Community-acquired pneumonia in adult patients with special reference to rapid methods for etiological diagnosis

<b>Aikuispotilaan kotisyntyisen keuhkokuumeen etiologinen diagnostiikka mikrobiologisilla pikamenetelmillä</b> <b>Tausta. </b>Keuhkokuume on vakava sairaus, johon sairastuu Suomessa vuosittain n. 60 000 aikuista. Huolimatta siitä, että taudin hoito on kehittynyt, siihen liittyy yhä merkittävä, 6-15%:n kuolleisuus. Alahengitystieinfektion aiheuttajamikrobien tunnistaminen on myös edelleen haasteellista. <b>Tavoitteet. </b>Tämän työn tavoitteena oli tutkia Turun yliopistollisessa keskussairaalassa hoidettujen aikuispotilaiden keuhkokuumeen etiologiaa sekä selvittää uusien mikrobiologisten pikamenetelmi¬en hyödyllisyyttä taudinaiheuttajan toteamisessa. <b>Aineisto. </b>Osatöiden I ja III aineisto koostui 384 Turun yliopistollisen keskussairaalaan infektio-osastolla hoidetusta keuhkokuumepotilaasta. Osatyössä I tutkittiin keuhkokuumeen aiheuttaja¬mikrobeja käyttämällä perinteisten menetelmien lisäksi antigeeniosoitukseen ja PCR-tekniikkaan perustuvia pikamenetelmiä. Osatyö II käsitti 231 potilaasta koostuvan alaryhmän, jossa tutkittiin potilaiden nielun limanäytteestä rinovirusten ja enterovirusten esiintyvyyttä. Osatyössä III potilailta tutkittiin plasman C-reaktiivisen proteiinin (CRP) pitoisuus ensimmäisten viiden sairaalahoitopäi¬vän aikana. Laajoja tilastotieteellisiä analyysejä käyttämällä selvitettiin CRP:n käyttökelpoisuutta sairauden vaikeusasteen arvioinnissa ja komplikaatioiden kehittymisen ennustamisessa. Osatyössä IV 68 keuhkokuumepotilaan sairaalaan tulovaiheessa otetuista näytteistä määritettiin neutrofiilien pintareseptorien ekspressio. Osatyössä V analysoitiin sisätautien vuodeosastoilla vuosina 1996-2000 keuhkokuumepotilaille tehtyjen keuhkohuuhtelunäytteiden laboratoriotutkimustulokset. <b>Tulokset. </b>Keuhkokuumeen aiheuttaja löytyi 209 potilaalta, aiheuttajamikrobeja löydettiin kaikkiaan 230. Näistä aiheuttajista 135 (58.7%) löydettiin antigeenin osoituksella tai PCR-menetelmillä. Suu¬rin osa, 95 (70.4%), todettiin pelkästään kyseisillä pikamenetelmillä. Respiratorinen virus todettiin antigeeniosoituksella 11.1% keuhkokuumepotilaalla. Eniten respiratorisia viruksia löytyi vakavaa keuhkokuumetta sairastavilta potilailta (20.3%). 231 keuhkokuumepotilaan alaryhmässä todettiin PCR-menetelmällä picornavirus 19 (8.2%) potilaalla. Respiratorinen virus löytyi tässä potilasryh¬mässä kaiken kaikkiaan 47 (20%) potilaalta. Näistä 17:llä (36%) löytyi samanaikaisesti bakteerin aiheuttama infektio. CRP-tasot olivat sairaalaan tulovaiheessa merkitsevästi korkeammat vakavaa keuhkokuumetta (PSI-luokat III-V) sairastavilla potilailla kuin lievää keuhkokuumetta (PSI-luokat I-II) sairastavilla potilailla (p <0.001). Yli 100 mg/l oleva CRP-taso neljän päivän kuluttua sairaa¬laan tulosta ennusti keuhkokuumeen komplikaatiota tai huonoa hoitovastetta. Neutrofiilien komple¬menttireseptorin ekspressio oli pneumokokin aiheuttamaa keuhkokuumetta sairastavilla merkitse¬västi korkeampi kuin influenssan aiheuttamaa keuhkokuumetta sairastavilla. BAL-näytteistä vain yhdessä 71:stä (1.3%) todettiin diagnostinen bakteerikasvu kvantitatiivisessa viljelyssä. Uusilla menetelmilläkin keuhkokuumeen aiheuttaja löytyi vain 9.8% BAL-näytteistä. <b>Päätelmät.</b> Uusilla antigeeniosoitus- ja PCR-menetelmillä keuhkokuumeen etiologia voidaan saada selvitettyä nopeasti. Lisäksi näitä menetelmiä käyttämällä taudin aiheuttajamikrobi löytyi huomattavasti suuremmalta osalta potilaista kuin pelkästään tavanomaisia menetelmiä käyttämällä. Pikamenetelmien hyödyllisyys vaihteli taudin vaikeusasteen mukaan. Respiratorinen virus löytyi huomattavan usein keuhkokuumetta sairastavilta potilailta, ja näiden potilaiden taudinkuva oli usein vaikea. Tulovaiheen korkeaa CRP-tasoa voidaan käyttää lisäkeinona arvioitaessa keuhkokuumeen vaikeutta. CRP on erityisen hyödyllinen arvioitaessa hoitovastetta ja riskiä komplikaatioiden ke¬hittymiseen. Neutrofiilien komplementtireseptorin ekspression tutkiminen näyttää lupaavalta pi¬kamenetelmältä erottamaan bakteerien ja virusten aiheuttamat taudit toisistaan. Antimikrobihoitoa saavilla potilailla BAL-tutkimuksen löydökset olivat vähäiset ja vaikuttivat hoitoon vain harvoin.

