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文章信息
- 商晓春, 周晓红, 帅慧群
- SHANG Xiao-chun, ZHOU Xiao-hong, SHUAI Hui-qun
- 婴幼儿感染性腹泻病原学特征分析
- Etiology of infectious diarrhea in infants and young children
- 疾病监测, 2015, 30(10): 855-860
- Disease Surveillance, 2015, 30(10): 855-860
- 10.3784/j.issn.1003-9961.2015.10.015
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文章历史
- 收稿日期: 2015-05-18
感染性腹泻是导致婴幼儿死亡的主要原因之一,一直是全球性的公共卫生问题,至今仍未得到有效控制,尤其在发展中国家。目前引起腹泻的微生物主要有细菌和病毒,以轮状病毒、诺如病毒、致泻性大肠埃希菌(Diarrheagenice E.Coli. DEC)、沙门菌、志贺菌等最常见[1, 2]。为掌握浙江省5岁以下患儿感染性腹泻的流行病学特征和主要病原构成,从2012年开始按照浙江省肠道综合监测方案要求,选择1家省级儿童医院作为腹泻监测点,按月采集<5岁腹泻患儿粪便,每年150份左右,进行相关病毒和细菌检测,通过3年病原学特征分析,以期能为制定针对性的预防和控制措施提供科学依据。
1 材料与方法 1.1 研究对象以浙江大学医学院附属儿童医院作为监测哨点医院,收集2012年1月至2014年12月来自浙江北部(杭州、嘉兴、湖州地区)及浙江中部(绍兴、金华地区)的5岁以下腹泻患儿的临床资料和粪便标本426例开展研究。
1.2 调查方法和样本采集选择符合WS 271-2007《感染性腹泻诊断标准》发病10天以内或入院24 h内的临床病例,流行病学资料经家长知情同意后,调查人员采用现场问卷调查方式获得,内容包括性别、年龄、发病日期、临床表现(如腹泻天数/次数、发热、呕吐等)及流行病学特征等。完成问卷后护士用采便器采取合格便样,迅速置于无菌PV采样管(供病毒检验)和Carry-Blair运送培养基(供细菌检验)内。然后置4~8 ℃生物安全运送箱中保存不超过2 h,送达实验室立刻进行细菌检测,病毒项目标本置-80 ℃冻存,集中检测。
1.3 检测项目细菌项目有肠侵袭性大肠埃希菌(EIEC)、肠出血性大肠埃希菌(EHEC)、肠产毒性大肠埃希菌(ETEC)、肠致病性大肠埃希菌(EPEC)、肠聚集性大肠埃希菌(EAEC)、沙门菌、志贺菌、弯曲菌、小肠结肠炎耶尔森菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌、EHEC O157∶H7、类志贺邻单胞菌、嗜水气单胞菌共14种。病毒项目有诺如病毒(NV)、轮状病毒(RV)、腺病毒(ADV)、札如病毒( SAV)、星状病毒(ASV)共5种。
1.4 检测方法 1.4.1 仪器与耗材ATB细菌鉴定和药敏测试仪(法国梅里埃)、QIAcube全自动核酸提取系统(德国凯杰)、7500 荧光定量PCR仪(美国ABI)等。细菌分离鉴定用增菌液、培养基、诊断血清,病毒和细菌核酸提取及检测试剂盒批号不等,使用前均通过质量鉴定合格,且在有效期内使用。
1.4.2 细菌分离鉴定DEC、志贺菌、空肠弯曲菌采用直接分离培养。EHEC O157∶H7、沙门菌、小肠结肠炎耶尔森菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌、嗜水气单胞菌、类志贺邻单胞菌经选择性增菌后,接种相应的培养基,在适宜的培养温度下培养18~24 h,挑取可疑菌落进行初步生化鉴定,再进一步用API或ID32E、ID32GN 生化条鉴定确认,沙门菌、志贺菌、小肠结肠炎耶尔森菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌还需进行血清学证实,5种DEC核酸分型确认后,再进行血清分型。
1.4.3 核酸检测 1.4.3.1 核酸提取DEC核酸提取:每一样本分别挑取5个经生化鉴定符合大肠埃希菌落各1大环,分别至1 ml的0.85%灭菌生理盐水,12 000 r/min离心15 min,弃上清液,再加入100 μl灭菌去离子水混匀,100 ℃金属浴煮沸12 min,12 000 r/min 离心15 min,吸取200 μl 上清液,采用QIAcube提取仪和提取试剂提取EPEC/EHEC/ETEC/EIEC/EAEC目的基因。病毒核酸提取:每一样本取约2 g粪便,加生理盐水制成20%的菌悬液,8000 r /min 离心5 min,吸取200 μl上清液,采用QIAcube提取仪和提取试剂提取各病毒核酸。
