Påvisning af gruppe A beta-hemolytiske streptokokker ved hjælp af tre forskellige påvisningsmetoder: dyrkning, hurtig antigendetektionstest og molekylær analyse
ORIGINALPAPER
Detektion af gruppe A beta-hemolytiske streptokokker ved hjælp af tre forskellige påvisningsmetoder: kultur, hurtig antigendetekteringstest og molekylær test
Odimara SantosI; Luc Louis Maurice WeckxI; Antonio Carlos Campos PignatariII; Shirley Shizue Nagata PignatariI
IFederal University of São Paulo, Division of Pediatric Otolaryngology
IIDivision of Infectious Diseases, São Paulo, SP, Brasilien
Korrespondance
ABSTRACT
For at undersøge prævalensen af faryngotonsillitis med gruppe A beta-hemolytiske streptokokker (GABHS) i vores pædiatriske population og for at sammenligne forskellige prøveudtagningsmetoder til påvisning af GABHS, oropharyngeale svaberprøver fra 50 børn med akut faryngotonsillitis, mellem 1 og 12 år gamle, blev anvendt samtidigt til dyrkning, molekylær analyse og hurtige GABHS-antigendetektionstests. Alle børn blev klinisk undersøgt på afdelingen for pædiatrisk otorhinolaryngologi på det føderale universitet i São Paulo. De diagnostiske kriterier var baseret på tegn og symptomer, herunder ondt i halsen, feber og oropharyngeal purulent sekretion. Børn, der var blevet behandlet med antibiotika, blev udelukket. Samlet set var prævalensen af GABHS 34 %, når man kombinerede de tre metoder. GABHS blev diagnosticeret i 30 % af bakteriekulturerne, i 25 % af de prøver, der blev testet med den molekylære nukleinsyrehybridiseringsmetode, og i 26 % af de tilfælde, der blev testet med den hurtige antigendetektionstest. Der var ingen signifikant forskel mellem disse tre metoder.
Nøgleord: Akut faryngotonsillitis, GABHS, laboratoriedetektion.
Pharyngotonsillitis er en af de mest almindelige luftvejssygdomme i samfundet, især i barndommen. Ca. 28 % til 40 % af disse infektioner skønnes at være forårsaget af gruppe A beta-hemolytiske streptokokker (GABHS), som anses for at være den vigtigste ætiologiske patogen med hensyn til følgevirkninger og komplikationer . Da streptokokkerfaryngotonsillitis kan føre til reumatisk sygdom og dens følgesygdomme og til suppurative komplikationer, er det et potentielt alvorligt medicinsk problem, og en passende behandling er bydende nødvendig.
Trods mange forsøg på klinisk at skelne streptokokkerfaryngotonsillitis fra virusinfektioner har ingen metode indtil videre vist sig at være pålidelig . På grund af manglen på et tilstrækkeligt klinisk grundlag til at diagnosticere GABHS-faryngotonsillitis er det vigtigt at finde en nem, praktisk og omkostningseffektiv metode til at foretage en sådan differentiering.
I løbet af de sidste 50 år har bakteriekultur været den vigtigste teknik, der er anvendt til at diagnosticere GABHS. I 1980 anslog Center for Disease Control (CDC), at der hvert år i USA blev foretaget 28-36 millioner halskulturer. Halskultur betragtes stadig som “guldstandard”-metoden til påvisning af GABHS og giver positive resultater i ca. 90 % til 99 % af tilfældene.
Anvendelsen af hurtige test til påvisning af GABHS direkte fra svaberprøver fra halsen er blevet meget populær i mange lande. De fleste af disse test anvender latex-agglutinations- eller enzymimmunoassaymetoder til påvisning af gruppe A-kulhydratantigenet fra Streptococcus pyogenes .
Og selv om molekylære hybridiseringstests ikke er lige så populære, har de vist sig at have en høj grad af specificitet og følsomhed .
