Investigation of Pneumocystis jirovecii Infection and Colonization in Immunocompromised Patients with Pneumonia

İmmün Sistemi Baskılanmış Pnömonili Hastalarda Pneumocystis jirovecii Enfeksiyon ve Kolonizasyonlarının Araştırılması

Abstract

Pneumocystis jirovecii is an atypical fungus that causes P.jirovecii pneumonia (PCP) in immunocompro-mised patients. Currently, while the incidence of AIDS-related PCP is decreasing, PCP has become more common in HIV-negative immunosuppressive patients as a result of increased diseases requiring immu-nosuppressive therapy. In this study, it was aimed to investigate PCP and colonizations by microscopy, polymerase chain reaction (PCR) and Krebs von den Lungen-6 (KL-6) tests in symptomatic immunosupp-ressive inpatients with the sign of radiologically atypical pneumonia in Mersin University Hospital. A total of 96 patients, between August 2016 and February 2018 were included in the study. Seventy two (75%) of the 96 patients were under immunosuppressive therapy. P.jirovecii was investigated in the respiratory tract samples [sputum (n= 88), tracheal aspirate (n= 6) and bronchoalveolar lavage (n= 2)] by mtLSU-rRNA nested PCR and microscopic staining methods [immunofluorescence assay (IFA), Toluidine Blue O (TBO)], and KL-6 levels were tested in serum samples. P.jirovecii was detected in 16 (16.7%) samples by PCR, in five (5.2%) samples by IFA, in three (3.1%) samples by TBO stain method. When IFA was taken as a reference test, sensitivity and specificity of TBO and PCR were calculated as 60% and 100%; 100% and 87.9%, respectively. In P.jirovecii PCR positive patients, the distribution of underlying diseases; cancer (n= 6), hematological malignancy (n= 3), HIV/AIDS (n= 3), COPD (n= 2), and interstitial lung disease (n= 2) were found as 11 (68.75%) of the 16 positive patients, received immunosuppressive therapy (HIV positive non-Hodgkin lymphoma); of the 3 (18.75%) patients of were immunocompetent, and only 2 (12.5%) were HIV/AIDS. Five of the 16 PCR positive the patients that have positive microscopic exami-nation were definited PCP [HIV/AIDS (n= 3), lung cancer (n= 1), interstitial lung disease (n= 1)]; three patients were PCR positive and microscopy negative probable PCP [multiple myeloma (n= 1), interstitial lung disease (n= 1), cholangiocellular carcinoma (n= 1)] and eight other patients were identified as co-lonized. In the study, when the frequency of the detection of P.jirovecii was evaluated according to the underlying diseases, it was found statistically significantly higher only in HIV/AIDS patients (p= 0.012). When KL-6 was evaluated among the patients defined as PCP/possible PCP and colonization, sensitivity and specificity were determined as 62.5% and 75%, respectively. As a result, nested PCR method was found as sensitive and successful for the detection of P.jirovecii from sputum samples. KL-6 test was not found sufficient for the differentiation of colonization and the infection in PCR positive patients. The results obtained in the study showed that PCP should be on the differential diagnosis list according to the immune status and the clinical features of the inpatients. More researchs are required with more patients to achieve for detailed reliable results in these groups. In addition, molecular epidemiological studies related to genotyping and resistance against anti-PCP drugs are needed to understand P.jiroveciiinfections in our region and country.

Özet

Pneumocystis jirovecii, immün sistemi baskılanmış hastalarda P.jirovecii pnömonisi (PCP)’ne neden olan atipik bir fungustur. Günümüzde, AIDS ilişkili PCP insidansı azalırken, immün sistemi baskılayıcı tedavi gerektiren hastalıkların artması sonucu PCP, HIV negatif immünsupresif hastalarda daha yaygın hale gel-miştir. Bu çalışmada, Mersin Üniversitesi Hastanesinde yatan immün sistemi baskılanmış, semptomatik ve radyolojik olarak atipik pnömoni bulgusu olan hastalarda mikroskopi, polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ve Krebs von den Lungen-6 (KL-6) testleri ile PCP ve kolonizasyonlarının araştırılması amaçlanmıştır. Ça-lışmaya, Ağustos 2016-Şubat 2018 tarihleri arasında, %75’i immünsupresif tedavi alan 96 hasta dahil edilmiştir. Hastalardan alınan solunum yolu örneklerinde [balgam (n= 88), trakeal aspirat (n= 6) ve bron-koalveoler lavaj (n= 2)], mtLSU-rRNA nested-PCR ve mikroskobik boyama yöntemleri [immünfloresan testi “immunofluorescence assay (IFA)”, “Toluidine Blue O (TBO)”] ile P.jirovecii araştırılmış ve serum ör-neklerinde KL-6 seviyesi test edilmiştir. Çalışmaya dahil edilen 96 hasta örneğinin 16 (%16.7)’sında PCR, 5 (%5.2)’inde IFA, 3 (%3.1)’ünde ise TBO ile P.jirovecii tespit edilmiştir. IFA referans alındığında; TBO için duyarlılık %60, özgüllük %100; PCR için duyarlılık %100, özgüllük %87.9 olarak bulunmuştur. P.jiroveciiPCR pozitif hastaların altta yatan hastalıklara göre dağılımı; kanser (n= 6), hematolojik malignite (n= 3), HIV/AIDS (n= 3), KOAH (n= 2) ve interstisyel akciğer hastalığı (n= 2) şeklindedir. Pozitif 16 hastanın 11 (%68.75)’i immünsupresif tedavi alan HIV pozitif non-Hodgkin lenfoma, 3 (%18.75)’ü immünkompetan, 2 (%12.5)’si ise yalnız HIV/AIDS tanısı olan hastalardan oluşmuştur. PCR pozitif 16 hastadan mikroskobik incelemesi de pozitif olan beşi, kesin PCP [HIV/AIDS (n= 3), akciğer kanseri (n= 1), interstisyel akciğer hastalığı (n= 1)]; PCR pozitif, mikroskopisi negatif olan üç hasta olası PCP [multipl miyelom (n= 1), in-terstisyel akciğer hastalığı (n= 1), kolanjiyoselüler karsinom (n= 1)] ve diğer sekiz hasta kolonize olarak tanımlanmıştır. Çalışmada, altta yatan hastalıklara göre P.jirovecii saptanma sıklığı ise sadece HIV/AIDS hastalarında istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksek bulunmuştur (p= 0.012). KL-6, PCP/olası PCP ve kolonizasyon olarak tanımlanan hastalar arasında değerlendirildiğinde, duyarlılık %62.5 ve özgüllük %75 olarak saptanmıştır. Çalışma sonucunda, balgam örneklerinde P.jirovecii tespitinde nested-PCR yöntemi duyarlı ve başarılı bulunmuştur. KL-6 testi, PCR pozitif hastalarda kolonizasyon ve enfeksiyon ayrımında yeterli bulunmamıştır. Elde edilen sonuçlar, yatan hastaların bağışıklık durumuna ve klinik özelliklerine göre PCP’nin ayırıcı tanı listesinde olması gerektiğini göstermiştir. Ayrıca bölgemizde ve ülkemizdeki P.jirovecii enfeksiyonlarını anlayabilmek için genotiplendirme ve anti-PCP ilaçlara karşı direnç ile ilişkili moleküler epidemiyolojik çalışmalara gereksinim duyulmaktadır.