1.4.3.2 核酸检测采用实时荧光定量反转录-聚合酶链反应(real time fluorescent quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction,real time RT-PCR)检测 RV、NV、ASV 和SAV。采用实时荧光定量聚合酶链反应(real time fluorescent quantitative polymerase chain reaction,real time PCR)检测ADV和DECStx1、Stx2、Eae、Aggr、ipaH、LT、ST共7种目的基因。核酸检测试剂盒均由上海辉睿生物科技有限公司生产,试剂配制及荧光定量PCR反应条件参见试剂盒说明书。
1.5 质量控制调查问卷设计完成后,经预调查修改完善后正式使用。调查人员由经专题培训的疾病预防控制中心流行病医师担任。调查实行签名制,当日调查工作结束后审核员复核问卷,及时发现问题,剔除不合格问卷。
1.6 数据分析以EpiData 3.1软件建立数据库,采用盲法双录入,逻辑纠错,以保证数据资料的可靠性。采用SPSS 13.0 软件进行统计分析。计数资料采用χ2检验,检验水准α=0.05,P < 0.05 为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 腹泻发病人群分布本次监测共收集426例标本,均为 < 5岁的腹泻患儿,散居儿童占99.83%,年龄最小的6 d,最大54月龄,2岁以下病例有396例,占全部病例的92.96%, 11月龄病例占74.88%,所分5个月龄组病例性别构成差异无统计学意义(χ2=4.904,P=0.297)。
2.2 检测结果 2.2.1 总体病原感染状况426份标本共检出病原248株,检出率为58.22%。其中检出病毒187株,阳性检出率为43.90%。检出细菌61株,阳性检出率为14.32%。248株病原分离自208例腹泻患儿,其中单病原感染172例(128例单一病毒感染、44例单一细菌感染)、多病原混合感染36例(双重病毒感染18例、三重病毒感染1例、病毒和细菌合并感染17例)。
2.2.2 病毒检出情况426份标本经荧光定量PCR检测,检出病毒187株,以RV的检出率最高82株,占(43.85%),其余由高到低依此为NV 78株(41.71%)、ADV 14株(7.49%)、SAV 12株(6.42%)、ASV 1株(0.53%)。82株RV经分型均为A组,78株NV中GⅡ型77株(98.72%),GⅠ型1株占1.28%。
2.2.3 致病菌检出情况426份标本经病原分离鉴定及DEC毒力基因检测,检出病原菌61株,DEC检出率最高共38株(62.30%),其余由高到低依次为沙门菌17株(27.87%)、小肠结肠炎耶尔森菌3株(4.92%)、嗜水气单胞菌2株(3.28%)、空肠弯曲菌1株(1.64%)。38株DEC PCR检测结果,EAEC 20株(52.63%),EPEC 14株(36.84%),ETEC 4株(10.53%),EHEC和EIEC未检出,经血清学凝集试验可分型16株,未分型22株。17株沙门菌经血清分群,依次为B群8株(47.06%),C1群5株(29.41%),D群2株(11.76%),E1群1株(5.88%),E4群1株(5.88%)。3株小肠结肠炎耶尔森菌经血清分群均为O3群。
2.3 流行病学特征 2.3.1 不同性别病原分布426 例监测病例中,男性272例,女性154例,男女性别比为1.77∶1,病毒男性检出率44.12%,女性检出率43.15%。不同性别病毒检出率差异无统计学意义(χ2=0.015,P=0.903)。细菌男性检出率13.60%,女性检出率15.58%。不同性别细菌检出率差异无统计学意义(χ2=0.315,P=0.575)。
2.3.2 不同年龄病原分布分析患儿各月龄组病毒检出率差异有统计学意义(χ2=64.917,P=0.000),进一步比较每种病毒各月龄组检出情况,NV检出率不同月龄组差异有统计学意义(χ2=40.546,P=0.000),其中6~23月龄组检出率最高,占NV总检出数的80.77%(63/78), 6月龄组检出率最低,占总检出数的5.56%(9/78),6~23月龄组与其余月龄组NV检出率比较差异有统计学意义(χ2=25.751,P=0.000)。ADV检出率不同月龄组差异有统计学意义(χ2=9.546,P=0.049),以24~35月龄检出率最高,与其余月龄组比较差异有统计学意义(χ2=4.005,P=0.045)。RV在不同月龄组检出率各不相同,但差异无统计学意义(χ2=3.234,P=0.520)。SAV仅在6~23月龄组有12例、ASV仅36~54月龄组检出1例,见表1。
