Enteropathogene, die mit Durchfallerkrankungen bei Säuglingen in armen städtischen Gebieten von Porto Velho, Rondônia, assoziiert sind: eine vorläufige Studie

Enteropathogene, die mit Durchfallerkrankungen bei Säuglingen in armen städtischen Gebieten von Porto Velho, Rondônia, assoziiert sind: eine vorläufige Studie

Vol. 96(5): 621-625, Jul 2001

Patrícia Puccinelli Orlandi+, Tatiane Silva, Gleiciene Felix Magalhães, Fabiana Alves, Roberto Penna de Almeida Cunha, Rui Durlacher, Luiz Hildebrando Pereira da Silva

Centro de Pesquisa em Medicina Tropical, Rodovia BR 364, km 4.5, 78970-900 Porto Velho, RO, Brasil

Einhundertdreißig Fälle von Durchfall und 43 altersgleiche Kontrollpersonen, 0 bis 5 Jahre alt, wurden in einer pädiatrischen Ambulanz in einem armen Stadtrandgebiet von Porto Velho, Rondônia, untersucht. Achtzig Prozent der Durchfallerkrankungen wurden in der Gruppe der unter 2-Jährigen beobachtet. Rotavirus (19,2 %) war der häufigste mit Durchfall assoziierte Enteropathogen, gefolgt von Shigella flexneri (6,15 %) und S. sonnei (1,5 %) sowie Salmonella sp. (6,9 %). Außerdem wurden vier Fälle von enterotoxischen E. coli-Infektionen (3,1 %), enteropathogenen E. coli (EPEC) (2,3 %), ein Fall von enteroinvasiver E. coli-Infektion (0,8 %) und ein Fall von Yersinia enterocolitica (0,8 %) festgestellt. Mischinfektionen waren häufig, wobei Rotavirus, EPEC und Salmonella sp. mit Entamoeba histolytica und Giardia lamblia in Verbindung gebracht wurden.

Schlüsselwörter: Durchfallerkrankungen – Enteropathogene – Rotavirus-Infektionen – Epidemiologie – Rondônia – Brasilien

Durchfallerkrankungen sind weltweit für schätzungsweise fünf Millionen Todesfälle pro Jahr bei Kleinkindern unter fünf Jahren verantwortlich (Georges et al. 1984). Die Hauptrisikofaktoren für die Morbidität von Durchfallerkrankungen sind wohlbekannt und hängen mit der schlechten Lebensqualität, dem Mangel an sanitären Einrichtungen und sauberem Wasser für den Großteil der Bevölkerung in den armen Gebieten der Entwicklungsländer zusammen.

Berichte zeigen, dass Durchfall in vielen Gebieten Lateinamerikas eine wichtige Kinderkrankheit ist und mehr als 20% der Kindersterblichkeit ausmacht (Bern et al. 1992). In Brasilien sind Durchfallerkrankungen im ganzen Land verbreitet und stellen immer noch eine der Hauptursachen für die Kindersterblichkeit in den ärmsten periurbanen und ländlichen Gebieten sowohl im Nordosten als auch im Norden dar (Guerrant & Kirchhoff 1983).

Eine Längsschnittstudie, die von 1990 bis 1992 in der Stadt Belém im östlichen Amazonasgebiet durchgeführt wurde, ergab Raten von 5,9 Durchfallepisoden pro Kind und Jahr (Linhares 1997).

Neuere Daten aus Fortaleza im Nordosten des Landes zeigen, dass die Zahl der Durchfallerkrankungen in der Altersgruppe von 6 bis 12 Monaten bei Familien in den armen städtischen und armen ländlichen Gebieten 7 bzw. 9 pro Person und Jahr übersteigt und bei den Erwachsenen allmählich auf zwei Episoden pro Person und Jahr sinkt (Guerrant & Kirchhoff 1983). Bislang wurde in Rondônia sowie im westlichen Amazonasgebiet keine Erhebung zur Feststellung der Häufigkeit von Durchfallerkrankungen durchgeführt, jedoch weisen die Aufzeichnungen der offiziellen Gesundheitsdienste darauf hin, dass Durchfallerkrankungen die Hauptursache für die Sterblichkeit bei Kindern im Alter von 0 bis 5 Jahren sind (Plano Plurianual de Saúde de Rondônia 1996).

