Forschungsartikel

Pathogenverteilung und Infektionsarten in Abhängigkeit vom Schweregrad der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung in einer Querschnittsstudie in Heyuan

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DOI:

10.3791/73842

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6. Oktober 2026

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1Heyuan People's Hospital, Guangdong Provincial People's Hospital Heyuan Hospital

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Diese Querschnittsstudie charakterisierte die Verteilung von Krankheitserregern mittels serologischer Tests und Sputumkultur bei hospitalisierten Patienten mit akuten Exazerbationen der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung in Heyuan und untersuchte die Infektionstypen in Abhängigkeit von den Schweregradstufen der Erkrankung.

Zusammenfassung

Diese Querschnittsstudie hatte das Ziel, das Pathogenprofil bei hospitalisierten Patienten mit akuter Verschlechterung der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (AECOPD) in der Region Heyuan zu charakterisieren und die Verteilung der Infektionstypen über die nach dem Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD) definierten Schweregrade zu untersuchen. Die Studie umfasste 203 hospitalisierte AECOPD-Patienten aus dem größten umfassenden tertiären Krankenhaus der Klasse A in Heyuan. Die Pathogen-Screening-Untersuchung erfolgte mittels serologischer Antikörpertests und Sputumkultur. Die Gesamtdetektionsrate für Pathogene betrug 50,25 %, während nichtinfektiöse Faktoren 49,75 % ausmachten. Atypische Pathogene wurden häufig nachgewiesen, wobei Mycoplasma pneumoniae einen Anteil von 35,96 % und Influenzavirus von 11,82 % hatte. Gemischte Infektionen machten 17,24 % aus, und reine atypische Pathogeninfektionen stellten 22,17 % dar. Unter den 109 AECOPD-Patienten, die nach Krankheitsschwere eingeteilt wurden, wiesen einfache virale und gemischte Pathogeninfektionen die höchsten kombinierten Anteile an schweren und sehr schweren Fällen auf (jeweils 100,0 % und 92,9 %). Diese Ergebnisse beschreiben die Muster des Pathogennachweises bei hospitalisierten AECOPD-Patienten in Heyuan und zeigen Unterschiede in den Infektionstypen über die GOLD-Schweregrade hinweg auf. Die Ergebnisse sollten mit Vorsicht interpretiert werden, da der serologische Nachweis, insbesondere von M. pneumoniae-Immunglobulin G (IgG), nicht allein zwischen vorangegangener Exposition und aktiver Infektion unterscheiden kann. C-reaktives Protein (CRP) und Procalcitonin (PCT) können zusätzliche Informationen liefern, wenn Infektionsmuster bewertet werden; das Beobachtungsdesign der Studie erlaubt jedoch keine Aussage zur Behandlungswirksamkeit und stützt keine therapeutischen Empfehlungen, die auf dem GOLD-Stadium basieren.

Einleitung

Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist weltweit eine der Hauptursachen für Erkrankungen und Todesfälle, wobei akute Exazerbationen (AECOPD) als entscheidende Faktoren für den Krankheitsverlauf und die damit verbundene Mortalität gelten1. Diese akuten Episoden, gekennzeichnet durch eine plötzliche Verschlechterung der Atemwegssymptome, werden häufig durch Atemwegsinfektionen ausgelöst, einschließlich Viren, Bakterien und atypische Erreger2,3. Während der Einfluss bakterieller Infektionen gut dokumentiert ist, hat in den letzten Jahren die Erkenntnis zugenommen, dass auch virale und atypische Erreger wie Mycoplasma pneumoniae und Chlamydia pneumoniae wichtige Beiträge zu Exazerbationsereignissen leisten4. Geografische Unterschiede und Variationen in der Patientendemografie beeinflussen die Verteilung dieser Erreger, wodurch der Zusammenhang mit der Schwere der Erkrankung – klassifiziert nach dem System der Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD) – ein Bereich bleibt, der weiterer Untersuchungen bedarf5.

Der derzeitige diagnostische Ansatz für AECOPD basiert hauptsächlich auf herkömmlichen Sputumkulturen, einer Methode mit erheblichen Einschränkungen, einschließlich einer geringen Positivrate von 34,28 %–41,12 %6,7, langen Bearbeitungszeiten und einer begrenzten Fähigkeit, empfindliche oder nicht kultivierbare Organismen nachzuweisen. Daher liefert dieser konventionelle Ansatz oft kein vollständiges Bild des Infektionsprofils. Insbesondere kann er nicht-bakterielle Erreger wie Viren und atypische Agenzien nicht erkennen, die wichtige Auslöser von Exazerbationen darstellen8,9. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass atypische Erreger, die mittels serologischer Methoden nachgewiesen werden, in bestimmten Populationen vergleichsweise selten sein können, während ihre Identifizierung weiterhin durch die geringe Empfindlichkeit kulturbasierter Diagnostik eingeschränkt bleibt4,10. Die alleinige Verwendung traditioneller Kulturmethoden führt zu einer diagnostischen Lücke, die möglicherweise zur Unterschätzung gemischter Infektionen und zu einer unsachgemäßen Antibiotikaverwendung führt, was zur zunehmenden antimikrobiellen Resistenz beitragen kann11.

