Source Case
Übertragung von M. tuberculosis ist ein klassisches Beispiel einer Tröpfcheninfektion.31 In fast allen Fällen wird eine tuberkulöse Infektion durch Inhalation einer oder mehrerer Tuberkelbazillen in einem Partikel in der Luft, das klein genug ist (1 bis 5 µm), um eine Alveole zu erreichen, erworben. Damit eine Person mit Tuberkulose infektiös ist, müssen die Organismen Zugang zu Umgebungsluft haben und aerosolisiert werden. Im Großen und Ganzen bedeutet dies, dass nur Patienten mit Lungentuberkulose als infektiös angesehen werden können., Lungengängige Partikel, die M. tuberculosis enthalten, können jedoch selten aus anderen Quellen erzeugt werden (z. B. Spülung eines tuberkulösen Abszesses).32 Nachdem aerosolisierte Atmungssekrete aus der Nase oder dem Mund ausgestoßen wurden, verdunstet ihr Wassergehalt schnell und hinterlässt nur einen kleinen Rest fester Substanz—den Tröpfchenkern—, der Tuberkelbazillen enthalten kann und der mehrere Stunden in der Luft suspendiert bleiben kann.,33 Ein einzelner Bazillus in einem winzigen Tröpfchenkern ist gefährlicher als mehrere Bazillen in größeren luftgetragenen Partikeln, die sich beim Einatmen eher in den Atemwegen als in Alveolen ablagern und die dann durch mukoziliäre Clearance schnell entfernt oder abgetötet werden.
Husten ist der effektivste Mechanismus zur Erzeugung von Aerosolen, die Tröpfchenkerne bilden, aber es ist nicht der einzige Mechanismus., Andere erzwungene exspiratorische Manöver als Husten—wie Niesen, Schreien, Singen und lautes Sprechen-beinhalten mehr oder weniger die plötzliche Beschleunigung der Luft, die erforderlich ist, um eine flüssige Oberfläche oder Schleimstränge zu stören, wodurch Partikel aerosolisiert werden. Dünne, wässrige Sekrete werden leichter in kleine lungengängige Tröpfchen fragmentiert als zähflüssiger Schleim. Je größer das Volumen der Atmungssekrete ist, desto größer ist im Allgemeinen die Anzahl potenziell infektiöser Tröpfchen., Riley und Coworkers34 zeigten eine deutliche Variabilität des infektiösen Potenzials von Tuberkulosepatienten, die teilweise mit der Schwere des Hustens zusammenhängen könnte. Ein Patient mit außergewöhnlich infektiöser Tuberkulose hatte nicht nur schwere Lungentuberkulose, sondern auch tuberkulöse Laryngitis. Es wurde berechnet, dass dieser Patient so ansteckend war wie ein Kind mit Masern für andere anfällige Kinder. Ähnliche Studien von Escombe und Kollegen, in denen die Infektiosität von HIV-infizierten Patienten mit Tuberkulose beschrieben wurde, berichteten, dass die Infektiosität sehr heterogen war., Von 97 Patienten (118 Einweisungen), die in eine HIV-Tuberkulose-Station eingeliefert wurden, verursachten 10 90% der Infektionen bei Meerschweinchen, die Luft ausgesetzt waren, die von der Station erschöpft war. Von den 10 infektiösen Patienten hatten 6 eine unzureichend behandelte MDR-Tuberkulose; Zusätzlich zur MDR-Tuberkulose trugen Sputumabstrich positiv und suboptimale Behandlung zum Grad der Infektiosität bei. Ebenso war in einer Studie mit Haushaltskontakten von Tuberkulosepatienten die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung geringer, wenn der Quellfall HIV-infiziert war und eine CD4-T-Zellzahl von weniger als 250/µL aufwies.,36 In dieser Studie war die Wirkung von HIV und Immunschwäche größer als durch Unterschiede im Abstrichstatus, verzögerte Behandlung oder das Vorhandensein von kavitären Läsionen erklärt werden konnte. Selbst wenn die bazilläre Belastung berücksichtigt wird, besteht eine erhebliche unerklärliche Variabilität der Infektiosität. Jones-Lopez und Kollegien37 verwendeten ein Luftprobenahmegerät, um M. tuberculosis in ausgeatmeter (hustender) Luft einzufangen, und zeigten, dass Infektiosität mit dem Vorhandensein kultivierbarer Organismen in der entnommenen Luft verbunden war., Der Befund von Organismen in der ausgeatmeten Luft war von Patient zu Patient sehr variabel und korrelierte nicht mit den Ergebnissen des Sputumabstrichs.
