A-ryhmän beeta-hemolyyttisen streptokokin osoittaminen kolmella eri osoitusmenetelmällä: viljely, nopea antigeenin osoittamistesti ja molekyylimääritys
ORIGINAL PAPERS
A-ryhmän A-beta-hemolyyttisen streptokokin osoittaminen kolmella eri osoitusmenetelmällä: Odimara SantosI; Luc Louis Maurice WeckxI; Antonio Carlos Campos PignatariII; Shirley Shizue Nagata PignatariI
IFederal University of São Paulo, Pediatric Otolaryngology Division
IIDivision of Infectious Diseases, São Paulo, SP, Brasilia
Kirjeenvaihto
ABSTRACT
Tarkoituksenamme oli tutkia A-ryhmän beetahemolyyttisen streptokokin (GABHS) aiheuttaman nielurisatulehduksen esiintyvyyttä lastenpopulaatiossamme ja vertailla eri näytteenottomenetelmiä GABHS:n osoittamiseksi, 50:stä akuuttia nielutulehdusta sairastavasta, 1-12-vuotiaasta lapsesta otettuja nielurisojen pyyhkäisynäytteitä käytettiin samanaikaisesti viljely-, molekyylimääritys- ja GABHS-antigeenin pikamääritystesteihin. Kaikki lapset tutkittiin kliinisesti São Paulon liittovaltion yliopiston pediatrisen korvatulehduksen osastolla. Diagnoosikriteerit perustuivat merkkeihin ja oireisiin, kuten kurkkukipuun, kuumeeseen ja orofaryngeaaliseen märkivään eritteeseen. Lapset, joita oli hoidettu antibiooteilla, suljettiin pois. Kaiken kaikkiaan GABHS:n esiintyvyys oli 34 prosenttia, kun kaikki kolme menetelmää yhdistettiin. GABHS diagnosoitiin 30 prosentissa bakteeriviljelyistä, 25 prosentissa näytteistä, jotka testattiin molekulaarisella nukleiinihappohybridisaatiomenetelmällä, ja 26 prosentissa tapauksista, jotka testattiin nopealla antigeeninmääritystestillä. Näiden kolmen menetelmän välillä ei ollut merkittävää eroa.
Key Words: Akuutti nielurisatulehdus, GABHS, laboratoriotutkimus.
Nielurisatulehdus on yksi yleisimmistä hengitystiesairauksista yhteisössä, erityisesti lapsuudessa. Noin 28-40 % näistä infektioista arvioidaan johtuvan A-ryhmän beetahemolyyttisestä streptokokista (GABHS), jota pidetään tärkeimpänä etiologisena taudinaiheuttajana seurausten ja komplikaatioiden kannalta . Koska streptokokkifaryngotonsilliitti voi johtaa reumatautiin ja sen seurauksiin sekä märkiviin komplikaatioihin, se on potentiaalisesti vakava lääketieteellinen ongelma, ja asianmukainen hoito on välttämätöntä.
Vaikka streptokokkifaryngotonsilliittia on yritetty erottaa kliinisesti virusinfektioista, mikään menetelmä ei ole toistaiseksi osoittautunut luotettavaksi . Koska GABHS-faryngotonsilliitin diagnosoimiseksi ei ole riittäviä kliinisiä perusteita, on tärkeää löytää helppo, käytännöllinen ja kustannustehokas tapa tehdä tällainen erottelu.
Viidenkymmenen viime vuoden aikana bakteeriviljely on ollut tärkein tekniikka GABHS:n diagnosoimiseksi. Vuonna 1980 Center for Disease Control (CDC) arvioi, että Yhdysvalloissa tehtiin vuosittain 28-36 miljoonaa kurkkuviljelyä. Kurkkuviljelyä pidetään edelleen ”kultaisena standardina” GABHS:n havaitsemisessa, ja se antaa positiivisen tuloksen noin 90-99 prosentissa tapauksista.
Pikatestien käyttö GABHS:n havaitsemiseksi suoraan kurkkupyyhkäisynäytteestä on tullut hyvin suosituksi monissa maissa. Useimmissa näistä testeistä käytetään lateksiagglutinaatio- tai entsyymi-immunomääritysmenetelmiä Streptococcus pyogenes -bakteerin A-ryhmän hiilihydraattiantigeenin havaitsemiseksi .
Vaikka molekyylihybridisaatiotestit eivät olekaan yhtä suosittuja, niiden spesifisyyden ja herkkyyden on osoitettu olevan korkea .
