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大型儿童医院呼吸道病毒的实验室流行病学

发布日期:2018-08-29

                                                            叶盛   汪天林
摘要:急性呼吸道感染(ARTI)是儿童门诊就诊和入院的最常见原因。本研究旨在报告某大学附属儿童医院的呼吸道病毒流行病学数据。
   本研究是对2016年5月至2017年4月在本院进行治疗的呼吸道患儿的回顾性研究。从电子医疗保健系统中提取所有用呼吸道病毒检测项目(检测腺病毒、流感病毒A、流感病毒B、呼吸道合胞病毒)检测的鼻咽拭子或痰样本的结果。比较呼吸道病毒检测的阳性患者组与阴性患者组的临床特征。采用多变量回归模型,包括分析患者年龄、性别、样本类型(鼻咽拭子与痰样本)、样本来源(急诊科或其科室)和季节,以探索与呼吸道病毒阳性结果相关的独立因素。
   本次研究共鉴定了34961个样本。腺病毒阳性共有3102例(8.9%)样本为,甲型流感阳性2811例(8.0%),乙型流感阳性3460例(9.9%),呼吸道合胞病毒阳性4527例(13.0%)。腺病毒阳性率最高为4月(50.8%),最低是11月(3%)。腺病毒阳性样本数量在4月(n = 544)和6月(n = 587)最高。对于甲型流感病毒的检测,阳性情况与年龄相关。年龄每增加1岁,阳性几率增加12%(优势比[OR]:1.12; 95%置信区间[CI]:1.11-1.13; P <.001)。与秋季相比,RSV夏季阳性率显著降低(OR:0.49; 95%CI:0.38-0.62; P <.001),而冬季阳性检出较高(OR:3.88; 95%CI:3.37-4.50; P <.001)。
   本研究报告了大型三级儿童医院呼吸道病毒流行病学数据。阐述了呼吸道病毒的阳性率与年龄、性别、样本类型、来源、季节的相关性。
缩写:ARDS =急性呼吸窘迫综合征,ARTI =急性呼吸道感染,ER =急诊室,HER =电子病历,RSV =呼吸道合胞病毒
关键词:急性呼吸道感染    咽拭子     呼吸道病毒
1 前言
   急性呼吸道感染(ARTI)是儿童门诊就诊和入院的最常见原因[1]。根据感染部位、病毒类型、涉及的器官以及并发症的不同ARTI的严重程度也有很大差异[2]。例如,病毒性肺炎由于不受控制的系统性炎症反应可导致脓毒性休克、急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和多器官衰竭,甚至危及生命[3-5]。这些后期病症需要入重症监护室观察,并且增加死亡风险、医疗花费以及家庭痛苦[4]。据估计,每年约有190万儿童死于ARTI,其中大多数来自发展中国家[6]。所以了解呼吸道病毒的类型对于认识儿童呼吸道感染的潜在发病机制非常重要。最近一项涉及8个国家的17个中心流行病学研究表明,鼻病毒/肠道病毒(41.5%)是导致儿童呼吸道感染的最常见病毒,其次是流感(15.8%),腺病毒(9.8%),副流感病毒和呼吸道合胞病毒( RSV)(均为9.7%)[7]
  中国是世界人口大国,随着二胎政策的实施,中国的儿童医院面临着越来越多的儿童医疗就诊的巨大挑战。ARTI是中国门诊就诊和入院的最常见原因,[8]给临床医生带来了巨大的挑战。对于疑似ARTI的儿童,通常会采取咽拭子或者痰标本,因此数量非常庞大[9,10]。然而,目前还没有研究报告关于呼吸道病毒检测结果的流行病学数据。本研究旨在报告关于在大学附属儿童医院呼吸道病毒检测结果的流行病学数据。此外,我们调查了不同季节的各类型呼吸道病毒的分布情况。还研究了腺病毒,甲型流感,乙型流感和呼吸道合胞病毒(RSV)阳性结果相关的相公影响因素。
2方法
  本研究是2016年5月至2017年4月在浙江大学医学院附属儿童医院进行的一项回顾性研究。从电子医疗保健记录中提取所有用于检测呼吸道病毒(腺病毒,甲型流感,乙型流感和呼吸道合胞病毒)的鼻咽拭子和痰标本的结果。缺少测试结果信息的样本被排除在外。本研究经浙江大学医学院附属儿童医院伦理委员会批准(2018-IRB-001)。

