sekundära bakterieinfektioner hos patienter med säsongsinfluensa A och pandemi H1N1

Abstract

syftet med denna studie är att analysera sekundära bakterieinfektioner hos en stor grupp patienter med säsongsinfluensa A och influensa A(H1N1) pdm09. Patienter som diagnostiserats med säsongsinfluensa A och influensa A(H1N1) pdm09 mellan 2005 och 2009 var inskrivna i studien. Data hämtades från medicinska journaler och laboratorieinformationssystem (LIS). Totalt studerades 1094 patienter med laboratoriebekräftad influensa. Det fanns 352 patienter med säsongsinfluensa A och 742 patienter med influensa A(H1N1) pdm09. Patienterna med influensa A var äldre och hade högre komorbiditet än patienter med influensa A(H1N1) pdm09 ( och , resp.). Sjukhusinträde var högre i influensa A-gruppen (). Däremot var ICU-inträde högre hos patienter med influensa A(H1N1) pdm09 än influensa A-patienter (). Det fanns högre antal bakterieprover som tagits och odlingspositivitet hos patienter med influensa A än patienter med influensa A(H1N1) pdm09 ( och , resp.). I båda grupperna hade majoriteten av patienterna med positiva bakteriekulturer underliggande sjukdomar. Den aktuella studien visar att patientens egenskaper och frekvensen av sekundära bakterieinfektioner var olika hos patienter med säsongsinfluensa A och hos patienter med influensa A(H1N1) pdm09.

1. Inledning

interaktionen mellan humana influensavirus och olika subtyper av humana och animaliska influensavirus har visat sig ge upphov till nya varianter av viruset med pandemipotential . Alla tre tidigare pandemier, 1918, 1957 och 1968, bidrog till överdödlighet delvis på grund av sekundära bakterieinfektioner . När det gäller pandemin 1918 rapporterades dödlighet så hög som 2,5%. Det föreslogs att de sekundära bakterieinfektionerna var den bakomliggande orsaken till dessa överdrivna dödlighet. Efter pandemin 1968 dominerades säsongsepidemier av influensavirus av A / H3N2-virusvarianter genererade av antigen drift , och inga nya pandemier inträffade under denna tid. Men i April 2009 uppstod ett nytt influensa A/H1N1-virus bland människor i Mexiko och Kalifornien, som snabbt spred sig över hela världen mellan människor som genererade den första influensapandemin i det 21: a århundradet .

under tidigare influensapandemier har sekundära bakterieinfektioner orsakade av Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Staphylococcus aureus och Streptococcus pyogenes varit viktiga bidragsgivare till sjuklighet och dödlighet . Informationen om epidemiologi av sekundära bakterieinfektioner kan därför spela en viktig roll för att minska dödlighet och sjuklighet på grund av influensa genom tidigt genomförande av exakt empirisk antibakteriell terapi.

tidigare studier har föreslagit att influensa A (H1N1) pdm09 skiljer sig från tidigare influensapandemier, och sekundära bakterieinfektioner verkar spela en begränsad roll vid influensadöd under den nuvarande pandemin . Men så vitt vi vet finns det ingen tidigare jämförande studie om sekundära bakterieinfektioner på grund av säsongsinfluensa A och influensa A(H1N1) pdm09. Dessa typer av jämförande studier kan hjälpa oss att förstå egenskaperna hos de sekundära bakterieinfektionerna med respektive influensatyp.

syftet med denna studie är att analysera sekundära bakterieinfektioner hos en stor grupp patienter med säsongsinfluensa A och influensa A(H1N1) pdm09.

