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レジオネラ属菌は細胞内増殖性菌です。

細菌を餌としている細菌捕食性の原生動物（アメーバなど）の食胞内に取り込まれても消化・殺菌されずに増殖して、その原生動物の細胞を破壊して外界に浮遊して、新たな宿主の中に取り込まれて再び増殖します。アメーバに取りこまれたレジオネラ属菌はアメーバ内で1，000個程度に増殖し、放出されます。

汚染されたエアロゾルの吸入で、人の肺胞腔に到達したレジオネラ属菌は肺胞マクロファージに貧食されますが、マクロファージの殺菌機構に抵抗性のある酵素を産生して、殺菌されることなく細胞内で増殖します。