In den südlichen und südöstlichen Regionen Brasiliens wurden mehrere Studien durchgeführt, um die mit Durchfall assoziierten Erreger zu identifizieren und die epidemiologischen und klinischen Merkmale der Krankheit zu bewerten (Riley et al. 1984, Trabulsi et al. 1985a, Gomes et al. 1991). Einige wenige Studien wurden in der nordöstlichen Region durchgeführt, insbesondere in Fortaleza (Guerrant & Kirchhoff 1983) und Recife (Leal et al. 1988). Im nördlichen Amazonasgebiet Brasiliens wurde keine Studie durchgeführt, mit Ausnahme spezifischer Studien zum Rotavirus in Belém.

Wir stellen hier vorläufige Daten über die Ätiologie und die klinischen Merkmale von Durchfallerkrankungen bei Kleinkindern im Alter von 0 bis 5 Jahren vor, die in einem armen städtischen Gebiet leben und an eine pädiatrische Ambulanz in Porto Velho, Rondônia (westliches Amazonasgebiet), überwiesen wurden. Die relativen Häufigkeiten der Enteropathogene sind ähnlich wie in der nordöstlichen Region Brasiliens beschrieben.

MATERIALIEN UND METHODEN

ERGEBNISSE

DISKUSSION

ANERKENNUNG

MATERIALIEN UND METHODEN

Studiengebiet – Die Studie wurde zwischen Juli 1998 und März 1999 von den Mitarbeitern des „Centro de Pesquisa em Medicina Tropical (CEPEM)“ durchgeführt, Porto Velho, in der ambulanten Gesundheitsstation „Policlínica Hamilton Gondin“ durchgeführt. In der Hauptstadt Porto Velho hat die Bevölkerung in den letzten drei Jahrzehnten erheblich zugenommen, was auf die Zuwanderung aus verschiedenen Gebieten Brasiliens nach dem Bau der Straße BR364 zurückzuführen ist, die die Stadt mit den Regionen im Zentrum und Süden des Landes verbindet. Gegenwärtig zählt die Stadt etwa 200.000 Einwohner. Die Stadt hat ein modernes geometrisches Design, verfügt aber nicht über ein angemessenes Abwassersystem. Die „Policlínica“ befindet sich in den armen nördlichen Außenbezirken der Stadt. Die Trinkwasserversorgung beschränkt sich auf einen geringen Teil der älteren Wohnhäuser, und es gibt kein Abwassernetz; jedes Haus verfügt über Grubentoiletten.

Übersicht über die Studie – Einhundertdreißig Kleinkinder im Alter von 0 bis 5 Jahren wurden von ihren Müttern wegen einer Durchfallerkrankung in die „Policlínica“ gebracht; zusätzlich wurden 43 altersgleiche Kontrollkinder ohne Durchfallerkrankungen aus der „Policlínica“ für die Studie ausgewählt. Die Kinderärzte des CEPEM befragten die begleitenden Erwachsenen, holten eine schriftliche Einverständniserklärung ein, füllten einen Fragebogen aus und führten eine körperliche Untersuchung durch. Besonderes Augenmerk wurde auf die Vorgeschichte der Symptome, die Anzahl der Durchfallepisoden, Fieber (Achseltemperatur > 37o,8), Erbrechen, Dehydrierung und das Vorhandensein von Schleim und Blut im Stuhl gelegt.

Laborverfahren – Stuhlproben wurden entweder nach natürlicher Entleerung oder durch Stimulation mit einem Glyzerin-Zäpfchen entnommen. Die Proben wurden in zwei Fraktionen aufgeteilt: eine Fraktion wurde für die parasitologische Untersuchung und den Test auf Rotaviren mit dem Slidex Kit (Biomerieux) verwendet. Das zweite Aliquot wurde nach bakteriologischen Standardverfahren kultiviert. Kurz gesagt wurden etwa 3 g Stuhl in 3 ml PBS suspendiert und auf die folgenden Selektivmedien gegeben: MacConkey-, SS- und Brillantgrün-Agar (nach Anreicherung in Tetrathionatbrühe mit 40 µg/ml Novobiocin) zur Isolierung und Identifizierung der folgenden enteropathogenen Bakterien: enteropathogene Escherichia coli (EPEC), enterohämorrhagische (Shiga-ähnliche Toxine produzierende) E. coli (EHEC), enteroinvasive E. coli (EIEC), Shigella, Salmonella sp, Yersinia-Arten, Campylobacter jejuni und C. coli. Die Platten wurden 24-48 Stunden bei 37oC bebrütet, mit Ausnahme derjenigen, die zur Identifizierung von Campylobacter-Spezies verwendet wurden; diese wurden mit Platten mit modifiziertem Skirrow nachgewiesen, gefolgt von einer 48-stündigen Bebrütung bei 42oC im Gaspak-Gefäß.