Einfache Manöver, wie das Abdecken des Mundes beim Husten, können die Bildung von Tröpfchenkernen reduzieren, indem Tröpfchen aus dem Luftstrom abgelenkt werden. In ähnlicher Weise ist eine vom Patienten getragene Maske wirksam, da Partikel gefangen werden, solange sie noch groß sind, bevor der Wassergehalt verdunstet ist., Masken (Einweg-Partikelschutzmasken), die von Personen getragen werden, die einer infektiösen Quelle ausgesetzt sind, sind weniger wirksam als Masken, die von Patienten getragen werden, da die meisten Tröpfchenkerne in der Luft viel kleiner sind als ihre Elterntröpfchen. Richtig aufgebaute, gut sitzende Masken sind jedoch sehr effizient bei der Entfernung von lungengängigen Partikeln von 1 bis 5 µm38 (siehe auch Kapitel 11).
Ein zweiter Faktor des Quellfalls, der bei der Bestimmung der Infektiosität zu berücksichtigen ist, ist die Anzahl der in der Lunge enthaltenen Organismen., Dies kann aus dem Ausmaß und der Morphologie der Erkrankung abgeleitet werden, wie sie durch das Röntgenbild der Brust bestimmt und direkter durch mikroskopische Untersuchung des Sputums geschätzt wird. Canetti zeigte, dass die bazilläre Population tuberkulöser Läsionen je nach Morphologie der Läsion stark variiert.39 Die Anzahl der Bazillen in festen nodulären Läsionen reicht von 102 bis 104 Organismen, während bei kavitären Läsionen Populationen in der Größenordnung von 107 bis 109 Bazillen liegen., Loudon und Spohn, 40, zeigten unter anderem, dass die Prävalenz von Tuberkulinreaktoren bei jungen Kontakten von Patienten mit neu entdeckter Tuberkulose mit zunehmendem radiologischen Ausmaß der Beteiligung zunahm. Daher sollte bei der Tuberkulosekontrolle den Kontakten von Personen mit ausgedehnterer Tuberkulose eine höhere Priorität für die Bewertung eingeräumt werden als den Kontakten von Personen mit weniger schweren Erkrankungen.
Das direkteste Mittel zur Schätzung der Bazillenpopulation ist die mikroskopische Untersuchung von richtig gefärbten Sputumabstrichen., Eine durchschnittliche lebensfähige Bazillenpopulation von 5000 bis 10.000 Organismen pro Milliliter Sputum ist erforderlich, damit die Organismen in einem säurefesten Sputumabstrich gesehen werden können.41 Die Kontakte von Patienten mit Organismen, die in Sputumabstrichen vorhanden sind, weisen eine viel höhere Infektionsprävalenz auf als Kontakte von Patienten mit negativen Abstrichen und entweder positiven oder negativen Kulturen.42 Die Kontakte von Sputum-Abstrich-negativen Patienten können jedoch immer noch eine tuberkulöse Infektion bekommen und Tuberkulose entwickeln., Es wurde geschätzt, dass die Übertragung von Abstrichen-negativen Patienten die Ursache für etwa 17% der neu diagnostizierten Fälle in San Francisco war.43
Ein dritter wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Infektiosität eines bestimmten Falls ist der Einsatz einer Chemotherapie. In Studien zur Identifizierung und Quantifizierung von Faktoren, die die Übertragbarkeit von M. tuberculosis beeinflussen, stellten Sultan und Assoziate44 und Riley and coworkers34 fest, dass Patienten, die positive Sputumabstriche hatten, aber Antituberkulose-Medikamente erhielten, für Meerschweinchen viel weniger infektiös waren als unbehandelte Patienten., Nach ihren Berechnungen betrug die relative Infektiosität unbehandelter Patienten im Vergleich zu behandelten Patienten 50: 1. Escombe und Kollegen, 35, wie bereits erwähnt, kamen zu einem ähnlichen Schluss. Im Einklang mit diesen experimentellen Beobachtungen hat sich ein erheblicher Teil klinischer Daten angesammelt, der darauf hinweist, dass die Übertragung von M. tuberculosis nach Beginn der Behandlung, für die die Organismen anfällig sind, schnell abnimmt., Die Quantifizierung der Infektiosität von durch Husten erzeugten Aerosolen hat das gleiche Ergebnis gezeigt-dass der Hauptfaktor für persistente kulturpositive Aerosole in der Vorwoche der Mangel an wirksamer Behandlung war.37 