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass atypische Erreger und Viren wie M. pneumoniae und das respiratorische Synzytialvirus bei Patienten mit respiratorischen Exazerbationen auftreten können, jedoch durch routinemäßige Testverfahren unentdeckt bleiben können12,13. Die Komplexität der Ätiologie wird weiter erhöht durch das gleichzeitige Vorkommen verschiedener Erregertypen, einschließlich atypischer Bakterien, Viren und Pilze, was eine empirische antibiotische Therapie erschweren kann14. Schwierigkeiten bei der Identifizierung dieser Erreger können aus den Grenzen der herkömmlichen kulturabhängigen Methoden sowie aus unzureichender klinischer Wachsamkeit resultieren, insbesondere bei praktizierenden Ärzten in ressourcenarmen Umgebungen7.

Bestehende epidemiologische Studien zu AECOPD stammen weitgehend aus wirtschaftlich fortgeschrittenen Städten im Osten oder aus führenden Lehrkrankenhäusern und liefern dadurch begrenzte Daten, die möglicherweise nicht das gesamte Krankheitsspektrum in wirtschaftlich benachteiligten Regionen mit knappen medizinischen Ressourcen erfassen15. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass Personen mit chronischen Erkrankungen, die in ländlichen und unterversorgten Gebieten leben, erhebliche Barrieren beim Zugang zur Gesundheitsversorgung begegnen, darunter eine geringere Dichte an medizinischem Fachpersonal, größere Entfernungen zu medizinischen Einrichtungen und höhere Armutsraten, was oft zu verzögerten Diagnosen und einer suboptimalen Therapie führt16,17. Das mikrobiologische Profil von AECOPD in solchen Gebieten kann sich aufgrund unterschiedlicher Umweltbelastungen, sozioökonomischer Einflüsse und Verhaltensweisen bei der Inanspruchnahme medizinischer Versorgung von dem in städtischen Umgebungen beobachteten unterscheiden18. Folglich lassen sich Schlussfolgerungen, die aus gut ausgestatteten städtischen Zentren gewonnen wurden, möglicherweise nicht direkt auf empirische antimikrobielle Strategien in Regionen wie dem nordöstlichen Guangdong übertragen, wo lokale epidemiologische Daten nach wie vor begrenzt sind. Diese geografische Diskrepanz unterstreicht die Notwendigkeit gezielter Untersuchungen, um das Pathogenprofil von AECOPD in ressourcenarmen Versorgungssituationen zu charakterisieren.

Angesichts einer solchen Heterogenität kann die alleinige Verwendung einer empirischen Antibiotikatherapie ohne Kenntnis des lokalen mikrobiologischen Profils zu suboptimalen Behandlungsergebnissen und einer erhöhten inadäquaten Anwendung von Antimikrobiellen führen19,20. Ein gründliches Verständnis des lokalen Erregerprofils ist wichtig für das Management von AECOPD, da der unsachgemäße Einsatz von antimikrobiellen Wirkstoffen zur zunehmenden Antibiotikaresistenz beiträgt11. Untersuchungen haben gezeigt, dass nicht typisierbares Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae und Moraxella catarrhalis in zahlreichen Situationen häufig als vorherrschende bakterielle Erreger auftreten21; die Verteilung dieser Organismen variiert jedoch je nach geografischen Faktoren, Patientendemografie und Schwere der Erkrankung22,23. Ein Teil der Exazerbationen wurde ebenfalls mit atypischen Erregern wie M. pneumoniae und C. pneumoniae sowie mit respiratorischen Viren wie Influenza und dem respiratorischen Synzytialvirus assoziiert8.

Um das Pathogenprofil von AECOPD in dieser Region zu charakterisieren, kombinierten wir serologische Antikörpertests mit Sputumkultur, um ein umfassenderes Bild der Pathogenverteilung zu erhalten. Die Ergebnisse sollen lokale Muster der Pathogendetektion beschreiben und regionale epidemiologische Informationen liefern, die für das Management von AECOPD und lokale Maßnahmen der öffentlichen Gesundheit von Relevanz sind.

Protokoll

Diese Studie wurde vom Medizinischen Ethikkomitee des Heyuan People’s Hospital, Guangdong Provincial People’s Hospital Heyuan Hospital, genehmigt (Genehmigungs-ID: YXYJLL-BBCJ20210707). Die Anforderung einer informierten Einwilligung wurde vom Ethikkomitee offiziell aufgehoben, da verbleibende Serum-, Sputum- oder BALF-Proben, die im Rahmen der routinemäßigen klinischen Versorgung gewonnen wurden, verwendet wurden.