Fünf positive Kolonien, die typisch für E. coli sind, und eine laktose-negative Kolonie verschiedener morphologischer Typen wurden auf MacConkey-Agarplatten angezüchtet, sowie laktose-positive und -negative Kolonien, die auf SS- und Brillantgrün-Agarplatten isoliert wurden, durch biochemische Tests mit einem EPM-Millicitrat-Kit (ProBac, Brasilien) identifiziert. Kolonien, die Campylobacter-Spezies ähneln und auf modifizierten Skirrow-Platten wachsen, wurden zur Bestätigung der Gattung einer Gram-Färbung sowie Katalase- und Oxidase-Tests unterzogen. Auf MacConkey-Agar isolierte E.-coli-Stämme wurden mit polyvalenten Seren gegen die EPEC-Serogruppen A, B und C einem Objektträger-Agglutinationstest unterzogen. Isolate, die nicht agglutinierten, wurden mit einem Antiserum gegen die EHEC-Serogruppe O157 und mit polyvalenten Antiseren gegen die EIEC-Serogruppen A und B getestet. Isolate, die durch biochemische Tests als Shigella- und Yersinia-Spezies identifiziert wurden, wurden mit Standardverfahren serotypisiert. Für die Bestimmung der Serotypen wurden kommerziell erhältliche Antiseren von ProBac und Promicro (São Paulo) verwendet.

E. coli-Isolate, die nicht zu den EPEC-, EHEC- oder EIEC-Serotypen gehören, wurden mittels PCR auf die Produktion von hitzelabilem Enterotoxin (LT) und hitzestabilem Enterotoxin (ST) getestet. Die verwendeten Primer (Tornieporth et al. 1995) sind komplementär zu den folgenden Positionen:

59 bis 76 (ET-LT1,5’GCGACAAATTATACCGTGCT3′)

765 bis 746 (ET-LT2,5’GCGACAAATTATACCGTGCT3′)

79 bis 98 (ET-ST1,5’CTGTATTGTCTTTTCACCT3′) und

260 bis 241 (ET-ST2, 5’GCACCCGGTACAAGCAGGAT3′).

Die Amplifikation wurde mit 30 Zyklen in einem Perkin-Elmer-Thermocycler wie folgt durchgeführt: Denaturierung für 2 min bei 92ºC, Annealing für 1 min bei 50oC und Verlängerung für 2 min bei 72ºC. Der Amplifikationsprozess wurde durch eine 5-minütige Verlängerung bei 72 ºC beendet, und die Röhrchen wurden schnell auf 4 ºC abgekühlt. Fünfzehn µl jeder Probe wurden einer Elektrophorese auf einem mit 2% Ethidiumbromid gefärbten Agarosegel bei 100 V für 2 h unterzogen, um das PCR-Produkt sichtbar zu machen.

ERGEBNISSE

Altersgruppenverteilung der Durchfallerkrankungen – Unter den 130 Durchfallerkrankungen wurde eine deutlich höhere Inzidenz in den Altersgruppen von 0 bis 2 Jahren in der „Policlínica“ beobachtet. Besonders betroffen waren Kleinkinder unter 1 Jahr mit 62 Fällen (47,7 %), von denen 28 (21,4 %) weniger als 6 Monate alt waren (Tabelle I).

