Artykuł badawczy

Rozkład patogenów i typy zakażeń w zależności od stopnia zaawansowania przewlekłej obturacyjnej choroby płuc w badaniu przekrojowym w Heyuan

4 wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/73842

⸱

6 października 2026

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

W tym artykule

Podsumowanie

W niniejszym badaniu przekrojowym scharakteryzowano rozkład patogenów z wykorzystaniem testów serologicznych oraz posiewu plwociny u pacjentów hospitalizowanych z powodu zaostrzeń przewlekłej obturacyjnej choroby płuc w Heyuan, a także zbadano typy infekcji w zależności od stopnia ciężkości choroby.

Streszczenie

Celem niniejszego badania przekrojowego była charakterystyka profilu patogenów u pacjentów hospitalizowanych z powodu ostrego zaostrzenia przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (AECOPD) w regionie Heyuan oraz analiza rozkładu typów infekcji w zależności od stopnia ciężkości choroby zdefiniowanego przez Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD). Badaniem objęto 203 hospitalizowanych pacjentów z AECOPD z największego kompleksowego szpitala trzeciego stopnia (Grade A) w Heyuan. Przesiewową detekcję patogenów przeprowadzono za pomocą serologicznych testów przeciwciał oraz hodowli plwociny. Ogólny wskaźnik wykrywalności patogenów wyniósł 50,25%, podczas gdy czynniki nieinfekcyjne odpowiadały za 49,75%. Często wykrywano patogeny atypowe, przy czym Mycoplasma pneumoniae stanowiła 35,96%, a wirus grypy 11,82%. Infekcje mieszane stanowiły 17,24%, a infekcje wyłącznie patogenami atypowymi 22,17%. Wśród 109 pacjentów z AECOPD podzielonych według stopnia ciężkości choroby, najwięcej przypadków ciężkich i bardzo ciężkich odnotowano w grupach z prostymi infekcjami wirusowymi oraz mieszanymi infekcjami patogenowymi (odpowiednio 100,0% i 92,9%). Wyniki te charakteryzują wzorce wykrywania patogenów u pacjentów hospitalizowanych z AECOPD w Heyuan i wykazują zmienność typów infekcji w zależności od stopnia ciężkości według GOLD. Wyniki należy interpretować z ostrożnością, ponieważ detekcja serologiczna, a w szczególności przeciwciała immunoglobuliny G (IgG) przeciwko M. pneumoniae, nie pozwala samodzielnie odróżnić wcześniejszej ekspozycji od aktywnej infekcji. Pomiary białka C-reaktywnego (CRP) i prokalcytoniny (PCT) mogą dostarczyć dodatkowych informacji przy ocenie wzorców infekcji; jednak obserwacyjny charakter badania nie pozwala na ustalenie skuteczności leczenia ani nie stanowi podstawy do specyficznych zaleceń terapeutycznych dla poszczególnych stadiów GOLD.

Wprowadzenie

Przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP) jest jedną z głównych przyczyn zachorowań i zgonów na całym świecie, a zaostrzenia o charakterze ostrym (AECOPD) stanowią kluczowe czynniki progresji choroby i związanej z nią śmiertelności1. Epizody te, charakteryzujące się nagłym pogorszeniem objawów oddechowych, są często wywoływane przez infekcje dróg oddechowych, w tym wirusy, bakterie oraz patogeny atypowe2,3. Podczas gdy wpływ infekcji bakteryjnych jest dobrze udokumentowany, w ostatnich latach wzrosło uznanie patogenów wirusowych i atypowych, takich jak Mycoplasma pneumoniae i Chlamydia pneumoniae, za istotne czynniki przyczyniające się do występowania zaostrzeń4. Zróżnicowanie geograficzne oraz różnice w demografii pacjentów wpływają na rozprzestrzenianie się tych patogenów, co sprawia, że ich związek z ciężkością choroby — klasyfikowaną zgodnie z systemem stopniowania Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD) — jest obszarem wymagającym dalszych badań5.

Obecne podejście diagnostyczne w przypadku AECOPD opiera się głównie na konwencjonalnych posiewach plwociny, metodzie o istotnych ograniczeniach, obejmujących niski odsetek wyników dodatnich na poziomie 34,28%–41,12%6,7, długi czas oczekiwania na wynik oraz ograniczoną zdolność do wykrywania organizmów wymagających lub niepodatnych na hodowlę. W związku z tym konwencjonalne podejście często nie pozwala na uzyskanie pełnego obrazu profilu infekcji. W szczególności nie umożliwia ono wykrycia patogenów niebakteryjnych, w tym wirusów i czynników atypowych, które stanowią istotne wyzwalacze zaostrzeń8,9. Poprzednie badania wykazały, że patogeny atypowe wykrywane metodami serologicznymi mogą występować stosunkowo rzadko w określonych populacjach, podczas gdy ich identyfikacja pozostaje ograniczona ze względu na niską czułość diagnostyki opartej na hodowlach4,10. Poleganie na tradycyjnych praktykach hodowlanych tworzy lukę diagnostyczną, co może prowadzić do niedoszacowania zakażeń mieszanych i niewłaściwego stosowania antybiotyków, co z kolei może przyczyniać się do wzrostu oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe11.

Poprzednie badania wykazały, że nietypowe patogeny i wirusy, takie jak M. pneumoniae oraz wirus RSV, występują u pacjentów z zaostrzeniami dróg oddechowych, lecz mogą nie zostać wykryte podczas rutynowych testów12,13. Złożoność etiologii jest dodatkowo zwiększona przez współistnienie różnych typów patogenów, w tym bakterii atypowych, wirusów i grzybów, co może komplikować empiryczną antybiotykoterapię14. Trudności w identyfikacji tych patogenów mogą wynikać z ograniczeń konwencjonalnych metod opartych na hodowlach w połączeniu z niewystarczającą czujnością kliniczną, szczególnie wśród lekarzy pierwszej linii w warunkach ograniczonych zasobów7.

