Free Press

Abstract

Intestinale infecties zijn een belangrijke oorzaak van morbiditeit en mortaliteit bij mensen die leven met HIV/AIDS (PLWHA), vooral in ontwikkelingslanden. De huidige studie werd uitgevoerd om het klinische en microbiologische spectrum in HIV/AIDS-gevallen met diarree te beoordelen en om het voorkomen van dergelijke pathogenen te correleren met ontlastingkarakteristieken, HIV-seropositiviteitsstatus, en CD4-tellingen. Ontlasting van 154 HIV-seropositieve personen en 50 HIV-negatieve controles werd onderzocht met directe microscopie, ontlastingskweken en serologische tests (Clostridium difficile toxine A, Cryptosporidium antigen, en Entamoeba histolytica antigen ELISA). CD4 T-cel telling werd gedaan met behulp van FACS telling (Becton Dickinson). De studie toonde een mannelijk overwicht (112 mannen en 42 vrouwen). Zwakte, buikpijn en anorexia waren de meest voorkomende symptomen. Coccidian parasieten waren de meest voorkomende oorzaak van diarree in HIV seropositieve gevallen. C. parvum werd bij 60,42% gezien, Isospora belli bij 9,03%. Van de bacteriële pathogenen werd C. difficile in 18,06%, diarreeveroorzakende Escherichia coli in 11,11%, en Shigella spp. in 2,78% gevonden. Het percentage geïsoleerde ziekteverwekkers was hoger bij HIV-seropositieven en personen met een laag CD4 T-lymfocytenaantal. Regelmatige controle van CD4 T lymfocyten en screening op enterische pathogenen zal de kwaliteit van leven voor PLWHA helpen verbeteren.

1. Inleiding

Infectie met het humaan immunodeficiëntievirus (HIV) betekent een enorme lijdensweg voor de getroffen personen, en in het bijzonder in de ontwikkelingslanden vormt het een grote belasting voor het medische systeem. Voor een straatarm en door ziekten geteisterd land als India is de gesel van HIV/AIDS zeer betreurenswaardig. Een van de belangrijkste gezondheidsproblemen bij HIV-seropositieve patiënten als gevolg van een afnemende immuniteit zijn de bijkomende opportunistische infecties, en het komt vaak voor dat de patiënten in de loop van de ziekte een microbiële dierentuin worden. Patiënten kunnen verscheidene van dergelijke gelijktijdige infecties hebben, resulterend in klinische condities die diagnostische en therapeutische uitdagingen stellen.

Diarree is één van deze veel voorkomende klinische condities bij HIV/AIDS en is opgenomen als een criterium voor het definiëren van een geval van AIDS. Episoden van diarree kunnen acuut en kort, intermitterend of recurrent zijn, of, in sommige gevallen, chronisch en ernstig. Diarree kan de levenskwaliteit van de patiënt aanzienlijk verminderen en kan, als het aanhoudt, dehydratie, slechte voeding en gewichtsverlies veroorzaken. Diarree wordt in verband gebracht met 50% van de HIV/AIDS-patiënten in de ontwikkelde wereld en tot 100% van de patiënten in ontwikkelingslanden.

De oorzaken van diarree bij AIDS kunnen infectieus of niet-infectieus zijn. Niet-infectieuze diarree kan het gevolg zijn van ART-gerelateerde bijwerkingen en HIV-enteropathie. Verschillende studies hebben aangetoond dat infectieuze diarree bij HIV/AIDS veroorzaakt wordt door een verscheidenheid aan ziekteverwekkers, waaronder parasieten, bacteriën, virussen en schimmels. Er is geen specifieke combinatie van darmpathogenen bij HIV-geassocieerde diarree, en de etiologische agentia variëren van patiënt tot patiënt en van land tot land, afhankelijk van de geografische spreiding, endemiciteit, seizoensgebonden variatie van de enterische pathogenen, en ook van de immuunstatus van de patiënt . Een diagnostische workup met inbegrip van directe microscopie, fecale culturen, en serologische tests om specifiek antigeen en / of specifiek antilichaam op te sporen is nodig voor elke patiënt, omdat de meeste van deze infectieuze agentia behandelbaar zijn.