Prävalenz von Enteropathogenen – Unter den 130 Fällen von Durchfallerkrankungen waren die Laboruntersuchungen bei 16 Säuglingen negativ für enteropathogene Bakterien und Rotaviren. Tabelle II zeigt die Verteilung der Erreger, die im Stuhl von 53 Säuglingen mit Durchfall (40,7 %) und in 2 Kontrollgruppen (4,6 %) gefunden wurden. Das Rotavirus war der am häufigsten gefundene Erreger (19,2 % der Durchfallfälle und 2,4 % der Kontrollen). Shigella-Spezies wurden in 10 Fällen (7,7 %) und nicht bei den Kontrollen gefunden, wobei die Häufigkeit von S. flexneri (8/10) im Vergleich zu S. sonnei (2/10) hoch war. Salmonella sp. wurde in 9 Fällen gefunden (6,9% der Durchfallfälle und 1 Kontrolle – 2,4%). ETEC wurde in 4 Fällen von Durchfallerkrankungen gefunden, wobei alle sowohl LT- als auch ST-Enterotoxine aufwiesen. EPEC wurde in 3 Fällen von Durchfallerkrankungen gefunden (2 E. coli O111 und 1 E. coli O125). Ein Fall mit EIEC und einer mit Y. enterocolitica wurden bei Kindern mit Durchfallerkrankungen festgestellt. Campylobacter wurde entweder bei den Durchfallerkrankungen oder bei den Kontrollen gefunden. Parasitologische Untersuchungen zeigten in 8 Fällen von Durchfallerkrankungen Zysten von E. histolytica. Zysten von G. lamblia wurden in 19 Fällen von Durchfallerkrankungen und in 4 Kontrollen gefunden. Mischinfektionen waren relativ häufig mit folgender Verteilung: 2 Fälle von Infektionen durch S. flexneri und Rotavirus; 3 Fälle von Infektionen mit Salmonella sp. und G. lamblia und 2 Fälle von gleichzeitigen Infektionen durch EPEC und E. histolytica.

Altersverteilungen – Die Altersgruppenverteilung der verschiedenen Enteropathogene, die in Verbindung mit den 114 Fällen von Durchfallerkrankungen gefunden wurden, ist in der Abbildung dargestellt. Wie bereits in Tabelle I dargestellt, traten 80,5 % der Durchfallerkrankungen in Altersgruppen unter 2 Jahren auf. Die Rotavirus-Positivitätsraten sind bei Kleinkindern unter 1 Jahr ebenso hoch wie in der Altersgruppe der 1-2-Jährigen. Andere Erreger sind in allen Altersgruppen verbreitet, aber ihre jeweiligen Häufigkeiten können angesichts der geringen Anzahl von Durchfallerkrankungen bei Kindern über 2 Jahren nicht definiert werden.

Epidemiologische und klinische Merkmale – Während alle bakteriellen Erreger während des gesamten Untersuchungszeitraums gleichermaßen in Durchfallfällen zu finden waren, war die Zahl der Rotavirus-positiven Fälle mit 70 % in der Zeit von Oktober bis Februar (Regenzeit) höher als zwischen Mai und September (Trockenzeit). Die klinischen Anzeichen und Symptome, die von den Kinderärzten bei der Aufnahme erfasst wurden, sind in Tabelle III zusammengefasst; Informationen von begleitenden Erwachsenen über Erbrechen sind ebenfalls enthalten. Fieber trat bei Rotavirus-Infektionen häufiger auf (60% c2 14,85, P= 0,011, 5df) als das Vorhandensein von Blut im Stuhl bei S. sonnei-Infektionen (80% c2 36,45, P= 0,00001 5df) sowie das Auftreten von Erbrechen (c2 18,84, P=0,002). Das Vorhandensein von Schleim im Stuhl wurde bei allen Durchfallfällen unabhängig von der Ätiologie beobachtet.

DISKUSSION

In der vorliegenden Studie wurden 130 Fälle von Durchfall und 43 altersgleiche Kontrollen in der Altersgruppe von 0 bis 5 Jahren in einer pädiatrischen Ambulanz im Stadtrandgebiet von Porto Velho untersucht. Die Durchfallerkrankungen konzentrierten sich auf die Altersgruppe der unter 2-Jährigen (80 %), was auf eine fortschreitende Entwicklung der Immunität gegen Enteropathogene schließen lässt. Da die Durchfallfälle jedoch passiv entdeckt wurden, könnte die elterliche und gesellschaftliche Gewohnheit, jüngeren Kindern erhöhte Aufmerksamkeit zu schenken, die Verzerrung in der Altersverteilung der Fälle teilweise erklären. Bei einer in Fortaleza durchgeführten Längsschnittuntersuchung, bei der aktiv nach Durchfallerkrankungen gesucht wurde, wurde eine ähnliche Altersverteilung beobachtet (Guerrant & Kirchhoff 1983), was eine wichtige Rolle der Immunität bei der Erklärung des Altersverteilungsprofils bestätigt.

