Bedeutung von Clostridium difficile Infektionen im Kindesalter

Abstract

Clostridium difficile ist die häufigste Ursache von Durchfallerkrankungen in Krankenhäusern. Bisher liegen jedoch nur begrenzte Erkenntnisse über Clostridium difficile Infektionen (CDI) im Kindes- und Jugendalter vor. Deshalb wurde die Symptomatik pädiatrischer Patienten (Alter: 1 – 17 Jahre) mit nachgewiesener CDI anhand einer klinischen Kohortenstudie von Januar 2010 bis Oktober 2013 erforscht. Die in die Studie aufgenommenen Patienten mit CDI (N = 118) wiesen selten spezifische Begleitsymptome (z.B. Blutbeimengungen im Stuhl oder Fieber) (29,1 – 44,7%) neben dem Hauptsymptom der dünnflüssigen Stühle (100%) auf und erhielten nur in etwa einem Fünftel aller Fälle eine gegen C. difficile gerichtete Therapie (23,9%). Zwei Drittel (69,7%) aller Patienten hatten vor der CDI Antibiotika erhalten. Die nosokomiale CDI sowie das Vorhandensein von Komorbiditäten machten einen protrahierten bzw. schwereren Verlauf wahrscheinlich. Bei den jüngeren Patienten fanden sich häufiger virale Kopathogene des Gastrointestinaltraktes, bei älteren Kindern und Jugendlichen bestanden häufiger Komorbiditäten. Eine gegen C. difficile gerichtete Therapie erfolgte meist nur bei Patienten mit Grunderkrankungen und/oder schweren Durchfällen sowie positivem Toxinnachweis. Die Analyse der Epidemiologie von C. difficile von 2000 bis 2013 an der Universitätsklinik des Saarlandes ergab zunehmende Fallzahlen seit 2000. Die Anzahl der jährlich bei pädiatrischen Patienten nachgewiesenen CDI verzehnfachte sich im Untersuchungszeitraum. Kinder und Jugendliche (Alter: 0 – 17 Jahre) sowie Erwachsene höheren Alters (Alter: ≥65 Jahre) waren besonders häufig von einer CDI betroffen. Der Ribotyp 027 wurde mit steigendem Patientenalter zunehmend häufig, jedoch kein einziges Mal bei Kindern und Jugendlichen nachgewiesen. Die Ribotypisierung der C. difficile Isolate ist eine wichtige Voraussetzung für aussagekräftige infektionsepidemiologische Analysen. In dieser Arbeit kamen, erstmals in einer großen systematischen Untersuchung, vergleichend zwei der bedeutendsten Typisierungsmethoden zum Einsatz, die Surface-Layer-Protein-ASequenz- Typisierung (slpAST) und eine PCR-basierte Ribotypisierung. Insgesamt wurden 360 C. difficile Isolate mit beiden Methoden genotypisiert. Der Toxinstatus konnte durch eine Multiplex-PCR gesichert werden. Die PCR-Ribotypisierung erwies sich gegenüber der slpA-Sequenzierung als überlegen, da sie eine differenziertere Bestimmung des Ribotyps ermöglichte. Die slpA-Sequenzierung identifizierte 12 verschiedene Genotypen und eine große Gruppe von Sequenztypen, die in den bekannten Datenbanken bisher noch keinem Ribotyp zugeordnet sind. Hingegen konnten mittels PCR-basierter Ribotypisierung 46 genetisch unterschiedliche C. difficile Isolate differenziert werden. Einzig der durch die PCR-Ribotypisierung bestimmte Genotyp weist in 100% der Fälle einen identischen Toxinstatus auf. Die hypervirulenten Stämme 027 und 078 erkannten beide Methoden, mit in 94,7% bzw. 93,7% übereinstimmenden Ergebnissen, zuverlässig.

Clostridium difficile is the most common cause of diarrhea in hospitals and other medical facilities. However, there is only limited knowledge about Clostridium difficile infections (CDI) in childhood and adolescence so far. Therefore, the symptoms of pediatric patients (aged 1 – 17 years) with proven CDI were explored using a clinical cohort study from January 2010 to October 2013. The patients with CDI (N = 118) enrolled in the study rarely exhibited specific secondary symptoms (e.g. blood particles in the stool or fever) (29,1 – 44,7%) beside the main symptom of thin stools (100%) and only about one-fifth of all cases received special therapy for C. difficile (23.9%). Two-thirds (69.7%) of all patients had received antibiotics prior to the CDI. The nosocomial CDI and the presence of comorbidities made a protracted or severe course likely. While there often was a viral copathogen of the gastrointestinal tract in younger patients, in older children and adolescents comorbidities were more frequent. A therapy for C. difficile was usually restricted to patients with underlying diseases and/or severe diarrhea and positive toxin detection. The analysis of the epidemiology of C. difficile from 2000 to 2013 at the Saarland University Hospital revealed an increasing number of cases since the year 2000. The number of CDI annually detected in pediatric patients increased tenfold during the investigation period. Children, adolescents (aged 0 – 17 years) and adults of a higher age (aged ≥65 years) were particularly vulnerable to a CDI. The ribotype 027 was detected with increasing frequency with increasing patient age, but not once in children and adolescents. The ribotyping of C. difficile isolates is an important prerequisite for significant infection-epidemiological analyses. In this study, for the first time in a large systematic investigation, two of the most important typing methods were used comparatively, the Surface-Layer-Protein A Sequence Typing (slpAST) and PCR-based ribotyping. A total of 360 C. difficile isolates were genotyped with both methods. The toxin status could be secured by using a multiplex PCR. The PCR-ribotyping proved to be superior to the slpAST because it enabled a more differentiated determination by the different ribotypes. The slpAST identified 12 different genotypes and a large group of sequence types, which have not been assigned yet to a ribotype in the known databases. On the other hand, 46 genetically distinct C. difficile isolates could be differentiated by PCR-based ribotyping. Only the genotype indicated by the PCR-based ribotyping shows in 100% of cases an identical toxin status. The hypervirulent strains 027 and 078 were recognized reliably by both methods with 94,7% and 93,3% matching results.