2. Metoder

2.1. Studiematerial och Design

en retrospektiv studie som analyserade förekomsten av sekundära bakterieinfektioner hos patienter med antingen säsongsinfluensa A (mellan 2005 och 2008) eller influensa A(H1N1) pdm09 (2009) designades. Alla patienter som diagnostiserats med säsongsinfluensa A och influensa A(H1N1) pdm09 mellan 2005 och 2009 var inskrivna i studien. Patienter med influensa mellan 2005 och 2008 grupperades som ”influensa A”. Det är viktigt att notera att patienter i ”influensa A” – gruppen inte var homogena eftersom flera olika influensavirus inklusive H1N1 och H3N2 dominerade under olika tidsperioder mellan 2005 och 2008. Det var inte möjligt att undergruppera dessa patienter enligt typen av influensavirus eftersom molekylär typning av respektive virus för varje patient inte utfördes. Patienterna som hade positiva bakteriologiska fynd i båda grupperna studerades vidare. Granskare använde en standardiserad form. Alla data abstraherades från medicinska journaler inklusive ålder, kön, förekomst av comorbida tillstånd och klinisk presentation och kurs inklusive obduktionsrapporter, sjukhusvistelse (inklusive intensivvårdsavdelning) och användning av antibiotika/antiviral behandling. Ett positivt bakteriologiskt fynd definierades som någon tillväxt i blodkulturer eller tillväxt av relevanta patogena luftvägsbakterier i luftvägsprover. Mikrobiologiska resultaten samlades in från medicinska journaler och laboratorieinformationssystem (LIS).

2.2. Detektion av Virus

flockade svabbar eller nasofaryngeala aspirat hade använts för att samla respiratoriska epitelceller från den bakre nasofarynxen.

laboratoriediagnosen av säsongsinfluensa A gjordes genom detektion av influensa A-antigen med immunofluorescens (IF). Proverna centrifugerades vid 1000 rpm i 10 minuter för att pelletera cellerna för direkt immunofluorescens (DFA). Cellpelletsna resuspenderades därefter i en liten mängd av phosphate-buffrad saline, och 100 oc-l applicerades till glass glidbanor, genom cytocentrifugation (Shandon Cytospin 2, Thermo Scientific, Waltham, MA, USA) på 1200 rpm för 10 min. Glidbanorna lufttorkades och fixerades sedan i kall aceton i 10 minuter. Cellfläckarna färgades med 25 occyl av konjugerade monoklonala antikroppar från ett kommersiellt Dfa-kit från PathoDx Respiratory Virus Panel (Diagnostic Product Corporation, Los Angeles, CA, USA) i 15 minuter vid 37 occarat C. Evan ’ s Blue användes som motfärg. Efter upprepad tvättning i fosfatbuffrad saltlösning monterades glidbanorna i 70% glycerol och undersöktes under mikroskop. Ett positivt resultat indikerades av närvaron av minst en intakt cell som visar specifik fluorescens med hjälp av ett fluorescensmikroskop (Carl Zeiss, Oberkochen, Tyskland). Förekomsten av 50 epitelceller per Glasskiva krävs för att provet ska anses vara tillräckligt för Dfa-testning. Positiva och negativa kontroller från PathoDx samt kontroller från odlade influensa A-stammar användes.

för diagnos av pandemisk influensa H1N1 användes realtids-omvänd transkriptas-polymeraskedjereaktion(rRT-PCR) med subtypspecifika primrar för influensa A (H1N1) pdm09. En provvolym på 400 oc extraherades med hjälp av MagAttract Virus Mini M48 Kit (Qiagen GmbH, Hilden, Tyskland) enligt tillverkarens instruktioner med Qiagen M48 BioRobot. RNA eluerades till en slutlig volym av 100 occyl. Vatten användes som en negativ kontroll och ett influensavirusisolat, a/Stockholm2 / 2009 H1N1, användes som en positiv kontroll för varje extraktion. PCR-metoden som användes var en enstegs RRT-PCR som tillhandahålls av Svenska Institutet för smittsam sjukdomskontroll. Primrarna som användes var 5 ’GGC TGC TTT GAA TTT TAC CAC AA 3 ’och 5′ TTT GGG TAG TCA TAA GTC CCA TTT T 3’, vilket förstärkte hemagglutiningenen. Sonden som användes var 5 ’- FAM-TGC GAT AAC ACG TGC ATG GAA AGT GTC-TAMRA-3’. För PCR användes SuperScript III Platinum ettstegs kvantitativt RT-PCR-system (Invitrogen Corporation, Carlsbad, CA, USA). PCR-programmet som användes var omvänd transkription i 15 minuter vid 50 CCG följt av 2 minuter vid 95 CCG, 45 cykler av 95 CCG i 5 sekunder, 60 CCG i 60 sekunder och 40 CCG i 30 sekunder med LightCycler 480 (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Tyskland). En tröskelcykel () på 40, tillsammans med en sigmoidfluorescenskurva, behövdes för att resultatet skulle betraktas som positivt.