Bezüglich der Enteropathogene, die mit den Durchfallerkrankungen assoziiert sind, wurde in der Porto Velho-Stichprobe eine hohe Prävalenz des Rotavirus festgestellt (19,2% der Durchfallfälle und 2,4% der Kontrollen).

Rotaviren sind die häufigsten Enteropathogene, die in den drei untersuchten Regionen gefunden wurden (etwa 20 %). In Porto Velho ist das Rotavirus, wie bereits in São Paulo (Trabulsi et al. 1985) und Belém (Linhares 1997) beobachtet, häufiger mit Fieber verbunden (60 % der Fälle in Porto Velho).

ETEC war die häufigste Untergruppe von E. coli, die in der Untersuchung von Guerrants in Fortaleza mit Durchfall in Verbindung gebracht wurde, während sie in der Untersuchung von Trabulsi in São Paulo (Trabulsi et al. 1985b) und in der vorliegenden Untersuchung in Porto Velho für einen geringeren Anteil der Patienten verantwortlich war. Während in den Proben aus São Paulo und Fortaleza stets LT-Toxin-positive E. coli-Stämme gefunden wurden, fanden sich in den vier ETEC-Isolaten aus Porto Velho sowohl LT- als auch ST-Toxine.

Salmonella- und Shigella-Infektionen, die in den Erhebungen in São Paulo selten vorkamen (Gomes et al. 1991), sind im Nordosten (Guerrant & Kirchhoff 1983) und in Porto Velho häufiger, wo sie mit 6,9 % bzw. 7,7 % der Durchfallerkrankungen in Verbindung gebracht wurden. Shigella-Infektionen, die in anderen Entwicklungsländern wie Südafrika (Scragg et al. 1978), Mexiko (Munhoz et al. 1979) und Bangladesch (Stool et al. 1982) ebenso häufig vorkommen, sind für die schwersten Formen von Durchfallerkrankungen verantwortlich und gingen in der Stichprobe von Porto Velho häufig mit Erbrechen (90 %) und Blut im Stuhl (80 %) einher, was auf eine schwere Schädigung der Darmschleimhaut hinweist.

Bei den Durchfallerkrankungen in Porto Velho wurde kein Fall einer Infektion mit Campylobacter-Arten festgestellt, während dieser Enteropathogen in São Paulo häufig beobachtet wird (Gomes et al. 1991). Ein Fall von Durchfall, der mit Y. enterocolitica assoziiert war, wurde in der Probe aus Porto Velho beobachtet. Während Y. enterocolytica bereits bei Durchfallerkrankungen in Rio de Janeiro beschrieben wurde, wurde sie in anderen Gebieten nur selten gefunden. Bemerkenswert ist, dass Y. enterocolytica in Kanada häufig mit Durchfallerkrankungen in Verbindung gebracht wird, was auf eine bessere Anpassung dieser Art an eine kalte Umgebung schließen lässt.

Zusammenfassend hat die vorliegende Untersuchung gezeigt, dass die Verteilung der mit Durchfall assoziierten Enteropathogene in Porto Velho derjenigen ähnelt, die in den nordöstlichen und östlichen Amazonasgebieten im Bundesstaat Pará beobachtet wurde. Einige Besonderheiten, die in dieser Studie beobachtet wurden, wecken das Interesse an weiteren Forschungen über Enteropathogene im westlichen Amazonasgebiet mit dem Ziel, Gruppen, Untergruppen und Varianten der in der Region vorkommenden viralen und bakteriellen Krankheitserreger besser zu identifizieren und Informationen über Antibiotikaresistenzen zu erhalten.

Danksagung

An Dr. Luiz Rachid Trabulsi, Instituto Butantã, für seine wertvollen Kommentare und für das Lesen des ursprünglichen Manuskripts.

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Abbildung | Tabelle I | Tabelle II | Tabelle III