ORIGINALPAPPER
Beskrivning av ett utbrett utbrott av aseptisk meningit orsakad av echovirus 30 i delstaten Rio de Janeiro, Brasilien
Vitor Laerte Pinto JuniorI; Maria Cristina RebeloII; Eliane Veiga da CostaIII; Edson Elias da SilvaIII; Márcio Neves BóiaIV
IDiretoria Regional de Brasília, Fiocruz, Brasília, DF
IILaboratório de Referência Estadual para Meningites, Instituto Estadual de Infectologia São Sebastião, Rio de Janeiro, RJ
IIILaboratório de Enterovirus, Instituto Oswaldo Cruz, Fiocruz, Rio de Janeiro, RJ
IVPós-graduação em Medicina Tropical, Instituto Oswaldo Cruz, Fiocruz, Rio de Janeiro, RJ; Brasilien
Korrespondensadress
ABSTRACT
Echovirus 30 tillhör släktet Enterovirus och är allmänt förknippat med utbrott av aseptisk meningit (AM). I Brasilien har epidemier på grund av denna serotyp rapporterats i flera delstater men i Rio de Janeiro, före denna studie, var den endast inblandad i sporadiska episoder. Vi samlade retrospektivt in data från AM-anmälningsjournaler och enterovirusisoleringsdatabaser från Rio de Janeiro State Health Department (RJSHD) och Enterovirus Reference Laboratory under 2005. Ett utbrott av AM upptäcktes under mars, april och maj i samband med en hög cellkulturisoleringsfrekvens för ekovirus 30 (17,4 %). Manliga barn i åldrarna 1-9 år var mer drabbade. Av de 22 patienterna med bekräftad echovirus 30-sjukdom fanns klinisk information tillgänglig för åtta av dem; feber, huvudvärk och kräkningar var de vanligaste manifestationerna. CSF-analys visade ett typiskt mönster av virusinfektion med en median av celltal på 100 celler/mm3 och dominans av mononukleära celler i 64,7 % av fallen. Medianen för protein- och glukosnivåerna var 49 mg/dL och 56,5 mg/dL. Dödligheten var noll. Trots dess godartade förlopp och bristen på behandlingsalternativ är övervakningen av aseptisk meningit avgörande för en tidig identifiering av orsakssamband vid utbrott, vilket bidrar till att undvika ytterligare tester och olämplig användning av antimikrobiella medel.
Nyckelord: Aseptisk meningit, enterovirus, ekovirus, cerebrospinalvätska.
Aseptisk meningit (AM) är ett syndrom som kännetecknas av akut insjuknande i feber och meningism tillsammans med en analys av cerebrospinalvätskan (CSF) som vanligen uppvisar mononukleära celler som dominerar och negativ bakteriologisk undersökning . I och med den utbredda användningen av virusvacciner (främst polio, påssjuka och mässling) har icke-polio enterovirus för närvarande blivit den främsta orsaken till infektiös AM och är ansvarig för både sporadiska och epidemiska fall . Diagnosen av icke-polio enterovirus i Brasilien är begränsad till forskningscentra där kliniska prover testas för epidemiologisk övervakning endast genom virusodling eller PCR.
Echovirus 30 tillhör släktet Enterovirus och förknippas huvudsakligen med fall av AM med ett epidemiskt mönster. Denna serotyp har ökat sin incidens och under de senaste åren är den bland de mest frekvent påvisade enterovirusen . I Brasilien har den redan rapporterats som orsak till utbrott av AM i flera delstater (Rio Grande do Sul, Paraná, São Paulo, Pernambuco och Pará), där den oftast drabbar äldre barn och vuxna och har en låg dödlighetskvot.
Mellan mars och maj 2005 inträffade ett utbrott av AM i storstadsområdet i delstaten Rio de Janeiro samtidigt som det förekom en högre nivå än normalt av bekräftad isolering av echovirus 30 från CSF och avföring från patienter med detta syndrom. Kliniska, laboratorie- och epidemiologiska data rapporteras i denna studie.