Der wichtigste Mechanismus, durch den die Chemotherapie die Infektiosität reduziert, ist die direkte Wirkung des Arzneimittels auf die Bazillenpopulation in der Lunge. Hobbygärtner und Vereinsmitglieder fanden das nach durchschnittlich 15 Jahren.,Nach 6 Tagen Multidrug-Chemotherapie verringerte sich die Anzahl der Tuberkelbazillen pro Milliliter Sputum von mindestens 2 Stämmen von ungefähr 106 auf ungefähr 104 oder eine 99% ige Abnahme. Diese Daten ähneln denen von Jindani und Kollegen, die in den ersten 2 Behandlungstagen eine Verringerung der Koloniezahlen von fast 2 Stämmen pro Milliliter Sputum und eine weitere Verringerung von 1 Protokoll während der nächsten 12 Tage zeigten.45 So gab es in den ersten 2 Behandlungswochen eine Abnahme von etwa 107 auf 104 Organismen pro Milliliter Sputum oder eine Verringerung von 99,9%., Selbst bei dieser tiefgreifenden Verringerung der bazillären Population würde die verbleibende Anzahl von Organismen (10.000 pro Milliliter Sputum) jedoch immer noch ausreichen, um einen positiven säurefesten Sputumabstrich zu erzeugen. Zusätzlich zur Verringerung der Anzahl lebensfähiger Bazillen verringert die Chemotherapie auch sofort den Husten. Loudon und Spohn40 stellten fest, dass der Husten nach 1 Behandlungswoche um 40% und nach 2 Wochen um 65% reduziert wurde. Die Summe dieser Effekte ist, dass, sobald ein Patient mit Tuberkulose auf eine wirksame Therapie gesetzt wird, die Übertragung von Tuberkelbazillen aufhört, ein Problem zu sein., Der Rückgang der Infektiosität wird hauptsächlich durch die rasche Verringerung der Bazillenpopulation in der Lunge infolge einer Antituberkulose-Chemotherapie, insbesondere Isoniazid, verursacht. Arzneimittelschemata, die kein Isoniazid enthalten, sollten wahrscheinlich nicht erwartet werden, dass der Patient nicht so schnell infiziert wird wie diejenigen, die Isoniazid enthalten. Ebenso kann die sofortige Verringerung der Infektiosität bei Patienten, die Organismen beherbergen, die gegen Isoniazid resistent sind, nicht angenommen werden.
Verschiedene Stämme haben unterschiedliche Infektiosität. Zum Beispiel Stämme von M., tuberkulose, die gegen Isoniazid resistent ist, kann weniger pathogen sein als vollständig anfällige Organismen.46,47 Molekulare epidemiologische Studien legen nahe, dass die Mutation, die Resistenz verleiht, eine Rolle bei der Pathogenität von M. tuberculosis spielen kann, insbesondere Mutationen, die mit Isoniazidresistenz assoziiert sind.48 Isolate mit der häufigsten Mutation, katG S315T und dem inhA-Promotor 15c-t, konnten sekundäre Fälle von Tuberkulose verursachen (definiert als genotypische Gruppierung von Stämmen in einer Population). Im Gegensatz dazu verursachten andere Mutationen in katG als die übliche S315T-Mutation keine Sekundärfälle., Obwohl weitere Informationen erforderlich sind, um diesen Zusammenhang zu bestätigen, kann dieser Befund die unterschiedlichen Ergebnisse in Bezug auf die Pathogenität einiger arzneimittelresistenter Stämme erklären. Es ist auch klar, dass die geringere Pathogenität leicht durch eine längere Infektiosität ausgeglichen werden kann, wie dies bei einer unwirksamen Behandlung zu erwarten ist,wie von Escombe and Associates vorgeschlagen, 35 oder bei Exposition eines immungeschwächten Wirts., Ausbrüche von Tuberkulose, die durch MDR-und XDR-Stämme von Tuberkelbazillen verursacht wurden,haben in Krankenhäusern oder Justizvollzugsanstalten stattgefunden und betreffen überproportional HIV-infizierte Personen, obwohl auch immunkompetente Personen beteiligt waren.
Die operativen Implikationen dieser Annahmen in Bezug auf Infektiosität sollten entsprechend den Lebens-und Arbeitsbedingungen des Patienten geändert werden., Die allgemeinen Grundsätze der Infektionskontrolle beinhalten eine Bewertung der Anfälligkeit für tuberkulöse Infektionen von Personen, die potenziell exponiert sind, und der Folgen, wenn sich exponierte Personen infizieren.