Nachweis von beta-hämolytischen Streptokokken der Gruppe A mit Hilfe von drei verschiedenen Nachweismethoden: Kultur, Antigen-Schnelltest und Molekulartest
ORIGINAL PAPERS
Nachweis von beta-hämolytischen Streptokokken der Gruppe A mit Hilfe von drei verschiedenen Nachweismethoden: Kultur, Antigen-Schnelltest und Molekularassay
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
Korrespondenz
ABSTRACT
Um die Prävalenz der Pharyngotonsillitis durch beta-hämolytische Streptokokken der Gruppe A (GABHS) in unserer pädiatrischen Population zu untersuchen und verschiedene Probenahmemethoden zum Nachweis von GABHS zu vergleichen, Oropharyngeale Abstriche von 50 Kindern mit akuter Pharyngotonsillitis im Alter zwischen 1 und 12 Jahren wurden gleichzeitig für Kultur-, Molekulartests und Schnelltests zum Nachweis von GABHS-Antigenen verwendet. Alle Kinder wurden in der Abteilung für pädiatrische HNO-Heilkunde der Bundesuniversität von São Paulo klinisch untersucht. Die Diagnosekriterien basierten auf Anzeichen und Symptomen, einschließlich Halsschmerzen, Fieber und eitriger Sekretion aus dem Oropharynx. Kinder, die mit Antibiotika behandelt worden waren, wurden ausgeschlossen. Insgesamt lag die Prävalenz von GABHS bei der Kombination der drei Methoden bei 34 %. GABHS wurde in 30 % der Bakterienkulturen, in 25 % der mit der molekularen Nukleinsäurehybridisierungsmethode untersuchten Proben und in 26 % der mit dem Antigen-Schnelltest untersuchten Fälle diagnostiziert. Es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen diesen drei Methoden.
Schlüsselwörter: Akute Pharyngotonsillitis, GABHS, Labornachweis.
Pharyngotonsillitis ist eine der häufigsten Atemwegserkrankungen in der Bevölkerung, insbesondere im Kindesalter. Schätzungsweise 28 % bis 40 % dieser Infektionen werden durch beta-hämolytische Streptokokken der Gruppe A (GABHS) verursacht, die als wichtigster ätiologischer Erreger im Hinblick auf Folgeerkrankungen und Komplikationen gelten. Da die Streptokokken-Pharyngotonsillitis zu rheumatischen Erkrankungen und deren Folgeerscheinungen sowie zu eitrigen Komplikationen führen kann, stellt sie ein potenziell ernstes medizinisches Problem dar, das unbedingt angemessen behandelt werden muss.
Trotz zahlreicher Versuche, die Streptokokken-Pharyngotonsillitis klinisch von Virusinfektionen zu unterscheiden, hat sich bisher keine Methode als zuverlässig erwiesen. Da eine adäquate klinische Grundlage für die Diagnose der GABHS-Pharyngotonsillitis fehlt, ist es wichtig, eine einfache, praktische und kosteneffiziente Methode zu finden, die eine solche Unterscheidung ermöglicht.
In den letzten fünfzig Jahren war die Bakterienkultur die wichtigste Methode zur Diagnose von GABHS. Im Jahr 1980 schätzte das Center for Disease Control (CDC), dass in den USA jedes Jahr 28 bis 36 Millionen Rachenkulturen durchgeführt wurden. Die Rachenkultur gilt nach wie vor als „Goldstandard“ für den Nachweis von GABHS und liefert in 90 bis 99 % der Fälle ein positives Ergebnis.
Die Verwendung von Schnelltests zum direkten Nachweis von GABHS aus Rachenabstrichen ist in vielen Ländern sehr beliebt geworden. Die meisten dieser Tests verwenden Latex-Agglutinations- oder Enzym-Immunoassay-Methoden, um das Kohlenhydrat-Antigen der Gruppe A von Streptococcus pyogenes nachzuweisen.
Obwohl molekulare Hybridisierungstests nicht so populär sind, haben sie ein hohes Maß an Spezifität und Sensitivität gezeigt.
Um die Prävalenz von GABHS-Infektionen im Rachenraum zu bestimmen und die beste Methode zur Erstellung dieser Diagnose zu finden, haben wir Kinder mit akuter Pharyngotonsillitis untersucht und drei verschiedene Methoden zum Nachweis von GABHS aus Rachenabstrichen verglichen: Kultur in Blut-Agar, GABHS-Schnelltest und GABHS-Nukleinsäure-Hybridisierungstest.
Materialien und Methoden
Fünfzig Kinder mit akuter Pharyngotonsillitis im Alter zwischen 1 und 12 Jahren wurden von 1998-2001 in der Abteilung für pädiatrische HNO-Heilkunde der Bundesuniversität São Paulo, Brasilien, untersucht. Die diagnostischen Kriterien und die Auswahl der Patienten basierten auf klinischen Anzeichen und Symptomen wie Halsschmerzen, Fieber, zervikaler Lymphadenitis und eitrigen oropharyngealen Sekreten. Die Eltern oder Erziehungsberechtigten unterzeichneten eine Einverständniserklärung.
