L’espèce C d’adénovirus est associée aux maladies pulmonaires suppurées chroniques chez les enfants

Contexte Le rôle des adénovirus humains HAdV dans la pathogenèse des maladies respiratoires chroniques est reconnu Cependant, aucune étude n’a effectué de séquençage moléculaire des HAdV des voies respiratoires inférieures des enfants avec suppuration endobronchique chronique Nous avons donc examiné les principaux génotypes / espèces HAdV et les relations à la co-infection bactérienne, Des échantillons de BAL d’enfants atteints de PBB ou de BE cylindrique doux ont été inclus dans cette étude de cohorte prospective lire la description. Les HAdV ont été génotypés si possible chez ceux dont le BAL avait détecté HAdV. HAdV Présence d’une infection bactérienne définie par ≥ On a comparé les unités formatrices de colonies / mL entre les groupes HAdV-HAdV et HAdV-négatifs de HAdV. Des tests de fonction immunitaire ont été effectués, y compris des sous-groupes de lymphocytes sanguins dans un sous-groupe aléatoire. % étaient HAdV- et% étaient HAdV- Un HAdV BAL était significativement associé à une co-infection bactérienne avec Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis, ou Odds ratio de Streptococcus pneumoniae [OR],; % Intervalle de confiance, -; P = et négativement associé à une infection à Staphylococcus aureus P = Le jeune âge était lié à des taux accrus de HAdV Sang Les cellules tueuses naturelles CD et CD étaient significativement plus susceptibles d’être élevées chez celles ayant HAdV% par rapport à celles sans% P = Conclusions HAdV-C est l’espèce HAdV majeure détectée dans les voies respiratoires inférieures des enfants atteints de PBB et BE L’âge plus jeune semble être un facteur de risque important de l’infection à VHA des voies respiratoires inférieures et influe sur la probabilité de co-infection bactérienne

bronchectasie, bronchite bactérienne prolongée, bactéries respiratoires, virus respiratoires, enfantsLa prévalence, le coût et l’importance de la bronchite bactérienne prolongée PBB et bronchiectasis BE sont de plus en plus appréciés PBB est la cause la plus fréquente de toux chronique chez les enfants pneumologues pédiatriques. Au cours des dernières décennies, le diagnostic de BE chez les enfants et les adultes a augmenté Les deux conditions sont caractérisées par une toux humide chronique, une suppuration endobronchique des voies respiratoires inférieures avec infection bactérienne, une neutrophilie respiratoire intense et une régulation positive des maladies inflammatoires et immunitaires. Marqueurs [, -] On émet l’hypothèse, mais non prouvée, que PBB et BE représentent un continuum clinique basé sur le degré de gravité, partageant des déclencheurs communs et / ou physiopathologie A ce jour, la recherche sur la microbiologie des maladies pulmonaires suppurées chroniques PBB et BE chez les enfants a largement mis l’accent sur les pathogènes bactériens, avec une pénurie de recherche sur vi La co-infection virale-bactérienne est associée à une inflammation neutrophilique accrue des voies respiratoires inférieures des enfants La détection de l’adénovirus humain HAdV est associée à une inflammation neutrophilique des voies respiratoires inférieures chez les enfants présentant des symptômes respiratoires chroniques et est significativement plus présente voies respiratoires inférieures des enfants avec PBB, par rapport aux contrôles HAdVs en particulier les types -,,, et; Les membres des espèces HAdV B, C et E sont connus pour être associés à de futurs dysfonctionnements des petites voies respiratoires et bronchectasie Cependant, aucune étude, à notre connaissance, n’a examiné les génotypes HAdV dans les voies respiratoires inférieures des enfants atteints de suppuration endobronchique chronique. étudier un rôle possible dans la pathogenèseAinsi, nous avons étudié le lavage bronchoalvéolaire BAL des enfants atteints de PBB et de BE légère Nous avons cherché à identifier la prévalence de HAdV; la diversité des génotypes / espèces en utilisant l’analyse de séquence, et si la présence de HAdV augmentait les chances de co-infection bactérienne Nous avons supposé que, dans les voies aériennes inférieures des enfants avec PBB et BE doux, certains génotypes / espèces HAdV prédomineraient, et cette présence de HAdV augmente le risque de co-infection bactérienne

