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大型兒童醫院呼吸道病毒的實驗室流行病學

發佈日期:2018-08-29

                                                            叶盛   汪天林
摘要:急性呼吸道感染(ARTI)是兒童門診就診和入院的最常見原因。本研究旨在報告某大學附屬兒童醫院的呼吸道病毒流行病學數據。
   本研究是對2016年5月至2017年4月在本院進行治療的呼吸道患兒的回顧性研究。從電子醫療保健系統中提取所有用呼吸道病毒檢測項目(檢測腺病毒、流感病毒A、流感病毒B、呼吸道合胞病毒)檢測的鼻咽拭子或痰樣本的結果。比較呼吸道病毒檢測的陽性患者組與陰性患者組的臨牀特徵。採用多變量回歸模型,包括分析患者年齡、性別、樣本類型(鼻咽拭子與痰樣本)、樣本來源(急診科或其科室)和季節,以探索與呼吸道病毒陽性結果相關的獨立因素。
   本次研究共鑑定了34961個樣本。腺病毒陽性共有3102例(8.9%)樣本爲,甲型流感陽性2811例(8.0%),乙型流感陽性3460例(9.9%),呼吸道合胞病毒陽性4527例(13.0%)。腺病毒陽性率最高爲4月(50.8%),最低是11月(3%)。腺病毒陽性樣本數量在4月(n = 544)和6月(n = 587)最高。對於甲型流感病毒的檢測,陽性情況與年齡相關。年齡每增加1歲,陽性機率增加12%(優勢比[OR]:1.12; 95%置信區間[CI]:1.11-1.13; P<.001)。與秋季相比,RSV夏季陽性率顯著降低(OR:0.49; 95%CI:0.38-0.62; P<.001),而冬季陽性檢出較高(OR:3.88; 95%CI:3.37-4.50; P<.001)。
   本研究報告了大型三級兒童醫院呼吸道病毒流行病學數據。闡述了呼吸道病毒的陽性率與年齡、性別、樣本類型、來源、季節的相關性。
縮寫:ARDS =急性呼吸窘迫綜合徵,ARTI =急性呼吸道感染,ER =急診室,HER =電子病歷,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)是兒童門診就診和入院的最常見原因[1]。根據感染部位、病毒類型、涉及的器官以及併發症的不同ARTI的嚴重程度也有很大差異[2]。例如,病毒性肺炎由於不受控制的系統性炎症反應可導致膿毒性休克、急性呼吸窘迫綜合徵(ARDS)和多器官衰竭,甚至危及生命[3-5]。這些後期病症需要入重症監護室觀察,並且增加死亡風險、醫療花費以及家庭痛苦[4]。據估計,每年約有190萬兒童死於ARTI,其中大多數來自發展中國家[6]。所以瞭解呼吸道病毒的類型對於認識兒童呼吸道感染的潛在發病機制非常重要。最近一項涉及8個國家的17箇中心流行病學研究表明,鼻病毒/腸道病毒(41.5%)是導致兒童呼吸道感染的最常見病毒,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)(均爲9.7%)[7]
 中國是世界人口大國,隨着二胎政策的實施,中國的兒童醫院面臨着越來越多的兒童醫療就診的巨大挑戰。ARTI是中國門診就診和入院的最常見原因,[8]給臨牀醫生帶來了巨大的挑戰。對於疑似ARTI的兒童,通常會採取咽拭子或者痰標本,因此數量非常龐大[9,10]。然而,目前還沒有研究報告關於呼吸道病毒檢測結果的流行病學數據。本研究旨在報告關於在大學附屬兒童醫院呼吸道病毒檢測結果的流行病學數據。此外,我們調查了不同季節的各類型呼吸道病毒的分佈情況。還研究了腺病毒,甲型流感,乙型流感和呼吸道合胞病毒(RSV)陽性結果相關的相公影響因素。
2方法
 本研究是2016年5月至2017年4月在浙江大學醫學院附屬兒童醫院進行的一項回顧性研究。從電子醫療保健記錄中提取所有用於檢測呼吸道病毒(腺病毒,甲型流感,乙型流感和呼吸道合胞病毒)的鼻咽拭子和痰標本的結果。缺少測試結果信息的樣本被排除在外。本研究經浙江大學醫學院附屬兒童醫院倫理委員會批准(2018-IRB-001)。

