool in the prompt diagnosis of Legionnaires´disease, and also a definitive criterion for the diagnosis of Legionella pneumonias (CDC, 1997). Due to its high sensitivity, in the range of 86% to 98% (Kashubba & Ballow, 1986; Harrison & Doshi, 2001), it has been recommended to the diagnosis of community-acquired pneumonia which requires hospitalization (Mulazimoglu & Yu, 2001; Gupta et al, 2001), mainly in the ICU (ATS, 2001). Concerning to the “presumptive” criterion of single antibody title of 1:256, in the absence of seroconversion, it was concluded that it shall not be used except in the outbreak setting, since it has been reported to have low predictive value (Plouffe et al, 1995); and has also low specificity (CDC, 1997), since it has been reported high prevalence of positive antibodies at 1:256 in healthy populations (Wilkinson et al, 1983; Nichol et al, 1991). Legionnaires´disease is markedly undiagnosed, either its incidence underestimated. In several studies of CAP conducted in the USA, Europe, Israel and Australia the proportion of pneumonias caused by Legionella has ranged from 1% to 16% (Muder & Yu, 2000). In USA, the incidence of Legionella CAP in patients requiring hospitalization is estimated between 8000 to 23 000 cases per year (Marston et al, 1994 ; Marston et al, 1997). Such incidence in Brazil has not yet been estimated, being an important issue to study Objective : our goal is to detect the incidence of Legionella CAP in patients requiring hospitalization for a year, at the HCPA. Material and Methods: a cohort study ( an incidence study) of adult patients with CAP who were hospitalized for one year ( from 2000-2001) at HCPA. All patients with age 18≥80 were screened for study entry except: residents in institutions, those disabled to walk, those who had been discharged from hospital in the last 15 days; either pregnant women, HIV-positives, or patients with estructural lung diseases (bronchiectasis, cistic fibrosis) or tracheostomized. Admission logs were screened daily from Monday trough Friday (including the ones who had been hospitalized in the week-end) by the researchers. Patients with an admission diagnosis either of pneumonia or acute respiratory failure were evaluated daily by the researchers, and enrolled if they had a Chest X-Ray taken within 48 hours of admission revealing a new infiltrate consistent with pneumonia and at least 1 of the following “ major criteria” : fever (axillary temperature ≥37,8ºC), cough, or sputum; or 2 of the following “minor criteria”: dyspnea, abnormal mental status, signs of consolidation by examination, pleuritic chest pain or abnormal white blood cell count (> 12.000/cm3 or band forms > 4 % ). Information about risk factors, symptoms and outcome was collected through interview and medical chart review. Urine and serum samples were collected from consenting individuals during the acute fase at the hospital. After discharge, they came to the research ambulatory to consultation 4 to 12 weeks after patient enrollment, when the research doctor asked a new Chest X-Ray and serum sample of the convalescent phase to antibody test, along with other necessary exams. All the survivors were followed for a whole year after their inclusion in the study. Acute and convalescent sera were stored at – 70ºC and sent in dry ice (in a “batch”) to the Infectious Diseases laboratory of University of Louisville ( KY, USA), where they were tested by indirect immunofluorescent assay to IgG, IgM, and IgA antibodies to L pneumophila serogroups1-6, starting at dilution of 1:8. It was used a kit test manufactured by Zeus Scientific, Inc (Raritan, NJ, USA). All the urine samples collected were immediately frozen at –70ºC to be further tested in batches, at the Research lab of HCPA, by the investigators, with a commercial EIA kit test manufactured by Binax (BINAX Legionella Urinary Enzyme Assay). The positive ones were refrozen and further sent in a “batch” to the American laboratory, to be retested by the same kit test. Patients were diagnosed as having definite infection by L pneumophila serogroups 1-6 either if they had a 4-fold rise in antibody titer to at least 1:128 or greater dilution; or if they had positive urinary antigen, performed at our lab as recommended by the manfacturer and by the literature. A comparison was made between the patients who died and the survivors, regarding his clinical and laboratory features. Testing procedures to detect significant differences between groups included the Pearson chi-squared test or Fisher exact tests for categorical variables and Student´s t-test for continuous variables. Associations were considered statistically