Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI42210.15789/2220-7619-2016-3-225-231REVIEWSОБЗОРЫACUTE ENTERIC INFECTIONS POLYMERASE CHAIN REACTION ASSAY IN PEDIATRIC PRACTICE: OPPORTUNITIES AND CHALLENGESПОЛИМЕРАЗНАЯ ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ В ДИАГНОСТИКЕ ОСТРЫХ КИШЕЧНЫХ ИНФЕКЦИЙ В ДЕТСКОМ ИНФЕКЦИОННОМ СТАЦИОНАРЕ: ВОЗМОЖНОСТИ И ПРОБЛЕМЫSokolovaE. D.СоколоваЕ. Д.
Russian Federation

PhD, MD (Biology), Senior Researcher, Virologist, Clinical Diagnostic Laboratory, Children’s Municipal Clinical Hospital named after N.F. Filatov, St. Petersburg, Russian Federation

д.б.н., старший научный сотрудник, врач-вирусолог Клинико-диагностической лаборатории Детской городской клинической больницы № 5 им. Н.Ф. Филатова, Санкт-Петербург, Россия

ed_sokolova@mail.ruGaltaevaA. M.ГалтаеваА. М.
Russian Federation

Bacteriologist, Clinical Diagnostic Laboratory, Children’s Municipal Clinical Hospital named after N.F. Filatov, St. Petersburg, Russian Federation

врач-бактериолог Клинико-диагностической лаборатории Детской городской клинической больницы № 5 им. Н.Ф. Филатова, Санкт-Петербург, Россия

ZamureiO. U.ЗамурийО. Ю.
Russian Federation

Bacteriologist, Clinical Diagnostic Laboratory, Children’s Municipal Clinical Hospital named after N.F. Filatov, St. Petersburg, Russian Federation

врач-бактериолог Клинико-диагностической лаборатории Детской городской клинической больницы № 5 им. Н.Ф. Филатова, Санкт-Петербург, Россия

DidichenkoO. V.ДидиченкоО. В.
Russian Federation

Bacteriologist, Clinical Diagnostic Laboratory, Children’s Municipal Clinical Hospital named after N.F. Filatov, St. Petersburg, Russian Federation

врач-бактериолог Клинико-диагностической лаборатории Детской городской клинической больницы № 5 им. Н.Ф. Филатова, Санкт-Петербург, Россия

SokolovaU. V.СоколоваЮ. В.
Russian Federation

Laboratory Diagnostics Specialist, Clinical Diagnostic Laboratory, Children’s Municipal Clinical Hospital named after N.F. Filatov, St. Petersburg, Russian Federation

врач клинической лабораторной диагностики, Клинико-диагностической лаборатории Детской городской клинической больницы № 5 им. Н.Ф. Филатова, Санкт-Петербург, Россия

MuratovaV. A.МуратоваВ. А.
Russian Federation

Bacteriologist, Clinical Diagnostic Laboratory, Children’s Municipal Clinical Hospital named after N.F. Filatov, St. Petersburg, Russian Federation

врач-бактериолог Клинико-диагностической лаборатории Детской городской клинической больницы № 5 им. Н.Ф. Филатова, Санкт-Петербург, Россия

LigorovaO. U.ЛигороваО. Ю.
Russian Federation

Bacteriologist, Clinical Diagnostic Laboratory, Children’s Municipal Clinical Hospital named after N.F. Filatov, St. Petersburg, Russian Federation

врач-бактериолог Клинико-диагностической лаборатории Детской городской клинической больницы № 5 им. Н.Ф. Филатова, Санкт-Петербург, Россия

ZhuravlevaI. N.ЖуравлеваИ. Н.
Russian Federation

Bacteriologist, Clinical Diagnostic Laboratory, Children’s Municipal Clinical Hospital named after N.F. Filatov, St. Petersburg, Russian Federation

врач-бактериолог Клинико-диагностической лаборатории Детской городской клинической больницы № 5 им. Н.Ф. Филатова, Санкт-Петербург, Россия

MakarovaM. A.МакароваМ. А.
Russian Federation

PhD (Medicine), Senior Researcher, Laboratory of Enteric Infections, St. Petersburg Pasteur Institute, St. Petersburg, Russian Federation

к.м.н., старший научный сотрудник лаборатории кишечных инфекций ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, Санкт-Петербург, Россия