Met de voorgaande achtergrond in gedachten, werd deze studie ondernomen om het klinische en microbiologische spectrum te beoordelen in HIV/AIDS gevallen met diarree geregistreerd in Delhi’s grootste ziekenhuis voor tertiaire zorg dat niet alleen patiënten uit Delhi ontvangt, maar ook uit de naburige staten Uttar Pradesh, Haryana, Punjab, en Himachal Pradesh. Het doel was de microbiële etiologie van diarree in dergelijke gevallen te begrijpen, zodat passend medisch onderzoek, specifieke therapie en adequate voedingsadviezen kunnen helpen de sociaal-economische en medische kosten voor deze ziekte in ons land te verminderen.

2. Materialen en Methoden

2.1. Honderdvierenvijftig HIV-seropositieve volwassenen met diarree in de ART-kliniek van het Lok Nayak Ziekenhuis, verbonden aan het Maulana Azad Medical College, New Delhi, India, werden gerekruteerd voor deze studie, ongeacht hun ART-status. Alleen de HIV-seropositieve personen met diarree die in de laatste twee weken geen specifieke antidiarree-therapie hadden gekregen, werden gerekruteerd. Vijftig volwassen HIV-seronegatieve personen met symptomen van diarree, met dezelfde leeftijd en geslacht, werden ook ingeschreven als controlegroep. Zij kwamen voor routineonderzoek van hun ontlastingmonsters naar het microbiologisch laboratorium van het Maulana Azad Medical College, New Delhi. Proefpersonen die in de laatste twee weken een specifieke antidiarree-therapie hadden gekregen en/of niet zeker waren van hun HIV-status werden uitgesloten van de controlegroep.

2.2. Opzet van de studie

Deze studie werd uitgevoerd van april 2008 tot juni 2011. Het betrof een cross-sectionele analyse om het klinische en microbiologische profiel van diarree te bepalen bij AIDS-gevallen en HIV-seronegatieve controlepersonen. Bij de inschrijving werd geïnformeerde toestemming verkregen en elke studiedeelnemer werd gevraagd een vragenlijst in te vullen die bestond uit sociodemografische en persoonlijke gegevens, geschiedenis van diarree-episoden, klinische tekenen en symptomen, enzovoort. Van alle deelnemers werden fecesmonsters gevraagd. De monsters werden verzameld in een schone, wijdmondse plastic container met schroefdop en dezelfde dag nog door de patiënten zelf naar het microbiologisch laboratorium vervoerd om onnodige vertraging te voorkomen.

2.3. Definitie van diarree

Diarree werd gedefinieerd als de passage van drie of meer losse of waterige stoelgang in een periode van 24 uur. Acute diarree werd gedefinieerd als diarree die 7 dagen of minder duurde op het moment van presentatie. Persistente diarree werd gedefinieerd als diarree die langer dan 7 dagen, maar korter dan 14 dagen duurde op het moment van presentatie. Diarree werd chronisch genoemd als het meer dan 14 dagen aanhield. Laboratoriumonderzoek

Alle fecale specimens werden onderworpen aan een reeks microbiologische onderzoeken. De specimens werden bewaard bij 4 graden Celsius indien er een vertraging was in de verwerking. De kleur, de consistentie en de aanwezigheid van bloed/slijm/wormen in de ontlastingmonsters werden genoteerd. Een lusje van het monster werd geëmulgeerd in een druppel zoutoplossing en Lugol’s jodium op een objectglaasje en onder de microscoop onderzocht op de aanwezigheid van trofozoieten van Entamoeba histolytica, Giardia lamblia, RBC’s, puscellen, helminthische eicellen, en cystes. Ontlastinguitstrijkjes werden geprepareerd, gefixeerd en gekleurd met Gram-, Kinyoun- (gemodificeerde zuurvaste kleuring) en trichroomkleuring. Alle monsters werden direct gekweekt, alsmede na aanrijking in Seleniet F Bouillon en Alkalisch Pepton Water op respectievelijk Xylose Lysine Deoxycholate agar en Bile Salt Agar. Gespecialiseerde selectieve media, houtskool cefoperazone deoxycholate agar (CCDA) werd gebruikt voor de isolatie van Campylobacter jejuni, die werd geïncubeerd in een microaerofiele omgeving bij 42°C gedurende 48 uur. Voor de isolatie van Aeromonas spp. en Yersinia enterocolitica werden de ontlastingmonsters gekweekt op respectievelijk Aeromonas-selectieve media en Yersinia-selectieve media. De organismen werden geïdentificeerd op basis van hun kolonie-kenmerken, biochemische tests, en serologisch door dia-agglutinatietest met behulp van commercieel verkrijgbare specifieke antisera. Detectie van C. difficile Toxine A, Cryptosporidium antigeen, en E. histolytica antigeen in ontlastingmonsters werd gedaan door commercieel verkrijgbare Enzyme Immunoassay kits.

