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Infektionen der unteren Atemwege sind die häufigste Ursache für Krankenhausaufenthalte im Zusammenhang mit Infektionskrankheiten in den Vereinigten Staaten (13). Wir haben zuvor die Häufigkeit spezifischer Virusinfektionen im Zusammenhang mit akuten Atemwegserkrankungen bestimmt, die zu Krankenhausaufenthalten führen (5). Patienten, die an der Studie teilnahmen, wurden in ein öffentliches oder privates Krankenhaus eingeliefert, und Infektionen der Atemwege wurden durch Zellkultur- und serologische Studien identifiziert. Da die Anzahl der respiratorischen Virusinfektionen im Zusammenhang mit Atemwegserkrankungen durch die Anwendung von Reverse-Transkriptions-PCR-Assays (RT-PCR) erhöht werden kann (3, 6), wendeten wir diese Assays auf Proben an, die über einen Zeitraum von 2 Jahren gesammelt und für diesen Zweck beiseite gelegt wurden, um festzustellen, ob in dieser Kohorte zusätzliche respiratorische Virusinfektionen identifiziert werden konnten.

Die Details der klinischen Studie wurden zuvor beschrieben (5). Kurz gesagt, Studienteilnehmer waren Personen jeden Alters, die im Ben Taub General Hospital oder St. Luke’s Episcopal Hospital in Houston, TX, mit einer akuten Atemwegserkrankung (Lungenentzündung, Tracheobronchitis, Bronchiolitis, Kruppe, Exazerbationen von Asthma oder chronisch obstruktive Lungenerkrankung oder Herzinsuffizienz). Atmungsproben (Nasenspülung oder Rachenabstrich) und Serumproben wurden im Median 1 Tag nach Krankenhausaufenthalt entnommen. Diese Teilstudie wurde an Teilnehmern durchgeführt, die vom 1. September 1993 bis zum Ende der Studie im Mai 1995 eingeschrieben waren. Die Atmungsprobe wurde zum Zeitpunkt der Entnahme mit Kalbinfusionsbrühe als Stabilisator gemischt, auf nassem Eis ins Labor transportiert und auf Zellkultur inokuliert. Die verbleibende Probe wurde aliquotiert und bei < -70 ° C eingefroren, bis sie mit molekularen Assays getestet wurde (siehe unten). Im Allgemeinen wurden Proben ein oder zwei Freeze-Thaws unterzogen, um cDNA für erste Tests zu erzeugen. Eine Rekonvaleszenzphasenserumprobe wurde 14 bis 42 Tage später erhalten. Alle Probanden gaben eine Einverständniserklärung gemäß einem Protokoll ab, das vom Institutional Review Board des Baylor College of Medicine genehmigt wurde.

Die Methoden für Zellkultur und Serologie wurden zuvor beschrieben (5). Die Zellkulturtests wurden auf Influenzaviren vom Typ A und B, Parainfluenzavirus (PIV) vom Typ 1 bis 3, Respiratory Syncytial Virus (RSV), Rhinoviren, Enteroviren, Herpesviren und Adenoviren getestet. Serologische Tests wurden wie zuvor beschrieben (5) an gepaarten Serumproben für Influenza A- und B-Viren, PIV-Typen 1 bis 3, RSV und Coronaviren 229E und OC43 durchgeführt.

RT-PCR-Assays wurden unter Verwendung zuvor beschriebener Echtzeit-RT-PCR-Assays für Influenza-A- und -B-Viren und Coronaviren OC43 und 229E durchgeführt (3). PIV-Typen 1 bis 3 (PIV1, PIV2 bzw. PIV3), RSV, humanes Metapneumovirus (HMPV) und Picornavirus-Infektionen wurden unter Verwendung zuvor beschriebener RT-PCR-Assays identifiziert, gefolgt von Southern-Blot-Hybridisierung (3). Picornavirus-positive Proben wurden mit Rhinovirus- und Enterovirus-spezifischen Echtzeit-RT-PCR-Assays weiter klassifiziert, wenn genügend Probe für diese Assays übrig war (8, 11).

Während des 2-jährigen Studienzeitraums traten bei 364 Personen insgesamt 403 separate Erkrankungen auf. Sechsundsiebzig respiratorische Viren (ohne Herpes-simplex-Virus und Cytomegalovirus ) wurden aus 750 Proben isoliert, die während des Untersuchungszeitraums gesammelt wurden. Dazu gehörten 26 Picornaviren, 21 RSV, 19 Influenzaviren, 4 Adenoviren und je 2 PIV1, PIV2 und PIV3 (Tabelle 1). Dreißig Krankheiten (von 136 getesteten gepaarten Seren) wiesen auch 33 serologisch identifizierte Infektionen auf, von denen 11 kulturell identifiziert wurden (6 Influenza A-Subtyp H3N2 , 4 RSV und 1 Influenza B). Zusätzliche Infektionen, die durch Serologie, aber nicht durch Kultur identifiziert wurden, umfassten sieben A / H3N2, jeweils drei von RSV, PIV2, PIV3 und OC43 und jeweils eine von A/H1N1, PIV1 und 229E.