significant if the p value was < 0,05, using a 2-tailed test (SPSS program, version 10). Death by pneumonia was definite as the patient who died primarily due to the worsening of his lung sickness; thus, was calculated the frequency of deaths in our population. Patients who improved and were discharged, were classified as “cured”. Finally, we calculated the cumulative incidence of CAP caused by Legionella pneumophila serogroups 1-6 in a general hospital, for a year. Results: during a whole year, from 645 hospital admission logs with the diagnosis of pneumonia or acute respiratory failure screened, only 82 cases of CAP were obtained. During the follow up in the hospital or ambulatory, 23 patients were excluded either because Chest X-Ray failed to show a new pulmonary infiltrate (5 patients), alternative diagnosis were made (COPD, 5 patients; heart failure, 3; tuberculosis, 2; colagenosis, 1; idiopathic pulmonary fibrosis, 1). Aditional 6 patients revealed exclusion criteria as being HIV positive (1 patient), to have bronchiectasis (4) or pneumatocele (1). Thus, 59 patients constituted the final study group, being each patient enrolled only once. The mean age was 57,6 years (ranging from 24 to 80), being 20 women and 39 men. Most of them ( 36 patients, 61%) had chronic underlying diseases; half of them had more than one disease, being more prevalent: lung diseases, heart diseases, diabete mellitus, liver diseases and renal failure. Regular cigarette smokers represented 61% of the total, and alcohhol intake, 16,9%. Cancer ocurred in 9 patients, being solid organ malignancy in 7 and haematologic malignancy in 2. From our 59 patients, 10 were classified as immunossupressed, defined as splenectomy, haematological malignancy, autoimmune disease, transplant recipient, cancer chemotherapy within 4 weeks (Yu et al, 2002), or prednisolone use ≥10 mg/day (or equivalent), for at least 3 months before admission (LIM et al, 2001). In the remaining 13 patients, only one was previously healthy, while the others had sinusitis, anemia, hypertension, or other mild diseases. At admission, Chest X-Ray showed intersticial pneumonia in only one patient; bronchopneumonia in 59,3% and airspace pneumonia in 23,7%, while both patterns ocurred concomitantly in 15,2%. Obstructive pneumonia (Fang et al, 1990) ocurred in 5 patients with lung cancer. Pleural effusion ocurred in 22%, and in 21 patients (35%) the presentation was multilobar.The antibiotic class most used were beta-lactams, in 72,9% of the patients. The remaining received at most respiratory quinolones and macrolides. From the group that used beta-lactams, 25 patients did not use either quinolones or macrolides.There were not statistic differences in mortality regarding age, sex, or treatment between the groups who received beta-lactams alone versus the group that received macrolides or respiratory quinolones. The only significant association ocurred between radiographic pattern of airspace pneumonia and greater mortality (p= 0,05). In this study 3 patients had pneumonia caused by Legionella pneumophila serogroup 1: 2 patients had seroconversion and positive antigen urinary test; the third patient had a positive urinary antigen with negative serologies, like some authors (McWHINNEY et al, 2000). The former two patients worsened with beta-lactams, prescribed before the etiological diagnosis, getting resolution of their pneumonia with levofloxacin; the third one used only beta-lactams, getting cure. There were 7 deaths for pneumonia, and 4 deaths for cancer. From 48 survivors, 33 patients (68,7%) were alive after 12 months. Our mortality rate (13,5%) is similar to the one reported in the literature (ATS, 2001). Conclusions: the incidence of hospitalized CAP by Legionella pneumophila serogroups 1-6 in our hospital in the year 2000-2001 was 5,1%, which represents the annual incidence of Legionnaires´ disease in a general hospital of South Brazil. Comments and perspectives: complementary diagnostic methods like culture, serologies to detection of all classes of immunoglobulins and urinary antigen tests shall be used to detect infections by Legionella in our country to detect the real incidence of pneumonias caused by Legionella species. At the moment, the Legionella antigen test has the greatest yeld among the available tests. It is recommended to all hospitalized PAC patients (Mulazimoglu &Yu, 2001; Gupta et al, 2001); and also to all patients who have potential risk factors for legionellosis (Marrie, 2001), as well as to the etiological diagnosis of severe pneumonias (ATS, 2001). Its use is recommended, with unanimity, to the diagnosis of community and nosocomial outbreaks.