年龄组(月) | 标本数 | RV | NV | ADV | SAV | ASV | 总计 | ||||||
阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | ||
<6 | 162 | 26 | 16.05 | 9 | 5.56 | 2 | 1.23 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 37 | 22.84 |
6~ | 157 | 34 | 21.66 | 33 | 21.09 | 4 | 2.55 | 6 | 3.82 | 0 | 0.00 | 77 | 49.04 |
12~ | 77 | 18 | 23.38 | 30 | 38.96 | 5 | 6.49 | 6 | 7.79 | 0 | 0.00 | 59 | 76.62 |
24~ | 17 | 2 | 11.76 | 3 | 17.65 | 2 | 11.76 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 7 | 41.18 |
36~54 | 13 | 2 | 15.38 | 3 | 23.08 | 1 | 7.69 | 0 | 0.00 | 1 | 7.69 | 7 | 53.85 |
合计 | 426 | 82 | 19.25 | 78 | 18.31 | 14 | 3.29 | 12 | 2.82 | 1 | 0.23 | 187 | 43.90 |
5种病原菌不同月龄组检出情况各不相同,沙门菌各组都有检出,DEC、小肠结肠炎耶尔森、嗜水气单胞菌、空肠弯曲菌各月龄组检出情况略有不同。分析各月龄组间病原菌检出率,差异无统计学意义(χ2=8.867,P=0.065),表明各月龄组病原菌检出率均衡,见表2。
年龄组(月) | 标本数 | DEC | 沙门菌 | 小肠结肠炎耶尔森菌 | 嗜水气单胞菌 | 空肠弯曲菌 | 总计 | ||||||
阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | ||
<6 | 162 | 10 | 6.17 | 4 | 2.47 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 1 | 0.61 | 15 | 9.26 |
6~ | 157 | 19 | 12.10 | 8 | 5.10 | 1 | 0.64 | 1 | 0.64 | 0 | 0.00 | 29 | 18.47 |
12~ | 77 | 7 | 9.09 | 2 | 2.60 | 1 | 1.30 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 10 | 12.99 |
24~ | 17 | 2 | 11.76 | 1 | 5.88 | 1 | 5.88 | 1 | 5.88 | 0 | 0.00 | 5 | 29.41 |
36~54 | 13 | 0 | 0.00 | 2 | 15.38 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 2 | 15.38 |
合计 | 426 | 38 | 8.92 | 17 | 3.99 | 3 | 0.70 | 2 | 0.47 | 1 | 0.23 | 61 | 14.32 |
病毒3年检出率依此为38.46%、57.62%、33.61%,比较3年检出率,差异有统计学意义(χ2=18.521,P=0.000)。进一步比较每种病毒3年检出率,其中RV各年度检出率差异有统计学意义(χ2=8.851,P=0.012),以2013年检出率最高。NV各年度检出率差异无统计学意义(χ2=0.529,P=0.768),各年度检出率均衡,见表3。细菌3年检出率依次为14.74%、15.89%、11.76%,比较年度间检出率差异无统计学意义(χ2=0.961,P=0.618),细菌各年度检出率均衡,见表4。
年份 | 标本数 | RV | NV | ADV | SAV | ASV | 总计 | ||||||
阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | ||
2012 | 156 | 27 | 17.31 | 26 | 16.67 | 4 | 2.56 | 3 | 1.93 | 0 | 0.00 | 60 | 38.46 |
2013 | 151 | 40 | 26.49 | 30 | 19.87 | 8 | 5.30 | 8 | 5.30 | 1 | 0.66 | 87 | 57.62 |