Material och metoder
Subjekt
I denna retrospektiva studie granskades och analyserades de epidemiologiska och demografiska uppgifterna om 573 anmälda fall av AM under 2005 från databasen för den rådgivande kommittén för meningit i Rio de Janeiros delstatliga hälsodepartement (RJSHD). AM betraktades i alla fall med följande kriterier: patienter i alla åldrar med symtom på akut meningit (feber, huvudvärk, kräkningar, nackstelhet och irritabilitet eller letargi) tillsammans med en CSF-profil som visade ett antal vita blodkroppar på > 10 celler/mm3 och negativ bakteriologisk undersökning.
Kliniska uppgifter om de patienter som vårdats vid Instituto Estadual de Infectologia São Sebastião (IEISS), Rio de Janeiro, med bekräftad echovirus 30-infektion hämtades från patienternas journaler och från Enterovirus Reference Laboratory-databasen. Uppgifter om ålder, kön, tecken och symtom, komorbiditeter, inledande CSF-analysresultat och kliniskt resultat vid tidpunkten för utskrivning från sjukhuset samlades in.
CSF-analys av kliniska prover
Alla patienter genomgick en lumbalpunktion för bedömning av hjärnhinneinflammation; ingen patient genomgick detta förfarande enbart i syfte att samla in prover för studien. CSF analyserades med avseende på cellinnehåll, protein- och glukosnivåer och bakteriologiska tester med hjälp av laboratorierutinmetoder.
Virusisolering och identifiering
Alla prover (CSF och fekala extrakt från patienter som utreder AM) inokulerades i volymer om 0,2 ml på cellkulturer i syfte att isolera virus. Kontinuerliga cellinjer RD (humant rhabdomyosarkom) och HEp2 (humant larynxkarcinom) valdes ut på grund av deras förmåga att stödja replikation av de flesta serotyper av enterovirus. Rören hölls vid 36 ºC i sju dagar, genomgick en blindpassage och hölls vid 36 ºC i ytterligare sju dagar. Cellkulturer som uppvisar cytopatisk effekt (CPE) förvarades vid -20ºC tills vidare identifiering.
Prover som uppvisar Enterovirus karakteristisk CPE utsattes för RNA-extraktion med Trizol LS ® (Life Technologies), enligt tillverkarens protokoll. Specifik Enterovirusgrupp-RT-polymeraskedjereaktion utfördes med hjälp av ett primerpar (R – 222 och F – 292) som amplifierar ett 357 bp-fragment inuti genen som kodar för det huvudsakliga kapsidproteinet, VP1, enligt beskrivningen av Oberste et al. Efter 30 cykler med denaturering vid 95ºC / 2”, glödgning vid 42ºC / 4” och förlängning vid 60ºC / 3”, i en termocyklare GeneAmp® PCR System 9700 (Applied Biosystems), analyserades produkterna genom elektrofores i en 1 % agarosgel som innehöll etidiumbromid (0,5 mg/ml), med användning av en stege på 50 bp (Invitrogen), som molekylärviktsmarkör, och visualiserades i en transiluminator (UV-ljus). Specifika produkter renades i gel med hjälp av QIAquick® Gel Extraction” (Qiagen) kit och kvantifierades sedan genom jämförelse i 1 % agarosgel med Low DNA Mass Ladder (Invitrogen) som molekylmassa-markör.
Cykelsekvenseringsreaktioner utfördes med hjälp av ABI BigDye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction (PE Applied-Biosystems) i en GeneAmp® termocyler, med cykler på 1” vid 95ºC, 3” vid 42ºC och 3′ vid 60ºC. De sekvensprodukter som erhållits med hjälp av båda primrarna (222 och 292) i enskilda reaktioner renades genom utfällning med isopropylalkohol och analyserades med hjälp av ABI PRISM 310 Genetic Analyzer (Applied Biosystems). Enterovirus-serotyperna erhölls genom att jämföra sekvenserna med dem som finns i GenBank med hjälp av programmet Blast .
Endemisk diagramkonstruktion och statistisk analys
Alla data från patienternas journaler och från RJSHD infogades och analyserades med hjälp av statistikprogrammet SPSS, version 13.0 för Windows (SPSS, Inc., Chicago, IL.). Beskrivande statistiska verktyg (medelvärde, median och standardavvikelse) utfördes. Den årliga incidensen av aseptisk meningit bedömdes med befolkningsdata från 2007 års uppskattning av det brasilianska institutet för geografi och statistik (IBGE) som nämnare.