2.1 呼吸道病毒检测

   腺病毒用胶体金法进行检测(试剂盒购自:best365体育下载“凯必利”系列,http://www.hgb.com.cn/En/about.html)。采取患者咽喉拭子样本后,立即检测分析。如果采集的样本不能立即分析,将会被储存在2-8℃条件下最多8小时。采样时避免唾液接触咽喉拭子。使用诊断试剂盒(“凯必利”胶体金法)检测RSV,该试剂盒能够鉴定A型和B型RSV,但不区分亚型。使用核蛋白抗原检测试剂盒(胶体金法,“凯必利”)检测甲型和乙型流感病毒。

2.2 临床变量
   本研究还收集了相关的临床变量,包括年龄、性别、样本类型(咽拭子和痰样本)、样本来源(急诊室与其科室)以及采样日期。将采样日期分为春季,夏季,秋季和冬季的四个季节。年龄是指通过出生日期和采样日期之间的差值获得的。年龄是影响儿童呼吸道病毒分布的重要因素[11]。季节也是决定儿童ARTI流行趋势的一个重要因素[12]。2016年5月2日至2016年5月5日以及2017年2月3日至2017年4月9日被定为春季。夏季为2016年5月5日至2016年8月7日,秋季为2016年8月7日至2016年11月7日,冬季为2016年11月7日至2017年2月3日。此外,从急诊室(ER)和病房获得的样本可能不太相同,例如,来自ER的样本主要是由于急性呼吸道感染,而病房的样本可能来自具有其他疾病(例如血液恶性肿瘤)的患者,因此对样本来源进行分析。

2.3统计分析

   根据病毒检测结果将所有样本分成阳性与阴性2组。用平均值和标准偏差表示数值变量,并使用t检验在组间比较。分类变量表示为数量和比例,并通过使用卡方检验或费希尔精确检验进行比较[13]。R程序包中CBCgrps用于统计描述和双变量推理[14]。在每个日历月中,阳性样本和阴性样本的数量用条形图显示。在每种呼吸道病毒的条形图中报告阳性样本的百分比。采用了多变量Logistic回归模型研究与阳性结果相关的包括所有潜在因素(年龄,性别,季节,样本来源,样本类型)的变量[15,16]。由于协变量的数量有限且观察数量较多,因此整个模型没有减少(过度拟合的风险较低)。多变量Logistic回归模型建立在完整案例分析的基础上,可以排除协变量缺失值的观察结果[17] 。双尾P值<.05具有统计意义, 所有统计分析均使用R软件进行(版本3.3.2)。

3结果
  本研究共收集鉴定了34961个样本。腺病毒阳性样本共有3102例(8.9%),甲型流感阳性2811例(8.0%),乙型流感阳性3460例(9.9%),呼吸道合胞病毒阳性4527例(13.0%)。腺病毒阳性率最高为4月(50.8%),最低是11月(3%)。样本量从2017年11月开始急剧增加,这可能与秋冬季呼吸道问题门诊就诊人数增加相关(图1)。腺病毒阳性样本数量在4月(n = 544)和6月(n = 587)最高。甲型流感的阳性率在12月最高(18.5%),在7月(0)和8月(0.2%)最低。甲型流感病毒阳性样本数量在12月份最高(n = 1187),8月份最低(n = 0,图2)。乙型流感的阳性率在4月份最高(23.9%),12月份(0.4%)和11月份(0.6%)最低。乙型流感阳性样本数量在3月份最高(n = 1548),11月份最低(n = 22,图3)。RSV阳性率在12月最高(28.5%),最低6月(2.9%)和7月(4.3%)。RSV阳性样本数量在12月(n = 1825)最高,5月最低(n = 28,图4)。207名患儿合并感染ADV和RSV,21名感染A型和RSV,63名感染B型和RSV的儿童,9名儿童感染A型和ADV,46名儿童感染B型和ADV,另有 2名儿童合并感染B型流感,RSV和ADV三种病毒。


      男孩样本更易检测到腺病毒阳性结果(阳性:阴性=0.56:0.54,P=0.03)。与痰样本比较咽拭子样本更易检测到腺病毒阳性(0.32:0.24,P<0.001)。然而,来自急诊科的样本检测到腺病毒阳性可能性较小(0.01 : 0.03; P <.001)。春季(44%)和冬季(40%)检测样本多。夏季更易检测到腺病毒阳性(0.4: 0.04; P <.001,表1)。在冬季,样本检测结果更可能是甲型流感阳性(0.72:0.37; P <.001)。与咽拭子比较痰样本检测出甲型流感阳性概率大(0.82 : 0.75; P <.001,表2)。然而,乙型流感病毒在春季阳性率较高(0.89 : 0.39; P <.001,表3)。与痰样本比较咽拭子检测更易检测到RSV阳性(0.26 : 0.24; P <.001)。RSV的阳性率在冬季最高(0.72),其次是春季(0.21),秋季(0.05)和夏季(0.02)。RSV检测的阳性组与阴性组之间的样品来源无显着差异(表4)。