2.3. Detektion av bakterier

alla patienter med positiv säsongsinfluensa A eller influensa A(H1N1) pdm09 undersöktes i Karolinska Universitetssjukhusets kliniska mikrobiologiska laboratoriedatabas, Huddinge, för förekomst av positiva bakteriekulturer från luftvägar eller blod. Blodprover odlades i BacT / ALERT 3D (biom bisexrieux Inc., Durham, NC, USA) automatiserat blododlingssystem. Detektion av bakterier från kliniska prover gjordes med standardmetoder.

3. Statistisk analys

Fisher exact-testet och Students t-testet användes i kategorisk jämförelse respektive vid jämförelse av de två grupperna. Värden av betraktades som statistiskt signifikanta.

3.1. Etiskt tillstånd

studien godkändes av Stockholms regionala Etikprövningsnämnd (Dnr 2010/266-31).

4. Resultat

4.1. Bakteriefynd

totalt studerades 1094 patienter med laboratoriebekräftad influensa. I studiegruppen fanns 352 patienter med säsongsinfluensa A och 742 patienter med influensa A(H1N1) pdm09. Antalet bakteriologisk provtagning var högre hos patienter med säsongsinfluensa A än patienter med influensa A(H1N1) pdm09, 240/352 (68,18%) jämfört med 99/742 (13,34%) ().

de positiva bakteriekulturerna analyserades ytterligare i förhållande till det totala antalet influensa A(H1N1) pdm09 och influensa A-patienter. Bland influensa A-patienterna hade 33/352 (9,38%) positiva bakteriologiska prover. Antalet influensa A-positiva patienter som hade positiva kulturer från övre luftvägar, nedre luftvägar och blod var 20/352 (5.68%), 13/352 (3.69%), respektive 8/352 (2,27%) (Tabell 1).

hos 38/742(5,12%) av influensa A (H1N1) pdm09-positiva patienter var kulturerna positiva för bakterietillväxt. Antalet influensa A (H1N1) pdm09-positiva patienter som hade positiva kulturer från övre luftvägar, nedre luftvägar och blod var 15/742 (2.02%), 12/742 (1.62%), och 12/742 (1,62%), respektive. De olika bakteriearter som identifieras i kulturer visas i Tabell 1. Det fanns inga fall med meticillinresistent Staphylococcus aureus (MRSA) i det studerade materialet.

totalt hade patienter med influensa A högre antal positiva kulturer än patienter med influensa A(H1N1) pdm09 (). Antalet positiva övre och nedre luftvägskulturer var förhöjda hos patienter med influensa A än patienter med influensa A(H1N1) pdm09 ( och , resp.). Ingen skillnad observerades i antalet positiva blodkulturer mellan de två grupperna (Tabell 1).