De CD4 T lymfocytentelling van alle deelnemers werd bepaald door de FACS telling door Becton Dickinson.

2.5. Statistische analyse

Om de correlatie tussen de frequenties van enterische pathogenen en de consistentie van de ontlasting te bestuderen werd de Kruskal-Wallis test toegepast. Om het verband te bestuderen tussen de isolatiegraad van intestinale pathogenen en de HIV-seropositiviteitsstatus, en CD4 T lymfocytentellingen, werden de chi-kwadraattest en de Fisher’s exact test gebruikt.

3. Resultaten

Van de honderdvierenvijftig gerekruteerde HIV-seropositieve personen waren 112 (72,73%) mannen en 42 (27,27%) vrouwen. 64,94% van de proefpersonen bevond zich in de leeftijdsgroep 26-35 jaar, de seksueel actieve leeftijdsgroep. De gemiddelde leeftijd van de deelnemers aan onze studie was 32,36 jaar, en de leeftijd varieerde tussen 18 en 68 jaar. De meerderheid (23%) van onze proefpersonen was analfabeet, en 21,7% had onderwijs genoten tot en met het lagere schoolniveau.

Tabel 1 toont de verdeling van de gevallen volgens de klinische symptomen die werden geregistreerd bij de aanwerving van de gevallen. Zwakte, buikpijn en anorexia waren de meest voorkomende symptomen geassocieerd met diarree in de HIV-seropositieve gevallen, terwijl buikpijn, braken en koorts de meest voorkomende klachten waren in de HIV-seronegatieve controlegroep.

Van de 154 HIV-seropositieve gevallen die werden onderzocht, leverden slechts 144 deelnemers hun fecale specimens in. De meerderheid (60,39%) van de HIV-seropositieve gevallen had chronische diarree (tabel 2) terwijl de meeste (72%) van de HIV-seronegatieve personen acute diarree hadden.

Tabel 3 toont de enteropathogenen die werden geïsoleerd in relatie tot de consistentie van de ontlasting. Bepaalde pathogenen (C. parvum en I. belli) werden vaker aangetroffen in waterige ontlasting, en dit bleek statistisch significant (P waarde < 0.05), terwijl de bacteriële pathogenen (C. difficile, diarrheagene E. coli, en Shigella spp.) significant vaker voorkwamen in de gevormde ontlasting (P waarde < 0.05). Coccidiënparasieten waren de meest voorkomende oorzaak van diarree in HIV-seropositieve gevallen, waarbij C. parvum in 60,42% van de gevallen werd aangetroffen. Onder de bacteriële pathogenen voerde C. difficile de lijst aan met 18,06% positieve gevallen van C. difficile. Candida albicans werd in 25,69% van onze gevallen geïsoleerd.

Tabel 4 toont de frequentie van de darmpathogenen in relatie tot de HIV-status van de studiegevallen. C. parvum, C. difficile, en C. albicans bleken significant vaker voor te komen in de HIV-seropositieve studiegevallen dan in de HIV-negatieve controlegroep (P-waarde < 0,05).

Over het geheel genomen was het percentage isolatie van ziekteverwekkers die diarree veroorzaken bij hiv hoger bij hiv-seropositieve personen met een CD4-telling van minder dan 200 cellen/μL in vergelijking met hiv-seropositieve personen met een CD4-telling van meer dan 200 cellen/μL. Het isolatiepercentage was echter alleen significant hoger voor C. parvum, I. belli, C. difficile, en C. albicans (P-waarde < 0,05) bij patiënten met CD4 < 200 cellen/μL, zoals weergegeven in tabel 5.