Studienteilnehmer

Diese Querschnittsstudie umfasste 203 Patienten mit AECOPD, die zwischen Oktober 2021 und August 2022 in der größten allgemeinen tertiären Krankenanstalt der Stufe A in der Region Heyuan behandelt wurden. Die Einschlusskriterien waren folgende: (1) Alter >40 Jahre; und (2) eine Diagnose von AECOPD gemäß den GOLD-Leitlinien 2021. Die Ausschlusskriterien waren folgende: (1) Einsatz von injizierbaren Kortikosteroiden innerhalb des Monats vor der Aufnahme; (2) Vorliegen anderer chronischer Lungenerkrankungen, wie aktive Lungentuberkulose, obliterierende Bronchiolitis, schwere interstitielle Lungenerkrankung, Bronchiektasien, diffuse Panbronchiolitis oder Lungenkrebs; und (3) unvollständige Krankenakten.

Methoden

Blutprobenanalyse

Nach der Einschreibung wurden zusätzlich zu routinemäßigen Tests Restblutproben von anderen innerhalb von 3 Tagen nach der Aufnahme durchgeführten Untersuchungen gesammelt. Die Restblutproben wurden am selben Tag entnommen, aliquotiert, einen Monat lang bei −20 °C gelagert und für anschließende Antikörperanalysen aufbewahrt. Wiederholte Einfrier- und Auftauzyklen wurden vor der Untersuchung streng vermieden. Nach Abschluss aller Einschreibungen wurden Antikörpertests einheitlich mittels einer Chemilumineszenz-basierten magnetischen Partikeldetektionsplattform für IgM-Antikörper gegen respiratorisches Synzytialvirus, Adenovirus, Enterovirus 71, Coxsackie-Virus B, Influenza-A-Virus, Influenza-B-Virus, C. pneumoniae und L. pneumophila sowie für IgG-Antikörper gegen M. pneumoniae durchgeführt. Der Positivitäts-Schwellenwert für den IgM-Assay betrug S/CO ≥ 1,0. Ein positiver Fall von M. pneumoniae wurde definiert als Erfüllung beider Kriterien: IgG ≥ 30,0 AU/mL und CRP > 10 mg/L. IgM-, PCR-, gepaarte Serologie- und andere bestätigende diagnostische Methoden wurden nicht zur Identifizierung von M. pneumoniae verwendet. Während des gesamten Testprozesses wurden strenge interne Qualitätskontrollverfahren des Herstellers befolgt.

Testung von Sputum- oder BALF-Proben

Nach der Einschreibung wurden verbleibende Sputum- oder BALF-Proben aus anderen Tests, die innerhalb von 3 Tagen nach der Aufnahme durchgeführt wurden, gesammelt. Alle Sputumproben wurden zunächst mittels Ausstrichmikroskopie auf ihre zelluläre Zusammensetzung unter dem Lichtmikroskop untersucht. Die Sputumqualität wurde im Objektiv mit niedriger Vergrößerung (100×) beurteilt. Ein Sputum wurde als von akzeptabler Qualität angesehen, wenn eines der folgenden Kriterien erfüllt war: <10 Plattenepithelzellen und >25 Leukozyten pro Objektivfeld mit niedriger Vergrößerung oder >10 Plattenepithelzellen pro Objektivfeld mit niedriger Vergrößerung bei einem Verhältnis von Plattenepithelzellen zu Leukozyten von <1:2,5. Geeignete Sputumproben wurden gemäß den Standardlaborverfahren kultiviert, gefolgt von automatisierter bakterieller Identifizierung und AST. Die Sputumproben wurden auf Blutagar-, Schokoladenagar- und Sabouraud-Agar-Platten kultiviert und bis zu 72 Stunden bei 35 °C mit 5 % CO₂ inkubiert. Das Koloniewachstum wurde nach 18–24 Stunden bewertet, und verdächtige pathogene Kolonien wurden ausgewählt und gereinigt. Die Identifizierung der Erreger und die AST wurden mithilfe kommerzieller Kits durchgeführt.

Inhalte der Beobachtung

Die Verteilung verschiedener Krankheitserreger bei Patienten mit AECOPD wurde analysiert. Infektionstypen gemäß unterschiedlicher GOLD-Stadien wurden untersucht.

Statistische Analyse

SPSS-Version 23.0 wurde für die Datenaufbereitung und statistische Analyse verwendet. Messdaten wurden als x̄ ± s und analysiert unter Verwendung des t-Test. Die Zähldaten wurden ausgedrückt als n (%) und analysiert mit Hilfe des χ2 Test. Die Annahmen des χ2 die Tests wurden vor der statistischen Analyse ausgewertet. Wenn erwartete Zellzahlen <5, Fisher's exakter Test wurde statt des χ2 Test. P < 0,05 wurde als statistisch signifikant betrachtet. Die GOLD-Klassifizierung erfolgte gemäß den Klassifikationskriterien der GOLD-Leitlinien 2021: leicht (FEV1%Pred ≥ 80 %), mittelschwer (50 % ≤ FEV1%Pred < 80 %) < 80 %), schwer (30 % ≤ FEV1%Pred < 50 %) und sehr schwer (FEV1%Pred < 30%).