For at bestemme prævalensen af GABHS pharyngeal infektion , og for at finde den bedste måde at stille denne diagnose på, evaluerede vi børn med akut pharyngotonsillitis og sammenlignede tre forskellige metoder til påvisning af GABHS fra svaberprøver fra halsen: dyrkning i blod-agar, hurtig GABHS påvisningstest og GABHS nukleinsyrehybridiseringstest.
Materialer og metoder
Femdive børn med akut faryngotonsillitis, mellem 1 og 12 år, blev evalueret på afdelingen for pædiatrisk otorhinolaryngologi Federal University of São Paulo, Brasilien, i perioden 1998-2001. Diagnostiske kriterier og udvælgelse var baseret på kliniske tegn og symptomer, herunder ondt i halsen, feber, cervikal lymfadenitis og purulente oropharyngeale sekretioner. Forældre eller værger underskrev et informeret samtykke.
Oropharyngeale svaberprøver blev taget samtidig til de tre påvisningsmetoder:
1. Kultur. Oropharyngeale prøver blev indsamlet med “Starswab” (Laborclin®), straks transporteret til det mikrobiologiske laboratorium og spredt på en 5 % blodagarplade (Columbia agar-base, Oxoid), efterfulgt af 18-24 timers inkubation ved 36oC i et 5 % CO2-miljø. Der blev udført biokemiske test, anti-sera-agglutinations- og optoquin/bacitracin-følsomhedstest til identifikation af GABHS.
2. Prøver til den hurtige detektionstest (Test Pack® Strep A Abbott) blev indsamlet i alginiserede svaberprøver. Testene blev alle udført “in loco” i overensstemmelse med den metode, der er angivet af producenten. Den hurtige detektionstest (Abbott) er baseret på påvisning af GABHS-antigenet ved hjælp af en ELISA-antigen-AC-agglutineringsreaktion.
3. Identifikation af GABHS ved hjælp af nukleinsyrehybridiseringstest (GEN-PROBEâ INCORPORATED, San Diego, Californien AccuPACE GROUP A STREPTOCOCCUS IDENTIFICATION TEST) i henhold til producentens specifikationer. Alginerede svaberprøver blev inokuleret i Tryptic Soy Broth og inkuberet ved 36oC i 18 til 24 timer i et miljø beriget med CO2. Resultaterne blev opnået ved hjælp af kemiluminescens. Værdier på 20.000 relative luminescensenheder (RLU) eller derover blev betragtet som positive; under 15.000 RLU blev betragtet som negative, og mellem 15.000 og 19.999 var svagt positive.
Resultater
Prævalensen af Streptococcus pyogenes var 34 % (17 tilfælde) med kombinationen af de tre metoder. GABHS blev påvist i 30 % (15 tilfælde) af kulturerne, 26 % (12 tilfælde) ved molekylære assaytests og 26 % (13 tilfælde) ved den hurtige identifikationstest (tabel 1).
Med hensyn til kulturresultatet som en “guldstandard”-parameter gav hurtigtesten en sensitivitet på 73 % (positive tilfælde sammenlignet med det samlede antal positive tilfælde opnået ved dyrkning) og en specificitet på 94 % (negative resultater sammenlignet med det samlede antal negative kulturtilfælde), en positiv prædiktiv værdi på 85 % og en negativ prædiktiv værdi på 88 % (tabel 2).
Molekylære test (syre-nukleinhybridiseringstest) blev udført på 47 prøver. Overensstemmelse af resultaterne ved anvendelse af de forskellige metoder opstod i 76 % af tilfældene. I fire prøver (8,5 %) var den molekylære test positiv, mens kulturen var negativ.
Diskussion
Streptokok-faryngotonsillitis har været genstand for medicinsk bekymring i årenes løb, især på grund af dens potentiale til at forårsage alvorlige problemer, såsom reumatisk feber og suppurative komplikationer. Prævalensen af akut faryngotonsillitis forårsaget af GABHS er ca. 28 % til 40 % på verdensplan; de fleste er kendt for at være modtagelige for penicillin. Denne procentdel varierer også fra region til region .
