Detektion av grupp A beta-hemolytiska streptokocker med hjälp av tre olika detektionsmetoder: odling, snabbtest för antigenupptäckt och molekylär analys
ORIGINALPAPPERS
Detektion av grupp A beta-hemolytiska streptokocker med hjälp av tre olika detektionsmetoder: 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, Brazil
Korrespondens
ABSTRACT
För att studera prevalensen av faryngotonsillit orsakad av grupp A beta-hemolytiska streptokocker (GABHS) i vår pediatriska population och för att jämföra olika provtagningsmetoder för att upptäcka GABHS, Orofarynxsvabbar från 50 barn med akut faryngotonsillit, mellan 1 och 12 år gamla, användes samtidigt för odling, molekylär analys och snabba tester för upptäckt av GABHS-antigen. Alla barn undersöktes kliniskt vid avdelningen för pediatrisk otorinolaryngologi vid det federala universitetet i São Paulo. Diagnostiska kriterier baserades på tecken och symtom, inklusive halsont, feber och orofaryngeal purulent sekret. Barn som hade behandlats med antibiotika uteslöts. Sammantaget, genom att kombinera de tre metoderna, var prevalensen av GABHS 34 %. GABHS diagnostiserades i 30 % av bakterieodlingarna, i 25 % av de prover som testades med den molekylära nukleinsyrahybridiseringsmetoden och i 26 % av de fall som testades med det snabba antigenupptäckningstestet. Det fanns ingen signifikant skillnad mellan dessa tre metoder.
Nyckelord: Akut faryngotonsillit, GABHS, laboratoriedetektion.
Pharyngotonsillit är en av de vanligaste luftvägssjukdomarna i samhället, särskilt under barndomen. Ungefär 28-40 % av dessa infektioner beräknas orsakas av grupp A beta-hemolytiska streptokocker (GABHS), som anses vara den viktigaste etiologiska patogenen när det gäller följder och komplikationer . Eftersom streptokockfaryngotonsillit kan leda till reumatisk sjukdom och dess följdsjukdomar samt till suppurativa komplikationer är det ett potentiellt allvarligt medicinskt problem, och adekvat behandling är absolut nödvändig.
Trots många försök att kliniskt skilja streptokockfaryngotonsillit från virusinfektioner har hittills ingen metod visat sig vara tillförlitlig . På grund av bristen på en adekvat klinisk grund för att diagnostisera GABHS faryngotonsillit är det viktigt att hitta ett enkelt, praktiskt och kostnadseffektivt sätt att tillhandahålla en sådan differentiering.
Under de senaste femtio åren har bakterieodling varit den viktigaste tekniken för att diagnostisera GABHS. År 1980 uppskattade Center for Disease Control (CDC) att 28 till 36 miljoner halsodlingar utfördes varje år i USA. Halskultur anses fortfarande vara ”guldstandarden” för att påvisa GABHS och ger positiva resultat i 90-99 % av fallen.
Användningen av snabbtest för att påvisa GABHS direkt från svabbprover från halsen har blivit mycket populär i många länder. De flesta av dessa tester använder latexagglutination eller enzymimmunoassaymetoder för att detektera grupp A-kolhydratantigenet från Streptococcus pyogenes .
Och även om molekylära hybridiseringstester inte är lika populära har de visat sig ha en hög grad av specificitet och känslighet .
För att fastställa prevalensen av GABHS-infektion i svalget , och för att hitta det bästa sättet att ställa denna diagnos, utvärderade vi barn med akut faryngotonsillit och jämförde tre olika metoder för GABHS-detektion från svabbprover från svalget: odling i blod-agar, snabbtest för GABHS-detektion och GABHS-nukleinsyrahybridiseringstest.
Material och metoder
Femtio barn med akut faryngotonsillit, mellan 1 och 12 år gamla, utvärderades vid avdelningen för pediatrisk otorinolaryngologi Federal University of São Paulo, Brasilien, 1998-2001. Diagnostiska kriterier och urval baserades på kliniska tecken och symtom, inklusive halsont, feber, cervikal lymfadenit och purulenta orofaryngeala sekret. Föräldrar eller vårdnadshavare undertecknade ett informerat samtycke.
Orofaryngeal svabbar togs samtidigt för de tre detektionsmetoderna:
1. Kultur. Oropharyngealprover samlades in med ”Starswab” (Laborclin®), transporterades omedelbart till mikrobiologilaboratoriet och spreds på en 5 % blodagarplatta (Columbia agar-base, Oxoid), följt av 18-24 timmars inkubation vid 36oC i en 5 % CO2-miljö. Biokemiska tester, anti-sera-agglutinationstester och optoquin/bacitracin-känslighetstester utfördes för att identifiera GABHS.