Ergebnisse

Klinische Basischarakteristika

Insgesamt wurden 203 Patienten, bei denen eine AECOPD diagnostiziert wurde, in die Studie eingeschlossen. Davon waren 183 (90,1 %) männlich und 20 (9,9 %) weiblich. Das Alter der Teilnehmer lag zwischen 43 und 93 Jahren, mit einem mittleren Alter von 73,33 ± 9,17 Jahren. Die durchschnittliche Krankenhausdauer betrug 9,56 ± 11,06 Tage, mit einem Minimum von 3 Tagen und einem Maximum von 145 Tagen. Husten war das häufigste klinische Symptom und trat bei 195 Patienten (96,06 %) auf, gefolgt von schleimig-eitrigem Auswurf bei 132 (65,02 %), eitrigem Auswurf bei 29 (14,29 %), Dyspnoe bei 20 (9,85 %) und Fieber bei 18 (8,87 %). Begleiterkrankungen umfassten Hypertonie bei 82 Patienten (40,39 %), kardiovaskuläre Erkrankungen bei 58 (28,57 %), Cor pulmonale bei 53 (26,11 %), Diabetes mellitus bei 25 (12,32 %) und koronare Herzkrankheit bei 20 (9,85 %). Eine Raucheranamnese wurde von 174 Patienten (85,71 %) angegeben. Eine mechanische Beatmung war bei 20 Patienten (9,85 %) erforderlich. Bezüglich entzündlicher Marker wiesen 74 Patienten (36,45 %) einen CRP >10 mg/L auf. Bei PCT hatten 135 Patienten (66,50 %) einen PCT ≤0,05 ng/mL, 53 (26,11 %) einen PCT zwischen 0,05 und 0,5 ng/mL und 15 (7,39 %) einen PCT >0,5 ng/mL. Eine Rehospitalisierung innerhalb von 90 Tagen trat bei 25 Patienten (12,32 %) auf (Tabelle 1). Bei 109 Patienten lagen Ergebnisse der Lungenfunktionsprüfung vor. Unter diesen Patienten umfasste die GOLD-Klassifikation 14 milde Fälle (12,85 %), 18 moderate Fälle (16,51 %), 39 schwere Fälle (35,78 %) und 38 sehr schwere Fälle (34,86 %). Der FEV1/FVC-Wert lag zwischen 26,92 % und 69,99 %, mit einem Mittelwert von 50,57 % ± 12,41 % (Tabelle 1).

VariableWert
Geschlecht
Männlich183 (90,1)
Weiblich20 (9,9)
Alter (Jahre)73,33 ± 9,17
Klinische Symptome
Husten195 (96,06)
schleimig-eitriger Auswurf132 (65,02)
eitriger Auswurf29 (14,29)
Dyspnoe20 (9,85)
Fieber18 (8,87)
Begleiterkrankungen
Arterielle Hypertonie82 (40,39)
Kardiovaskuläre Erkrankung58 (28,57)
Diabetes mellitus25 (12,32)
Cor pulmonale53 (26,11)
Koronare Herzkrankheit20 (9,85)
Malignität8 (3,94)
Autoimmunerkrankung2 (0,99)
Raucheranamnese
Ja174 (85,71)
Nein29 (14,29)
GOLD-Stadium
Leicht14 (12,85)
Mäßig18 (16,51)
Schwer39 (35,78)
Sehr schwer38 (34,86)
FEV1/FVC (%)50,57 ± 12,41
CRP (mg/L)
>1074 (36,45)
≤10129 (63,55)
PCT (ng/mL)
≤0,05135 (66,50)
0,05–0,553 (26,11)
>0,515 (7,39)
Verweildauer im Krankenhaus (Tage)9,56 ± 11,06
Mechanische Beatmung20 (9,85)
Rehospitalisierung innerhalb von 90 Tagen25 (12,32)

Tabelle 1: Baseline-klinische Merkmale der Studienteilnehmer. Die Daten werden als Mittelwert ± Standardabweichung (SD) für stetige Variablen und als n (%) für kategoriale Variablen angegeben. GOLD-Stadiumsdaten werden für Teilnehmer mit verfügbaren Ergebnissen der Lungenfunktionstests berichtet. CRP, C-reaktives Protein; FEV1, forciertes Atemzugvolumen in 1 s; FVC, forcierte Vitalkapazität; GOLD, Globale Initiative zur Behandlung der Chronisch Obstruktiven Lungenerkrankung; PCT, Prokalzitonin.