4.2. Patientegenskaper

för att förstå de möjliga bakomliggande mekanismerna för förekomst av sekundära bakterieinfektioner analyserades egenskaperna hos patienter med positiva relevanta bakteriologiska fynd i luftvägar och blod i detalj. De medicinska journalerna för dessa patienter granskades och baslinjens egenskaper visas i Tabell 2. För dessa patienter bestämdes den kliniska betydelsen av bakteriefynden genom bedömning av klinikernas svar på resultaten från mikrobiologilaboratoriet.

det fanns skillnader i baslinjekarakteristika mellan patienter med säsongsinfluensa A och patienter med influensa A(H1N1) pdm09. Medianåldern för patienter med säsongsinfluensa A-grupp var signifikant högre än influensa A(H1N1) pdm09-grupp, 57,5 år respektive 30,5 år (). Kvinnor var majoriteten i båda patientgrupperna, 57,58% hos säsongsinfluensa a-patienter och 65,79% bland influensa A(H1N1) pdm09-patienter.

Totalt antal patienter med komorbiditet var signifikant högre i säsongsinfluensa A-gruppen (). Vid jämförelse av prestudy morbiditet i grupperna hade patienterna med säsongsinfluensa a signifikant mer hjärt-kärlsjukdom än influensa A(H1N1) pdm09 patienter 7/33 (21,21%) mot 1/38 (2,63%) (). Två av 33(6%) säsongsinfluensa a-patienter hade diabetes mellitus, jämfört med ingen bland influensa A (H1N1) pdm09-patienter. Tillstånd som ledde till immunsuppression var lika vanliga i de två grupperna och inkluderade lymfoproliferativ sjukdom, akut myeloid leukemi (AML) eller kronisk lymfocytisk leukemi (CLL), stamcellstransplantation och sekundär immunbrist (hypogammaglobulinemi eller HIV) (data visas inte). Förekomsten av kronisk lungsjukdom och kronisk njursjukdom var likartad i båda grupperna.

mediantiden mellan symtomdebut och tid till att söka medicinsk vård var likartad i båda studiegrupperna. Däremot fanns det betydande skillnader i sjukhusvistelse och intensivvårdsavdelning (ICU). Influensa A-patienter togs oftare in på sjukhus än influensa A(H1N1) pdm09-patienter 30/33 (90,90%) respektive 24/38 (63,16%) (). Trots höga sjukhusinläggningar bland influensa A-patienterna var sjukhusvistelsens varaktighet kortare hos säsongsinfluensa a-patienter jämfört med influensa A(H1N1) pdm09-patienter, 8,5 respektive 13,5 dagar, även om denna skillnad inte var statistiskt signifikant (). Intressant var ICU-tillträde lägre hos säsongsinfluensa a-patienter jämfört med influensa A(H1N1) pdm09-patienter, 2 / 33 (6.06%) mot 11 / 38 (28.95%) respektive ().

4.3. Antimikrobiell behandling

Antiviral behandling (Oseltamivir eller Zanamivir) användes hos 10/33 (30,30%) patienter med säsongsinfluensa A och hos 18/38(47,37%) patienter med influensa A (H1N1) pdm09. Behandlingstiden var 5 dagar för alla säsongsinfluensa a-patienter och de flesta av influensa A(H1N1) pdm09-patienterna. Förlängd antiviral behandling gavs till 6 patienter med influensa A(H1N1) pdm09 som hade en lång ICU-vistelse (>7 dagar). Längden på antiviral behandling hos dessa patienter varierade mellan 6 och 35 dagar (medelvärde = 22 dagar). Alla dessa patienter led av redan existerande hematologisk sjukdom (myelom, CLL eller AML) eller svår kronisk lungsjukdom. Flera av dessa patienter förblev PCR-positiva för influensa A (H1N1) pdm09 under hela sin ICU-vistelse, trots antiviral behandling.