Määrittääksemme GABHS-nielutulehduksen esiintyvyyden , ja löytääksemme parhaan tavan tehdä tämä diagnoosi, arvioimme lapsia, joilla oli akuutti nielutulehdus, ja vertasimme kolmea erilaista menetelmää GABHS:n osoittamiseksi nielupyyhkäisynäytteistä: veri-agar-viljelyä, GABHS:n nopeaa osoittamistestiä ja GABHS:n nukleiinihappohybridisaatiotestiä.
Materiaalit ja menetelmät
Viisikymmentä akuuttia nielurisatulehdusta sairastavaa 1-12-vuotiasta lasta arvioitiin São Paulon liittovaltion pediatrisen korvatulehduksen osastolla Brasiliassa vuosina 1998-2001. Diagnoosikriteerit ja valinta perustuivat kliinisiin oireisiin, kuten kurkkukipuun, kuumeeseen, kaulan imusolmuketulehdukseen ja märkivään nielurisojen eritteeseen. Vanhemmat tai lailliset huoltajat allekirjoittivat tietoon perustuvan suostumuksen.
Orofaryngeaaliset pyyhkäisynäytteet otettiin samanaikaisesti kolmea osoitusmenetelmää varten:
1. Viljely. Orofaryngeaalinäytteet kerättiin ”Starswab” (Laborclin®) -menetelmällä, kuljetettiin välittömästi mikrobiologian laboratorioon ja levitettiin 5 %:n veriagarilevylle (Columbia-agar-pohja, Oxoid), minkä jälkeen niitä inkuboitiin 18-24 tuntia 36oC:ssa 5 %:n hiilidioksidipitoisessa ympäristössä. GABHS:n tunnistamiseksi tehtiin biokemialliset, anti-sera-agglutinaatio- ja optokiini/basitrasiiniherkkyystestit.
2. Näytteet pikatestiä (Test Pack® Strep A Abbott) varten kerättiin alginoituun pyyhkäisyyn. Kaikki testit tehtiin ”in loco” valmistajan antaman menetelmän mukaisesti. Pikatesti (Abbott) perustuu GABHS-antigeenin osoittamiseen ELISA-antigeeni-AC-agglutinaatioreaktiolla.
3. GABHS:n tunnistaminen nukleiinihappohybridisaatiotestillä (GEN-PROBEâ INCORPORATED, San Diego, Kalifornia, AccuPACE RYHMÄ A STREPTOCOCCUS IDENTIFIKAATIO- TESTI) valmistajan ohjeiden mukaisesti. Alginoituja pyyhkäisynäytteitä inokuloitiin Tryptic Soy Broth -liemeen ja inkuboitiin 36oC:ssa 18-24 tuntia CO2:lla rikastetussa ympäristössä. Tulokset saatiin kemiluminesenssin avulla. Arvoja 20 000 suhteellista luminesenssiyksikköä (RLU) tai enemmän pidettiin positiivisina; alle 15 000 RLU:ta pidettiin negatiivisina, ja arvoja 15 000-19 999 pidettiin heikosti positiivisina.
Tulokset
Streptococcus pyogenes -bakteerin esiintyvyys oli 34 % (17 tapausta) kolmen menetelmän yhdistelmällä. GABHS todettiin 30 %:ssa (15 tapausta) viljelmistä, 26 %:ssa (12 tapausta) molekyylimääritystesteillä ja 26 %:ssa (13 tapausta) pikatunnistustestillä (taulukko 1).
Viljelytulosta ”kultaisena standardiparametrina” pidettäessä pikatestin herkkyys oli 73 % (positiiviset tapaukset verrattuna viljelyllä saatujen positiivisten tapausten kokonaismäärään) ja spesifisyys 94 % (negatiiviset tulokset verrattuna negatiivisten viljelytapausten kokonaismäärään), positiivinen ennustearvo 85 % ja negatiivinen ennustearvo 88 % (taulukko 2).
Molekyylitestit (happonukleiinihybridisaatiotestit) tehtiin 47 näytteelle. Eri menetelmillä saadut tulokset olivat yhteneväiset 76 prosentissa tapauksista. Neljässä näytteessä (8,5 %) molekyylimääritys oli positiivinen, kun taas viljely oli negatiivinen.
Keskustelu
Streptokokin aiheuttama nielurisatulehdus on herättänyt lääketieteellistä huolta jo vuosien ajan erityisesti sen vuoksi, että se voi aiheuttaa vakavia ongelmia, kuten reumakuumetta ja märkäkomplikaatioita. GABHS:n aiheuttaman akuutin faryngotonsilliitin esiintyvyys on maailmanlaajuisesti noin 28-40 prosenttia; useimpien tiedetään olevan herkkiä penisilliinille. Myös tämä prosenttiosuus vaihtelee alueittain .