Istniejące badania epidemiologiczne nad AECOPD pochodzą w przeważającej mierze z rozwiniętych ekonomicznie miast wschodnich lub renomowanych szpitali klinicznych, dostarczając ograniczonych danych, które mogą nie oddawać pełnego obrazu choroby w regionach mniej zamożnych z ograniczonymi zasobami medycznymi15. Poprzednie badania wykazały, że osoby z chorobami przewlekłymi zamieszkujące obszary wiejskie i niedostatecznie obsługiwane napotykają znaczne bariery w dostępie do opieki zdrowotnej, w tym niższą gęstość personelu medycznego, większe odległości do placówek medycznych oraz wyższy poziom ubóstwa, co często przyczynia się do opóźnionych diagnoz i suboptymalnego prowadzenia leczenia16,17. Profil mikrobiologiczny AECOPD na takich obszarach może różnić się od profilu obserwowanego w środowiskach miejskich ze względu na różnice w ekspozycji na czynniki środowiskowe, wpływy socjoekonomiczne oraz zachowania w zakresie korzystania z opieki zdrowotnej18. W konsekwencji wnioski wyciągnięte z dobrze wyposażonych ośrodków miejskich mogą nie mieć bezpośredniego zastosowania w empirycznych strategiach przeciwdrobnoustrojowych w regionach takich jak północno-wschodni Guangdong, gdzie lokalne dane epidemiologiczne pozostają ograniczone. Ta rozbieżność geograficzna podkreśla potrzebę ukierunkowanych badań w celu scharakteryzowania profilu patogenów AECOPD w warunkach ograniczonych zasobów.

Biorąc pod uwagę taką heterogenność, poleganie na pojedynczej empirycznej strategii antybiotykoterapii bez znajomości lokalnego profilu mikrobiologicznego może prowadzić do suboptymalnych wyników leczenia i zwiększenia niewłaściwego stosowania środków przeciwdrobnoustrojowych19,20. Gruntowne zrozumienie lokalnego profilu patogenów jest istotne w leczeniu AECOPD, ponieważ niewłaściwe stosowanie środków przeciwdrobnoustrojowych przyczynia się do wzrostu oporności na antybiotyki11. Badania wykazały częstą obecność nietypowalnych Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae oraz Moraxella catarrhalis jako rozpowszechnionych patogenów bakteryjnych w wielu środowiskach21; jednak rozprzestrzenienie tych organizmów różni się w zależności od czynników geograficznych, demografii pacjentów i ciężkości choroby22,23. Część zaostrzeń wiązano również z patogenami atypowymi, w tym z M. pneumoniae i C. pneumoniae, a także z wirusami układu oddechowego, takimi jak grypa i wirus RSV8.

Aby scharakteryzować profil patogenów wywołujących AECOPD w tym regionie, połączyliśmy serologiczne testy przeciwciał z hodowlą plwociny, aby uzyskać szerszy obraz rozkładu patogenów. Wyniki mają na celu opisanie lokalnych wzorców wykrywania patogenów oraz dostarczenie regionalnych informacji epidemiologicznych istotnych dla leczenia AECOPD i lokalnych działań w zakresie zdrowia publicznego.

Protokół

Badanie to zostało zatwierdzone przez Komisję Etyki Medycznej Szpitala Ludowego w Heyuan, Szpitala Wojewódzkiego Guangdong w Heyuan (numer zatwierdzenia: YXYJLL-BBCJ20210707). Wymóg uzyskania świadomej zgody został formalnie zniesiony przez Komisję Etyki, ponieważ wykorzystano pozostałości próbek surowicy, plwociny lub płynu z BALF pobranych podczas rutynowej opieki klinicznej.

Badani

To badanie przekrojowe objęło 203 pacjentów z AECOPD, leczzonych w największym kompleksowym szpitalu trzeciego stopnia kategorii A w regionie Heyuan między październikiem 2021 a sierpniem 2022 roku. Kryteria włączenia były następujące: (1) wiek >40 lat; oraz (2) rozpoznanie AECOPD na podstawie wytycznych GOLD z 2021 roku. Kryteria wykluczenia były następujące: (1) stosowanie wstrzykiwalnych kortykosteroidów w ciągu 1 miesiąca przed przyjęciem do szpitala; (2) obecność innych przewlekłych chorób płuc, takich jak aktywna gruźlica płuc, zapalenie oskrzelików z obliteracją, ciężka śródmiąższowa choroba płuc, rozstrzenie oskrzeli, rozlane panbronchiolitis lub rak płuca; oraz (3) niekompletna dokumentacja medyczna.

Metody

Badanie próbek krwi

Po rekrutacji, oprócz rutynowych badań, zebrano pozostałe próbki krwi z innych testów przeprowadzonych w ciągu 3 dni od przyjęcia. Pozostałe próbki krwi zebrano tego samego dnia, podzielono na aliquoty, przechowywano w temperaturze −20°C przez jeden miesiąc i zachowano do późniejszej analizy przeciwciał. Przed badaniem ściśle unikano powtarzających się cykli zamrażania i rozmrażania. Po zakończeniu wszystkich rekrutacji jednolicie przeprowadzono testy przeciwciał z wykorzystaniem platformy detekcji z użyciem nanocząsteczek magnetycznych i chemiluminescencji w celu wykrycia przeciwciał IgM przeciwko wirusowi RSV, adenowirusowi, enterowirusowi 71, wirusowi Coxsackie B, wirusowi grypy A, wirusowi grypy B, C. pneumoniae oraz L. pneumophila, a także przeciwciał IgG przeciwko M. pneumoniae. Wartość odcięcia dla wyników dodatnich IgM ustalono na S/CO ≥ 1.0. Przypadek dodatni M. pneumoniae zdefiniowano jako spełnienie obu kryteriów: IgG ≥ 30.0 AU/mL oraz CRP > 10 mg/L. Do identyfikacji M. pneumoniae nie stosowano testów IgM, PCR, serologii parzystej ani innych potwierdzających metod diagnostycznych. Przez cały proces testowania przestrzegano rygorystycznych wewnętrznych procedur kontroli jakości dostarczonych przez producenta.