Verteilung von Krankheitserregern bei Patienten mit AECOPD

Unter den 203 Patienten waren 102 Fälle positiv, was einer Positivitätsrate von 50,25 % entspricht. Insgesamt wurden 20 Erreger identifiziert. Der Arbeitsablauf der Studie für die Probensammlung, Erregerdetektion, Nachweis von Serumantikörpern, Beurteilung der Lungenfunktion, GOLD-Klassifizierung und anschließende statistische Analyse ist in Abbildung 1 dargestellt.

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Abbildung 1. Studienablauf für die Rekrutierung der Teilnehmer, die Erregerdetektion und die GOLD-Klassifizierung. Teilnehmer, die die Einschlusskriterien erfüllten, wurden eingeschlossen, und Sputum-/Bronchoalveoläres Lavagefluid (BALF) sowie Serumproben wurden gesammelt. Erreger wurden mittels Kultur aus Sputum/BALF und Nachweis von Serumantikörpern unter Verwendung einer Plattform zur chemilumineszenten magnetischen Partikeldetektion untersucht. Die GOLD-Klassifizierung basierte auf der Beurteilung der Lungenfunktion; Teilnehmer ohne Ergebnisse der Lungenfunktionsprüfung wurden von der Analyse der GOLD-Klassifizierung ausgeschlossen. Die nachgewiesenen Serumantikörper und das Kriterium für die Positivität gegenüber Mycoplasma pneumoniae sind in der Abbildung dargestellt. Die Daten wurden anschließend statistisch ausgewertet. BALF, bronchoalveoläres Lavagefluid; GOLD, Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease; IgM, Immunglobulin M; IgG, Immunglobulin G; CRP, C-reaktives Protein. Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.

Atypische Erreger waren die am häufigsten nachgewiesene Erregergruppe: M. pneumoniae wurde in 73 Fällen (35,96 %) nachgewiesen, L. pneumophila in 3 Fällen (1,48 %) und C. pneumoniae in 1 Fall (0,49 %). Unter den viralen Erregern wurde das Influenzavirus (1 Influenza A und 23 Influenza B) in 24 Fällen (11,82 %) identifiziert, Coxsackievirus B in 9 Fällen (4,43 %), Adenovirus in 9 Fällen (4,43 %) und das respiratorische Synzytialvirus in 4 Fällen (1,97 %). Zu den bakteriellen Erregern gehörten P. aeruginosa in 4 Fällen (1,97 %), S. maltophilia in 4 Fällen (1,97 %), K. pneumoniae in 2 Fällen (0,99 %) und H. influenzae in 2 Fällen (0,99 %). Pilzartige Erreger umfassten C. albicans in 3 Fällen (1,48 %) und A. fumigatus in 1 Fall (0,49 %) (Abbildung 2).

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Abbildung 2. Verteilung der nachgewiesenen Krankheitserreger. Prozentuale Verteilung einzelner in der Studienpopulation nachgewiesener Krankheitserreger. Die Balken zeigen den prozentualen Anteil jeder Krankheitserregerkategorie. Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.

Nichtinfektiöse Faktoren machten 49,75 % der Fälle aus, gemischte Pathogeninfektionen 17,24 %, reine atypische Pathogeninfektionen 22,17 %, alleinige Virusinfektionen 6,90 % und alleinige bakterielle Infektionen 3,94 % (Abbildung 3).

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Abbildung 3. Verteilung der Infektionstypen. Prozentuale Verteilung der Fälle, klassifiziert als einfache Virusinfektion, einfache bakterielle Infektion, reine atypische Pathogeninfektion, gemischte Pathogeninfektion oder nichtinfektiöse Faktoren. Die Prozentangaben zeigen den Anteil der Fälle in jeder ätiologischen Kategorie an. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

Infektionstypen nach verschiedenen GOLD-Stadien

Unter den 203 Studienpatienten verfügten 109 über valide Lungenfunktionsdaten zur GOLD-Klassifizierung. Die 94 Patienten ohne Lungenfunktionsmessungen wurden von den nach GOLD gestaffelten Analysen ausgeschlossen. Entsprechend wurden die analysenbezogenen Erreger-nachweise in der gesamten Kohorte (n = 203) durchgeführt, während Analysen im Zusammenhang mit der GOLD-Klassifikation auf die Untergruppe der 109 Patienten beschränkt blieben. In dieser Untergruppe wiesen 5 Fälle eine einfache Virusinfektion auf (4,59 %), 7 eine einfache bakterielle Infektion (6,42 %), 28 eine reine atypische Erregerinfektion (25,69 %), 14 eine gemischte Erregerinfektion (12,84 %) und 55 hatten nichtinfektiöse Faktoren (50,46 %).