2. Prover för det snabba detektionstestet (Test Pack® Strep A Abbott) samlades in i alginerade svabbar. Testerna utfördes alla ”in loco”, enligt den metod som tillhandahålls av tillverkaren. Snabbdetektionstestet (Abbott) bygger på detektion av GABHS-antigenet genom en ELISA-antigen-AC-agglutinationsreaktion.
3. Identifiering av GABHS genom nukleinsyrahybridiseringstestet (GEN-PROBEâ INCORPORATED, San Diego, Kalifornien AccuPACE GROUP A STREPTOCOCCUS IDENTIFICATION TEST) enligt tillverkarens specifikationer. Alginiserade svabbar inokulerades i Tryptic Soy Broth och inkuberades vid 36oC i 18-24 timmar i en miljö som berikats med CO2. Resultaten erhölls genom kemiluminiscens. Värden på 20 000 relativa luminescensenheter (RLU) eller högre betraktades som positiva, under 15 000 RLU betraktades som negativa och mellan 15 000 och 19 999 var svagt positiva.
Resultat
Prevalensen av Streptococcus pyogenes var 34 % (17 fall) med kombinationen av de tre metoderna. GABHS påvisades i 30 % (15 fall) av odlingarna, 26 % (12 fall) med molekylära tester och 26 % (13 fall) med snabbidentifieringstestet (tabell 1).
Med tanke på odlingsresultatet som en ”gold standard”-parameter gav snabbtestet en känslighet på 73 % (positiva fall jämfört med det totala antalet positiva fall som erhållits genom odling) och en specificitet på 94 % (negativa resultat jämfört med det totala antalet negativa odlingsfall), ett positivt prediktivt värde på 85 % och ett negativt prediktivt värde på 88 % (tabell 2).
Molekylära tester (syra-nukleidhybridiseringstester) utfördes på 47 prover. Överensstämmelse mellan resultaten med hjälp av de olika metoderna förekom i 76 % av fallen. I fyra prover (8,5 %) var det molekylära testet positivt, medan odlingen var negativ.
Diskussion
Streptokockfaryngotonsillit har varit ett medicinskt bekymmer under åren, särskilt på grund av dess potential att orsaka allvarliga problem, såsom reumatisk feber och suppurativa komplikationer. Prevalensen av akut faryngotonsillit orsakad av GABHS är cirka 28-40 % i världen; de flesta är kända för att vara mottagliga för penicillin. Denna procentsats varierar också från region till region .
Prevalensen av GABHS i São Paulo i Brasilien verkar likna de internationella siffrorna, eftersom GABHS totalt sett hittades hos 34 % av barnen. Dessa GABHS-isolat var också alla mottagliga för penicillin (data visas inte).
Den otillförlitliga diagnosen på kliniska grunder har varit en av de begränsande faktorerna för en adekvat hantering av denna sjukdom, särskilt i utvecklingsländer där snabbtest för upptäckt eller till och med bakterieodlingar inte alltid är tillgängliga. Ett antal kommersiella testkit är för närvarande tillgängliga i många länder för snabbdiagnostik av faryngotonsillit orsakad av streptokocker av grupp A, och de senaste är immunoassaybaserade. Deras specificitet uppgår till cirka 89-99 % och känsligheten varierar mellan 77 och 98 %, med bakterieodling som en ”gold standard”-parameter. De flesta av dessa tester kan utföras ”på plats” och resultaten är tillgängliga på cirka 15 minuter.
I länder där snabba detektionstester används rutinmässigt finns en kontrovers om huruvida en bekräftande odling är nödvändig eller inte när resultaten är negativa. Även om de flesta läkare vanligtvis inte följer detta förfarande har de flesta medicinska sällskap rekommenderat reservodlingar . Användningen av ett snabbtest, plus en bakterieodling vid negativa resultat, anses för närvarande vara den mest effektiva kliniska strategin, som endast ökar marginalkostnaderna något (det ökar de initiala kostnaderna, men sänker den totala kostnaden när man beaktar förebyggandet av komplikationer hos de obehandlade fall som inte upptäcks genom snabbtestet) .
Kombinerar man dessa tre metoder var prevalensen av Streptococcus pyogenes i den här studien något högre än i vår tidigare studie, där bakterieodling var den metod som användes. I vår studie, som gjordes 1996, hade 18 % av odlingarna från 44 barn med orofaryngeal infektion GABHS .
Och även om den molekylära analysmetoden i vår aktuella studie kunde påvisa GABHS i vissa fall med negativa odlingsresultat, var den tidskrävande och dyr. Pokorski et al. (1994) , i en studie av 767 patienter med faryngit, var känsligheten för den molekylära analysmetoden 85,7 % och specificiteten 97,8 %, jämfört med 96,7 % känslighet och 100 % specificitet med bakterieodlingar.