Badanie próbek plwociny lub płynu z BALF

Po rekrutacji zebrano pozostałe próbki plwociny lub BALF z innych badań przeprowadzonych w ciągu 3 dni od przyjęcia do szpitala. Wszystkie próbki plwociny zostały wstępnie przebadane za pomocą mikroskopii barwnej w celu oceny składu komórkowego pod mikroskopem świetlnym. Jakość plwociny oceniano w małym polu widzenia (powiększenie 100×). Plwocinę uznawano za próbkę o akceptowalnej jakości, jeśli spełniała jedno z poniższych kryteriów: <10 komórek nabłonka płaskiego i >25 leukocytów na małe pole widzenia lub >10 komórek nabłonka płaskiego na małe pole widzenia przy stosunku komórek nabłonka płaskiego do leukocytów <1:2,5. Kwalifikujące się próbki plwociny poddano hodowli zgodnie ze standardowymi procedurami laboratoryjnymi, a następnie automatycznej identyfikacji bakteryjnej i AST. Próbki plwociny hodowano na płytkach z agarem krwi, agarem czekoladowym i agarem Sabouraud, inkubując je w temperaturze 35°C przy 5% CO₂ przez maksymalnie 72 h. Wzrost kolonii oceniano po 18–24 h, a następnie wyselekcjonowano i oczyszczono podejrzewane kolonie patogenne. Identyfikację patogenów oraz AST przeprowadzono przy użyciu zestawów komercyjnych.

Treść obserwacji

Przeanalizowano rozkład różnych patogenów u pacjentów z AECOPD. Przeanalizowano typy infekcji w zależności od różnych stadiów GOLD.

Analiza statystyczna

Do przetwarzania danych i analizy statystycznej wykorzystano program SPSS wersja 23.0. Dane pomiarowe przedstawiono jako x̄ ± s i analizowano za pomocą testu t. Dane liczbowe przedstawiono jako n (%) i analizowano za pomocą testu χ2. Przed analizą statystyczną oceniono założenia testu χ2. W przypadku, gdy oczekiwana liczebność komórek była <5, zamiast testu χ2 zastosowano dokładny test Fishera. Przyjęto, że P < 0,05 oznacza istotność statystyczną. Stopniowanie GOLD przeprowadzono zgodnie z kryteriami klasyfikacji zawartymi w wytycznych GOLD z 2021 roku: łagodne (FEV1%Pred ≥ 80%), umiarkowane (50% ≤ FEV1%Pred < 80%), ciężkie (30% ≤ FEV1%Pred < 50%) oraz bardzo ciężkie (FEV1%Pred < 30%).

Wyniki

Wyjściowa charakterystyka kliniczna

W badaniu wzięło udział łącznie 203 pacjentów z rozpoznaniem AECOPD. Z tej liczby 183 (90,1%) było mężczyznami, a 20 (9,9%) kobietami. Wiek uczestników wahał się od 43 do 93 lat, przy średnim wieku 73,33 ± 9,17 lat. Średni czas pobytu w szpitalu wynosił 9,56 ± 11,06 dni, przy minimum 3 dniach i maksimum 145 dniach. Kaszel był najczęstszym objawem klinicznym, występującym u 195 pacjentów (96,06%), następnie plwocina śluzowo-ropna u 132 (65,02%), plwocina ropna u 29 (14,29%), duszność u 20 (9,85%) oraz gorączka u 18 (8,87%). Choroby współistniejące obejmowały nadciśnienie tętnicze u 82 pacjentów (40,39%), choroby układu sercowo-naczyniowego u 58 (28,57%), serce płucne u 53 (26,11%), cukrzycę u 25 (12,32%) oraz chorobę wieńcową u 20 (9,85%). Historię palenia tytoniu zgłosiło 174 pacjentów (85,71%). Wentylacja mechaniczna była wymagana u 20 pacjentów (9,85%). W odniesieniu do markerów zapalnych, 74 pacjentów (36,45%) miało CRP >10 mg/L. W przypadku PCT, 135 pacjentów (66,50%) miało PCT ≤0,05 ng/mL, 53 (26,11%) miało PCT w zakresie od 0,05 do 0,5 ng/mL, a 15 (7,39%) miało PCT >0,5 ng/mL. Ponowna hospitalizacja w ciągu 90 dni wystąpiła u 25 pacjentów (12,32%) (Tabela 1). Wyniki prób czynnościowych płuc były dostępne dla 109 pacjentów. W tej grupie klasyfikacja GOLD obejmowała 14 przypadków lekkich (12,85%), 18 umiarkowanych (16,51%), 39 ciężkich (35,78%) oraz 38 bardzo ciężkich (34,86%). Wartość FEV1/FVC wahała się od 26,92% do 69,99%, przy średniej wartości 50,57% ± 12,41% (Tabela 1).

ZmiennaWartość
Płeć
Samiec183 (90.1)
Kobieta20 (9.9)
Wiek (lata)73.33 ± 9.17
Objawy kliniczne
Kaszel195 (96.06)
Plwocina śluzowo-ropna132 (65.02)
Ropna plwocina29 (14.29)
Duszność20 (9.85)
Gorączka18 (8.87)
Choroby współistniejące
Nadciśnienie tętnicze82 (40.39)
Choroby układu sercowo-naczyniowego58 (28.57)
Cukrzyca mellitus25 (12.32)
Serce płucne53 (26.11)
Choroba wieńcowa20 (9.85)
Złośliwość nowotworowa8 (3.94)
Choroba autoimmunologiczna2 (0.99)
Wywiad nikotynowy
Tak174 (85.71)
Nie29 (14.29)
stopień GOLD
Łagodny14 (12.85)
Umiarkowany18 (16.51)
Ciężki39 (35.78)
Bardzo ciężki38 (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)
Długość pobytu w szpitalu (dni)9.56 ± 11.06
Wentylacja mechaniczna20 (9.85)
Rehospitalizacja w ciągu 90 dni25 (12.32)

Tabela 1: Wyjściowe charakterystyki kliniczne uczestników badania. Dane przedstawiono jako średnia ± odchylenie standardowe (SD) dla zmiennych ciągłych oraz n (%) dla zmiennych kategorycznych. Dane dotyczące stadium GOLD podano dla uczestników, dla których dostępne były wyniki prób czynnościowych płuc. CRP, białko C-reaktywne; FEV1, natężona objętość wydechowa w 1 s; FVC, natężona pojemność życiolna; GOLD, Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease; PCT, prokalcytonina.