antalet säsongsinfluensa a-patienter och influensa A(H1N1) pdm09-patienter som fick antibakteriell behandling var 26/33 (78,79%) respektive 25/38 (65,79%) (Tabell 2). Det fanns en större heterogenitet där antibakteriell regim som valdes i säsongsinfluensa a-epidemier. Penicillin och amoxicillin användes oftast som oral (PO) terapi, tätt följt av doxycyklin. I mer allvarliga fall, när intravenös (IV) administrering föredrogs, valdes cefuroxim ensam eller penicillin G i kombination med en aminoglykosid som empirisk terapi. När en övergång från IV till PO-terapi gjordes användes amoxicillin eller doxycyklin. Andra empiriska antibiotikaval var karbapenemer, kinoloner och makrolider i kombination med aminoglykosid. Antibiotikabehandlingar varade vanligtvis i 7-10 dagar. Patienter som behandlades på ICU under lång tid (>7 dagar) fick IV antimikrobiell behandling med ett bredare spektrum. Detta var i de flesta fall relaterat till ventilatorassocierade luftvägsinfektioner eller andra ICU-relaterade infektioner (data visas inte).

när influensa A (H1N1) pdm09-patienter behandlades med po-antibiotika föredrogs amoxicillin eller amoxicillin-klavulansyra som empirisk behandling. När IV-terapi valdes användes penicillin G eller en andra / tredje generationens cefalosporin oftast. Patienter som antogs på ICU fick alltid en andra / tredje generationens cefalosporin. I fall med svår inflammatorisk respons och/eller svår andningsfel tillsattes en kinolon (moxifloxacin) som empirisk terapi. I fall av septisk chock / ARDS kombinerades cefalosporinbehandling ofta med aminoglykosider. Piperacillin / tazobactam och karbapenem användes sällan hos ICU-patienterna såvida de inte behandlades på ICU under lång tid (>7 dagar) (data visas inte).

5. Diskussion

sekundära bakterieinfektioner har varit viktiga bidragsgivare till sjuklighet och dödlighet under tidigare influensapandemier . Det har visats att S. pneumoniae och S. aureus har bidragit till överdödlighet i dessa patientgrupper . Det finns ingen tidigare studie som jämför egenskaperna och förekomsten av sekundära bakterieinfektioner med olika typer av influensavirus i samma miljö.

här analyserade vi sekundära bakterieinfektioner hos en stor grupp patienter med säsongsinfluensa A och influensa A(H1N1) pdm09 influensa, diagnostiserad vid Karolinska Universitetssjukhuset, under 2005-2009.

antalet influensa A (H1N1) pdm09-positiva patienter på ett år var signifikant högre än antalet patienter med säsongsinfluensa A på 4 år, 742 respektive 352 patienter. Under 2009 användes de diagnostiska testerna för att identifiera influensa A(H1N1) pdm09 i stor utsträckning. Klinikerna instruerades av Socialstyrelsen att testa varje misstänkt fall av influensa A (H1N1) pdm09 influensa för att hålla reda på pandemins utvidgning och att identifiera patienterna i de riskgrupper som ska få antiviral behandling. Det höga antalet influensa A (H1N1) pdm09-positiva patienter i studien kan troligen bero på ett stort antal provtagningar för detta virus. I studien var de diagnostiska metoderna som användes för säsongsinfluensa A och influensa A(H1N1) pdm09 också olika. PCR-metoden som används för influensa A (H1N1) pdm09 har tidigare visat sig vara känsligare än IF, som användes för säsongsinfluensa A mellan 2005 och 2008 . Skillnaden i utförandet av de två metoderna kan också spela en roll i höga antal influensa A(H1N1) pdm09 positivitet. En annan möjlighet är att influensa A(H1N1) pdm09-virus infekterade högre antal patienter än säsongsinfluensa a-virus.

tidigare studier har visat att influensa A (H1N1) pdm09 influensa infekterar mestadels unga patienter . Nuvarande data tyder på att de unga influensa A(H1N1) pdm09-infekterade patienterna som utvecklar svår influensa ofta lider av redan existerande komplicerade sjukdomar. Sjukhusinträde var högre i influensa A-gruppen (). Däremot var ICU-inträde högre hos patienter med influensa A(H1N1) pdm09 än influensa A-patienter (). Influensa A (H1N1) pdm09-patienter, som en grupp som var yngre och friskare, var förmodligen mer benägna att släppas ut från akutmottagningen, men individerna som var inlagda på sjukhus hade ofta en allvarligare infektionsförlopp, särskilt i undergruppen av individer som lider av immunsuppression.