KaftyrevaL. A.КафтыреваЛ. А.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor, Head of the Laboratory of Enteric Infections, St. Petersburg Pasteur Institute, St. Petersburg, Russian Federation

д.м.н., профессор, зав. лабораторией кишечных инфекций ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, Санкт-Петербург, Россия

St. Petersburg Children’s Municipal Clinical Hospital named after N.F. Filatov, St. Petersburg, Russian FederationДетская городская клиническая больница № 5 им. Н.Ф. Филатова, Санкт-Петербург, РоссияSt. Petersburg Pasteur Institute, St. Petersburg, Russian FederationФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, Санкт-Петербург, Россия22092016632252312209201622092016Copyright ©; 2016, Sokolova E.D., Galtaeva A.M., Zamurei O.U., Didichenko O.V., Sokolova U.V., Muratova V.A., Ligorova O.U., Zhuravleva I.N., Makarova M.A., Kaftyreva L.A.Copyright ©; 2016, Соколова Е.Д., Галтаева А.М., Замурий О.Ю., Дидиченко О.В., Соколова Ю.В., Муратова В.А., Лигорова О.Ю., Журавлева И.Н., Макарова М.А., Кафтырева Л.А.2016Sokolova E.D., Galtaeva A.M., Zamurei O.U., Didichenko O.V., Sokolova U.V., Muratova V.A., Ligorova O.U., Zhuravleva I.N., Makarova M.A., Kaftyreva L.A.Соколова Е.Д., Галтаева А.М., Замурий О.Ю., Дидиченко О.В., Соколова Ю.В., Муратова В.А., Лигорова О.Ю., Журавлева И.Н., Макарова М.А., Кафтырева Л.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/422

The aim of the study is estimate the opportunities of local multi-prime PCR reagents kits in children enteric infections etiological diagnostics amongst the patients with diarrhoea vs traditional bacteriological methods. We used 4 kits of reagents that provide multiple pathogens simultaneous indication in one sample: 1) Rotavirus, Norovirus, Astrovirus; 2) Shigella spp./EIEC, Salmonella spp., Campylobacter spp.; 3) Yersinia enterocolitica and Yersinia pseudotuberculosis; 4) E. coli: EIEC (enteroinvasive), EPEC (enteropathogenic), ETEC (enterotoxigenic), EHEC (enterohaemorrhagic), EAgEC (enteroaggregative). It has been shown that the viral intestinal infections is increased by 14%, bacterial — in 2,5 times. PCR diagnostics identified in 62% of patients the viral gastroenteritis: Rotavirus (52%), Norovirus (9%), Astrovirus (1%). Detected bacterial pathogens PCR markers number proved up to 2.5 times high than according to bacteriological examination. The spectrum of bacterial agents increased due to E. coli and Y. enterocolitica. PCR diagnostics increased detection of Campylobacter up to 2 times. Detected E. coli DNA prevalence: EPEC — 66%, EAgEC, ETEC and EHEC were 31%, 9% and 4%, respectively. DNA Campylobacter spp. and E. coli constituted 2/3 of all findings: Campylobacter spp. (41%), E. coli (24%), Salmonella spp. (19%), Yersinia spp. (11%), Shigella spp./EIEC (5%). The positive results of bacteriological and serological methods duplicate the positive results of PCR diagnostics. In general, the positive results of PCR diagnosis of bacterial pathogens were detected in 46.35% of the examined patients. In 48.4% of patients identified PCR markers viral — bacterial infection, in 5.25% — of bacterial associations, in 11% of them were found the DNA 2–3 bacterial pathogens. The study was shown in children in St. Petersburg in 2012–2014 dominated rotavirus infection, campylobacteriosis and escherichiosis. The prevalence of viral-bacterial confections is more than 50% of all diagnosed cases.