Rozkład patogenów u pacjentów z AECOPD

Spośród 203 pacjentów 102 przypadki były dodatnie, co odpowiada wskaźnikowi pozytywności na poziomie 50,25%. Zidentyfikowano łącznie 20 patogenów. Schemat badania obejmujący pobieranie próbek, wykrywanie patogenów, oznaczanie przeciwciał w surowicy, ocenę funkcji płuc, klasyfikację GOLD oraz późniejszą analizę statystyczną przedstawiono na Rysunku 1.

figure-results-1
Rycina 1. Schemat badania obejmujący rekrutację uczestników, wykrywanie patogenów i klasyfikację GOLD. Rekrutowano osoby spełniające kryteria włączenia, a następnie pobrano próbki plwociny/płynu z płukania oskrzelowo-pęcherzykowego (BALF) oraz surowicy. Patogeny oceniano za pomocą hodowli plwociny/BALF oraz wykrywania przeciwciał w surowicy z wykorzystaniem platformy do detekcji cząsteczek magnetycznych z chemiluminescencją. Klasyfikacja GOLD została oparta na ocenie funkcji płuc; osoby bez wyników testów funkcji płuc wykluczono z analizy klasyfikacji GOLD. Na rycinie przedstawiono wykryte przeciwciała w surowicy oraz kryterium przyjęte za wynik dodatni dla Mycoplasma pneumoniae. Dane zostały następnie przetworzone w celu przeprowadzenia analizy statystycznej. BALF, płyn z płukania oskrzelowo-pęcherzykowego; GOLD, Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease; IgM, immunoglobulina M; IgG, immunoglobulina G; CRP, białko C-reaktywne. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Patogeny atypowe stanowiły najczęściej wykrywaną grupę patogenów: M. pneumoniae wykryto w 73 przypadkach (35,96%), L. pneumophila w 3 przypadkach (1,48%) i C. pneumoniae w 1 przypadku (0,49%). Wśród patogenów wirusowych zidentyfikowano wirusa grypy (1 grypy A i 23 grypy B) w 24 przypadkach (11,82%), wirusa Coxsackie B w 9 przypadkach (4,43%), adenowirusa w 9 przypadkach (4,43%) oraz wirusa RSV w 4 przypadkach (1,97%). Patogeny bakteryjne obejmowały P. aeruginosa w 4 przypadkach (1,97%), S. maltophilia w 4 przypadkach (1,97%), K. pneumoniae w 2 przypadkach (0,99%) i H. influenzae w 2 przypadkach (0,99%). Patogeny grzybicze obejmowały C. albicans w 3 przypadkach (1,48%) i A. fumigatus w 1 przypadku (0,49%) (Rysunek 2).

figure-results-2
Rycina 2Rozkład wykrytych patogenów. Procentowy rozkład poszczególnych patogenów wykrytych w badanej populacji. Słupki przedstawiają procent przypisany do każdej kategorii patogenów. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ilustracji.

Czynniki niezakaźne odpowiadały za 49,75% przypadków, mieszane infekcje patogenne za 17,24%, czyste infekcje patogenami atypowymi za 22,17%, proste infekcje wirusowe za 6,90% oraz proste infekcje bakteryjne za 3,94% (Rycina 3).

figure-results-3
Rysunek 3. Rozkład typów infekcji. Procentowy rozkład przypadków zaklasyfikowanych jako prosta infekcja wirusowa, prosta infekcja bakteryjna, infekcja czystym patogenem atypowym, mieszana infekcja patogenna lub czynniki nieinfekcyjne. Procenty wskazują udział przypadków w każdej kategorii etiologicznej. Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.

Typy infekcji w zależności od stopnia GOLD

Spośród 203 pacjentów objętych badaniem, 109 posiadało prawidłowe dane dotyczące funkcji płuc do oceny stopnia wg GOLD. 94 pacjentów, u których brakowało pomiarów funkcji płuc, wykluczono z analiz stratyfikowanych według GOLD. W związku z tym analizy dotyczące obecności patogenów przeprowadzono na całej kohorcie (n = 203), natomiast analizy związane z GOLD ograniczono do podgrupy 109 pacjentów. W tej podgrupie u 5 przypadków stwierdzono prostą infekcję wirusową (4,59%), u 7 prostą infekcję bakteryjną (6,42%), u 28 infekcję wyłącznie patogenami atypowymi (25,69%), u 14 mieszaną infekcję patogenami (12,84%), a u 55 stwierdzono czynniki nieinfekcyjne (50,46%).

Rozkład kategorii infekcji w zależności od stadiów GOLD przedstawiono na Rysunku 4. Wśród 5 przypadków prostej infekcji wirusowej 0,0% miało przebieg łagodny, 0,0% umiarkowany, 40,0% ciężki i 60,0% bardzo ciężki. Wśród 7 przypadków prostej infekcji bakteryjnej 0,0% miało przebieg łagodny, 42,86% umiarkowany, 28,57% ciężki i 28,57% bardzo ciężki. Wśród 28 przypadków czystej infekcji patogenami atypowymi 14,29% miało przebieg łagodny, 14,29% umiarkowany, 35,71% ciężki i 35,71% bardzo ciężki. Wśród 14 przypadków infekcji patogenami mieszanymi 0,0% miało przebieg łagodny, 7,14% umiarkowany, 50,0% ciężki i 42,86% bardzo ciężki. Wśród 55 przypadków z czynnikami nieinfekcyjnymi 18,18% miało przebieg łagodny, 18,18% umiarkowany, 32,73% ciężki i 30,91% bardzo ciężki. Łączna proporcja przypadków ciężkich i bardzo ciężkich była najwyższa w grupie prostej infekcji wirusowej (100,0%), a następnie w grupie infekcji patogenami mieszanymi (92,9%) (Rysunek 4). Proste infekcje wirusowe zaobserwowano wyłącznie w grupach ciężkiej i bardzo ciężkiej, natomiast proste infekcje bakteryjne wystąpiły w grupach umiarkowanej, ciężkiej i bardzo ciężkiej. Czyste infekcje patogenami atypowymi oraz czynniki nieinfekcyjne były rozłożone we wszystkich podgrupach ciężkości, podczas gdy infekcje patogenami mieszanymi występowały głównie w grupach ciężkiej i bardzo ciężkiej.

