Campylobacter Infections of Domestic Origin in Finland

Abstract

Campylobacter jejuni and C. coli are the leading causes of human bacterial gastroenteritis in developed countries. Most human Campylobacter infections are sporadic and a seasonal peak in the distribution of infections can be seen in the summer months in several countries, including Finland. A variety of risk factors for Campylobacter infections have been identified; handling and eating poultry, drinking unpasteurized milk, contact with domestic animals, and travelling abroad. However, the relative importance of the different risk factors in sporadic cases of Campylobacter infection remains unknown. In most cases, the infection is self-limiting and no specific treatment is required. Campylobacter enteritis can cause a wide range of complications, including reactive arthritis (ReA) that is reported in 1-5% of the cases.

Seven clinical microbiology laboratories serving different geographical areas of Finland, participated in this multi-centre study, conducted during a seasonal peak in 2002. In a matched case-control study, domestically-acquired sporadic Campylobacter infections from three geographical areas were collected. The final study comprised 100 cases and 137 controls. Risk factors for sporadic domestically-acquired Campylobacter infections were identified on the basis of a questionnaire; swimming in natural waters was found to be a novel risk factor for Campylobacter infection. Other independent risk factors were tasting or eating raw or undercooked meat and drinking untreated water from a dug well.

The role of bacterial strain and host characteristics are not fully understood in Campylobacter infections. Exposure factors, demographical characteristics, and the serotype of the Campylobacter isolate may affect the severity of the enteritis. This cross-sectional study comprised 114 patients with C. jejuni enteritis, diagnosed in three clinical microbiology laboratories; most of the patients had participated in the previous case-control study. Swimming was associated with age ≤ 5 years and serotype Pen 6,7 was found significantly more often among patients reporting swimming. The geographical distribution among serotypes varied; serotype Pen 4-complex appeared more often in patients from urban areas and serotype Pen 21 among patients from more rural areas. Thus, risk factors and sources of infection for C. jejuni infection may vary among individuals depending on age and geographical location.

The in vitro susceptibilities of C. jejuni and C. coli strains isolated from patients infected abroad (85 strains) or domestically (393 strains) revealed that susceptibility to erythromycin is still high, even among isolates of foreign origin. However, the novel antimicrobial agent telithromycin did not offer any advantage over erythromycin; isolates with high minimal inhibitory concentrations (MICs) for erythromycin also showed reduced susceptibility to telithromycin. Reduced susceptibility to fluoroquinolones was detected almost exclusively among isolates of foreign origin and half of these isolates with high MICs for fluoroquinolones also showed elevated MICs for doxycycline.

Questionnaires concerning complications associated with C. jejuni enteritis were sent to patients two months after becoming ill; 201 patients from seven different geographical areas were included in the study. Musculoskeletal complications after C. jejuni infection were commonly reported by patients (39%). The incidence of classical ReA was 4% and that of Achilles enthesopathy and/or heel pain 9%. Other C. jejuni-associated reactive joint symptoms were commonly reported, however, due to their milder nature seldom seen and diagnosed by a physician. The severity of the enteritis may predict further complications; stomach ache during enteritis was connected to the development of later joint pain. Early antimicrobial treatment, within two days from the start of symptoms, shortened the duration of diarrhoea by two days but did not prevent later musculoskeletal complications.

Campylobacter is an important human enteropathogen and causes a significant burden of illness. As the incidence of Campylobacter infections is high, the importance of the infection and the occurrence of complications will increase. This stresses the importance of understanding the risk factors for acquiring Campylobacter infection and how bacterial strain and host characteristics may affect the risk for infection. The role of antimicrobial treatment for acute Campylobacter enteritis seems to be marginal and should be used restrictively.

Kampylobakteeri on yleisin bakteeriripulin aiheuttaja kehittyneissä maissa. Kampylobakteeri-infektioiden esiintyvyys vaihtelee vuodenaikojen mukaan ollen kesäkuukausina suurimmillaan. Suurin osa kampylobakteeri-infektioista on sporadisia, mutta myös epidemioita on kuvattu. Infektiolle altistavia riskitekijöitä ovat broilerin ja siipikarjan käsittely ja syöminen, pastöroimattoman maidon juonti, koti- ja karjaeläinkontaktit sekä ulkomaanmatkailu.

Erilaisten riskitekijöiden merkitys sekä bakteerikantojen ominaisuudet sporadisissa kampylobakteeri-infektioissa ovat huonosti tunnettuja. Suurin osa infektioista paranee itsestään, mutta vaikeissa tapauksissa voidaan tarvita antibiootti- ja sairaalahoitoa. Joskus kampylobakteeri-infektio aiheuttaa jälkitauteja, joista reaktiivinen artriitti esiintyy 1-5%:lla tapauksista.

Väitöskirjatutkimus on antanut tärkeää tietoa kampylobakteeri-infektion epidemiologiasta. Tutkimusmateriaali kerättiin kesällä 2002. Tutkimukseen osallistui seitsemän kliinistä mikrobiologista laboratoriota, jotka kattavat eri maantieteellisiä alueita. Ensimmäinen osatyö selvitti kotimaisen kampylobakteeriripulin riskitekijöitä. Tutkimuksessa löydettiin kolme riskitekijää: raa’an tai huonosti kypsennetyn lihan syönti, rengaskaivoveden juonti ja uiminen luonnonvesissä (meri, järvi).

Toinen osatyö osoitti, että riippuen potilaan iästä sekä asuinpaikasta potilaat altistuivat eri kampylobakteerilähteille ja bakteeriserotyypeille. Alle viisivuotiaat lapset uivat muita useammin ja heillä serotyyppi Pen 6,7 oli tavallisin. Serotyyppien jakauma eri alueilla vaihteli. Serotyyppi Pen 4-komplex oli yleinen taajama-alueilla ja serotyyppiä Pen 21 esiintyi maalla. Serotyyppi Pen 57 oli kytköksissä lyhyeen taudin kestoon.