Oropharyngeale Abstriche wurden gleichzeitig für die drei Nachweisverfahren entnommen:
1. Kultur. Oropharyngeale Proben wurden mit „Starswab“ (Laborclin®) entnommen, sofort zum mikrobiologischen Labor transportiert und auf einer 5%igen Blutagarplatte (Columbia-Agar-Basis, Oxoid) ausgebreitet, gefolgt von einer 18-24stündigen Inkubation bei 36oC in einer 5%igen CO2-Umgebung. Zur Identifizierung der GABHS wurden biochemische Tests, Antiserum-Agglutinationstests und Optochin/Bacitracin-Empfindlichkeitstests durchgeführt.
2. Die Proben für den Schnellnachweistest (Test Pack® Strep A Abbott) wurden in alginierten Abstrichen gesammelt. Die Tests wurden alle „in loco“ nach der vom Hersteller angegebenen Methode durchgeführt. Der Schnellnachweistest (Abbott) basiert auf dem Nachweis des GABHS-Antigens durch eine ELISA-Antigen-AC-Agglutinationsreaktion.
3. Identifizierung von GABHS durch den Nukleinsäure-Hybridisierungstest (GEN-PROBEâ INCORPORATED, San Diego, Kalifornien AccuPACE GROUP A STREPTOCOCCUS IDENTIFICATION TEST) gemäß den Spezifikationen des Herstellers. Alginierte Abstriche wurden in Tryptic Soy Broth beimpft und 18 bis 24 Stunden lang bei 36oC in einer mit CO2 angereicherten Umgebung bebrütet. Die Ergebnisse wurden durch Chemilumineszenz ermittelt. Werte von 20.000 relativen Lumineszenzeinheiten (RLU) oder mehr galten als positiv, unter 15.000 RLU als negativ und zwischen 15.000 und 19.999 als schwach positiv.
Ergebnisse
Die Prävalenz von Streptococcus pyogenes betrug bei der Kombination der drei Methoden 34 % (17 Fälle). GABHS wurde in 30 % (15 Fälle) der Kulturen, in 26 % (12 Fälle) durch molekulare Assay-Tests und in 26 % (13 Fälle) durch den Schnellidentifikationstest nachgewiesen (Tabelle 1).
Betrachtet man das Kulturergebnis als „Goldstandard“-Parameter, so ergab der Schnelltest eine Sensitivität von 73 % (positive Fälle im Vergleich zur Gesamtzahl der durch die Kultur erhaltenen positiven Fälle) und eine Spezifität von 94 % (negative Ergebnisse im Vergleich zur Gesamtzahl der negativen Kulturfälle), einen positiven prädiktiven Wert von 85 % und einen negativen prädiktiven Wert von 88 % (Tabelle 2).
Molekulare Tests (Säure-Nukleus-Hybridisierungstests) wurden an 47 Proben durchgeführt. In 76 % der Fälle stimmten die Ergebnisse der verschiedenen Methoden überein. Bei vier Proben (8,5 %) war der molekulare Test positiv, während die Kultur negativ war.
Diskussion
Die Pharyngotonsillitis durch Streptokokken ist seit Jahren ein medizinisches Problem, insbesondere wegen ihres Potenzials, schwerwiegende Probleme wie rheumatisches Fieber und eitrige Komplikationen zu verursachen. Die Prävalenz der akuten Pharyngotonsillitis, die durch GABHS verursacht wird, liegt weltweit bei etwa 28 % bis 40 %; die meisten von ihnen sind bekanntermaßen empfindlich gegenüber Penicillin. Dieser Prozentsatz variiert auch von Region zu Region.
Die Prävalenz von GABHS in São Paulo, Brasilien, scheint den internationalen Zahlen ähnlich zu sein, denn insgesamt wurde GABHS bei 34 % der Kinder gefunden. Diese GABHS-Isolate waren auch alle empfindlich gegenüber Penicillin (Daten nicht gezeigt).
Die Unzuverlässigkeit der Diagnose auf klinischer Basis ist einer der limitierenden Faktoren für ein angemessenes Management dieser Krankheit, insbesondere in Entwicklungsländern, wo Schnelltests oder sogar Bakterienkulturen nicht immer verfügbar sind. Für die Schnelldiagnose der Streptokokken-Pharyngotonsillitis der Gruppe A gibt es derzeit in vielen Ländern eine Reihe kommerzieller Testkits, von denen die neuesten auf einem Immunoassay basieren. Ihre Spezifität liegt bei 89-99 %, und die Sensitivität schwankt zwischen 77 und 98 %, wobei die Bakterienkultur als „Goldstandard“-Parameter gilt. Die meisten dieser Tests können „vor Ort“ durchgeführt werden, und die Ergebnisse liegen innerhalb von etwa 15 Minuten vor.