figure-results-4
Rysunek 4. Rozkład typów infekcji w zależności od stopnia nasilenia AECOPD. Mapa ciepła przedstawiająca rozkład prostej infekcji wirusowej, prostej infekcji bakteryjnej, infekcji czysto atypowymi patogenami, mieszanej infekcji patogenami oraz czynników nieinfekcyjnych w przebiegu łagodnego, umiarkowanego, ciężkiego i bardzo ciężkiego AECOPD. Wartości reprezentują procenty w wierszach w obrębie każdej kategorii etiologicznej, przy czym suma każdego wiersza wynosi około 100%. Liczba przypadków w każdej kategorii jest oznaczona jako n. Intensywność koloru reprezentuje procent w wierszu. AECOPD, ostre zaostrzenie przewlekłej obturacyjnej choroby płuc. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Ogólnie rzecz biorąc, wykrywanie patogenów wykazało heterogeniczne wzorce etiologiczne wśród włączonych do badania przypadków AECOPD, przy czym czynniki nieinfekcyjne oraz czyste infekcje patogenami atypowymi stanowiły największy udział w zgłoszonych kategoriach etiologicznych (Rysunek 2 oraz Rysunek 3). Wśród pacjentów z dostępnymi wynikami prób funkcji płuc rozkład typów infekcji różnił się w zależności od kategorii ciężkości według GOLD (Rysunek 4).

Dostępność danych:

Surowe dane pacjentów nie są publicznie dostępne ze względu na ograniczenia etyczne i związane z prywatnością. Prośby o udostępnienie danych zanonimizowanych można kierować do autora korespondencyjnego.

Dyskusja

W niniejszym badaniu odnotowano ogólną częstość wykrywalności patogenów na poziomie 50,25% wśród pacjentów z AECOPD. Patogeny atypowe, przede wszystkim M. pneumoniae (35,96%), oraz czynniki wirusowe, najczęściej wirus grypy (11,82%), stanowiły znaczną część wykrytych patogenów. Wyniki te opisują wzorce wykrywalności patogenów zaobserwowane u pacjentów z AECOPD w regionie Heyuan. Częstość dodatnich wyników w kierunku M. pneumoniae zgodnie z kryteriami badania wyniosła 35,96%. Jednakże częstość ta w naszej kohorcie była wyższa niż raportowana w większości poprzednich badań24, w tym 11,2% w Korei Południowej25, 9% w Grecji26 oraz 20,69% w badaniu wieloośrodkowym przeprowadzonym w całych Chinach27. Różnica ta może odzwierciedlać regionalne charakterystyki epidemiologiczne specyficzne dla regionu Heyuan. Wykorzystanie wysoce czułych testów serologicznych, w szczególności detekcji opartej na chemiluminescencji, mogło również przyczynić się do wyższej częstości dodatnich wyników, ponieważ testy serologiczne często wykazują wyższą wykrywalność niż testy kwasów nukleinowych27. Wyniki te należy interpretować z ostrożnością. Ponieważ dodatni wynik w kierunku M. pneumoniae w niniejszym badaniu oparto na oznaczaniu IgG wraz z CRP >10 mg/L, bez potwierdzenia serologią IgM, PCR, serologią seryjną lub innymi zwalidowanymi metodami potwierdzającymi, ta definicja operacyjna nie pozwala na wiarygodne odróżnienie wcześniejszej ekspozycji od aktywnej infekcji. Obserwacyjny charakter niniejszego badania uniemożliwia wyciągnięcie wniosków dotyczących skuteczności leczenia i nie stanowi podstawy do terapeutycznych zaleceń specyficznych dla stadium GOLD.

Identyfikacja wirusa grypy jako powszechnego patogenu jest zgodna z jego udokumentowaną rolą jako czynnika wyzwalającego AECOPD28 oraz jego wkładem w zachorowalność i śmiertelność związaną z zaostrzeniami29. Częstość wykrywania wirusów podkreśla znaczenie wirusów oddechowych jako czynników przyczyniających się do zaostrzeń COPD30. Inne wirusy, takie jak adenowirusy, również przyczyniają się do etiologii wirusowej AECOPD31. Pod względem klinicznym wyniki te sugerują, że lekarze powinni brać pod uwagę możliwość wystąpienia nietypowych patogenów podczas leczenia AECOPD w Heyuan. Dalsza ocena etiologiczna z wykorzystaniem metod diagnostycznych, takich jak PCR lub NGS, może pomóc w charakterystyce wzorców wykrywania patogenów, podczas gdy strategie przeciwwirusowe, w tym szczepienia, pozostają istotne dla profilaktyki32,33. Wysoki odsetek wykrytych patogenów, w tym infekcji mieszanych, odzwierciedla również złożone interakcje mikrobiologiczne, które mogą wywoływać reakcje zapalne i pogarszać funkcję płuc podczas zaostrzeń COPD34.