2.1 呼吸道病毒检测

   腺病毒用膠體金法進行檢測(試劑盒購自:杭州創新生物檢控技術有限公司“凱必利”系列,http://www.52xinniang.com/En/about.html)。採取患者咽喉拭子樣本後,立即檢測分析。如果採集的樣本不能立即分析,將會被儲存在2-8℃條件下最多8小時。採樣時避免唾液接觸咽喉拭子。使用診斷試劑盒(“凱必利”膠體金法)檢測RSV,該試劑盒能夠鑑定A型和B型RSV,但不區分亞型。使用核蛋白抗原檢測試劑盒(膠體金法,“凱必利”)檢測甲型和乙型流感病毒。

2.2 临床变量
   本研究還收集了相關的臨牀變量,包括年齡、性別、樣本類型(咽拭子和痰樣本)、樣本來源(急診室與其科室)以及採樣日期。將採樣日期分爲春季,夏季,秋季和冬季的四個季節。年齡是指通過出生日期和採樣日期之間的差值獲得的。年齡是影響兒童呼吸道病毒分佈的重要因素[11]。季節也是決定兒童ARTI流行趨勢的一個重要因素[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日被定爲春季。夏季爲2016年5月5日至2016年8月7日,秋季爲2016年8月7日至2016年11月7日,冬季爲2016年11月7日至2017年2月3日。此外,從急診室(ER)和病房獲得的樣本可能不太相同,例如,來自ER的樣本主要是由於急性呼吸道感染,而病房的樣本可能來自具有其他疾病(例如血液惡性腫瘤)的患者,因此對樣本來源進行分析。

2.3统计分析

  根據病毒檢測結果將所有樣本分成陽性與陰性2組。用平均值和標準偏差表示數值變量,並使用t檢驗在組間比較。分類變量表示爲數量和比例,並通過使用卡方檢驗或費希爾精確檢驗進行比較[13]。R程序包中CBCgrps用於統計描述和雙變量推理[14]。在每個日曆月中,陽性樣本和陰性樣本的數量用條形圖顯示。在每種呼吸道病毒的條形圖中報告陽性樣本的百分比。採用了多變量Logistic迴歸模型研究與陽性結果相關的包括所有潛在因素(年齡,性別,季節,樣本來源,樣本類型)的變量[15,16]。由於協變量的數量有限且觀察數量較多,因此整個模型沒有減少(過度擬合的風險較低)。多變量Logistic迴歸模型建立在完整案例分析的基礎上,可以排除協變量缺失值的觀察結果[17] 。双尾P值<.05具有統計意義, 所有統計分析均使用R軟件進行(版本3.3.2)。

3结果
 本研究共收集鑑定了34961個樣本。腺病毒陽性樣本共有3102例(8.9%),甲型流感陽性2811例(8.0%),乙型流感陽性3460例(9.9%),呼吸道合胞病毒陽性4527例(13.0%)。腺病毒陽性率最高爲4月(50.8%),最低是11月(3%)。樣本量從2017年11月開始急劇增加,這可能與秋冬季呼吸道問題門診就診人數增加相關(圖1)。腺病毒陽性樣本數量在4月(n = 544)和6月(n = 587)最高。甲型流感的陽性率在12月最高(18.5%),在7月(0)和8月(0.2%)最低。甲型流感病毒陽性樣本數量在12月份最高(n = 1187),8月份最低(n = 0,圖2)。乙型流感的陽性率在4月份最高(23.9%),12月份(0.4%)和11月份(0.6%)最低。乙型流感陽性樣本數量在3月份最高(n = 1548),11月份最低(n = 22,圖3)。RSV陽性率在12月最高(28.5%),最低6月(2.9%)和7月(4.3%)。RSV陽性樣本數量在12月(n = 1825)最高,5月最低(n = 28,圖4)。207名患兒合併感染ADV和RSV,21名感染A型和RSV,63名感染B型和RSV的兒童,9名兒童感染A型和ADV,46名兒童感染B型和ADV,另有 2名兒童合併感染B型流感,RSV和ADV三種病毒。