Méthodes

Les enfants inclus dans cette étude étaient un sous-ensemble d’une étude de cohorte longitudinale prospective plus importante sur la toux chronique chez les enfants L’approbation éthique a été obtenue auprès des parents du Queensland Children’s Health Services. Les enfants ont été recrutés entre Mars et Septembre, couvrant les saisons hivernales Des enfants subissant une bronchoscopie flexible et BAL pour indication clinique, ont été diagnostiqués avec PBB ou BE, et étaient donc éligibles à l’inclusion Les enfants ont été divisés en groupes: BAL positif pour HAdV HAdV ou BAL négatif Les données démographiques de HAdV-HAdV-Key et les caractéristiques de la toux ont été obtenues via un questionnaire clinique standardisé. Un suivi prospectif des participants a été réalisé avec des journaux quotidiens sur la toux et des contacts mensuels par email ou par téléphone. , immunoglobulines IgG, IgA, I Sous-classes gM, IgE, IgG, réponses IgG anticorps spécifiques à Haemophilus influenzae type b et Clostridium tetani, et sous-ensembles lymphocytaires incluant CD et CD cellules tueuses naturelles [NK] bronchoscopie et BAL ont été réalisées comme décrit précédemment , en accord avec European Respiratory Society lignes directrices La bactériologie quantitative et la cellularité des échantillons de BAL ont été entreprises comme indiqué dans une étude antérieure

Microbiologie

La culture semi-quantitative normalisée de liquide BAL a été réalisée en utilisant des techniques de laboratoire courantes, comme décrit précédemment Infection avec des pathogènes respiratoires majeurs H influenzae, Moraxella catarrhalis, Streptococcus pneumoniae et Staphylococcus aureus a été définie par la charge bactérienne des unités formant des colonies. , en utilisant des techniques de culture standard décrites ailleurs La réaction en chaîne par polymérase en temps réel PCR a été utilisée pour détecter un panel de virus respiratoires en général, et un panel élargi dans un sous-ensemble aléatoire de virus HAdV, virus respiratoire syncytial virus humain de la grippe A, virus humain de la grippe B, virus parainfluenza humain – HPIV -, panel standard de métapneumovirus humains, rhinovirus humains, bocavirus humain, coronavirus humains NL, OC, E, HKU, polyomavirus WU, et PCR du panelHAdV entrepris sur tous les échantillons de BAL dans un laboratoire clinique Pathologie Queensland, Royal Brisbane et Women’s Hospital, Br Isbane, Australie, en utilisant une méthode précédemment décrite , pour identifier les participants HAdV Un sous-ensemble aléatoire d’isolats HAdV, basé sur la disponibilité de l’échantillon, HAdV sur les enfants BAL, a subi le séquençage des nucléotides dans un laboratoire de recherche Queensland Pediatric Infectious Diseases Laboratory, Brisbane, AustralieHAdV le génotypage, basé sur les régions hypervariables du gène hexon -, a été conduit comme décrit précédemment . En bref, μL d’extrait d’acide nucléique a été amplifié dans une réaction de PCR nichée. AdHexF-TICTTTGACATICGIGGIGTICTIGA et AdHexR-CTGTCIACIGCCTGRTTCCACA, chlorure de magnésium μM, tampon, et kit MyTaq HS ADN polymérase Bioline, Australie et a été incubé pendant minute à ° C suivi de cycles de ° C pour minute, ° C pour minute, ° C pour minutes, et une incubation finale à ° C pour la minute ronde utilisée μL du produit PCR Round comme matrice, les mêmes conditions mais différentes amorces AdHexF-GGYCCYAGYTTYAARCCCTAYTC et AdHexR-GGTTCTGTCICCCAGAGARTCIAGCA Les produits Round PCR ont été vérifiés par électrophorèse sur gel d’agarose, purifiés, et soumis au séquençage des nucléotides Les relations entre les génotypes HAdV, séquencés à partir d’enfants étudiés HAdV, ont été illustrées dans un arbre phylogénétique construit à l’aide de la méthode de jointure voisine avec histoire évolutive inférée dans MEGA [ ] après alignement de séquence dans la version de Geneious Des séquences supplémentaires ont été inclus de GenBank étiqueté avec le génotype et le numéro d’accession pour définir l’espèce selon une approche décrite précédemment