Prævalensen af GABHS i São Paulo, Brasilien, synes at svare til de internationale tal, idet der samlet set blev fundet GABHS hos 34 % af børnene. Disse GABHS-isolater var også alle modtagelige for penicillin (data ikke vist).
Den upålidelige diagnose baseret på kliniske årsager har været en af de begrænsende faktorer for en passende behandling af denne sygdom, især i udviklingslandene, hvor der ikke altid er hurtige påvisningstests eller endog bakteriekulturer til rådighed. En række kommercielle testsæt er i øjeblikket tilgængelige i mange lande til hurtig diagnosticering af gruppe A-streptokok-faryngotonsillitis, og de nyeste er immunoassay-baserede. Deres specificitet ligger på omkring 89-99 %, og følsomheden varierer mellem 77 og 98 %, idet bakteriekultur betragtes som en “guldstandard”-parameter . De fleste af disse test kan udføres “in loco”, og resultaterne foreligger på ca. 15 minutter.
I lande, hvor der rutinemæssigt anvendes hurtige detektionstests, er der uenighed om, hvorvidt det er nødvendigt at foretage en bekræftende dyrkning, når resultaterne er negative. Selv om de fleste læger normalt ikke følger denne procedure, har de fleste lægeforeninger anbefalet reservekulturer . Brugen af en hurtig detektionstest plus en bakteriekultur ved negative resultater anses i øjeblikket for at være den mest effektive kliniske strategi, idet den kun øger marginalomkostningerne en smule (den øger de indledende omkostninger, men sænker de samlede omkostninger, når man tager hensyn til forebyggelse af komplikationer i forbindelse med de ubehandlede tilfælde, der ikke er blevet opdaget med en hurtig test) .
Kombineret med disse tre metoder var prævalensen af Streptococcus pyogenes i denne undersøgelse en smule højere end i vores tidligere undersøgelse, hvor bakteriekultur var den metode, der blev anvendt. I vores undersøgelse, der blev foretaget i 1996, havde 18% af kulturerne fra 44 børn med oropharyngeal infektion GABHS .
Og selv om den molekylære assay-metode i vores nuværende undersøgelse var i stand til at påvise GABHS i nogle tilfælde med negative kulturresultater, var den tidskrævende og dyr. Pokorski et al. (1994) , i en undersøgelse af 767 patienter med faryngitis, var sensitiviteten af den molekylære analysemetode 85,7 % og specificiteten 97,8 %, sammenlignet med 96,7 % sensitivitet og 100 % specificitet ved bakteriekulturer.
I betragtning af den internationale mangfoldighed af sociale og økonomiske forhold og selv forskellene i specificitet og følsomhed af GABHS-detektionsmetoder fundet i flere undersøgelser, kunne mange muligheder for GABHS pharyngotonsillitis håndtering overvejes.
I henhold til en cost-benefit-analyse ville behandling af alle patienter, uden en tidligere kultur eller test, forhindre 90% af de potentielle komplikationer, hvilket ville mindske de samlede omkostninger . På den anden side ville der være flere bivirkninger af antibiotika, og brugen af dem ville være unødvendig i de fleste tilfælde. Når der vælges en isoleret hurtigtest til hurtig påvisning (uden en bagvedliggende dyrkning), kan cost-benefit fordelene være betydelige, hvis testens følsomhed og opfølgningsraten er høj .
Og selv om flere undersøgelser har vist, at hurtigtesten, anvendt alene, ikke har tilstrækkelig følsomhed til at eliminere behovet for dyrkning , har nogle forskere vist, at de nyere tilgængelige hurtigtest kan være mere følsomme end bakteriekultur, især de immunoassay-baserede test, som kan give resultater på få minutter .
Interessant nok er bakteriekultur af mange blevet betragtet som “guldstandard”-metoden til påvisning af GABHS, men ifølge nyere undersøgelser ville dette være et valg med høje omkostninger i forhold til dets effektivitet .
Overordnet set fandt vi, at prævalensen af GABHS i vores population lignede de internationale data, omkring 30 %. Vi fandt heller ingen signifikante forskelle i sensitivitet eller specificitet, når vi sammenlignede hurtigtestdetektionen med bakteriekulturresultater.