För att konstruera ett diagram över endemisk AM i Rio de Janeiro analyserades anmälda fall av AM mellan åren 2000 och 2004. Medelvärdet och standardavvikelsen för frekvensfördelningen av fall för varje månad under året erhölls och sedan adderades till varje månads medelvärde dess SD multiplicerat med 1,96 (z för en normalfördelning med 95 % känslighet) för att konstruera den övre gränsen i diagrammet som representerade den epidemiska tröskeln.
Etik
Denna studie projekterades i enlighet med brasilianska lagar om forskning som involverar människor och godkändes av den etiska kommittén vid Evandro Chagas Clinical Research Institute, FIOCRUZ, Rio de Janeiro.
Resultat
Demografiska och epidemiologiska data
Totalt 573 fall av aseptisk meningit anmäldes under 2005 i delstaten Rio de Janeiro; incidensen var 3,71 fall/100 000 invånare. Uppgifter om ålders- och könsfördelning visas i tabell 1. Majoriteten av fallen inträffade hos barn mellan ett och nio år. I denna åldersgrupp var 60,7 % av fallen män och 39,3 % kvinnor. Över denna åldersgrupp observerades ingen könsdominans.
Fall av AM förekom under hela den studerade perioden med koncentration till Rio de Janeiros storstadsregion. Frekvensfördelningen av AM-fall visar en epidemisk period mellan mars och maj (figur 1). Den första epidemiperioden inleddes i mars med 99 fall (förväntat 36 fall), höjden inträffade i april med 122 fall (förväntat 38) och avslutades i maj med 58 fall (förväntat 39). I Brasilien motsvarar denna period slutet av sommaren och början av hösten.
Enterovirusisolering och identifiering
Under 2005 analyserades 171 CSF- och avföringsprover från AM-fall med avseende på enterovirus, antalet prover som skickades för virusisolering varierade under denna period från inget till 85 per månad; av de 48 (28.0 % av det totala antalet skickade prover) som inte var polio enterovirus, identifierades echovirus 30 i 17 CSF och 5 avföringsprover (45,8 % av de positiva proverna). Identifieringen av detta agens skedde uteslutande under den epidemiska perioden och dess genomsnittliga isoleringsgrad var 17,4 % (22/126). Icke-sekvenserat icke-polio enterovirus påvisades utanför utbrottsperioden i de övriga 26 (54,2 %) CSF-proverna (figur 2).
Kliniska aspekter
Av de 22 patienterna med bekräftad sjukdom orsakad av echovirus 30 fanns kliniska data tillgängliga för åtta av dem och resultat från CSF-analyser fanns för alla sjutton CSF-prover. Det fanns en övervikt av män (54,5 %) med en ålder som varierade från 2 till 36 år (median 4,5 år). De vanligaste manifestationerna var huvudvärk, 100,0 % (8/8), feber, 87,5 % (7/8), kräkningar, 62,5 % (5/8) och nackstelhet, 52,5 % (5/8). CSF-analys visade pleocytos med en median på 100 leukocyter/mm3 (32 till 325 leukocyter/mm3) med dominans av mononukleära celler hos 64,7 % (11/17). Proteinnivån var något förhöjd med en median på 49 mg/dL (28 till 84 mg/dL) och en median glukosnivå på 56,5 mg/dL (43 till 92 mg/dL). Fallfatalitetsfrekvensen var noll.
Diskussion
Vår studie rapporterar det första echovirus 30-relaterade utbrottet i delstaten Rio de Janeiro, som inträffade 2005, och visar dess kliniska, laboratorie- och epidemiologiska aspekter. Utbrottet startade i mars med progression fram till slutet av april och återgång till endemiska nivåer i juni.
Aseptisk meningit är ett syndrom med en lång rad möjliga etiologiska agens, och det är kraftigt underrapporterat i Brasilien. Svårigheterna med att utföra etiologisk diagnos i klinisk praxis i vår miljö beror på de höga kostnaderna för testning och den tekniska expertis som krävs. I flera studier som undersökt etiologierna för AM i olika regioner i världen under de senaste 30 åren konstaterades dock att icke-polio enterovirus var ansvariga för majoriteten av fallen, med en frekvens som varierade från 52 % till 92 %.