Изучена этиологическая структура острых кишечных инфекций у детей, госпитализированных с диареей в детский инфекционный стационар, с целью оценки возможностей совершенствования этиологической расшифровки заболеваний при дополнении традиционных бактериологических методов ПЦР-диагностикой с применением отечественных мульти-прайм ПЦР-реагентов. Использовали 4 набора реагентов, обеспечивающих одновременную индикацию нескольких патогенов в одной пробе: 1) Rotavirus, Norovirus, Astrovirus; 2) Shigella spp./EIEC, Salmonella spp., Campylobacter spp.; 3) Yersinia enterocolitica и Yersinia pseudotuberculosis; 4) Escherichia coli: EIEC (энтероинвазивные), EPEC (энтеропатогенные), ETEC (энтеротоксигенные), EHEC (энтерогеморрагические), EAgEC (энтероаггрегативные). Показано, что этиологическая диагностика вирусных диарей увеличивается на 14%, бактериальных – в 2,5 раза. ПЦР-диагностика выявила у 62% пациентов вирусную природу гастроэнтеритов: Rotavirus (52%), Norovirus (9%), Astrovirus (1%). Количество выявленных ПЦР-маркеров бактериальных возбудителей ОКИ оказалось в 2,5 раза больше, чем по данным бактериологического исследования. Спектр выявляемых бактериальных агентов увеличился за счет E. coli и Y. enterocolitica. ПЦР-диагностика в 2 раза повысила выявляемость Campylobacter spp. и оказалась единственно эффективным методом детекции ДНК E. сoli в пробах испражнений: доминировали EPEC — 66%, EAgEC, ETEC и EHEC составили 31, 9 и 4% соответственно, которые не могли быть идентифицированы при бактериологическом исследовании. ДНК Campylobacter spp. и E. coli в сумме составляли 2/3 находок среди бактериальных возбудителей: Campylobacter spp. (41%), E. coli (24%), Salmonella spp. (19%), Yersinia spp. (11%), Shigella spp./EIEC (5%). Положительные результаты бактериологического посева проб испражнений и серологического исследования крови в РНГА дублировали положительные результаты ПЦР-диагностики. В целом, положительные результаты ПЦР-диагностики бактериальных патогенов установлены у 46,35% обследованных пациентов. У 53,65% пациентов выявлены ПЦР-маркеры ОКИ смешанной этиологии, в основном вирусно-бактериальной, из них в 48,4% случаях выявлены 19 различных вариантов ассоциаций. 12 вариантов бактериальных ассоциаций обнаружены в 5,25%, из них у 11% обнаружены ДНК 2–3 возбудителей бактериальных ОКИ. Проведенное исследование расширило наши представления об этиологии ОКИ у детей в Санкт-Петербурге в 2012–2014 гг.: доминировала ротавирусная инфекция, кампилобактериоз и эшерихиозы. Детекция ПЦР-маркеров нескольких возбудителей, особенно вирусно-бактериальных, превышала 50% всех диагностированных случаев ОКИ.