Die Verteilung der Infektionskategorien über die GOLD-Stadien hinweg ist in Abbildung 4 dargestellt. Von den 5 Fällen mit einfacher Virusinfektion waren 0,0 % leicht, 0,0 % moderat, 40,0 % schwer und 60,0 % sehr schwer. Von den 7 Fällen mit einfacher bakterieller Infektion waren 0,0 % leicht, 42,86 % moderat, 28,57 % schwer und 28,57 % sehr schwer. Unter den 28 Fällen mit reiner atypischer Pathogeninfektion waren 14,29 % leicht, 14,29 % moderat, 35,71 % schwer und 35,71 % sehr schwer. Unter den 14 Fällen mit gemischter Pathogeninfektion waren 0,0 % leicht, 7,14 % moderat, 50,0 % schwer und 42,86 % sehr schwer. Unter den 55 Fällen mit nichtinfektiösen Faktoren waren 18,18 % leicht, 18,18 % moderat, 32,73 % schwer und 30,91 % sehr schwer. Der kombinierte Anteil schwerer und sehr schwerer Fälle war in der Gruppe der einfachen Virusinfektion am höchsten (100,0 %), gefolgt von der Gruppe der gemischten Pathogeninfektion (92,9 %) (Abbildung 4). Eine einfache Virusinfektion wurde ausschließlich in den schweren und sehr schweren Gruppen beobachtet, während eine einfache bakterielle Infektion in den moderaten, schweren und sehr schweren Gruppen auftrat. Reine atypische Pathogeninfektionen und nichtinfektiöse Faktoren waren in allen Schweregrad-Untergruppen vertreten, wohingegen gemischte Pathogeninfektionen vorwiegend in den schweren und sehr schweren Gruppen auftraten.

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Abbildung 4. Verteilung der Infektionsarten entsprechend der Schwere von AECOPD. Heatmap zur Darstellung der Verteilung einfacher Virusinfektionen, einfacher bakterieller Infektionen, reiner atypischer Erregerinfektionen, gemischter Erregerinfektionen und nichtinfektiöser Faktoren bei leichter, mittelschwerer, schwerer und sehr schwerer AECOPD. Die Werte geben die Zeilenprozentsätze innerhalb jeder ätiologischen Kategorie an, wobei jede Zeile insgesamt etwa 100 % beträgt. Die Fallzahl in jeder Kategorie ist mit n angegeben. Die Farbintensität repräsentiert den Zeilenprozentsatz. AECOPD, akute Exazerbation der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung. Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.

Insgesamt zeigte die Erregerdetektion heterogene ätiologische Muster bei den eingeschlossenen AECOPD-Fällen, wobei nichtinfektiöse Faktoren und reine atypische Erregerinfektionen die größten Anteile der berichteten ätiologischen Kategorien ausmachten (Abbildung 2 und Abbildung 3). Bei Patienten mit verfügbaren Lungenfunktionstestergebnissen unterschieden sich die Verteilungen der Infektionstypen zwischen den GOLD-Schweregradkategorien (Abbildung 4).

Datenverfügbarkeit:

Rohe Patientendaten sind aufgrund ethischer und Datenschutzbestimmungen nicht öffentlich zugänglich. Anfragen für anonymisierte Daten können an den korrespondierenden Autor gerichtet werden.

Diskussion

In dieser Studie fanden wir eine Gesamtpathogenerkennungsrate von 50,25 % bei Patienten mit AECOPD. Atypische Erreger, vor allem M. pneumoniae (35,96 %), sowie virale Erreger, am häufigsten Influenzavirus (11,82 %), machten einen erheblichen Anteil der nachgewiesenen Pathogene aus. Diese Ergebnisse beschreiben die Muster der Pathogenerkennung bei Patienten mit AECOPD in der Region Heyuan. Die Positivitätsrate für M. pneumoniae gemäß dem Studienkriterium betrug 35,96 %. Die Positivitätsrate in unserer Kohorte war jedoch höher als in den meisten früheren Studien berichtet24, einschließlich 11,2 % in Südkorea25, 9 % in Griechenland26 und 20,69 % in einer multizentrischen Untersuchung in ganz China27. Dieser Unterschied könnte regionale epidemiologische Besonderheiten der Region Heyuan widerspiegeln. Die Verwendung hochsensitiver serologischer Tests, insbesondere der chemilumineszenzbasierten Detektion, könnte ebenfalls zu der höheren Positivitätsrate beigetragen haben, da serologische Tests häufig höhere Nachweisraten als die Nukleinsäuretestung ergeben27. Diese Ergebnisse sollten mit Vorsicht interpretiert werden. Da die M. pneumoniae-Positivität in dieser Studie auf dem Nachweis von IgG zusammen mit CRP >10 mg/L basierte, ohne Bestätigung durch IgM-Serologie, PCR, gepaarte Serologie oder andere validierte Bestätigungsmethoden, kann diese operationelle Definition nicht zuverlässig zwischen vorangegangener Exposition und aktiver Infektion unterscheiden. Die Beobachtungsnatur dieser Studie schließt Schlussfolgerungen zur Behandlungswirksamkeit aus und stützt keine therapeutischen Empfehlungen, die auf GOLD-Stadien basieren.