Typy infekcji różniły się w zależności od stadiów GOLD, co sugeruje potencjalny związek między ciężkością choroby a wzorcem etiologicznym. Obserwacja ta jest zgodna z patofizjologią POChP, w której czynniki wyzwalające zaostrzenia mogą zmieniać się wraz z postępem choroby35. Infekcje pozostają istotnym czynnikiem wyzwalającym na wszystkich poziomach ciężkości, z dobrze udokumentowaną rolą wirusów i bakterii układu oddechowego36,37. W naszej kohorcie rozkład prostych infekcji wirusowych i bakteryjnych różnił się w zależności od stadiów GOLD. Biomarkery zapalne, takie jak CRP i PCT, mogą dostarczać dodatkowych informacji przy ocenie pacjentów z AECOPD; jednak niniejsze badanie obserwacyjne nie oceniało skuteczności leczenia antybiotykami. Badania wykazały, że szybkie testy przyłóżkowe CRP i PCT mogą bezpiecznie ograniczyć niepotrzebne stosowanie antybiotyków bez negatywnego wpływu na wyniki kliniczne38. Około połowa pacjentów w tej kohorcie uzyskała wynik negatywny w kierunku patogenów, co podkreśla potencjalny udział czynników nieinfekcyjnych w AECOPD. Wielu z tych pacjentów nie miało zidentyfikowanej etiologii infekcyjnej, co sugeruje, że konieczność empirycznego leczenia antybiotykami powinna być starannie oceniana w tej podgrupie. Wykazano, że podwyższone stężenia PM2.5 korelują ze zwiększonym ryzykiem AECOPD oraz nasiloną systemową odpowiedzią zapalną39. Ponadto czynniki takie jak suboptimalna przestrzegalność terapii podtrzymującej oraz nieodpowiednie strategie długoterminowego zarządzania chorobą są uznawane za czynniki przyczyniające się do występowania zaostrzeń.

Częstość występowania zakażeń mieszanych (17,24%) była w dużym stopniu zgodna z wartościami wcześniej raportowanymi w przypadku AECOPD oraz zapaleń płuc nabytych w społeczności40,41. Wynik ten może wiązać się z szerokim podejściem diagnostycznym zastosowanym w naszym badaniu, w ramach którego przesiewowo badano obecność wielu atypowych bakterii, wirusów i grzybów, w tym M. pneumoniae, L. pneumophila, C. pneumoniae oraz wirusów układu oddechowego. Tak kompleksowa diagnostyka mogła pozwolić na wykrycie koinfekcji, które mogły zostać pominięte przy zastosowaniu bardziej ograniczonych protokołów42,43. Jednoczesne wykrycie wielu czynników ilustruje złożoność wzorców mikrobiologicznych obserwowanych u pacjentów z AECOPD. Alternatywne podejścia z wykorzystaniem metod diagnostyki multipleksowej mogłyby zapewnić szersze, jednoczesne wykrywanie patogenów i pomóc w potwierdzeniu znaczenia klinicznego wyników polimikrobowych. Niezbędne są przyszłe badania z wykorzystaniem takich metod, aby wyjaśnić znaczenie kliniczne i potencjalne mechanizmy interakcji polimikrobowych.

Niniejsze badanie posiada kilka ograniczeń. Jako jednocentrowe badanie przekrojowe z relatywnie małą próbą, jest ono podatne na błąd selekcji i ma ograniczoną możliwość generalizacji wyników. Wielkość próby ograniczyła naszą zdolność do wykrycia istotnych różnic w rozkładzie patogenów pomiędzy stopniami GOLD lub do przeprowadzenia stratyfikowanych analiz podgrup. Na przykład, włączono jedynie 14 przypadków łagodnego przebiegu choroby, co mogło doprowadzić do nieprecyzyjnych szacunków i zmniejszenia mocy statystycznej. Ponieważ badanie przeprowadzono w jednej instytucji, populacja badawcza może nie odzwierciedlać wzorców epidemiologicznych w innych regionach. Ponadto w badaniu nie przeprowadzono analiz skorygowanych o potencjalne czynniki zakłócające, co stanowi istotne ograniczenie. Przyszłe badania powinny priorytetowo traktować współpracę wieloośrodkową z większymi próbami w celu zwiększenia mocy statystycznej i możliwości generalizacji, co pozwoli na bardziej kompleksową ocenę rozkładu patogenów dróg oddechowych i ich związku z ciężkością choroby.

Implikacje prognostyczne konkretnych patogenów w AECOPD pozostają niezaspokojoną potrzebą badawczą. W niniejszym badaniu zabrakło zintegrowanych danych dotyczących wyników klinicznych, co ograniczyło możliwość oceny powiązań między konkretnymi patogenami a rokowaniem. Zależności między zidentyfikowanymi patogenami a efektami terapeutycznymi u pacjentów, w tym odpowiedzią na leczenie i częstością nawrotów, wymagają zatem dalszego wyjaśnienia. Przyszłe badania powinny prospektywnie oceniać punkty końcowe w celu określenia znaczenia klinicznego różnych wzorców mikrobiologicznych. Integracja danych o patogenach z objawami klinicznymi i odpowiedziami na leczenie może ułatwić opracowanie bardziej zindywidualizowanych strategii terapeutycznych i poprawić zrozumienie znaczenia klinicznego różnych profili patogenów. Podsumowując, obecne wyniki charakteryzują lokalny rozkład patogenów w AECOPD i stanowią podstawę dla większych, wieloośrodkowych badań prospektywnych badających wzorce patogenów, stopień nasilenia choroby oraz wyniki kliniczne.

Oświadczenia

Konflikt interesów:

Autorzy oświadczają, że nie występuje konflikt interesów.