Figure Vue largeTélécharger une méthode voisine d’analyse phylogénétique des génotypes d’adénovirus humains HAdV et leurs espèces assignées Les séquences nucléotidiques approximativement nt longues du gène hexon des échantillons HAdV-positifs des patients de l’étude sont préfixées avec Royal Children’s Hospital RCH Les distances évolutives ont été calculées en utilisant la méthode du maximum de vraisemblance composite et sont dans les unités du nombre de substitutions de bases par site Des séquences supplémentaires de spéciation sont incluses de GenBank étiquetées avec le génotype et le numéro d’accession en gras Le pourcentage d’arbres répliqués dans lesquels les taxons associés se sont regroupés. Les répliques de test bootstrap sont montrées à côté des principales branchesFigure View largeDownload slideUne méthode d’analyse phylogénétique des génotypes d’adénovirus humains HAdV et leurs espèces assignées Les séquences nucléotidiques approximativement nt longues du gène hexon des échantillons HAdV-positifs des patients de l’étude sont préfixées Wi Les distances évolutives ont été calculées en utilisant la méthode du maximum de vraisemblance composite et sont exprimées en unités du nombre de substitutions de bases par site. Des séquences supplémentaires pour la spéciation sont incluses de GenBank étiquetées avec le génotype et le numéro d’accession en gras. les arbres répliqués dans lesquels les taxons associés regroupés dans les réplicats de test bootstrap sont affichés à côté des branches principales

Définitions cliniques

BE a été diagnostiqué sur la base de critères radiologiques chez les enfants présentant des symptômes cliniques compatibles avec BE Tous avaient des signes de BE cylindrique doux sur scanner haute résolution tomodensitométrique reconstruit à partir d’un scanner multidétecteur Un diagnostic de PBB a été posé chez les enfants les critères suivants: antécédents de toux humide chronique ≥ ≥ semaines, données probantes soutenues par les antitussifs de la réponse à des semaines d’antibiotiques amoxicilline-clavulanate, et absence de signes cliniques suggérant une autre cause de toux

Analyses statistiques

Des analyses descriptives ont été réalisées en utilisant le test exact Pearson χ ou Fisher pour les variables catégoriques. Le test U de Mann-Whitney a été utilisé pour les comparaisons de groupes et Kruskal-Wallis test pour les comparaisons de groupes de variables continues La régression logistique binaire a été utilisée pour calculer les rapports de cotes et les valeurs de P. a été considéré statistiquement significatif. Les analyses statistiques ont été effectuées à l’aide de la version IBM SPSS IBM SPSS, Armonk, New York

RÉSULTATS

Population étudiée

Parmi les enfants avec PBB ou BE, étaient HAdV et HAdV- L’âge médian des enfants dans l’étude était mois IQR, – mois, mois IQR, – mois dans ceux avec PBB, et mois IQR, – mois dans ceux avec BE l’âge médian était similaire entre les groupes HAdV et HAdV- chez les enfants avec BE P =, Tableau Chez les enfants avec PBB, ceux du groupe HAdV étaient significativement plus jeunes que le groupe HAdV- P = Il n’y avait pas de différences dans le sexe des enfants selon Statut HAdV dans les groupes PBB ou BE P = et P = Aucune différence saisonnière dans les taux de détection HAdV n’a été observée P =

Tableau Caractéristiques de la population Groupe d’étude No% Âge, mo Sexe Médiane IQR M F HAdV – PBB – BE – HAdV- – PBB – BE – Groupe No% Âge, mo Sexe Médiane IQR M F HAdV – PBB – BE – HAdV- – PBB – BE – Abréviations: / -, détection positive / négative; BE, bronchectasie; HAdV, adénovirus humain; IQR, intervalle interquartile; PBB, bronchite bactérienne prolongée Les cellules LargeCD et CD NK ont été élevées au-dessus de la normale chez -% de HAdV et de% des enfants HAdV- P = Quand HAdV a été exclu, des taux similaires d’élévation des cellules NK ont été observés chez les enfants avec ou sans panel standard virus respiratoires détectés dans BAL P = Les tests de la fonction immunitaire de base étaient par ailleurs normaux

Génotypes HAdV

Le génotypage de HAdV a été effectué sur un sous-ensemble aléatoire basé sur la disponibilité d’échantillons de HAdV sur des enfants BAL d’isolats HAdV typables,% ont été identifiés comme étant des espèces HAdV C; % comme HAdV-, et% comme HAdV- Un seul isolat HAdV a été identifié comme génotype, espèce E, chez un enfant présentant de la fièvre légère et des symptômes bénins des voies respiratoires supérieures au moment de la bronchoscopie.

Codetection bactérienne avec HAdV

Les principaux agents pathogènes bactériens détectés dans les groupes HAdV et HAdV- étaient H influenzae, M catarrhalis et S pneumoniae. Le statut HAdV a montré une association positive avec chaque pathogène bactérien majeur. Staphylococcus aureus était la quatrième bactérie la plus commune causant une infection des voies respiratoires inférieures; Cependant, une association négative significative avec le statut HAdV a été observée.