    在多变量逻辑回归分析中,腺病毒的阳性与年龄独立相关(表5)。年龄每增长1岁,腺病毒阳性结果的几率增加2%(优势比[OR]:1.02; 95%置信区间[CI]:1.01-1.04; P = .001)。男性患儿与腺病毒阳性风险相关性较高(OR:1.10; 95%CI:1.02-1.20; P = .017)。样本类型与阳性结果无显着相关性。 与秋季相比,夏季采集的样本更有可能是检测到腺病毒阳性(OR:14.48; 95%CI:12.17-17.34; P <.001),而冬季与阳性结果风险相关较低(OR:0.81; 95%CI:0.68-0.97; P = .018)。关于甲型流感的检测,年龄与阳性结果独立相关(表6)。年龄增加1年,阳性概率增加12%(OR:1.12; 95%CI:1.11-1.13; P <.001)。男性性别与阳性结果的风险无关。与痰样本相比通过咽拭子获得的样本检测到甲型流感的阳性结果相对较低(OR:0.68; 95%CI:0.62-0.76; P <.001)。与秋季相比,夏季获得的样本更可能检测到甲型流感阳性(OR:0.06; 95%CI:0.02-0.12; P <.001),而冬季的甲型流感阳性率更高(OR: 3.68; 95% CI: 3.03–4.51;P<.001)。
   对于乙型流感的检测,年龄与阳性结果独立相关(表7)。随着年龄增加1年,阳性结果的几率增加25%(OR:1.25; 95%CI:1.23-1.27; P <.001)。男性性别与阳性结果的风险无关。 与痰样本相比通过咽拭子获得的样品报告乙型流感的阳性结果较少(OR:0.82; 95%CI:0.74-0.91; P <.001)。在急诊室获得的样本检测到阳性结果较低(OR:0.39; 95%CI:0.29-0.52; P <.001)。与秋季相比,乙型流感阳性在夏季获得的样本中检测率更高(OR:1.3; 95%CI:1.01-1.67; P = .04),而冬季阳性结果风险较低(OR :0.12; 95%CI:0.09-0.16; P <.001)。对于RSV的检测,年龄与阳性结果独立相关(表8)。年龄每增长1岁,阳性结果的几率下降11%(OR: 0.89; 95% CI: 0.88–0.90; P<.001)。男性性别与阳性结果的风险无关。 与其他科室比较在急诊室获得的样本更可能检测到阳性(OR:1.22; 95%CI:1.02-1.45; P = .031)。 与秋季相比,夏季获得的样本RSV阳性的可能性较小(OR:0.49; 95%CI:0.38-0.62; P <.001),而冬季阳性率更高(OR) :3.88; 95%CI:3.37-4.50; P <.001)。