Podziękowania

Niniejsza praca została sfinansowana w ramach Heyuan Special Topic on the Social Development Science and Technology Plan Project (nr 210730081601382). Autorzy dziękują firmie Zhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd. za dostarczenie odczynników detekcyjnych.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Zestaw do wykrywania przeciwciał IgM przeciwko adenowirusom (metoda chemiluminescencji z cząsteczkami magnetycznymi)Zhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd.30041604CM01Do wykrywania przeciwciał
Automatyczny system identyfikacji bakterii i oznaczania wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojoweBeckman Coulter Commercial Enterprise (China) Co., Ltd.MicroScan-WalkAway 96 PlusUrządzenie stosowane do automatycznej identyfikacji bakterii i oznaczania wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe; odpowiednie panele wymieniono poniżej
Agar z krwią (BAP)Jiangmen Kailin Trading Co., Ltd.P0901Do izolacji i hodowli bakterii
Agar czekoladowy (CAP)Guangzhou Detgerm Microbiological Science Ltd.LS0209Do izolacji i hodowli bakterii
Zestaw do wykrywania przeciwciał IgM przeciwko Chlamydia pneumoniae (metoda chemiluminescencji z cząsteczkami magnetycznymi)Zhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd.30041602CM01Do wykrywania przeciwciał
Zestaw do wykrywania przeciwciał IgM przeciwko wirusom Coxsackie grupy B (metoda chemiluminescencji z cząsteczkami magnetycznymi)Zhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd.30041609CM01Do wykrywania przeciwciał
Zestaw do wykrywania przeciwciał IgM przeciwko enterowirusowi 71 (metoda chemiluminescencji z cząsteczkami magnetycznymi)Zhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd.30041608CM01Do wykrywania przeciwciał
Panel NUC79 do identyfikacji bakterii Gram-ujemnych i oznaczania wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojoweBeckman Coulter Commercial Enterprise (China) Co., Ltd.B1017-431Do identyfikacji bakterii i oznaczania wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe
Zestaw do wykrywania przeciwciał IgM przeciwko wirusowi grypy A (metoda chemiluminescencji z cząsteczkami magnetycznymi)Zhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd.30041614CM01Do wykrywania przeciwciał
Zestaw do wykrywania przeciwciał IgM przeciwko wirusowi grypy B (metoda chemiluminescencji z cząsteczkami magnetycznymi)Zhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd.30041615CM01Do wykrywania przeciwciał
Zestaw do wykrywania przeciwciał IgM przeciwko Legionella pneumophila (metoda chemiluminescencji z cząsteczkami magnetycznymi)Zhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd.30041605CM01Do wykrywania przeciwciał
Mikroskop świetlnyOlympus CorporationCX21Stosowany do oceny mikroskopowej jakości próbek plwociny
Platforma detekcji chemiluminescencyjnej z cząsteczkami magnetycznymiZhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd.Au2000Urządzenie stosowane do serologicznych testów przeciwciał
Zestaw do wykrywania przeciwciał IgG przeciwko Mycoplasma pneumoniae (metoda chemiluminescencji z cząsteczkami magnetycznymi)Zhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd.30041607CM01Do wykrywania przeciwciał
Panel PC33 do identyfikacji bakterii Gram-dodatnich i oznaczania wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojoweBeckman Coulter Commercial Enterprise (China) Co., Ltd.B1017-211Do identyfikacji bakterii i oznaczania wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe
Zestaw do wykrywania przeciwciał IgM przeciwko wirusowi RSV (metoda chemiluminescencji z cząsteczkami magnetycznymi)Zhengzhou Antu Bioengineering Co., Ltd.30041603CM01Do wykrywania przeciwciał
Agar Sabourauda z dekstrozą (SDA)Jiangmen Kailin Trading Co., Ltd.P0719Do izolacji i hodowli grzybów
SPSS, wersja 23.0IBM Corp.RRID:SCR_019096Oprogramowanie do analizy statystycznej
Zestaw do oznaczania wrażliwości grzybów drożdżopodobnych na środki przeciwdrobnoustrojowebioMérieux (Shanghai) Biological Product Co., Ltd.14204Do oznaczania wrażliwości grzybów na środki przeciwdrobnoustrojowe