I vår studie visade köns- och åldersfördelningen av AM-fallen ett liknande mönster som beskrivits i andra studier om sjukdomar i centrala nervsystemet orsakade av enterovirus, med en manlig dominans och som drabbar barn mellan 1 och 9 år. Orsaken till den manliga dominansen är inte känd, men hypotesen är att detta kön har en högre grad av exponering för de riskfaktorer som är involverade i överföringen .
AM-fall i områden med tempererat klimat rapporteras ha en säsongsmässig fördelning med en topp av incidens på sommaren, vilket troligen är förknippat med perioden med skollov och fritidsaktiviteter . I tropiska och subtropiska områden har fall av AM en jämn fördelning över året, vilket framgår av det endemiska diagram som konstruerades i vår studie. I en tidigare studie visade dos Santos et al. ett liknande mönster, men det fanns en tendens till att fallen inträffade under perioder med högre temperaturer.
Echovirus 30 har ett epidemiskt förekomstmönster och AM är dess vanligaste rapporterade syndrom . Denna serotyp har under tidigare år varit ansvarig för utbrott av AM i flera brasilianska delstater (Paraná, Rio Grande do Sul, Pernambuco och Pará), alltid med godartat kliniskt förlopp och resultat . I andra regioner i världen är echovirus 30 redan den serotyp som oftast isoleras från CSF från patienter med AM, och övervakningsdata från Förenta staterna visar att echovirus 30 har orsakat stora utbrott som avbrutits av perioder av stillestånd . Molekylär epidemiologiska studier som utfördes under utbrotten visade på fem olika genotyper av echovirus 30, vilket är den föreslagna förklaringen till detta epidemiologiska beteende .
I delstaten Rio de Janeiro har spridning av echovirus 30 i samband med sporadiska fall av AM rapporterats sedan 2001 . Under 2005, mellan mars och maj, observerades en ökning av antalet anmälda fall av AM över den epidemiska nivån för den perioden. Samtidigt isolerades echovirus 30 från kliniska prover som skickades till Enteroviruslaboratoriet i en andel som låg långt över (17,4 %) den andel som anses vara normal för sporadiska fall, dvs. mindre än 10 %. Denna höga isoleringsprocent liknade den som beskrevs vid ett utbrott med echovirus 30 i Taiwan 2001 . Dessa fakta bekräftar att ett utbrott orsakat av echovirus 30 har inträffat för första gången i landet.
Kliniskt observerade vi ett typiskt meningitsyndrom med plötsligt insättande av feber och huvudvärk som de vanligaste manifestationerna. Falldödligheten var noll bland patienterna med bekräftad echovirus 30-sjukdom, vilket visar på sjukdomens godartade förlopp. En prospektiv neurologisk utvärdering av dessa fall skulle dock vara nödvändig för att utesluta neurologiska följder på lång sikt.
De övervakningsdata som presenteras i denna studie representerar alla anmälda fall, inklusive de som troligen inte orsakats av enterovirus, eftersom andra orsakssubstanser inte är ovanliga i vårt land, t.ex. Leptospira sp., denguevirus, Bartonella sp. och Herpes simplex-virus . Epidemiologiska uppgifter om de etiologiska agens som orsakar AM i Rio de Janeiro är till stor del okända, så den verkliga omfattningen av enterovirus i fall av AM i vår miljö är en olöst fråga. En annan viktig aspekt som vi inte kunde beskriva i detta utbrott var överföringssättet för sjukdomen. Enterovirus smittas i de allra flesta fall genom fekal-oral kontaminering, vilket kan vara relaterat till kontakt med en gemensam källa, som mat och vatten, eller genom kontakt från person till person . Båda mekanismerna kan ha varit ansvariga för spridningen av fallen i vår studie, men de metodologiska begränsningar som den retrospektiva utformningen medförde gjorde det inte möjligt att göra en sådan analys.
Echovirus 30 är förknippat med utbrott av aseptisk meningit med godartad utgång; en ökning av frekvensen av denna serotyp i Brasilien förväntas manifestera sig i form av stora utbrott av AM mellan perioder av stillestånd. Att intensifiera och förbättra övervakningen av AM är avgörande för en tidig identifiering av orsakande agens vid utbrott, vilket bidrar till att undvika ytterligare tester och onödig användning av antimikrobiella medel. Det krävs fler studier för att fastställa andra agens som orsakar AM i Brasilien och för att belysa deras överföringsmekanismer.