2014 | 119 | 15 | 12.61 | 22 | 18.49 | 2 | 1.68 | 1 | 0.84 | 0 | 0.00 | 40 | 33.61 |
合计 | 426 | 82 | 19.25 | 78 | 18.31 | 14 | 3.29 | 12 | 2.82 | 1 | 0.23 | 187 | 43.90 |
年份 | 标本数 | DEC | 沙门菌 | 小肠结肠炎耶尔森菌 | 嗜水气单胞菌 | 空肠弯曲菌 | 总计 | ||||||
阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | ||
2012 | 156 | 15 | 9.62 | 6 | 3.85 | 2 | 1.28 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 23 | 14.74 |
2013 | 151 | 13 | 8.61 | 8 | 5.30 | 1 | 0.66 | 1 | 0.66 | 1 | 0.66 | 24 | 15.89 |
2014 | 119 | 10 | 8.40 | 3 | 2.52 | 0 | 0.00 | 1 | 0.84 | 0 | 0.00 | 14 | 11.76 |
合计 | 426 | 38 | 8.92 | 17 | 3.99 | 3 | 0.70 | 2 | 0.47 | 1 | 0.23 | 61 | 14.32 |
根据不同季节分析,患儿四季病毒检出率依此为春季(35月)42.34%、夏季(68月)30.77%、秋季(911月)41.51%、冬季(122月)78.79%,四季检出率差异有统计学意义(χ2=42.18,P=0.000),以冬季为最高,与其他三季检出率比较差异有统计学意义 (χ2=38.61,P < 0.01)。进一步比较各病毒四季检出情况,RV冬季检出率最高,占其总检出率39.02%,分别与春、夏、秋三季检出率比较,差异有统计学意义(χ2=16.03,35.50,29.51,P < 0.01)。NV秋季检出率最高,占其总检出率37.18%,与春、夏二季检出率比较,差异有统计学意义(χ2=6.43,5.36,P < 0.05)。ADV春夏秋三季均有病例检出,SAV仅在冬春季有少量病例检出、ASV仅在春季检出1株,见表5。
季度 | 标本数 | RV | NV | ADV | SAV | ASV | 总计 | ||||||
阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | ||
春 | 111 | 22 | 19.82 | 15 | 13.51 | 5 | 4.50 | 4 | 3.60 | 1 | 0.90 | 47 | 42.34 |
夏 | 143 | 16 | 11.19 | 22 | 15.38 | 6 | 4.20 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 44 | 30.77 |
秋 | 106 | 12 | 11.32 | 29 | 27.36 | 3 | 2.83 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 44 | 41.51 |
冬 | 66 | 32 | 46.48 | 12 | 18.18 | 0 | 0.00 | 8 | 12.12 | 0 | 0.00 | 52 | 78.79 |
合计 | 426 | 82 | 19.25 | 78 | 18.31 | 14 | 3.29 | 12 | 2.82 | 1 | 0.23 | 187 | 43.90 |
腹泻患儿四季细菌检出率依次为春季11.71%,夏季19.58%,秋季16.04%,冬季4.55%,细菌四季检出率比较差异有统计学意义(χ2=9.235,P=0.026),以夏季最高。进一步比较5种病原菌四季检出情况,DEC夏秋季检出率最高,占其总检出率78.95%,与冬春季比较差异有统计学意义(χ2=7.217,P=0.007)。沙门菌感染在四季均有发生,经检验χ2=1.550,P=0.671,差异无统计学意义。小肠结肠炎耶尔森菌仅在春夏二季检出3株,嗜水气单胞菌仅在春秋二季检出2株、空肠弯曲菌仅在春季检出1株,见表6。
季度 | 标本数 | DEC | 沙门菌 | 小肠结肠炎耶尔森菌 | 嗜水气单胞菌 | 空肠弯曲菌 | 总计 | ||||||
阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | 阳性数 | 检出率(%) | ||
春 | 111 | 6 | 5.41 | 4 | 3.60 | 1 | 0.90 | 1 | 0.90 | 1 | 0.90 | 13 | 11.71 |