In Ländern, in denen Schnellnachweistests routinemäßig eingesetzt werden, besteht eine Kontroverse darüber, ob bei negativen Ergebnissen eine Bestätigungskultur erforderlich ist oder nicht. Obwohl die meisten Ärzte dieses Verfahren in der Regel nicht anwenden, haben die meisten medizinischen Fachgesellschaften Sicherungskulturen empfohlen. Die Verwendung eines Schnelltests und einer Bakterienkultur bei negativen Ergebnissen gilt derzeit als die wirksamste klinische Strategie, die die Grenzkosten nur geringfügig erhöht (sie erhöht die anfänglichen Kosten, senkt aber die Gesamtkosten, wenn man die Verhinderung von Komplikationen bei den nicht behandelten, durch den Schnelltest unentdeckten Fällen berücksichtigt).
Die Prävalenz von Streptococcus pyogenes war in dieser Studie durch die Kombination dieser drei Methoden etwas höher als in unserer früheren Studie, in der die Bakterienkultur die verwendete Methode war. In unserer Studie aus dem Jahr 1996 wiesen 18 % der Kulturen von 44 Kindern mit oropharyngealer Infektion GABHS auf.
Obwohl in unserer aktuellen Studie die molekulare Testmethode in der Lage war, GABHS in einigen Fällen mit negativen Kulturergebnissen nachzuweisen, war sie zeitaufwendig und teuer. Pokorski et al. (1994) ermittelten in einer Studie mit 767 Patienten mit Pharyngitis eine Sensitivität der molekularen Assay-Methode von 85,7 % und eine Spezifität von 97,8 %, verglichen mit einer Sensitivität von 96,7 % und einer Spezifität von 100 % bei bakteriellen Kulturen.
Angesichts der internationalen Vielfalt sozialer und wirtschaftlicher Bedingungen und sogar der Unterschiede in der Spezifität und Sensitivität von GABHS-Nachweisverfahren, die in mehreren Studien festgestellt wurden, könnten viele Optionen für das Management der GABHS-Pharyngotonsillitis in Betracht gezogen werden.
Nach einer Kosten-Nutzen-Analyse würde die Behandlung aller Patienten ohne vorherige Kultur oder Test 90 % der potenziellen Komplikationen verhindern und die Gesamtkosten senken. Andererseits würden die Nebenwirkungen von Antibiotika zunehmen, und ihr Einsatz wäre in den meisten Fällen unnötig. Wenn man sich für einen isolierten Schnelltest entscheidet (ohne zusätzliche Kultur), können die Kosten-Nutzen-Vorteile erheblich sein, wenn die Sensitivität des Tests und die Follow-up-Rate hoch sind.
Obwohl mehrere Studien gezeigt haben, dass der Schnelltest allein keine ausreichende Sensitivität aufweist, um Kulturen überflüssig zu machen, haben einige Forscher nachgewiesen, dass die neueren Schnelltests empfindlicher sein können als Bakterienkulturen, insbesondere die Tests auf Immunoassay-Basis, die innerhalb weniger Minuten Ergebnisse liefern können.
Interessanterweise wird die Bakterienkultur von vielen als „Goldstandard“-Methode für den GABHS-Nachweis angesehen, doch neueren Studien zufolge wäre dies im Verhältnis zu ihrer Wirksamkeit eine sehr kostspielige Wahl.
Insgesamt stellten wir fest, dass die Prävalenz von GABHS in unserer Bevölkerung ähnlich hoch ist wie die internationalen Daten, nämlich etwa 30 %. Wir fanden auch keine signifikanten Unterschiede in der Sensitivität oder Spezifität, wenn wir die Ergebnisse des Schnelltests mit denen von Bakterienkulturen verglichen.
Aufgrund der höheren Kosten und des beträchtlichen Zeit- und Arbeitsaufwands, der mit der molekularen Assay-Methode verbunden ist, würden wir sie nicht für den Routineeinsatz empfehlen.
Trotz der beträchtlichen wirtschaftlichen und sozialen Unterschiede in unserem Land, in dem oft keine Schnelltests oder sogar Bakterienkulturen zur Verfügung stehen, was die Ärzte zu verschiedenen Behandlungsoptionen veranlassen kann, einschließlich der Behandlung des Patienten nur auf der Grundlage klinischer Annahmen, sind wir der Meinung, dass objektive Diagnoseverfahren wie Schnelltests oder Bakterienkulturen gefördert werden sollten.
Danksagung
Wir danken Herrn Marcel Frederico de Lima Taga von der Abteilung für Präventivmedizin, Abteilung Biostatistik, UNIFESP (São Paulo) für seine freundliche Unterstützung bei den statistischen Analysen. Wir danken auch Dr. Lee Harker, stellvertretender Direktor des Boystown R.C. (Omaha), für seine großzügige Hilfe bei der Überarbeitung des Textes. Diese Arbeit wurde auf der Tagung der American Academy of Otolaryngology-Head and Neck Surgery in San Diego, Kalifornien, USA, (22. bis 25. September 2002) vorgestellt.
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