Die Identifizierung des Influenzavirus als häufigen Erreger steht im Einklang mit seiner bekannten Rolle als Auslöser von AECOPD28 und seinem Beitrag zur Morbidität und Mortalität im Zusammenhang mit Exazerbationen29. Die Virusnachweisrate unterstreicht die Bedeutung von Atemwegsviren als Ursache von COPD-Exazerbationen30. Andere Viren wie das Adenovirus tragen ebenfalls zur viralen Ätiologie von AECOPD bei31. Klinisch legen diese Befunde nahe, dass Ärzte bei der Behandlung von AECOPD in Heyuan wachsam gegenüber der Möglichkeit atypischer Erreger sein sollten. Weitere ätiologische Untersuchungen mithilfe diagnostischer Verfahren wie PCR oder NGS könnten helfen, die Muster des Erregernachweises zu charakterisieren, während antivirale Strategien wie Impfungen weiterhin wichtig für die Prävention sind32,33. Die hohe Rate des Erregernachweises, einschließlich gemischter Infektionen, spiegelt zudem die komplexen mikrobiellen Wechselwirkungen wider, die entzündliche Reaktionen auslösen und die Lungenfunktion während COPD-Exazerbationen verschlechtern können34.

Die Infektionsarten unterschieden sich je nach GOLD-Stadium, was auf einen möglichen Zusammenhang zwischen Schweregrad der Erkrankung und dem ätiologischen Muster hindeutet. Diese Beobachtung steht im Einklang mit der Pathophysiologie der COPD, bei der sich die Auslöser für Exazerbationen im Verlauf der Erkrankung verändern können35. Infektionen bleiben auf allen Schweregradstufen ein wichtiger Auslöser, wobei die Rolle von Atemwegsviren und Bakterien gut dokumentiert ist36,37. In unserer Kohorte unterschied sich die Verteilung einfacher viral bedingter und bakterieller Infektionen zwischen den GOLD-Stadien. Entzündungsmarker wie CRP und PCT können zusätzliche Informationen liefern, wenn Patienten mit AECOPD evaluiert werden; die vorliegende Beobachtungsstudie untersuchte jedoch nicht die Wirksamkeit einer antibiotischen Therapie. Studien haben gezeigt, dass schnelle Point-of-Care-Tests für CRP und PCT die unnötige Antibiotikagabe sicher reduzieren können, ohne die klinischen Ergebnisse negativ zu beeinflussen38. Etwa die Hälfte der Patienten in dieser Kohorte zeigte negative Testergebnisse für Krankheitserreger, was den möglichen Beitrag nichtinfektiöser Auslöser bei AECOPD unterstreicht. Viele dieser Patienten wiesen keine nachweisbare infektiöse Ätiologie auf, was darauf hindeutet, dass die Notwendigkeit einer empirischen antibiotischen Therapie in dieser Subgruppe sorgfältig abgewogen werden sollte. Erhöhte Konzentrationen von PM2,5 wurden mit einem erhöhten Risiko für AECOPD sowie einer verstärkten systemischen Entzündungsreaktion in Verbindung gebracht39. Darüber hinaus gelten Faktoren wie eine suboptimale Einhaltung der Erhaltungstherapien und unzureichende langfristige Managementstrategien als Beitragsfaktoren für Exazerbationsereignisse.

Die Prävalenz von Mischinfektionen (17,24 %) war weitgehend konsistent mit zuvor bei AECOPD und ambulant erworbenen Pneumonien berichteten Raten40,41. Dieses Ergebnis könnte mit dem breiten diagnostischen Ansatz in unserer Studie zusammenhängen, der auf mehrere atypische Bakterien, Viren und Pilze, einschließlich M. pneumoniae, L. pneumophila, C. pneumoniae und Atemwegsviren, screeningte. Dieser umfassende Screen könnte Co-Infektionen erfasst haben, die bei restriktiveren Protokollen übersehen worden wären42,43. Die gleichzeitige Detektion mehrerer Erreger verdeutlicht die Komplexität der mikrobiellen Muster bei Patienten mit AECOPD. Alternative Ansätze, die multiplex-diagnostische Methoden nutzen, könnten eine breitere gleichzeitige Erregerdetektion ermöglichen und zur Bestätigung der klinischen Relevanz polymikrobieller Befunde beitragen. Zukünftige Studien, die solche Methoden verwenden, sind erforderlich, um die klinische Bedeutung und potenziellen Mechanismen polymikrobieller Interaktionen zu klären.