      男孩樣本更易檢測到腺病毒陽性結果(陽性:陰性=0.56:0.54,P=0.03)。與痰樣本比較咽拭子樣本更易檢測到腺病毒陽性(0.32:0.24,P<0.001)。然而,來自急診科的樣本檢測到腺病毒陽性可能性較小(0.01 : 0.03; P<.001)。春季(44%)和冬季(40%)檢測樣本多。夏季更易檢測到腺病毒陽性(0.4: 0.04; P<.001,表1)。在冬季,樣本檢測結果更可能是甲型流感陽性(0.72:0.37; P<.001)。與咽拭子比較痰樣本檢測出甲型流感陽性概率大(0.82 : 0.75; P<.001,表2)。然而,乙型流感病毒在春季陽性率較高(0.89 : 0.39; P<.001,表3)。與痰樣本比較咽拭子檢測更易檢測到RSV陽性(0.26 : 0.24; P<.001)。RSV的陽性率在冬季最高(0.72),其次是春季(0.21),秋季(0.05)和夏季(0.02)。RSV檢測的陽性組與陰性組之間的樣品來源無顯着差異(表4)。


   在多變量邏輯迴歸分析中,腺病毒的陽性與年齡獨立相關(表5)。年齡每增長1歲,腺病毒陽性結果的機率增加2%(優勢比[OR]:1.02; 95%置信區間[CI]:1.01-1.04; P = .001)。男性患兒與腺病毒陽性風險相關性較高(OR:1.10; 95%CI:1.02-1.20; P = .017)。樣本類型與陽性結果無顯着相關性。 與秋季相比,夏季採集的樣本更有可能是檢測到腺病毒陽性(OR:14.48; 95%CI:12.17-17.34; P<.001),而冬季與陽性結果風險相關較低(OR:0.81; 95%CI:0.68-0.97; P = .018)。關於甲型流感的檢測,年齡與陽性結果獨立相關(表6)。年齡增加1年,陽性概率增加12%(OR:1.12; 95%CI:1.11-1.13; P<.001)。男性性別與陽性結果的風險無關。與痰樣本相比通過咽拭子獲得的樣本檢測到甲型流感的陽性結果相對較低(OR:0.68; 95%CI:0.62-0.76; P<.001)。與秋季相比,夏季獲得的樣本更可能檢測到甲型流感陽性(OR:0.06; 95%CI:0.02-0.12; P<.001),而冬季的甲型流感陽性率更高(OR: 3.68; 95% CI: 3.03–4.51;P<.001)。
   對於乙型流感的檢測,年齡與陽性結果獨立相關(表7)。隨着年齡增加1年,陽性結果的機率增加25%(OR:1.25; 95%CI:1.23-1.27; P<.001)。男性性別與陽性結果的風險無關。 與痰樣本相比通過咽拭子獲得的樣品報告乙型流感的陽性結果較少(OR:0.82; 95%CI:0.74-0.91; P<.001)。在急診室獲得的樣本檢測到陽性結果較低(OR:0.39; 95%CI:0.29-0.52; P<.001)。與秋季相比,乙型流感陽性在夏季獲得的樣本中檢測率更高(OR:1.3; 95%CI:1.01-1.67; P = .04),而冬季陽性結果風險較低(OR :0.12; 95%CI:0.09-0.16; P<.001)。對於RSV的檢測,年齡與陽性結果獨立相關(表8)。年齡每增長1歲,陽性結果的機率下降11%(OR: 0.89; 95% CI: 0.88–0.90; P<.001)。男性性別與陽性結果的風險無關。 與其他科室比較在急診室獲得的樣本更可能檢測到陽性(OR:1.22; 95%CI:1.02-1.45; P = .031)。 與秋季相比,夏季獲得的樣本RSV陽性的可能性較小(OR:0.49; 95%CI:0.38-0.62; P<.001),而冬季陽性率更高(OR) :3.88; 95%CI:3.37-4.50; P<.001)。