São Paulossa, Brasiliassa GABHS:n esiintyvyys näyttää olevan samankaltainen kuin kansainväliset luvut, sillä kaiken kaikkiaan GABHS:ää todettiin 34 prosentilla lapsista. Nämä GABHS-isolaatit olivat myös kaikki herkkiä penisilliinille (tietoja ei ole esitetty).
Kliinisiin perusteisiin perustuvan diagnoosin epäluotettavuus on ollut yksi tämän taudin asianmukaista hoitoa rajoittavista tekijöistä erityisesti kehitysmaissa, joissa nopeat tunnistustestit tai edes bakteeriviljelyt eivät aina ole saatavilla. Monissa maissa on tällä hetkellä saatavilla useita kaupallisia testipaketteja A-ryhmän streptokokki-faryngotonsilliitin nopeaan diagnosointiin, ja viimeisimmät niistä perustuvat immunomääritykseen. Niiden spesifisyys on noin 89-99 prosenttia, ja herkkyys vaihtelee 77-98 prosentin välillä, kun bakteeriviljelyä pidetään ”kultaisena standardiparametrina”. Useimmat näistä testeistä voidaan tehdä ”in loco”, ja tulokset saadaan noin 15 minuutissa.
Maissa, joissa pikatestit ovat rutiininomaisesti käytössä, on kiistaa siitä, onko varmistusviljely tarpeen, kun tulokset ovat negatiivisia. Vaikka useimmat lääkärit eivät yleensä noudata tätä menettelyä, useimmat lääketieteelliset yhdistykset ovat suositelleet varmuusviljelmiä . Pikatestin käyttöä sekä bakteeriviljelyä negatiivisten tulosten varalta pidetään tällä hetkellä tehokkaimpana kliinisenä strategiana, joka lisää marginaalikustannuksia vain vähän (se lisää alkukustannuksia, mutta alentaa kokonaiskustannuksia, kun otetaan huomioon hoitamattomien, pikatestillä havaitsematta jääneiden tapausten komplikaatioiden ehkäisy) .
Kombinoimalla nämä kolme menetelmää Streptococcus pyogenes -bakteerin esiintyvyys tässä tutkimuksessa oli hieman korkeampi kuin aiemmassa tutkimuksessamme, jossa menetelmänä käytettiin bakteeriviljelyä. Vuonna 1996 tehdyssä tutkimuksessamme 44:stä orofaryngeaalista infektiota sairastavasta lapsesta otetuista viljelmistä 18 %:ssa oli GABHS:ää .
Vaikka nykyisessä tutkimuksessamme molekyylimääritysmenetelmällä pystyttiinkin havaitsemaan GABHS joissakin tapauksissa, joissa viljelytulokset olivat negatiivisia, se oli aikaa vievä ja kallis. Pokorski ym. (1994) , tutkimuksessa, johon osallistui 767 nielutulehduspotilasta, molekyylimääritysmenetelmän herkkyys oli 85,7 % ja spesifisyys 97,8 % verrattuna 96,7 %:n herkkyyteen ja 100 %:n spesifisyyteen bakteeriviljelyssä.
Kun otetaan huomioon sosiaalisten ja taloudellisten olosuhteiden kansainvälinen moninaisuus ja jopa useissa tutkimuksissa havaitut erot GABHS:n osoitusmenetelmien spesifisyydessä ja herkkyydessä, voitaisiin harkita monia vaihtoehtoja GABHS:n aiheuttaman nielutulehduksen hoidossa.
Kustannus-hyötyanalyysin mukaan kaikkien potilaiden hoitaminen ilman aiempaa viljelmää tai testiä estäisi 90 %:lla potentiaalisista komplikaatioista, mikä pienentäisi kokonaiskustannuksia . Toisaalta antibiooteilla olisi enemmän sivuvaikutuksia, ja niiden käyttö olisi useimmissa tapauksissa tarpeetonta. Aina kun valitaan yksittäinen pikatesti (ilman varaviljelyä), kustannus-hyöty-edut voivat olla merkittävät, jos testin herkkyys ja seurantaprosentti ovat korkeat .