Kolmannessa osatyössä tutkittiin telitromysiinin ja neljän muun antibiootin in vitro -vaikutusta 393 kotimaisella ja 85 ulkomaisella kampylobakteerikannalla. Tutkimus osoitti, että kliinisesti relevantit antibiootit, kuten erytromysiini ja siprofloksasiini, tehosivat varsin hyvin kotimaisiin bakteerikantoihin. Ulkomaisista kannoista osalla oli alentunut herkkyys usealle eri antibiootille. Telitromysiini ei osoittautunut erytromysiiniä tehokkaammaksi.

Viimeisessä osatyössä selvitettiin komplikaatioiden esiintyvyyttä kampylobakteeriripulin jälkeen. Yleisimpiä olivat tuki- ja liikuntaelinoireet (39%), joista nivelkipu oli tavallisin. Reaktiivinen artriitti diagnosoitiin 4%:lla potilaista ja akilles-tendiniitti tai kantapääkipu 9%:lla. Lisäksi kampylobakteeri-infektioon liittyi useita muita reaktiivisia niveloireita, mutta ne johtivat harvoin lääkärissä käyntiin ja jäivät täten yleensä diagnosoimatta. Aikainen antbioottihoidon aloitus lyhensi ripulin kestoa keskimäärin kahdella päivällä, mutta ei vähentänyt komplikaatioiden esiintyvyyttä.

Kampylobakteeri-infektiot ovat yleisiä ja aiheuttavat merkittävän sairastaakan - sekä itse enteriitin että komplikaatioiden muodossa. Tämä vahvistaa tarvetta ymmärtää, miten tartuntalähteet sekä bakteerikantojen ja isännän ominaisuudet vaikuttavat tartuntariskiin. Antibiooteilla ei voida ehkäistä komplikaatioita ja niillä on vain marginaalinen vaikutus ripulin kestoon. Täten antibioottien käyttöä kampylobakteeriripuleissa tulisi rajoittaa.

Kampylobakterien är den vanligaste bakterieorsakade magsjukan i utvecklade länder. Förekomsten av kampylobakterieinfektioner hos människor uppvisar en stor årstids-variation och sommarmånaderna är högsäsong, speciellt för inhemska infektioner. Största delen av kampylobakterieinfektionerna är sporadiska, men epidemier har rapporterats. Typiska risk faktorer är att hantera eller äta höns/fjäderfä, dricka icke-pastöriserad mjölk, kontakt med hus- och bondgårdsdjur samt att resa utomlands.

Den relativa betydelsen av dessa riskfaktorer och bakteriestammarnas egenskaper för sporadiska kampylobakterieinfektioner är dock okänd. Största delen av kampylobakterie-infektionerna går över av sig själva, men vid svåra fall kan det behövas antibiotikabehandling och sjukhusvård. Infektionen kan orsaka följdsjukdomar, som till exempel reaktiv artrit ssom förekommer hos ca 1-5% av fallen. Denna undersökning har gett information av klinisk relevans om kampylobakteriens epidemiologi. Studien utfördes sommaren 2002. Sju kliniska mikrobiologiska laboratorier, som ansvarar för olika geografiska områden i Finland deltog.

Den första delstudien kartlade smittokällor och riskfaktorer för kampylobakteriediarré av inhemsk härkomst. Studien påvisade tre riskfaktorer för smitta: förtärande av rått kött, intag av vatten från ringbrunn och simning i naturliga vattenkällor (sjö, hav).

Den andra studien visade att individer i olika åldersgrupper och boende på olika geografiska områden förmodligen får sin kampylobakteriesmitta från olika källor. Studien visade att barn under fem år simmar oftare än andra åldersgrupper och att serotyp Pen 6,7 var vanligare hos dem. Den geografiska fördelningen av serotyperna varierade. Serotyp Pen 4-komplex förekom oftare hos patienter från urbana områden och serotyp Pen 21 hos patienter från landsortsområden. Serotyp Pen 57 kunde kopplas ihop med en kortare sjukdomstid.

In vitro effekten av det nya antimikrobiska medlet telitromycin samt fyra äldre antimikrobika undersöktes på 478 kampylobakteriestammar av både inhemsk och utländsk härkomst. Studien visade att det var ovanligt med nedsatt känslighet för kliniskt relevanta antimikrobiska medel, som erytromycin och ciprofloxacin, bland de inhemska stammarna. Bland kampylobakteriestammarna av utländsk härkomst visade en del samtidig nedsatt känslighet för flera antimikrobiska medel. Telitromycin var inte mera effektivt än erytromycin.

Den fjärde studien undersökte förekomsten av komplikationer efter kampylobakteriediarré. Patienterna rapporterade ofta olika muskuloskeletala symptom (39%), varav ledsmärta var vanligast. Reaktiv artrit diagnostiserades hos 4% och Achilles tendinit eller hälsmärta hos 9% av patienterna. Andra reaktiva kampylobakterie-associerade ledsymptom var vanliga, men föranledde sällan läkarbesök och förblev därmed odiagnostiserade. Tidig påbörjan av antibiotika förkortade diarrén med två dagar, men påverkade ej förekomsten av muskuloskeletala komplikationer.

Kampylobakterien orsakar en signifikant sjukdomsbörda, både i form av den akuta enteriten samt komplikationerna. Det här understryker vikten av att känna till smittokällorna samt hur värdens och bakteriestammarnas egenskaper påverkar risken för infektion. Vid akut kampylobakteriediarré är rollen för antimikrobisk terapi marginell och bör användas restriktivt.