enteric infectionsPCR diagnosticsenteropatogensRotavirusNorovirusSalmonella spp.E. coliCampylobacter spp.Yersiniaострые кишечные инфекцииПЦР-диагностикаэнтеропатогеныRotavirusNorovirusSalmonella spp.E. coliCampylobacter spp.Yersinia1. Бабик Р.Л., Сагалова О.И. Оптимизация диагностики вирусных и бактериальных кишечных инфекций у детей и взрослых // Инфекционные болезни. 2015. Т. 13, № 2. С. 46–54. [Babik R.K., Sagalova O.I. Optimization of diagnostics of viral and bacterial enteric infections in children and adolescents. Infektsionnye bolezni = Infectious Diseases, 2015, vol. 13, no. 2, pp. 46–54 (In Russ.)]2. Горелов А.В., Бондарева А.В., Подколзин А.Т. Клинико-эпидемиологическая характеристика энтероаггрегативного эшерихиоза у детей // Инфекционные болезни. 2013. Т. 11, № 3. С. 22–26. [Gorelov A.V., Bondareva A.V., Podkolzin A.T. Clinical and epidemiology feathes of enteroaggregative escherichia infection in children. Infektsionnye bolezni = Infectious Diseases, 2013, vol. 11, no. 3, pp. 22–26 (In Russ.)]3. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2014 году: Государственный доклад Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2015. 206 c. [On the state sanitary and epidemiological welfare of the population in the Russian Federation in 2014: State report]. 2015. 206 p.]. URL: http://rospotrebnadzor.ru/upload/iblock/22c/gd_2014_seb_dlya-sayta.pdf (дата обращения: 14.06.2016).4. Сведения об инфекционных и паразитарных заболеваниях (форма 1) за январь-декабрь 2012, 2013, 2014 гг. [Information about infectious and parasitic diseases (Form 1) for January-December 2012, 2013, 2014.]. URL: http://rospotrebnadzor.ru/activities/statistical-materials/?type=special (дата обращения: 14.06.2016).5. Antikainen J., Kantele A., Pakkanen S.H., Laaveri T., Riutta J., Vaara M., Kirveskari J. A quantitative polymerase chain reaction assay for rapid detection of 9 pathogens directly from stools of travelers with diarrhea. Clin. Gastroenterol. Hepatol., 2013, vol. 11, iss. 10, pp. 1300–1307. doi: 10.1016/j.cgh.2013.03.0376. Barletta F., Ochoa T.J., Mercado E., Ruiz J., Ecker L., Lopez G., Mispireta M., Gil A.I., Lanata C.F., Cleary T.G. Quantitative real-time polymerase chain reaction for enteropathogenic Escherichia coli: a tool for investigation of asymptomatic versus symptomatic infections. Clin. Infect. Dis., 2011, vol. 53, no. 12, pp. 1223–1229. doi: 10.1093/cid/cir7307. Becker S.L., Chatiqre J.K., Gohou J.P., Coulibaly J.T., Leuppi R., Polman K., Chappuis F., Mertens P., Herrman M., N’Goran E.K., Utzinqer J., Von Muller L. Combained stool-based multiplex PCR and microscopy for enhanced pathogen detection in patients with persistent diarrhea and asymptomatic controls from Cote d’Ivoire. Clin. Microbiol. Infect., 2015, vol. 21, no. 6: 591. doi: 10.1016/j.cmi.2015.02.0168. David E.B., Guimaraes S., De Oliveira A.P., Goulart de Oliveira-Sequeria T.C., Noqueira Bittencourt G., Moraes Nardi A.R., Martins Pibolla P.E., Bueno-Franco R.M., Branco N., Tosini F., Bella A., Pozio E., Caccio S.M. Molecular characterization of intestinal protozoa in two poor communities in the State of Sao Paulo, Brasil. Parasit. Vectors, 2015, vol. 8: 103. doi: 10.1186/s13071-015-0714-89. Goldfarb D.M., Dixon B., Moldovan I., Barrowman N., Mattison K., Zentner C., Baikie M., Bidowid S., Chan F., Slinqer R. Nanolitre real-time PCR detection of bacterial, parasitic, and viral agents from patients with diarrhea in Nunavut, Canada. Int. J. Circumpolar Health, 2013, vol. 72: 19903. doi: 10.3402/ijch.v72i0.1990310. Laaveri T., Pakkanen S.H., Antikainen J., RiuttaJ., Mero S., Kirveskari J., Antele A. High number of diarrhoeal co-infections in travelers to Benin, West Africa. BMC Infect. Dis., 2014, vol. 14: 81. doi: 10.1186/1471-2334-14-8111. Maas L., Dorigo-Zetsma J.W., De Groot C.J., Bouter S., Plotz F.B., Van Ewijk B.E. Detection of intestinal protozoa in paediatric patients with gastrointestinal symptoms by multiplex real-time PCR. Clin. Microbiol. Infect., 2014, vol. 20, no. 6, pp. 545–550. doi: 10.1111/1469-0691.1238612. McAuliffe G.N., Anderson T.P., Stevens M., Adams J., Coleman R., Vahagamasera P., Young S., Henderson T., Hoffmann M., Jennings L.C., Murdoch D.R. Systematic application of multiplex PCR enhances the detection of bacteria, parasites and viruses in stool samples. J. Infect., 2013, vol. 67, no. 2, pp. 122–129. doi: 10.1016/j.jinf.2013.04.00913. Pankhurst L., Macfarlane-Smith L., Buchanan J., Anson L., Davies K., O’Connor L., Ashwin H., Pike G., Dingle K.E., Peto T.E., Wordsworth S., Walker A.S., Wilcox M.H., Crook D.W. Can rapid integrated polymerase chain reaction-based diagnostics for gastrointestinal pathogens improve routine hospital infection control practice? A diagnostic study. Health Technol. Assess, 2014, vol. 18, no. 53, pp. 1–167. doi: 10.3310/hta1853014. Perry M.D., Corden S.A., Howe R.A. Evaluation of the Luminex xTAG Gastrointestinal Pathogen Panel and the Savyon Diagnostics Gastrointestinal Infection Panel for the detection of enteric pathogens in clinical samples. J. Med. Microbiol., 2014, vol. 63, pt. 11, pp. 1419–1426. doi: 10.1099/jmm.0.074773-015. Tennat S.M., Grant T.H., Robins-Browne R.M. Pathogenicity of Yersinia enterocolitica biotype 1A. FEMS Immunol. Med. Microbiol., 2003, vol. 38, no. 2, pp. 127–137.