4 讨论
    本研究显示,在呼吸道病毒检测中,RSV的阳性率最高(13.0%),其次是乙型流感病毒(9.9%),腺病毒(8.9%)和甲型流感(8.0%)。4种呼吸道病毒的阳性率存在季节性变化。腺病毒检出率最高在夏季,其次是春季,冬季和秋季。甲型流感最有可能在冬季被发现,其次是春季,秋季和夏季。乙型流感最有可能在春季被检出,其次是秋季,夏季和冬季。RSV在冬季检出率最高,其次是春季,秋季和夏季。 多变量分析证实了这些结果。这些常见引起ARIT的病毒季节性特点可以帮助制定针对儿童的年度疫苗接种策略。接种疫苗可以有效降低6个月以上儿童呼吸道感染的发生率和严重程度[18]。泰勒等人进行了一项涉及8个国家的17个中心的呼吸道病毒流行病学研究,其流感(15.8%),ADV(9.8%)和RSV(9.7%)的发病率非常相似。我们研究中RSV的患病率高于泰勒的研究(13.0%:9.7%),但流感的患病率低于该研究(8%-9%:15.8%)。流感病毒的发病率随年龄增长而增加,而RSV随年龄增长而下降与泰勒的研究一致。然而,我们的研究显示腺病毒的阳性率随着年龄的增加而增加(OR:1.02;95%CI:1.01-1.04; P = .001),但泰勒的研究显示腺病毒的患病率随着年龄的增长而下降[7]。差异原因可能是2项研究的不同设计方法。泰勒的研究是一项基于人群的普遍研究,所有符合条件的接受H1N1疫苗的健康儿童都参加了研究,我们的研究是基于三级医院。此外,泰勒的研究分析了他们在患者方面的数据,并确认每个病例都有病毒感染的诊断。然而,我们的研究基于咽喉拭子或痰液样本,一些阳性样本可能不代表临床感染,1名患者可能有几个样本。传统上,鼻咽洗液或拭子常用于诊断呼吸道病毒感染。痰是从下呼吸道分泌的,很少用于病毒检测。在我们的研究中,痰液检测呼吸道病毒的阳性率高于咽拭子。例如,相比痰样本咽喉拭子中腺病毒检出率更高(11.6%: 8.0%; P <.001)。这与在成人门诊进行的研究中获得的结果不一致,该研究表明,痰液中的呼吸道病毒检测频率高于咽喉拭子[19]。另一项研究还表明,虽然在痰液中更容易检测到细菌,但在拭子中更常检测到病毒[20]。然而,还有其他研究结果与我们的结果一致。Branche等人研究表明,痰标本能够提高鼻咽拭子检测的准确率,这可能是由于痰液中病毒载量高于拭子[21]。在其他研究中也有类似的发现,痰标本可以提高诊断率[22,23]。总的来说,现在对于痰样本及咽喉拭子诊断率的证据还不一致,需要进一步研究。
   其他研究也报道了不同类型病毒的季节性变化。Saraya等研究表明流感病毒在春季和冬季更常被发现,RSV在秋季更为常见[24]。流感病毒的变化模式基本一致。然而,我们的研究显示RSV在冬季和春季更常见,这与Saraya的研究报道的不同。他们的研究对象是成年哮喘患者,这可能是造成这种差异的原因。在2002年至2014年进行的另一项涉及5102个样本的研究中,RSV最常见于12月至次年3月,11月至次年3月为流感病毒,12月至次年6月为HRV[25]。Yang等的研究发现不同年龄组的双峰模式,一个在冬季,另一个在春季或夏季[11]。该研究在亚热带地区进行,与我们的研究一致。
   本研究也存在一些限制。首先,本研究基于临床样本,一些相关的临床特征不包括在内。例如,儿童疾病的严重程度、诊断(上呼吸道感染与肺炎)以及临床结果(门诊就诊,住院或ICU入院)可以提供进一步了解由不同病原体引起的感染的见解。其次,本研究属于回顾性设计研究,具有选择偏差和数据缺失等固有限制[26,27]。然而,该研究基于电子医疗记录(EHR),该记录样本量大,可被视为一种大型数据[28-30]。随着计算机技术的发展,大数据分析已经进入各行各业[31,32]。在我们的研究中,EHR的使用可以为儿童病毒性呼吸道感染的流行病学提供更多的见解。第三,在研究中没有明确定义痰样本和/或拭子样品中呼吸道病毒测试的适应症。因为该研究未进行前瞻性设计,并且样本测试的顺序主要由治疗医师确定。然而,在我们的临床实践中,有针对呼吸道病毒的检测的方案,并且包括被怀疑患有ARTI的患者。最后,还有其他次要的呼吸道病毒(如人类博卡病毒和鼻病毒)未包括在此分析中。由于它们也是导致儿童ARTI的重要病原体,接下来的研究中我们将结合这些病毒一起研究。总之,本研究报告了大型三级儿童医院呼吸道病毒流行的流行病学数据。该研究显示在呼吸道病毒检测中,RSV的阳性率最高(13.0%),其次是乙型流感病毒(9.9%),腺病毒(8.9%)和甲型流感(8.0%)。4种呼吸道病毒的阳性率表现出明显的季节性。这种季节性特点可能有助于制定特定的疫苗接种计划,可有效降低儿童呼吸道感染的发生率和严重程度[18]

       
作者贡献
概念化定义:叶盛
数据管理:叶盛
正式分析:叶盛
调研人:汪天林
方法:叶盛、汪天林
监督:汪天林
验证:汪天林
可视化:汪天林
写作-审查和编辑:叶盛、汪天林

参考文献:略


以上为中文翻译译文,原文链接:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6078760/