L'environnement des stations thermales est favorable à la croissance des Legionella. La Tunisie compte de nombreux sites thermaux. Elle a par ailleurs développé une médecine traditionnelle à base de plantes. L'objectif de ce travail était de caractériser des souches de légionelles isolées de stations thermales et d'étudier le potentiel antimicrobien d'HE de plantes tunisiennes. 2 souches de L. londiniensis et 16 de L. pneumophila (sérovars 1, 4, 5, 6 et 8) ont été isolées de 3 stations thermales tunisiennes et avaient des pulsotypes différents de ceux de la base du CNRL. Les HE de 6 plantes tunisiennes ont été extraites, analysées (GC-MS) et testées contre L. pneumophila (8 souches, sérovars 1, 4, 5, 6 et 8). Les HE de Juniperus phoenicea L. (isobornéol 20,91% et 1S α-pinène 18,30%) et Thymus vulgaris (carvacrol 88,50%) étaient les plus actives (CMI <0,03 mg/mL et ≤0,07 mg/mL respectivement). L'activité de 20 HE (6 de plantes tunisiennes et 14 commerciales) a été évaluée contre 11 espèces bactériennes (6 Gram+, 5 Gram-) et 7 fongiques (4 levures, 3 filamenteux). L'HE de T. vulgaris tunisien était la plus active (Gram-: CMI ≤0,34 mg/mL ; Gram+: CMI ≤0,7 mg/mL ; levures: CMI ≤0,55 mg/mL ; moisissures: CMI=0,3 mg/mL ; dermatophytes: CMI ≤0,07 mg/mL). Elle a montré une activité très supérieure à celle de l'HE commerciale de T. vulgaris certainement due à sa composition différente. En conclusion, la présence de Legionella dans les sites étudiés doit encourager les autorités à renforcer les mesures préventives et l'efficacité antimicrobienne des HE, en particulier l'HE de T. vulgaris tunisien, suggère leur possible intérêt dans le traitement des eaux ou la conservation des aliments. / Spa environment is favorable to the growth of Legionella. Tunisia, which has many spa, has developed a traditional herbal medicine. The objective of this work was to characterize strains of Legionella isolated from 3 spas and to investigate the antimicrobial potential of EOs from Tunisian plants.2 strains of L. londiniensis and 16 of L. pneumophila (serotypes 1, 4, 5, 6 and 8) were isolated and had different pulsotypes from those of the CNRL database.EOs from six Tunisian plants were extracted, analyzed (GC-MS) and tested against L. pneumophila (8 strains, serotypes 1, 4, 5, 6 and 8). The EO of Juniperus phoenicea L. (1S isoborneol 20.91% and 18.30% α-pinene) and Thymus vulgaris (carvacrol 88.50%) were the most active (MIC <0.03 mg/mL and ≤0.07 mg/mL, respectively).The activity of 20 EOs (6 from Tunisian plants and 14 commercial ones) was evaluated against 11 bacterial species (6 Gram+, 5 Gram-) and 7 fungal species (4 yeasts, 3 filamentous). The EO of Tunisian T. vulgaris was the most active (Gram-: MIC ≤ 0.34 mg/mL, and Gram +: MIC ≤0.7 mg/mL; yeasts MIC ≤0.55 mg/mL; mold: MIC=0.3 mg/mL; dermatophytes: MIC ≤0.07 mg/mL). It showed a higher activity than the commercial EO of T. vulgaris, certainly due to their different composition.In conclusion, the presence of Legionella in the studied spas should encourage the authorities to strengthen the preventive measures. The antimicrobial efficacy of EOs, especially from Tunisian T. vulgaris, suggest their potential interest in water treatment or food storage.

Legionella pneumophila est une bactérie aquatique qui prolifère en se répliquant à l’intérieur de cellules amibiennes. Elle peut persister dans ces environnements en vivant en communauté sous forme de biofilms. L’inhalation par l’Homme d’eau contaminée, vaporisée par les réseaux d’eau chaude ou les tours aéro‐réfrigérantes, peut mener à l’infection des macrophages pulmonaires qui se traduit par une grave pneumonie appelée légionellose. Le di‐GMP cyclique (diGMPc) est impliqué, chez diverses espèces bactériennes, dans la transition entre les modes de vie mobiles et sessiles, et chez certains pathogènes, dans la régulation de la virulence. Mon travail de thèse vise à démontrer l’implication des voies de signalisation à diGMPc dans le contrôle de la virulence et de la formation de biofilms par L. pneumophila. Cette implication a été étudiée grâce à l’inactivation systématique de chacun des gènes codant les protéines du métabolisme du diGMPc chez la souche L. pneumophila Lens. Notre étude a révélé que trois de ces protéines, Lpl0780, Lpl0922 et Lpl1118, sont spécifiquement requises pour le contrôle de la virulence et, plus particulièrement, pour la survie précoce lors de l’infection de cellules‐hôtes via l’orchestration de la sécrétion de facteurs de virulence dans la cellule‐hôte. Lpl1118 participerait également à la biogénèse de la vacuole de réplication. Cinq autres de ces protéines sont impliquées dans la régulation de la formation et de l’architecture des biofilms. L’une d’elles est, plus particulièrement, requise pour la formation de biofilms en présence d’oxyde nitrique. Ces résultats contribuent à une meilleure compréhension de