Acknowledgements
Till Maria de Fátima Calderaro från RJSDH för att ha tillhandahållit de epidemiologiska övervakningsuppgifterna.
1. Connolly KJ, Hammer SM. Det akuta aseptiska meningitsyndromet. Infect Dis Clin North Am 1990;4(4):599-622.
2. Lee BE, Davies HD. Aseptisk meningit. Curr Opin Infect Dis 2007;20(3):272-7.
3. Khetsuriani N, Lamonte-Fowlkes A, Oberst S, Pallansch MA. Övervakning av enterovirus – USA, 1970-2005. MMWR Surveill Summ 2006;55(8):1-20.
4. Dos Santos GP, Skraba I, Oliveira D, Lima AA, de Melo MM, Kmetzsch CI, et al. Enterovirusmeningit i Brasilien 1998-2003. J Med Virol 2006;78(1):98-104.
5. Gomes Mde L, Ferreira LL, Gomes RH, Lamarao LM, da Silveira E, Rodrigues Lda S, et al. RT-PCR för bekräftelse av echovirus 30 isolerat i Belem, Brasilien. Braz J Infect Dis 2007;11(4):403-6.
6. Brasil, Ministério da Saúde. Meningiter. I: Guia de vigilância epidemiológica. Brasília; 2005. s. 541-569.
7. Dagan R, Jenista JA, Prather SL, Powell KR, Menegus MA. Viremi hos sjukhusvårdade barn med enterovirusinfektioner. J Pediatr 1985;106(3):397-401.
8. Oberste MS, Maher K, Kilpatrick DR, Flemister MR, Brown BA, Pallansch MA. Typning av humana enterovirus genom partiell sekvensering av VP1. J Clin Microbiol 1999;37(5):1288-93.
9. Altschul SF, Gish W, Miller W, Myers EW, Lipman DJ. Grundläggande sökverktyg för lokal anpassning. J Mol Biol 1990;215(3):403-10.
10. Berlin LE, Rorabaugh ML, Heldrich F, Roberts K, Doran T, Modlin JF. Aseptisk meningit hos spädbarn < 2 år: diagnos och etiologi. J Infect Dis 1993;168(4):888-92.
11. Mendoza LP, Bronzoni RV, Takayanagui OM, Aquino VH, Figueiredo LT. Virusinfektioner i centrala nervsystemet i Brasilien. J Infect 2007;54(6):589-96.
12. Nery-Guimaraes R, Bittencourt LC, Pastor MV. . Rev Saude Publica 1981;15(4):379-94.
13. Rotbart HA. Viral meningit. Semin Neurol 2000;20(3):277-92.
14. Center for Disease Control and Prevention. Utbrott av aseptisk meningit i samband med echovirus 9 och 30 och preliminära övervakningsrapporter om enterovirusaktivitet – USA, 2003. MMWR Morb Mortal Wkly Rep 2003;52(32):761-4.
15. Center for Disease Control and Prevention. Övervakning av enterovirus – USA, 1997-1999. MMWR Morb Mortal Wkly Rep 2000;49(40):913-6.
16. Antona D, Leveque N, Chomel JJ, Dubrou S, Levy-Bruhl D, Lina B. Övervakning av enterovirus i Frankrike 2000-2004. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2007;26(6):403-412.
17. Oberste MS, Maher K, Kennett ML, Campbell JJ, Carpenter MS, Schnurr D, et al. Molekylär epidemiologi och genetisk mångfald hos echovirus typ 30 (E30): genotyper korrelerar med den tidsmässiga dynamiken för E30-isolering. J Clin Microbiol 1999;37(12):3928-33.
18. Wang JR, Tsai HP, Huang SW, Kuo PH, Kiang D, Liu CC. Laboratoriediagnos och genetisk analys av ett echovirus 30-associerat utbrott av aseptisk meningit i Taiwan 2001. J Clin Microbiol 2002;40(12):4439-44.
19. Silva HR, Tavares-Neto J, Bina JC, Meyer R. . Rev Soc Bras Med Trop 2003;36(2):227-33.
20. Rotbart HA. Enterovirala infektioner i det centrala nervsystemet. Clin Infect Dis 1995;20(4):971-81.