4. Discussie

Diarree is de tweede belangrijkste oorzaak van ziekenhuisbezoeken in de ontwikkelingslanden bij patiënten met HIV/AIDS . De etiologie van diarree bij AIDS is multifactorieel. Verwacht wordt dat infectueuze etiologieën de lijst aanvoeren in ontwikkelingslanden, in tegenstelling tot niet-infectueuze etiologieën in ontwikkelde landen. Er zijn veel studies over de etiologische factoren van diarree bij HIV/AIDS in verschillende delen van Noord-India. Maar er zijn zeer weinig rapporten over de diarree verwekkers geïsoleerd in HIV/AIDS gevallen in relatie tot CD4 T lymfocyten aantallen en kenmerken van de ontlasting uit New Delhi. Onze studie onthult de infectieuze etiologische agentia van diarree bij HIV/AIDS patiënten uit New Delhi’s drukste en grootste tertiaire zorg ziekenhuis gelegen in het hart van de stad. Deze studie onderzoekt ook de correlatie van diarree verwekkers geïsoleerd met HIV-seropositiviteitsstatus, kenmerken van de ontlasting, en CD4 T lymfocytentellingen.

De huidige studie toont een overwicht van mannelijke gevallen (112 mannen op 154 gevallen) met een man-vrouw verhouding van 2,66 : 1 zoals aangetoond door andere studies uitgevoerd op HIV-positieve gevallen met diarree in India. De oververtegenwoordiging van mannen kan het gevolg zijn van hun migratie naar grote steden (zoals Delhi) op zoek naar werk. Het langere tijd wegblijven van de echtgenoot en de promiscue gewoonte van mannen hebben geleid tot het oplopen van een HIV-infectie. Bovendien kan het overwicht van mannen te wijten zijn aan het feit dat in het bestaande sociale milieu in India, vrouwen geen medische hulp zoeken uit angst voor verstoting en verlies van familiesteun. De gemiddelde leeftijd van de deelnemers aan onze studie was 32,36 jaar, waarbij de meest voorkomende leeftijdsgroep 26-35 jaar was. Dit deel van de bevolking wordt meer getroffen omdat zij seksueel actiever zijn. Vergelijkbare resultaten werden verkregen in een studie uit Zuid-India waar de mediane leeftijd van HIV-seropositieven met diarree 34 jaar was en de gemiddelde leeftijd 36 jaar.

De meest voorkomende klinische bevindingen bij de HIV-seropositieve gevallen met diarree in onze studie waren zwakte (64,93%), buikpijn (61,69%), en anorexia (51,95%). Dit is vergelijkbaar met wat is gerapporteerd door Chhin et al. uit Cambodja, waar buikpijn (90,3%), koorts (86,7%), en zwakte (80%) de meest voorkomende klachten waren bij HIV-positieve gevallen met diarree. Zwakte en anorexia waren de symptomen die significant (P waarde < 0.05) geassocieerd waren met diarree in HIV-positieve gevallen in vergelijking met de HIV-seronegatieve controlegroep (Tabel 1). Chronische diarree was significant meer (60,39%; P-waarde < 0,05) bij de HIV-positieven dan bij de HIV-negatieven (Tabel 2). Een andere studie uit Noord-India rapporteerde chronische diarree in 69,3% HIV-gevallen. Braken, koorts en misselijkheid werden vaker gezien in de HIV-seronegatieve groep met diarree (associatie was statistisch significant; P-waarde < 0,05), en de meeste personen in deze groep hadden acute diarree (36/50; P-waarde < 0,05). Dit kan te wijten zijn aan het feit dat diarree bij HIV-seronegatieven hoogstwaarschijnlijk te wijten is aan acute infectieuze oorzaken die meer kans hebben om gepaard te gaan met koorts, misselijkheid en braken. En diarree die chronisch van aard is, zoals wordt gezien in de HIV-positieve gevallen, gaat vaker gepaard met anorexia, zwakte en gewichtsverlies.