l’organisation complexe et spécifique des voies de signalisation à diGMPc chez L. pneumophila et pourraient permettre d’envisager une lutte plus efficace contre ce pathogène / Legionella pneumophila is a bacterium that proliferates in fresh water environments through the replication within amoebas. These bacteria can persist in these environments through biofilm formation. The inhalation of aerosolized contaminated water through hot water systems or cooling towers can induce the infection of human lungs, leading to a severe pneumonia called legionellosis. Cyclic di‐GMP (c‐di‐GMP) in involved, in various bacterial species, in the motility‐to‐sessility transition, and in some pathogens, in virulence control. My work aims to demonstrate the involvement of signaling pathways that use c‐di‐GMP in virulence control and biofilm formation of L. pneumophila. This involvement was investigated by systematically inactivating each gene encoding a c‐di‐GMP‐metabolizing enzyme in L. pneumophila Lens strain. Our work revealed that 3 of these proteins, Lpl0780, Lpl0922 and Lpl1118 are specifically involved in virulence control and, particularly, in the early survival during host cell infection through the orchestration of virulence factors secretion within host cell. Lpl1118 is particularly required for replicative vacuole biogenesis. Five other proteins, participate in the formation and architecture of biofilms. One of them is more specifically involved in biofilm formation in the presence of nitric oxide. These results help to better understand the complexity and the specificity of c‐di‐GMP signaling pathways in L. pneumophila and should allow the exploration of more effective ways to fight this pathogen

Acanthamoeba castellanii est une amibe libre ubiquiste de l'environnement. Elle se nourrit principalement de micro-organismes par phagocytose. Seulement, certains micro-organismes ont développé des mécanismes de résistances qui leur permettent d'échapper à la digestion et même de se multiplier à l'intérieur des amibes. C'est le cas de Legionella pneumophila, bactérie responsable de la légionellose. Legionella pneumophila, à travers son système de sécrétion Dot/Icm, injecte plusieurs effecteurs à l'intérieur de son hôte. Ces effecteurs interagissent avec les protéines de l'hôte, et induisent une modification de la physiologie de son hôte, à son avantage. Durant ma thèse, nous nous sommes intéressés aux effets de Legionella pneumophila, sur la prolifération de son hôte amibien. Nous avons montré que Legionella pneumophila arrête la prolifération d'Acanthamoeba castellanii. Ce phénotype était associé une modification de la forme, à une perte d'adhérence et à une baisse de motilité de l'amibe. Sur le plan moléculaire, Legionella pneumophila induit une baisse dans l'expression du gène cdc2b, qui présente des similarités avec le gène cdk1 (cyclin dépendant kinase), codant pour la CDK essentielle au déroulement du cycle cellulaire chez les mammifères. L'arrêt de la prolifération d'Acanthamoeba castellanii, qui passe par une réduction d'expression de cdc2b, est certainement induit par un ou plusieurs effecteur(s) de Legionella pneumophila, car le mutant ΔdotA de L. pneumophila, défectueux au niveau de l'appareil de sécrétion Dot/Icm, n'induit pas l'arrêt de la prolifération d'Acanthamoeba castellanii. / Acanthamoeba castellanii is an ubiquitous free-living amoeba of the environment. This amoeba feeds mainly on micro-organisms by phagocytosis. However, some micro-organisms have acquired resistances that allow them to escape digestion and even multiply inside amoebae. This is the case of Legionella pneumophila, the bacterium responsible for legionellosis. Legionella pneumophila, through its Dot/Icm secretion system, injects several effectors into its host. These effectors interact with the proteins of the host, and induce a modification of the physiology of its host, to its advantage. During my phD, we were interested in the effects of Legionella pneumophila infection on the proliferation of its amoebic host. We showed that Legionella pneumophila prevents the proliferation of Acanthamoeba castellanii. This phenotype was associated with a modification of the shape, a loss of adhesion and a decrease in motility of the amoeba. On the molecular level, Legionella pneumophila induces a decrease in the expression of the cdc2b gene, which share similarities with the cdk1 (cyclin dependent kinase) gene, coding for the major CDK of the mammalian cells cycle. The arrest of proliferation of Acanthamoeba castellanii, which involves a reduction in expression of cdc2b, is certainly induced by one or more effector(s) of Legionella pneumophila, because the mutant ΔdotA of L. pneumophila, defective in the Dot/Icm secretion apparatus, does not induce proliferation arrest of Acanthamoeba castellanii.

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