Diese Studie weist mehrere Einschränkungen auf. Als Einzelzentren-Querschnittsstudie mit einer relativ kleinen Stichprobe unterliegt sie einer Selektionsverzerrung und hat eine begrenzte Verallgemeinerbarkeit. Die Stichprobengröße beschränkte unsere Fähigkeit, signifikante Unterschiede in der Pathogenverteilung über die GOLD-Stadien hinweg zu erkennen oder stratifizierte Subgruppenanalysen durchzuführen. Beispielsweise wurden nur 14 Fälle einer leichten Erkrankung eingeschlossen, was zu ungenauen Schätzungen und einer verminderten statistischen Power geführt haben könnte. Da die Studie an einer einzigen Institution durchgeführt wurde, könnte die Studienpopulation möglicherweise keine epidemiologischen Muster aus anderen Regionen widerspiegeln. Außerdem führte diese Studie keine adjustierten Analysen durch, um mögliche Störgrößen zu berücksichtigen, was eine wichtige Einschränkung darstellt. Zukünftige Studien sollten multizentrische Kooperationen mit größeren Stichprobengrößen priorisieren, um die statistische Power und die Verallgemeinerbarkeit zu verbessern und eine umfassendere Bewertung der Verteilung respiratorischer Pathogene sowie deren Beziehung zur Krankheitsschwere zu ermöglichen.

Die prognostischen Auswirkungen spezifischer Erreger bei AECOPD stellen weiterhin ein unzureichend erforschtes Gebiet dar. Diese Studie umfasste keine integrierten klinischen Outcome-Daten, was unsere Fähigkeit einschränkte, Zusammenhänge zwischen bestimmten Erregern und der Prognose zu bewerten. Die Beziehungen zwischen identifizierten Erregern und den Patientenoutcomes, einschließlich Behandlungsansprechen und Rezidivraten, müssen daher noch geklärt werden. Zukünftige Studien sollten klinische Endpunkte prospektiv untersuchen, um die klinische Bedeutung unterschiedlicher mikrobiologischer Muster zu ermitteln. Die Integration von Erregerdaten mit klinischen Manifestationen und Behandlungsreaktionen könnte die Entwicklung individualisierterer Therapiestrategien fördern und das Verständnis der klinischen Relevanz verschiedener Erregerprofile verbessern. Insgesamt charakterisieren die vorliegenden Ergebnisse die lokale Erregerverteilung bei AECOPD und schaffen eine Grundlage für umfangreichere, multizentrische prospektive Studien, die Erregermuster, Schweregrade der Erkrankung und klinische Outcomes untersuchen.

Offenlegungen

Interessenkonflikt:

Die Autoren erklären, dass sie keine Interessenkonflikte haben.

Danksagungen

Diese Arbeit wurde unterstützt durch das Heyuan-Sonderthema zum Projektplan für Wissenschaft und Technologie zur sozialen Entwicklung (Nr. 210730081601382). Die Autoren danken Zhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd., für die Bereitstellung der Nachweismittel.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Kit zur Detektion von Adenovirus-IgM-Antikörpern (Magnetpartikel-Chemilumineszenz-Methode)Zhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd.30041604CM01Zur Antikörperdetektion
Automatisiertes System zur bakteriellen Identifizierung und Testung der antimikrobiellen EmpfindlichkeitBeckman Coulter Commercial Enterprise (China) Co., Ltd.MicroScan-WalkAway 96 PlusGerät zur automatisierten bakteriellen Identifizierung und Testung der antimikrobiellen Empfindlichkeit; entsprechende Panel-Liste siehe unten
Blutagarplatte (BAP)Jiangmen Kailin Trading Co., Ltd.P0901Zur bakteriellen Isolierung und Kultur
Schokoladenagarplatte (CAP)Guangzhou Detgerm Microbiological Science Ltd.LS0209Zur bakteriellen Isolierung und Kultur
Kit zur Detektion von Chlamydia-pneumoniae-IgM-Antikörpern (Magnetpartikel-Chemilumineszenz-Methode)Zhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd.30041602CM01Zur Antikörperdetektion
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Identifizierungs- und antimikrobielle Empfindlichkeits-Testplatte für gramnegative Bakterien NUC79Beckman Coulter Commercial Enterprise (China) Co., Ltd.B1017-431Zur bakteriellen Identifizierung und Testung der antimikrobiellen Empfindlichkeit
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Kit zur Detektion von Legionella-pneumophila-IgM-Antikörpern (Magnetpartikel-Chemilumineszenz-Methode)Zhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd.30041605CM01Zur Antikörperdetektion
LichtmikroskopOlympus CorporationCX21Zur mikroskopischen Beurteilung der Sputumprobenqualität
Plattform zur Magnetpartikel-Chemilumineszenz-DetektionZhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd.Au2000Gerät zur serologischen Antikörpertestung
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PC33/Identifizierungs- und antimikrobielle Empfindlichkeits-Testplatte für grampositive BakterienBeckman Coulter Commercial Enterprise (China) Co., Ltd.B1017-211Zur bakteriellen Identifizierung und Testung der antimikrobiellen Empfindlichkeit
Kit zur Detektion von respiratorischem Synzytialvirus-IgM-Antikörpern (Magnetpartikel-Chemilumineszenz-Methode)Zhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd.30041603CM01Zur Antikörperdetektion
Sabouraud-Dextrose-Agar (SDA)Jiangmen Kailin Trading Co., Ltd.P0719Zur Pilzisolierung und -kultur
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