In onze studie werden C. parvum en I. belli significant vaker geassocieerd met waterige ontlasting, terwijl de bacteriële enteropathogenen (C. difficile, diarreeveroorzakende E. coli, en Shigella spp.) vaker voorkwamen in de gevormde ontlasting (P waarde < 0.05). Een studie uit Zambia meldt dat infecties met C. parvum, I. belli, en G. lamblia geassocieerd zijn met een toenemend watergehalte van de ontlastingmonsters bij HIV-positieve gevallen met diarree. Een hogere positiviteit geassocieerd met waterige ontlasting zou te wijten kunnen zijn aan een infectie met de meer invasieve en virulente enteropathogenen die meer ontsteking veroorzaken wat leidt tot waterige diarree en verhoogde uitscheiding. Deze observatie van de consistentie van de ontlasting van HIV/AIDS patiënten kan helpen bij de voorlopige diagnose van de intestinale etiologische agentia en maakt het mogelijk om parasitologisch onderzoek te richten op de gevallen met de grootste kans om positief te worden bevonden.

Wij vonden dat intestinale parasieten de meest voorkomende enterische pathogenen zijn die geassocieerd worden met diarree in de Noord-Indiase HIV-positieve bevolking. Een studie uit Chennai documenteert ook de prevalentie van darmparasieten bij HIV-patiënten met diarree. Het microbiologische profiel van onze HIV-seropositieve patiënten is typerend voor wat gerapporteerd werd door andere Indiase studies, met intestinale coccidiën als de meest voorkomende geïsoleerde darmpathogenen, waarvan C. parvum de meest frequente was (60,42% van de gevallen). Verschillende Indiase auteurs rapporteerden een positief Cryptosporidium-percentage bij HIV-positieve patiënten met diarree tussen 5,71% en 22,8%. De aanzienlijk hoge Cryptosporidium-positiviteit in onze studie zou te wijten kunnen zijn aan het gebruik van meer dan één methode voor de detectie van Cryptosporidium, bijvoorbeeld de gemodificeerde Kinyoun’s methode en ELISA. Het zou ook te wijten kunnen zijn aan het feit dat de meerderheid van onze gevallen waterige en halfgevormde ontlasting had. Geografische en seizoensgebonden variaties zijn ook van invloed geweest op de prevalentie van deze parasiet. Cryptosporidium veroorzaakt overvloedige en waterige diarree bij AIDS-patiënten en kan een vochtverlies tot 10 liter per dag veroorzaken. Kleine milieu-resistente oöcysten, een lage infectieuze dosis (10-100 oöcysten) en oöcysten die resistent zijn tegen desinfecterende middelen zijn enkele factoren die de epidemiologie van Cryptosporidium-infectie beïnvloeden. Aangezien er geen effectieve behandeling beschikbaar is voor cryptosporidiose, met name bij immuungecompromitteerde personen, is de prognose meestal slecht. Het isolatiepercentage van Cyclospora (1,39%) en Microsporidia (0,69%) was vrij laag in de huidige studie. De reden voor deze lage detectie kan zijn dat deze pathogenen met tussenpozen worden uitgescheiden en mogelijk niet aanwezig waren in de ingestuurde fecale monsters of waarschijnlijk over het hoofd zijn gezien door de onervaren microscopist. Herhaald onderzoek van ontlastingsmonsters wordt aanbevolen om ze op te sporen. Diagnostische methoden zoals transmissie-elektronenmicroscopie, histochemie, immunofluorescente kleuring van antilichamen en PCR-gebaseerde methoden moeten de opsporing ervan in klinische monsters verbeteren en vereenvoudigen. Sommige auteurs hebben een laag percentage Microsporidium (1,69%) en Cyclospora (1,69%) gerapporteerd, terwijl anderen een hoog percentage (41% en 2,6%) uit India hebben gerapporteerd. Ascaris lumbricoides werd in 5,56% van onze gevallen gezien, waarschijnlijk als gevolg van uitdrijving in de ontlasting bij herhaaldelijk spoelen van de darminhoud bij diarree. G. lamblia en E. histolytica werden gevonden in 3.7% en 7.41% van de gevallen. De aanwezigheid van deze parasieten wijst op een slechte hygiëne en sanitaire voorzieningen in de omgeving. Zij veroorzaken chronische diarree bij immuungecompromitteerde gastheren.