<b>Background. </b>Community-acquired pneumonia (CAP) is a serious cause of morbidity. It affects 60 000 adults per year in Finland. Despite advances in the management of CAP, mortality ranges from 6% to 15%. Identifying the cause of a lower respiratory tract infection remains a challenge. <b>Aims. </b>The aim was to investigate the etiology of CAP in adult patients treated at the Turku University Hospital, Finland. The purpose was to evaluate the therapeutic implications of various rapid diagnostic techniques. <b>Methods.</b> In Studies I and III there were 384 consecutive adult patients admitted between December 1999 and December 2004 for CAP in the Department of Infectious Diseases, Turku University Hospital. In Study I, PCR and antigen detection techniques were used to identify pathogens in addition to standard microbiological methods. Study II included a subset of 231 patients who had their throat swab specimens examined also for the presence of rhinoviruses and enteroviruses. In Study III, plasma C-reactive protein (CRP) concentrations were measured during the first five days of hospitalization in 384 adult patients with CAP. The data were evaluated using comprehensive statistical analyses to assess the value of CRP in estimating the severity and complications of CAP. In Study IV, leukocyte receptor expression was examined on admission from 68 patients with CAP. In Study V, the results of 71 bronchoalveolar lavage (BAL) samples of patients treated for CAP in the Department of Medicine from 1996 throughout 2000 were retrospectively analyzed to assess the value of BAL in the etiological diagnosis of the disease. <b>Results. </b>230 microbial agents in 209 patients were identified, with 135 (58.7%) identified by antigen detection or PCR tests. Of these 135 microbial agents, 95 (70.4%) were identified only by these rapid methods. Respiratory viral antigen detection was positive in 11.1% with the highest diagnostic yield (20.3%) in patients with severe pneumonia. In the subset of 231 patients, the total proportion of viruses causing CAP was 20%. Among the 47 patients with viruses, a concomitant bacterial infection was detected in 17 (36%) patients. Of the 231 patients, 19 (8.2%) were positive for respiratory picornaviruses by RT-PCR. Significantly higher CRP values on admission were detected in Pneumonia Severity Index class III-V compared to class I-II (p <0.001). A CRP level of >100 mg/l on day 4 after admission was suggestive of treatment failure or development of complications. The mean expression of complement receptor (CR1) on neutrophils was significantly higher in patients with pneumococcal pneumonia than influenza A pneumonia. Among the 71 BAL samples, only one (1.3%) quantitative bacterial culture was diagnostic for CAP. New diagnostic methods provided the etiological diagnosis infrequently, increasing the total diagnostic yield for CAP to 9.8% in BAL samples. <b>Conclusions.</b> Besides yielding the etiological diagnosis rapidly, new methods add to the total diagnostic yield in CAP. The diagnostic yield of rapid methods differs by severity of CAP. Respiratory viruses are frequently detected among patients with CAP. Patients with virus-associated CAP are often severely ill. CRP may be used as an additional tool to assess disease severity in patients with CAP. In particular, CRP is valuable as a predictor of the development of complications during the treatment of CAP. The determination of the expression of CR1 may be of value as an additional rapid tool differentiating between bacterial or viral CAP. The value of BAL in patients with CAP on antibiotics was very small, and its therapeutic implications were minimal.