det fanns högre antal bakterieprover tagna och odlingspositivitet hos patienter med influensa A än patienter med influensa A(H1N1) pdm09 ( och , resp.). De två patientgrupperna i studien skilde sig emellertid i storlek och delvis i urval eftersom bakteriekulturer utfördes i en större andel i säsongsinfluensa a-patienter. I båda grupperna hade en majoritet av patienterna med positiva bakteriekulturer underliggande sjukdomar. I blodkulturer var S. pneumoniae och koagulasnegativa stafylokocker de vanligaste isolaten i båda grupperna. De tre vanligaste bakteriearterna isolerade från lägre luftvägsprover hos influensa A-patienter var S. pneumoniae, S. aureus och H. influenzae. Hos influensa A (H1N1) pdm09-patienter dominerades istället nedre luftvägskulturer av S. aureus, Streptococcus dysgalactiae och koagulasnegativa stafylokocker. Anledningen till denna skillnad är inte känd.

i det studerade materialet visade sig tillväxt av S. aureus och S. pneumoniae i nedre luftvägar eller blod leda till antibiotikabehandling. En majoritet av positiva blodkulturer med koagulasnegativa stafylokocker tolkades som kontaminering och utsattes därefter inte för antibiotikabehandling. Patienter med positiva övre luftvägskulturer fick antibiotikabehandling i mindre utsträckning än de som hade en positiv lägre luftvägskultur och blodkultur. Detta kan delvis förklaras av ökad kolonisering av övre luftvägarna hos många bakterier, inklusive patogener under akut viral respiratorisk sjukdom, vilket tidigare visats av andra.

i den aktuella studien fick 30,30% av patienterna med säsongsinfluensa A och 47,37% av patienterna med influensa A(H1N1) pdm09 antiviral behandling. Under pandemin instruerade Socialstyrelsen läkare att inleda antiviral behandling inom 2-3 dagar efter influensasymtom. Det har visats att patienter med influensa drar nytta av antiviral behandling om den initieras inom de första 4 dagarna av sjukdomen . Flera patienter med influensa A (H1N1) pdm09 sökte medicinsk hjälp efter 4 dagars influensasymtom och diskvalificerades därför för antiviral behandling.

trots en låg frekvens av sekundära bakterieinfektioner i nuvarande och tidigare studier fick en majoritet av patienterna med antingen säsongsinfluensa A eller influensa A(H1N1) pdm09 antibakteriell behandling. Våra resultat avseende bakteriell etiologi vid dessa infektioner tyder på att empirisk antibiotikabehandling hos influensa A och influensa A(H1N1) pdm09 patienter bör riktas främst mot S. pneumoniae och S. aureus. I den svenska miljön finns det i allmänhet inget behov av empirisk täckning av MRSA.

i efterhand var förloppet av influensa A (H1N1) pdm09 i Sverige inte så allvarligt som man först misstänkte. Bristen på ett stort antal sekundära bakterieinfektioner, som presenteras här, kan vara en av de bakomliggande orsakerna till sjukdomens godartade förlopp, särskilt när den jämförs med 1918-pandemin . Men för några individer hade infektioner med influensa A(H1N1) pdm09 en svår kurs på grund av viral lunginflammation samt sekundära bakterieinfektioner. Därför kan tidig noggrann diagnos av både influensa och sekundära bakterieinfektioner vara viktiga för att minska dödligheten och sjukligheten hos dessa patienter.

Författarbidrag

Karin Liderot och Marcus Ahl har bidragit lika mycket till studien.

bekräftelser

denna studie stöddes av bidrag från Karolinska Institutet. Ingen intressekonflikt som är relevant för detta dokument rapporterades av författarna.