In onze studie was C. difficile de meest voorkomende geïdentificeerde bacteriële ziekteverwekker (18,06%). Dit wijst erop dat C. difficile een veelvoorkomende enterische ziekteverwekker is die verantwoordelijk is voor diarree bij HIV-geïnfecteerde patiënten, aangezien zij herhaaldelijk antibiotica moeten ondergaan als gevolg van opportunistische infecties, en clinici moeten deze ziekteverwekker als differentiële diagnose houden bij het zoeken naar de oorzaak van diarree bij HIV/AIDS, vooral in ontwikkelingslanden zoals het onze waar de toegang tot antibiotica niet gereguleerd is. Een studie uit Nigeria rapporteerde een prevalentie van C. difficile infectie van 43% en 14% voor respectievelijk HIV-positieve klinische patiënten en poliklinische patiënten. C. albicans werd in onze studie in 25,69% van de gevallen gezien. Dit kan te wijten zijn aan de lage immuniteit en het frequente gebruik van antibiotica. Een hoog percentage van isolatie van C. albicans (36%) in HIV-positieve gevallen met diarree werd gerapporteerd in een eerdere studie van onze afdeling in het verleden.

C. parvum, C. difficile, en C. albicans kwamen significant vaker voor in de HIV-positieve groep dan de HIV-negatieve controlegroep (P waarde < 0.05). Dit suggereert dat de immunodeficiënte toestand bij AIDS de PLWHA vatbaarder maakt voor dergelijke infecties, en dat zij, eens gevestigd, niet in staat zijn om de proliferatie te voorkomen of de infecterende agent te verwijderen. Deze bevinding komt goed overeen met andere studies en is een gebruikelijke observatie bij HIV/AIDS.

In onze studie hadden HIV-seropositieve gevallen met CD4-tellingen <200 cellen/μL een hoger percentage infecties met bepaalde ziekteverwekkers, en dit bleek statistisch significant te zijn, zoals blijkt uit tabel 5. De meest voorkomende onder deze pathogenen waren de opportunistische gastro-intestinale parasieten, C. parvum, en I. belli die infectie veroorzaken wanneer er een downregulatie van het immuunsysteem is, zoals wordt waargenomen bij dalende CD4 niveaus. De isolatiepercentages daalden met de stijging van het aantal CD4-cellen als gevolg van immuunreconstitutie na effectieve toediening van HAART. Dit is in overeenstemming met de studie uitgevoerd door Tuli et al. die een omgekeerd evenredig verband tussen isolatiepercentages van enterische pathogenen en CD4-tellingen vonden.

5. Conclusies

De huidige studie heeft aangetoond dat de meerderheid van de HIV-positieve gevallen chronische diarree had, dat coccidiënparasieten de belangrijkste ziekteverwekkers waren bij het veroorzaken van deze diarree, en dat bij gevallen met waterige ontlasting een hoger percentage ziekteverwekkers werd gevonden. Isolatiepercentages waren ook hoger bij degenen met CD4-tellingen <200 cellen/μL.

Samenvattend benadrukt onze studie het belang van een vroege diagnose van intestinale pathogenen die diarree veroorzaken bij HIV/AIDS, omdat dit zou bijdragen tot een aanzienlijke vermindering van de morbiditeit en mortaliteit die ermee gepaard gaan. Deze studie benadrukt ook de nood aan geschikte diagnostische faciliteiten voor de identificatie van enterische organismen in de ontlastingmonsters en hun onmiddellijke beschikbaarheid in de perifere gezondheidscentra in ons land waar de HIV/AIDS ziektelast geconcentreerd is. Dit is van vitaal belang omdat vertraging in het vervoer van ontlastingmonsters naar de verafgelegen stedelijke laboratoria, en gebrek aan motivatie van de kant van de onwetende patiënt een belangrijke rol speelt in de sterftegevallen in verband met deze ziekte.

Acknowledgments

De auteurs willen hun erkentelijkheid betuigen voor de technische bijstand verleend door Mevr. Kamlesh. Zij willen ook Dr. Sanjeev Saini bedanken voor zijn hulp bij de statistische analyse.