På grund af de højere omkostninger og den betydelige tid og arbejdskraft, der er forbundet med den molekylære assaymetode, ville vi ikke anbefale den til rutinemæssig brug.
På trods af den betydelige økonomiske og sociale mangfoldighed, der findes i vores land, hvor der ofte ikke er adgang til hurtigtest eller endog bakteriekulturteknikker, hvilket kan føre lægerne til forskellige håndteringsmuligheder, herunder behandling af patienten udelukkende baseret på kliniske antagelser, mener vi, at objektive diagnostiske procedurer, såsom hurtigtest eller bakteriekulturer, bør stimuleres.
Anerkendelser
Vi takker Marcel Frederico de Lima Taga fra afdelingen for forebyggende medicin, biostatistisk afdeling, UNIFESP (São Paulo) for hans venlighed med at hjælpe os med de statistiske analyser. Vi takker også Dr. Lee Harker; vicedirektør for Boystown R.C. (Omaha) for hans generøse hjælp med at revidere teksten. Denne artikel blev præsenteret på American Academy of Otolaryngology-Head and Neck Surgery Meeting, der blev afholdt i San Diego, Californien, USA, (22.-25. september 2002).
1. Pichicheri M.E. Group A Streptococcal tonsillopharyngitis: Omkostningseffektiv diagnose og behandling. Ann Emerg Med 1995;25:390-403.
2. Funamuta J.L, Berkowitz C.D. Anvendeligheden af et scoringssystem til diagnosticering af streptokokfaryngitis. Clin Pediatr 1983;22:622-9.
3. Mackin M., Hall G., Rutherford I. Tre samtidig opnåede halskulturer for beta-hemolytiske gruppe A streptokokker. Pediatr Infect Dis J 1987;6:575-6.
4. Dale J.C., Vetter E.A., Contezac J.M., et al. Evaluering af to hurtige antigenanalyser, BioStar Strep A OIA og Pacific Biotech CARDS OS, og dyrkning til påvisning af gruppe A-streptokokker i svaberprøver fra halsen. J Clin Microbiolol 1994;32:2698-701.
5. Schager T.A, Hayden G.A, Woods W.A, et al. Optical immunoassay for rapid detection of Group A b-hemolytic Streptococci. Skal dyrkning erstattes? Arch Pediatr Adolesc Med 1996;150: 245-8.
6. Gerber M.A., Tanz R.R., Kabat W., et al. Optisk immunoassay-test for gruppe A b-hemolytiske streptokokker i faryngitis. En multicenterundersøgelse på en kontorbaseret undersøgelse. JAMA 1997;277;277:899-903.
7. Roe M., Kishiyama C., Davidson K., et al. Sammenligning af BioStar strep A OIA optisk immunoassay, Abbott TestPack Plus Strep A og dyrkning med selektive medier til diagnosticering af gruppe A streptokok-faryngitis. J Clin Microbiol 1995; 33:1551-3.
8. Pokirski S.J., Vetter E.A., Wollan P.C., Cockerill F.R. Comparasion of gen-probe Group A Streptococcus direct test with culture for diagnosticing Streptococcal pharyngitis. J Clin Microbiol 1994;32: 1440-3.
9. Schwartz B., Fries S., Fries S., Fizgibbon A., Lipman H. Pædiaternes diagnostiske tilgang til faryngitis og virkningen af CLIA 1988 på diagnostiske test på kontoret. JAMA 1994;271:234-8.
10. Lieu T.A., Fleisher G.R., Schwart J.S. Cost-Effectiveness of rapid latex agglutination testing and throat culture for Streptococcal pharyngitis. Pediatrics 1990;85:246-56.
11. Pignatari S.N., Santos O.P., Sader H., et al. Estudo microbiológico de amigdalites agudas em crianças. Anais do XXXIII Congresso Brasileiro de Otorrinolaringologia; IV Congresso Norte-Nordeste de Otorrinolaringologia; 1996.