夏 | 143 | 19 | 13.29 | 7 | 4.90 | 2 | 1.40 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 28 | 19.58 |
秋 | 106 | 11 | 10.38 | 5 | 4.72 | 0 | 0.00 | 1 | 0.94 | 0 | 0.00 | 17 | 16.04 |
冬 | 66 | 2 | 3.03 | 1 | 1.52 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 3 | 4.55 |
合计 | 426 | 38 | 8.92 | 17 | 3.99 | 3 | 0.70 | 2 | 0.47 | 1 | 0.23 | 61 | 14.32 |
腹泻是当今全球性的重要公共卫生问题之一,已引起国内外学者的高度重视。多年来学者们对婴幼儿腹泻进行过大量的研究,多侧重细菌或者病毒的监测和分析,同时进行细菌和病毒病原谱及流行病学分析研究的报道较少。本研究选择浙江大学医学院附属儿童医院作为监测点,患儿来自浙江中北部各地区,能较全面地反映该地区婴幼儿腹泻感染状况。426例 < 5岁患儿14种肠道致病菌和5种腹泻病毒的检测结果显示,病原阳性检出率为58.22%,其中病毒阳性检出率(43.90%),细菌阳性检出率(14.32%),居前4位的腹泻病原依此是RV(19.25%)、NV(18.31%)、DEC(8.92%)、沙门菌(3.99%)。病毒性病原占重要地位,其中RV和NV感染占病毒总检出数的85.56%,5岁以下婴幼儿是NV和RV感染的高发人群,此结论与洪万胜等[3]报道一致。
患儿年龄和性别分析显示,426例患儿中男性272例,女性154例,男女性别比为1.77∶1。男女患儿细菌和病毒检出率比较,病原感染无性别差异。分析各年龄组病毒和细菌检出率,各年龄组细菌感染没有明显差异,而病毒感染则以6~23月龄检出率最高,24~54月龄检出率次之、 < 6月龄最低,与国内外多数报道基本一致[4]。
患儿季节分布特征分析,患儿病毒感染存在明显季节性特征,以冬季最高。其中RV和NV感染季节性分布特征明显,RV在冬季呈现高峰,NV感染在秋季呈现小高峰,与国内外的报道基本一致[5],符合温带国家“秋冬季病毒高发,夏季最低”的流行特征[6]。有研究显示,RV的感染与天气寒冷、干燥和降水量有关[7],也与秋冬季气温较低,湿度加大,病毒存活时间长,利于病毒传播有关。患儿病原菌感染也存在季节性特征,夏秋季高于春冬季以夏季最高,与文献报道[8, 9]的由细菌引起的腹泻夏季是发病高峰的结论完全一致。可能与夏季的饮食习惯,自然界水源污染机会增多,适宜病原菌生长繁殖有关;也可能与高温条件下,肠道病原菌携带的大量毒性质粒被激活,对人体的侵袭力和扩散力增强有关[10]。
随着腹泻病研究的不断进展,多病原混合感染越来越受到学者的重视。此次研究共检测到多病原混合感染36例,混合感染率达17.31%,略低于叶新华等[11]报道的兰州地区的阳性率(13.5%)。混合感染<2岁的患儿占88.89%,且以RV与NV、NV与DEC混合为主。与任增志等[12]报道一致。近年来混合感染的现象多有报道[13, 14],组合种类多样,且2岁内高发,这与婴幼儿免疫系统尚不成熟,抵抗力弱有关。多病原混合感染是否增强疾病程度尚未知,有待进一步研究。
DEC引起的腹泻已引起学者的广泛重视,资料显示居检出率前3位的大多为EPEC、ETEC、EIEC。此次研究,DEC检出率为8.92%,居病原菌之首,成为5岁以下婴幼儿细菌性腹泻的最主要病原。此结果与北京地区及河南省儿童腹泻主要病原菌分布相一致[15, 16],与深圳市东部地区以EPEC占比例最高[17]有所不同。虽然全国的DEC的检出率各不相同,但大都处于腹泻病原菌的前3位[18]。DEC检出率除了地域的因素外,与检测方法有很大关系。传统的检测以分离培养,血清鉴定为准,检出率相对较低,本研究采用分离培养与核酸检测相结合的方法,大大提高了检出率。对38株DEC血清分型发现,只有10株DEC血清可分型,余22株均未能分型,此结果与文献报道的一致[19]。这种现象可能与免疫动物时对实验室、免疫剂量、动物系别等要求较高,免疫血清质量难以控制有关;也可能与细菌的变异,导致致病力的缺失或获得有关。有学者提出细菌是否携带毒力基因和有无致病能力,不能单凭血清分型来判断。Fujioka等[20]认为,临床分离的DEC血清型别与毒力基因并无相关性。对于DEC血清型别与毒力基因间的关系有待进一步深入研究。
本次研究积累了浙江中北地区近3年5岁以下婴幼儿感染性腹泻病原分布和流行病学资料,为该地区婴幼儿腹泻的流行特征与优势病原体提供了基础数据,也为制定有效的预防控制措施提供了理论依据。
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