Med tanke på den internationella mångfalden av sociala och ekonomiska förhållanden, och även skillnaderna i specificitet och sensitivitet för GABHS-detektionsmetoder som hittats i flera studier, kan många alternativ för hantering av GABHS-faryngotonsillit övervägas.
Enligt en kostnads- och intäktsanalys skulle behandling av alla patienter, utan en tidigare odling eller ett tidigare test, förhindra 90 % av de potentiella komplikationerna, vilket minskar de totala kostnaderna . Å andra sidan skulle antibiotika ge fler biverkningar och användningen av antibiotika skulle vara onödig i de flesta fall. När ett isolerat snabbtest för upptäckt väljs (utan föregående odling) kan fördelarna i fråga om kostnad och nytta vara betydande om testets känslighet och uppföljningsfrekvensen är hög .
Och även om flera studier har visat att snabbtestet, tillämpat ensamt, inte har tillräcklig känslighet för att eliminera behovet av odlingar , har vissa forskare visat att de nyare snabbtest som finns tillgängliga kan vara känsligare än bakterieodling, i synnerhet de immunoassay-baserade testerna, som kan ge resultat på några få minuter .
Interessant nog har bakterieodling av många betraktats som ”gold standard”-metoden för upptäckt av GABHS, men enligt nyligen genomförda studier skulle detta vara ett högkostnadsval i förhållande till dess effektivitet .
Sammantaget fann vi att prevalensen av GABHS i vår population var likartad med internationella data, omkring 30 %. Vi fann inte heller några signifikanta skillnader i sensitivitet eller specificitet när vi jämförde snabbtestets detektion med bakterieodlingsresultat.
På grund av de högre kostnaderna och den avsevärda tid och det arbete som molekyläranalysmetoden innebär, skulle vi inte rekommendera den för rutinanvändning.
Trots den betydande ekonomiska och sociala mångfald som finns i vårt land, där det ofta inte finns tillgång till snabbtest eller till och med bakterieodlingstekniker, vilket kan leda till att läkarna väljer olika hanteringsalternativ, inklusive att behandla patienten enbart utifrån kliniska antaganden, anser vi att objektiva diagnostiska förfaranden, såsom snabbtest eller bakterieodlingar, bör stimuleras.
Acknowledgements
Vi tackar Marcel Frederico de Lima Taga från avdelningen för förebyggande medicin, Biostatistical Division, UNIFESP (São Paulo) för hans vänlighet när han hjälpte oss med de statistiska analyserna. Vi tackar också Dr. Lee Harker; Deputy Director of the Boystown R.C. (Omaha) för hans generösa hjälp med att revidera texten. Denna artikel presenterades vid American Academy of Otolaryngology-Head and Neck Surgery Meeting som hölls i San Diego, Kalifornien, USA, (22-25 september 2002).
1. Pichicheri M.E. Group A Streptococcal tonsillopharyngitis: Kostnadseffektiv diagnos och behandling. Ann Emerg Med 1995;25:390-403.
2. Funamuta J.L, Berkowitz C.D. Applicability of a scoring system in the diagnosis of streptococcal pharyngitis. Clin Pediatr 1983;22:622-9.
3. Mackin M., Hall G., Rutherford I. Tre samtidigt erhållna halskulturer för beta-hemolytiska streptokocker av grupp A. Pediatr Infect Dis J 1987;6:575-6.
4. Dale J.C., Vetter E.A., Contezac J.M., et al. Utvärdering av två snabba antigenanalyser, BioStar Strep A OIA och Pacific Biotech CARDS OS, och odling för detektion av Streptokocker av grupp A i svabbprover från halsen. J Clin Microbiolol 1994;32:2698-701.
5. Schager T.A, Hayden G.A, Woods W.A, et al. Optisk immunoassay för snabb upptäckt av b-hemolytiska streptokocker av grupp A. Bör odling ersättas? Arch Pediatr Adolesc Med 1996;150: 245-8.
6. Gerber M.A., Tanz R.R., Kabat W., et al. Optiskt immunoassay-test för grupp A b-hemolytiska streptokocker i faryngit. En multicenterundersökning på kontoret. JAMA 1997;277:899-903.
7. Roe M., Kishiyama C., Davidson K., et al. Jämförelse av BioStar strep A OIA optical immunoassay, Abbott TestPack Plus Strep A, och odling med selektiva medier för diagnostik av streptokockfaryngit av grupp A. 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. Pediatrician’s diagnostic approach to pharyngitis and impact of CLIA 1988 on office diagnostic tests. 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.