Respiratorische Proben von 386 Erkrankungen (95.8%) für molekulare Tests zur Verfügung. Einhundertzweiundsiebzig (44,6%) Proben waren positiv für mindestens eines der untersuchten Viren (Tabelle 1), wobei ein Picornavirus (n = 99) die häufigste identifizierte Infektion war. Alle Viren, für die RT-PCR-Assays durchgeführt wurden, wurden mit Ausnahme von PIV2 nachgewiesen; Keine PIV2-Infektionen wurden durch RT-PCR identifiziert, während zwei Infektionen unter Verwendung von Zellkultur gefunden wurden. Insgesamt waren 200 (49,6%) der 403 Erkrankungen mit mindestens einer Virusinfektion assoziiert. Bei 33 Erkrankungen wurde mehr als eine Virusinfektion festgestellt (31 mit zwei Infektionen und 2 mit drei Infektionen). Zweiundzwanzig der multiplen Infektionen umfassten ein Picornavirus, wobei ein Picornavirus und RSV die häufigste Kombination waren (n = 10); Bei 3 Erkrankungen wurde eine duale Infektion mit RSV und Influenza-A-Virus nachgewiesen. Ein weiteres respiratorisches Virus wurde bei allen drei Erkrankungen, aus denen CMV isoliert wurde, und bei 6 der 11 Erkrankungen, aus denen HSV isoliert wurde, identifiziert.

Bei 77,6% der Kinder unter 5 Jahren wurde eine Virusinfektion festgestellt (Tabelle 2). Ältere Kinder hatten eine Infektion in mehr als 50% ihrer Krankheiten identifiziert, und Erwachsene hatten eine Infektion in etwa einem Drittel ihrer Krankheiten identifiziert. Multiple Infektionen wurden am häufigsten bei Kindern unter 1 Jahr festgestellt.

Die Anwendung molekularer Methoden zur Diagnose von respiratorischen Virusinfektionen hat die Häufigkeit erhöht, mit der respiratorische Virusinfektionen bei Patienten mit Exazerbationen von Asthma (1, 6), chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (3, 12) und Bronchiolitis (4, 10) sowie bei Proben, die für allgemeine respiratorische virusdiagnostische Studien eingereicht wurden, identifiziert werden (2, 9). Wir haben zuvor eine epidemiologische Studie durchgeführt, in der die Auswirkungen einer respiratorischen Virusinfektion auf eine Gemeinschaftskohorte mit traditionellen (Kultur- und Serologie-) Virusdiagnosemethoden untersucht wurden. Die Anwendung von RT-PCR-Assays auf Proben, die in dieser Studie gesammelt wurden, erhöhte die Anzahl der identifizierten Virusinfektionen um etwa das 2-fache, da der Assay für einige Viren (z. B. Picornaviren) im Vergleich zu einer Zellkultur und aufgrund der Fähigkeit, andere Viren zu identifizieren, die schlecht oder nicht kultivierbar sind (z. B. HMPV und Coronavirus).Die Familie der Viren mit der größten Nachweishäufigkeit waren Picornaviren (Enterovirus- und Rhinovirus-Arten), die in etwa 25% der Krankheitsepisoden identifiziert wurden. Da die verwendeten Rhinovirus- und Enterovirus-spezifischen Primer nicht gegen alle Arten von Rhinovirus und Enterovirus validiert wurden, ist es möglich, dass zusätzliche unentdeckte Picornavirus-Infektionen übersehen wurden. Die erhöhte Identifizierung von Picornavirus-Infektionen mit molekularen Assays steht im Einklang mit den Ergebnissen anderer Studien an Kindern unter 5 Jahren und Patienten mit Asthma, COPD und Bronchiolitis (1, 6, 7, 10, 12).Zusammenfassend erhöhte die Verwendung von molekulardiagnostischen Assays die Häufigkeit der Identifizierung einer respiratorischen Virusinfektion bei Personen, die in Akutkrankenhäusern mit einer akuten Atemwegserkrankung aufgenommen wurden. In dieser Kohorte waren mehr als 75% der Atemwegserkrankungen bei Kindern unter 5 Jahren mit dem Nachweis eines Atemwegsvirus assoziiert, verglichen mit 25 bis 37% der Erkrankungen bei Erwachsenen. Die Prävalenz von respiratorischen Virusinfektionen könnte sogar noch höher gewesen sein, da wir keinen Test auf NL63- oder HKU1-Coronaviren oder PIV Typ 4 durchgeführt haben. Picornavirus (hauptsächlich Rhinovirus) -Infektionen waren die häufigsten Infektionen bei Patienten jeden Alters, gefolgt von denen, die durch RSV und Influenzaviren verursacht wurden. Die Verwendung molekularer Assays erhöht die Häufigkeit der Identifizierung einer respiratorischen Virusinfektion im Vergleich zu den klassischen viralen diagnostischen Methoden der Zellkultur und Serologie.