Vaikka useat tutkimukset ovat osoittaneet, että pikatestin herkkyys ei yksinään sovellettuna riitä poistamaan viljelmien tarvetta , eräät tutkijat ovat osoittaneet, että uudemmat saatavilla olevat pikatestit voivat olla herkempiä kuin bakteeriviljelyt, erityisesti immunomääritykseen perustuvat testit, jotka pystyvät saamaan tuloksensa muutamassa minuutissa .
Kiinnostavaa on, että monet ovat pitäneet bakteeriviljelyä ”kultaisena standardina” GABHS:n toteamismenetelmänä, mutta viimeaikaisten tutkimusten mukaan tämä olisi kallis valinta suhteessa sen tehokkuuteen .
Kokonaisuutena havaitsimme, että GABHS:n esiintyvyys väestössämme oli samankaltainen kuin kansainväliset tiedot, noin 30 %. Emme myöskään havainneet merkittäviä eroja herkkyydessä tai spesifisyydessä verrattaessa pikatestin toteamista bakteeriviljelytuloksiin.
Korkeampien kustannusten ja molekyylitestimenetelmään kuluvan huomattavan ajan ja työn vuoksi emme suosittelisi sitä rutiinikäyttöön.
Huolimatta maassamme vallitsevasta huomattavasta taloudellisesta ja sosiaalisesta monimuotoisuudesta, jossa pikatestiä tai edes bakteeriviljelytekniikkaa ei useinkaan ole saatavilla, mikä saattaa johtaa lääkäreitä erilaisiin hoitovaihtoehtoihin, mukaan lukien potilaan hoitaminen pelkästään kliinisten oletusten perusteella, uskomme, että objektiivisia diagnostisia menetelmiä, kuten pikatestiä tai bakteeriviljelyä, olisi edistettävä.
Kiitokset
Kiitämme Marcel Frederico de Lima Tagaa UNIFESP:n (São Paulo) ennaltaehkäisevän lääketieteen laitoksen biostatistisen osaston biostatistisesta osastosta hänen ystävällisyydestään, joka auttoi meitä tilastollisissa analyyseissä. Kiitämme myös suuresti tohtori Lee Harkeria, Boystown R.C.:n (Omaha) apulaisjohtajaa hänen anteliaasta avustaan tekstin tarkistamisessa. Tämä artikkeli esiteltiin American Academy of Otolaryngology-Head and Neck Surgery -kokouksessa, joka pidettiin San Diegossa, Kaliforniassa, Yhdysvalloissa (22.-25. syyskuuta 2002).
1. Pichicheri M.E. A-ryhmän streptokokki-tonsillofaryngiitti: Kustannustehokas diagnoosi ja hoito. Ann Emerg Med 1995;25:390-403.
2. Funamuta J.L, Berkowitz C.D. Pisteytysjärjestelmän soveltuvuus streptokokkifaryngiitin diagnostiikassa. Clin Pediatr 1983;22:622-9.
3. Mackin M., Hall G., Rutherford I. Kolme samanaikaisesti saatua kurkkuviljelyä beetahemolyyttisen A-ryhmän streptokokin varalta. Pediatr Infect Dis J 1987;6:575-6.
4. Dale J.C., Vetter E.A., Contezac J.M. ym. Kahden nopean antigeenimäärityksen, BioStar Strep A OIA:n ja Pacific Biotech CARDS OS:n, ja viljelymenetelmän arviointi A-ryhmän streptokokkien havaitsemiseksi nielun pyyhkäisynäytteistä. 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 Streptocococci. Pitäisikö viljely korvata? Arch Pediatr Adolesc Med 1996;150: 245-8.
6. Gerber M.A., Tanz R.R., Kabat W., et al. Optinen immunomääritystesti ryhmän A b-hemolyyttisen streptokokkifaryngiitin varalta. Toimistopohjainen, monikeskustutkimus. JAMA 1997;277:899-903.
7. Roe M., Kishiyama C., Davidson K., et al. Comparison of BioStar strep A OIA optical immunoassay, Abbott TestPack Plus Strep A, and culture with selective media for diagnosis of Group A Streptococcal pharyngitis. 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 diagnosing Streptococcal pharyngitis. J Clin Microbiol 1994;32: 1440-3.
9. Schwartz B., Fries S., Fizgibbon A., Lipman H. Lastenlääkärin diagnostinen lähestymistapa nielutulehdukseen ja CLIA 1988:n vaikutus toimiston diagnostisiin testeihin. JAMA 1994;271:234-8.
10. Lieu T.A, Fleisher G.R., Schwart J.S. Streptokokki-faryngiitin nopean lateksiagglutinaatiotestin ja kurkkuviljelyn kustannustehokkuus. 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.