4 讨论
   本研究顯示,在呼吸道病毒檢測中,RSV的陽性率最高(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種呼吸道病毒的陽性率存在季節性變化。腺病毒檢出率最高在夏季,其次是春季,冬季和秋季。甲型流感最有可能在冬季被發現,其次是春季,秋季和夏季。乙型流感最有可能在春季被檢出,其次是秋季,夏季和冬季。RSV在冬季檢出率最高,其次是春季,秋季和夏季。 多變量分析證實了這些結果。這些常見引起ARIT的病毒季節性特點可以幫助制定針對兒童的年度疫苗接種策略。接種疫苗可以有效降低6個月以上兒童呼吸道感染的發生率和嚴重程度[18]。泰勒等人進行了一項涉及8個國家的17箇中心的呼吸道病毒流行病學研究,其流感(15.8%),ADV(9.8%)和RSV(9.7%)的發病率非常相似。我們研究中RSV的患病率高於泰勒的研究(13.0%:9.7%),但流感的患病率低於該研究(8%-9%:15.8%)。流感病毒的發病率隨年齡增長而增加,而RSV隨年齡增長而下降與泰勒的研究一致。然而,我們的研究顯示腺病毒的陽性率隨着年齡的增加而增加(OR:1.02;95%CI:1.01-1.04; P = .001),但泰勒的研究顯示腺病毒的患病率隨着年齡的增長而下降[7]。差異原因可能是2項研究的不同設計方法。泰勒的研究是一項基於人羣的普遍研究,所有符合條件的接受H1N1疫苗的健康兒童都參加了研究,我們的研究是基於三級醫院。此外,泰勒的研究分析了他們在患者方面的數據,並確認每個病例都有病毒感染的診斷。然而,我們的研究基於咽喉拭子或痰液樣本,一些陽性樣本可能不代表臨牀感染,1名患者可能有幾個樣本。傳統上,鼻咽洗液或拭子常用於診斷呼吸道病毒感染。痰是從下呼吸道分泌的,很少用於病毒檢測。在我們的研究中,痰液檢測呼吸道病毒的陽性率高於咽拭子。例如,相比痰樣本咽喉拭子中腺病毒檢出率更高(11.6%: 8.0%; P<.001)。這與在成人門診進行的研究中獲得的結果不一致,該研究表明,痰液中的呼吸道病毒檢測頻率高於咽喉拭子[19]。另一項研究還表明,雖然在痰液中更容易檢測到細菌,但在拭子中更常檢測到病毒[20]。然而,還有其他研究結果與我們的結果一致。Branche等人研究表明,痰標本能夠提高鼻咽拭子檢測的準確率,這可能是由於痰液中病毒載量高於拭子[21]。在其他研究中也有類似的發現,痰標本可以提高診斷率[22,23]。總的來說,現在對於痰樣本及咽喉拭子診斷率的證據還不一致,需要進一步研究。
   其他研究也報道了不同類型病毒的季節性變化。Saraya等研究表明流感病毒在春季和冬季更常被發現,RSV在秋季更爲常見[24]。流感病毒的變化模式基本一致。然而,我們的研究顯示RSV在冬季和春季更常見,這與Saraya的研究報道的不同。他們的研究對象是成年哮喘患者,這可能是造成這種差異的原因。在2002年至2014年進行的另一項涉及5102個樣本的研究中,RSV最常見於12月至次年3月,11月至次年3月爲流感病毒,12月至次年6月爲HRV[25]。Yang等的研究發現不同年齡組的雙峯模式,一個在冬季,另一個在春季或夏季[11]。該研究在亞熱帶地區進行,與我們的研究一致。
  本研究也存在一些限制。首先,本研究基於臨牀樣本,一些相關的臨牀特徵不包括在內。例如,兒童疾病的嚴重程度、診斷(上呼吸道感染與肺炎)以及臨牀結果(門診就診,住院或ICU入院)可以提供進一步瞭解由不同病原體引起的感染的見解。其次,本研究屬於回顧性設計研究,具有選擇偏差和數據缺失等固有限制[26,27]。然而,該研究基於電子醫療記錄(EHR),該記錄樣本量大,可被視爲一種大型數據[28-30]。隨着計算機技術的發展,大數據分析已經進入各行各業[31,32]。在我們的研究中,EHR的使用可以爲兒童病毒性呼吸道感染的流行病學提供更多的見解。第三,在研究中沒有明確定義痰樣本和/或拭子樣品中呼吸道病毒測試的適應症。因爲該研究未進行前瞻性設計,並且樣本測試的順序主要由治療醫師確定。然而,在我們的臨牀實踐中,有針對呼吸道病毒的檢測的方案,並且包括被懷疑患有ARTI的患者。最後,還有其他次要的呼吸道病毒(如人類博卡病毒和鼻病毒)未包括在此分析中。由於它們也是導致兒童ARTI的重要病原體,接下來的研究中我們將結合這些病毒一起研究。總之,本研究報告了大型三級兒童醫院呼吸道病毒流行的流行病學數據。該研究顯示在呼吸道病毒檢測中,RSV的陽性率最高(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種呼吸道病毒的陽性率表現出明顯的季節性。這種季節性特點可能有助於制定特定的疫苗接種計劃,可有效降低兒童呼吸道感染的發生率和嚴重程度[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://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6078760/