Tableau Régression logistique univariée montrant les relations entre statut d’adénovirus humain et infection bactérienne sur infection bactérienne de lavage broncho-alvéolaire HAdV n = HAdV- n = OR% CI P Valeur Haemophilus influenzae% – Moraxella catarrhalis%% – Streptococcus pneumoniae%% – Staphylococcus aureus% … Infection bactérienne HAdV n = HAdV- n = OR% CI P Valeur Haemophilus influenzae% – Moraxella catarrhalis%% – Streptococcus pneumoniae%% – Staphylococcus aureus%% … a Abréviations: / -, détection positive / négative; CI, intervalle de confiance; HAdV, adénovirus humain; OU, odds ratioa Calculé à l’aide du test exact de FisherVérifier une infection des voies respiratoires avec une ou plusieurs bactéries majeures a montré une association positive significative avec le rapport de cotes HAdV [OR], [% intervalle de confiance {CI}, -]; P = Après ajustement pour l’âge, en utilisant une régression logistique multiple, cette association n’était plus significative OR, [% CI, -]; P =, alors que la relation entre infection bactérienne et âge est restée significative OR, [% CI, -]; P & lt; Bien qu’il y ait eu un peu plus de détections de HAdV comparé à HAdV-, aucune autre association entre les génotypes individuels et la co-infection bactérienne n’a été observée données non montrées Le groupe HAdV était plus susceptible d’avoir une infection des voies aériennes inférieures avec plusieurs espèces bactériennes majeures sauf S aureus, comparé au groupe HAdV- OR, [% CI, -]; P = Cependant, sur l’ajustement de l’âge, en utilisant la régression logistique multiple, cette association n’était plus significative. [% CI, -], P =

Autres pathogènes

Les taux de détection de Mycoplasma pneumoniae par PCR étaient similaires entre les groupes HAdV et HAdV dans les groupes HAdV et HAdV; P = De même, les virus respiratoires du panel standard ont été détectés à des taux similaires chez les enfants HAdV et HAdV. Il y avait% et détection de virus influenza P = et% et% détections de HPIV P = respectivement dans les groupes HAdV- et HAdV Respiratory syncytial virus a été détecté en% et P =, et métapneumovirus humain a été détecté en% et P = enfants dans les groupes HAdV- et HAdV, respectivement de HAdV- et HADV participants qui avaient étendu le test du panel viral de BAL, environ un quart des enfants HAdV- rhinovirus humain positif sur BAL n = [%] comparé à plus de la moitié des enfants HAdV n = [%]; P = De même, le bocavirus humain a été détecté moins fréquemment dans HAdV-, comparé aux enfants HAdV de [%] par rapport à [%]; P = Le coronavirus humain OC a été détecté chez le participant HAdV et aucun participant au HAdV P =