Bibliografia

  1. Viniol C, Vogelmeier CF. Exacerbations of COPD. Eur Respir Rev. 2018;27(147):170103.
  2. Tanrıverdi H et al. Comparison of diagnostic values of procalcitonin, C-reactive protein and blood neutrophil/lymphocyte ratio levels in predicting bacterial infection in hospitalized patients with acute exacerbations of COPD. Wien Klin Wochenschr. 2015;127(19-20):756-63.
  3. Morrow JD et al. Identifying a gene expression signature of frequent COPD exacerbations in peripheral blood using network methods. BMC Med Genomics. 2015;8:1.
  4. Jung CY et al. Use of serology and polymerase chain reaction to detect atypical respiratory pathogens during acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease. Korean J Intern Med. 2018;33(5):941-51.
  5. Barouchos N et al. Comparison of tumor markers and inflammatory biomarkers in chronic obstructive pulmonary disease (COPD) exacerbations. Scand J Clin Lab Invest. 2015;75(2):126-32.
  6. Ma X et al. Multicentre investigation of pathogenic bacteria and antibiotic resistance genes in Chinese patients with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease. J Int Med Res. 2015;43(5):699-710.
  7. Sharan H. Aerobic bacteriological study of acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. J Clin Diagn Res. 2015;9(8):DC10-2.
  8. Yin T et al. Analysis of viral infection and biomarkers in patients with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease. Clin Respir J. 2018;12(3):1228-39.
  9. Ko FW et al. Acute exacerbation of COPD. Respirology. 2016;21(7):1152-65.
  10. Zhang W, Chen C, Cui J, Bai W, Zhou J. Application of loop-mediated isothermal amplification (LAMP) assay for the rapid diagnosis of pathogenic bacteria in clinical sputum specimens of acute exacerbation of COPD (AECOPD). Int J Clin Exp Med. 2015;8(5):7881-9.
  11. Ma Y et al. Real-world antibiotic use in treating acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease (AECOPD) in China: Evidence from the ACURE study. Front Pharmacol. 2021;12:649884.
  12. Gonzalez-Uribe V et al. Respiratory infections and asthma exacerbations in children: Regional insights into the overlooked role of atypical pathogens in Mexico. J Allergy Clin Immunol Glob. 2025;5(1):100597.
  13. Ruiz-González A, Sáez-Huerta E, Martínez-Alonso M, Bernet-Sánchez A, Porcel JM. A simple scoring system to differentiate bacterial from viral infections in acute exacerbations of COPD requiring hospitalization. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2022;17:773-9.
  14. Yu S, Yang T. Characteristics of pathogens of acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease hospitalized patients: A retrospective study from 2010 to 2020. Pulm Med. 2025;2025:4025205.
  15. Choy A et al. Geographic differences in availability and access to care services for asthma and COPD: Case study of Vancouver Coastal Health, British Columbia. Can Respir J. 2024;2024:8019557.
  16. Koppula S, Patel K, Unruh M. The delivery of kidney care in rural or sparsely populated settings. Am J Kidney Dis. 2025;86(4):543-9.
  17. Verdejo HE, Ferreccio C, Castro PF. Heart failure in rural communities. Heart Fail Clin. 2015;11(4):515-22.
  18. Seo H et al. The relationship between comorbidities and microbiologic findings in patients with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2022;17:855-67.
  19. Manjhi R, Nanda SK, Agrawal BK. Sputum antibiogram in acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease. J Family Med Prim Care. 2022;11(12):7713-9.
  20. Kasundra AS et al. A study of clinical profile, sputum microbiology, and laboratory parameters of patients admitted with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary diseases in rural-based hospital. J Family Med Prim Care. 2026;15(1):105-9.
  21. Ra SW et al. Sputum bacteriology and clinical response to antibiotics in moderate exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease. Clin Respir J. 2018;12(4):1424-32.
  22. Dy R, Sethi S. The lung microbiome and exacerbations of COPD. Curr Opin Pulm Med. 2016;22(3):196-202.
  23. Lozo Vukovac E et al. Bronchoalveolar pH and inflammatory biomarkers in patients with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease. J Int Med Res. 2019;47(2):791-802.
  24. Messous S et al. Prevalence of Chlamydophila pneumoniae and Mycoplasma pneumoniae IgM and IgG antibodies in Tunisian patients presenting with exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease. Med Mal Infect. 2017;47(2):158-63.
  25. Ji HW et al. Clinical significance of various pathogens identified in patients experiencing acute exacerbations of COPD: A multi-center study in South Korea. Tuberc Respir Dis (Seoul). 2025;88(2):292-302.
  26. Papaetis GS et al. Serological evidence of Mycoplasma pneumoniae infection in patients with acute exacerbation of COPD: Analysis of 100 hospitalizations. Adv Med Sci. 2010;55(2):235-41.
  27. Feng C et al. Atypical pathogen distribution in Chinese hospitalized AECOPD patients: A multicenter cross-sectional study. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2021;16:1699-708.
  28. Kim HC et al. Different pattern of viral infections and clinical outcomes in patient with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease and chronic obstructive pulmonary disease with pneumonia. J Med Virol. 2016;88(12):2092-9.
  29. Guo RN et al. Impact of influenza on outpatient visits, hospitalizations, and deaths by using a time series Poisson generalized additive model. PLoS One. 2016;11(2):e0149468.
  30. Pawełczyk M, Kowalski ML. The role of human parainfluenza virus infections in the immunopathology of the respiratory tract. Curr Allergy Asthma Rep. 2017;17(3):16.
  31. Du XB et al. [Prevalence and risk factors of respiratory viral infection in acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease]. Zhonghua Jie He He Hu Xi Za Zhi. 2017;40(4):263-6. Chinese.
  32. Kostinov MP, Zhestkov AV, Protasov AD, Magarshak OO, Kostinova TA. [New ideas on the therapeutic effect of a combination of vaccines against pneumococcal, Haemophilus influenzae type b infection, and influenza in patients with chronic obstructive pulmonary disease]. Ter Arkh. 2015;87(3):17-22. Russian.
  33. Moreno D, Barroso J, Garcia A. Vaccines for patients with COPD. Recent Pat Inflamm Allergy Drug Discov. 2015;9(1):23-30.
  34. Guillon A et al. Neutrophil proteases alter the interleukin-22-receptor-dependent lung antimicrobial defence. Eur Respir J. 2015;46(3):771-82.
  35. Barnes PJ et al. Chronic obstructive pulmonary disease. Nat Rev Dis Primers. 2015;1:15076.
  36. Al-Husseiny IA, Al-Mayah QS, Hafedh AA. The role of intestinal protozoa in chronic obstructive pulmonary disease exacerbation. Ann Parasitol. 2022;68(1):39-45.
  37. Shukla SD et al. Hypoxia-inducible factor and bacterial infections in chronic obstructive pulmonary disease. Respirology. 2020;25(1):53-63.
  38. Li X et al. Point-of-care testing reduces antibiotic prescribing in acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease: A systematic review and meta-analysis. Int J Infect Dis. 2025;155:107889.
  39. Cui A et al. Clinicopathological relationship between PM2.5 exposure and acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. Ecotoxicol Environ Saf. 2025;291:117846.
  40. Jahan R et al. Study of respiratory viruses and their coinfection with bacterial and fungal pathogens in acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary diseases. Lung India. 2021;38(1):53-8.
  41. Jiang W et al. Etiologic spectrum and occurrence of coinfections in children hospitalized with community-acquired pneumonia. BMC Infect Dis. 2017;17(1):787.
  42. Qin S et al. Antibodies against atypical pathogens and respiratory viruses detected by Pneumoslide IgM test in adults with community-acquired pneumonia in Guangzhou City. J Clin Lab Anal. 2020;34(9):e23419.
  43. Chen YS et al. [Etiological analysis and establishment of a discriminant model for lower respiratory tract infections in hospitalized patients]. Zhonghua Jie He He Hu Xi Za Zhi. 2017;40(12):909-14. Chinese.

Przedruki i uprawnienia

Przeglądaj więcej artykułów

Pacjenci z AECOPDstopień ciężkości GOLDposiew plwocinybadania serologiczneMycoplasma pneumoniaezakażenia mieszanebiałko C-reaktywne
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.