DISCUSSION

La tendance à la codéection du HAdV avec des agents pathogènes bactériens, par exemple, NTHi, a été documentée dans des études sur les maladies respiratoires humaines Cependant, les preuves les plus convaincantes de synergie microbienne proviennent d’une étude animale sur l’otite moyenne. un modèle de chinchilla d’otite moyenne expérimentale due aux espèces HAdV C et NTHi, Suzuki et al ont démontré un effet synergique des agents pathogènes Ils ont trouvé que l’inflammation était la plus forte en présence de HAdV et de NTHi, comparé à HAdV ou NTHi seul. L’inoculation de HAdV avant l’inoculation de NTHi a provoqué la plus grande inflammation de la membrane tympanique et un dysfonctionnement de la muqueuse. Nous avons déjà montré que l’inflammation des voies respiratoires inférieures neutrophiles est maximale en présence de co-infection virale-bactérienne des voies aériennes des enfants. Il est en effet plausible que HAdV-C et H influenzae puissent également jouer un rôle synergique dans l’initiation et / ou l’exacerbation des maladies chroniques. L’association négative de HAdV avec S aureus dans les voies respiratoires inférieures observée dans la présente étude peut être due à la présence accrue d’autres pathogènes bactériens, par exemple, H influenzae dans HAdV comparé à HAdV- enfants Négatif Les associations entre S pneumoniae et S aureus et entre H influenzae et S aureus sont bien décrites dans les études sur les voies respiratoires supérieures. On pense que ces interactions reflètent une compétition naturelle entre la colonisation avec ces organismes . relation avec HAdV dans les voies respiratoires inférieures des enfants avec PBB et BE sont susceptibles d’avoir une pertinence clinique et peuvent représenter un indice important de la pathogenèse sous-jacente de ces processus pathologiques. Notre hypothèse est basée sur plusieurs résultats clés. les voies aériennes de ces enfants, avec un mécanisme plausible pour la maladie; la présence de niveaux élevés de cellules NK chez les enfants HAdV, cependant, pas dans ceux avec d’autres virus respiratoires du panel standard, indiquant une réponse immunitaire systémique à HAdV dans le poumon; recherches antérieures reliant HAdV dans le nasopharynx et / ou le poumon à l’inflammation neutrophilique accrue et la lymphopénie des voies respiratoires inférieures suggérant une réplication virale active ; et l’association démontrée entre le statut HAdV et l’infection bactérienne des voies respiratoires inférieures, ce dernier étant une caractéristique clé de PBB et BE Il est donc peu probable que HAdV soit un témoin innocent, comme le suggéraient des études épidémiologiques précoces. Bien que nous ayons décrit des découvertes nouvelles et importantes, Premièrement, bien que nos données transversales mettent en évidence des associations importantes, nous ne pouvons pas attribuer la causalité. Un échantillonnage répété des voies respiratoires inférieures serait nécessaire pour établir la séquence temporelle de l’infection des voies aériennes inférieures et déterminer une relation de cause à effet. Deuxièmement, nous n’incluions pas la sérologie HAdV dans notre panel de tests sanguins. Cela nécessite idéalement une ponction veineuse répétée, ce qui n’était pas faisable dans notre contexte car de nombreux enfants de l’étude résident à l’extérieur de Brisbane. En ce qui concerne les méthodes de détection HAdV, bien que la culture détecte virus infectieux, la PCR est plus sensible et est la norme clinique actuelle Bien qu’une PCR positive pour HAdV ne distingue pas facilement le virus infectieux du virus non infectieux, l’identification de l’ADN HAdV indique que l’infection a eu lieu à un stade ultérieur. Troisièmement, nous avons détecté peu de virus conventionnels des panels respiratoires autres que HAdV et seulement effectué des analyses de panel virales étendues sur un sous-ensemble, limitant notre capacité à explorer d’autres virus possibles. Interactions virales et virales Enfin, la forte relation entre l’âge et le statut HAdV, et la probabilité accrue de co-infection bactérienne avec HAdV chez les jeunes enfants, est susceptible d’être significative Cette découverte soulève la question de savoir si les enfants plus jeunes sont prédisposés aux infections polymicrobiennes , par le biais des processus du système immunitaire immatures, plutôt que d’une véritable bactérie virale interaction Le timing de l’acquisition de HAdV, par rapport à l’âge, peut donc être important pour évaluer le lien entre HAdV et le développement futur de PBB et / ou BEWe conclure que les génotypes HAdV-C sont les espèces HAdV dominantes infectant les voies respiratoires inférieures des jeunes enfants avec suppuration endobronchique chronique L’association significative entre HAdV et infection bactérienne des voies respiratoires inférieures suggère un rôle possible de HAdV-C dans la pathogenèse des maladies pulmonaires suppurées chroniques chez les jeunes enfants Nos résultats peuvent avoir des implications pour les cibles dans la prévention des maladies pulmonaires suppurées chroniques; cependant, d’autres recherches pour établir définitivement la causalité seraient nécessaires

Remarques

Remerciements Nous remercions les familles qui ont participé à cette étude; Sophie Anderson-James, Carol Willis et Joanna Tuppin pour leur aide dans le recrutement de patients, la saisie de données et la coordination des études; Les points de vue exprimés dans cette publication sont ceux des auteurs et ne reflètent pas les points de vue du Conseil national de la santé et de la recherche médicale NHMRCFinancement financier Ce travail a été soutenu par le projet du NHMRC et Xiaoyan Lu US Centers for Disease Control and Prevention pour le génotypage HAdV. DFW est soutenu par des bourses de la Thoracic Society d’Australie et de Nouvelle-Zélande / Allen et Hanbury’s, l’Institut de recherche médicale pour enfants du Queensland et NHMRC ABC est soutenu par des bourses de praticiens du NHMRC subventions et conflits d’intérêts potentiels IMM a reçu un paiement pour des services de conseil de Firebrick Pharma JWU a siégé au conseil consultatif de Novartis et a déjà reçu des paiements pour des conférences ou servi sur des bureaux de conférenciers pour AstraZeneca, GSK, Novartis et Boehringer. signaler aucun con potentiel flicts Tous les auteurs ont soumis le formulaire ICMJE pour la divulgation des conflits potentiels de conflits d’intérêts que les éditeurs considèrent pertinents pour le contenu du manuscrit ont été divulgués