Investigation of Bacterial and Viral Meningitis Agents with Different PCR Methods at a University Hospital

Abstract

OBJECTIVE: Meningitis is an infectious disease with high risk of complications that must be diagnosed and treated immediately. In most of the cases, meningitis treated empirically without knowing the etiology. This empirical choice of antimicrobial treatment is made according to the common pathogens present in that particular geographic region and antibiotic susceptibility of these pathogens and age of the patient. In this study, the aim was to determine bacterial and viral meningitis agents that might be present in the CSF of patients who are followed with early diagnosis of meningitis.METHODS: In our study, 100 CSF samples, which belongs to different patients, sent from multiple clinics with early diagnosis of meningitis were analyzed. Among the bacterial meningitis agents, the presence of Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis and Haemophilus influenzae were investigated by NHS Meningitis Real-TM Sacace, Italy and Speed-Oligo Bacterial Meningitis Test Vircell, Spain ; the presence of the HSV, as one of the agents of the aseptic meningitis, was investigated by HSV I/II Typing Real-TM Sacace, Italy and Attomol HSV 1 - 2 differentiation-DNA-LINA Vircell, Spain .RESULTS: With NHS Meningitis Real-TM method, 10 S. pneumonia, two N. meningitidis and one H. influenzae identified from CSF samples. By using the Speed-Oligo Bacterial Meningitis method, S. pneumoniae was identified in four of the samples and only in one sample N. meningitidis was identified. No H. influenzae was identified in any of the samples with this method. With HSV I/II Typing Real-TM, HSV positivity was identified in 5 of the CSF samples and 3 of them were identified as type 2 and other 2 were identified as type 1. With the use of Attomol HSV 1 - 2 method, HSV positivity was identified in 3 samples. All the HSVs determined with the use of this method were identified as type 1.CONCLUSION: For appropriate and adequate treatment of patients with meningitis, first of all the agent must be determined. With methods like PCR, it is possible to identify the agents early in the infection. Despite the wrong positive and negative results arising from the reasons like inhibitors present in the environment, contaminant materials, mistakes arising from DNA isolation steps and being unable to standardize these methods, molecular methods are thought to maintain their importance.

Keywords

• Meningitis, Real Time Polymerase Chain Reaction, Cerebrospinal Fluid.

Bir Üniversite Hastanesinde Bakteriyel ve Viral Menenjit Etkenlerinin Farklı PCR Yöntemleri ile Araştırılması

Abstract

AMAÇ: Menenjit, tanısının hızla konarak erken tedavi yapılması gereken komplikasyonları yüksek bir enfeksiyon hastalığıdır. Menenjitlerin çoğunda etiyoloji bilinmeden ampirik tedaviye başlanması gerekmektedir. Bu ampirik antimikrobiyal tedavi seçimi, coğrafi bölgedeki yaygın olan patojenlere, hastanın yaşına ve o bölgedeki patojenlerin antibiyotik duyarlılıklarına göre yapılmaktadır. Çalışmada, menenjit ön tanısı ile takip edilen hastaların beyin omurilik sıvısı BOS örneklerinde moleküler testler kullanılarak bakteriyel ve viral etkenlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. YÖNTEMLER: Çalışmamızda, menenjit ön tanısı ile çeşitli kliniklerden gönderilen farklı hastalara ait 100 BOS örneği incelenmiştir. Bakteriyel menenjit etkenlerinden Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis ve Haemophilus influenzae; NHS Meningitis Real-TM Sacace, Italy ve Speed-Oligo Bacterial Meningitis Test Vircell, Spain yöntemleri ile, aseptik menejit etkenlerinden HSV ise; HSV I/II Typing Real-TM Sacace, Italy ve Attomol HSV 1,2 differentiation-DNA-LINA Vircell, Spain yöntemleri ile araştırılmıştır. BULGULAR: NHS Meningitis Real-TM yöntemi ile BOS örneklerinde 10 S. pneumoniae, 2 N. meningitidis ve bir H. influenzae tespit edilmiştir. Speed-Oligo Bacterial Meningitis yöntemi kullanılarak; 4 örnekte S. pneumoniae ve 1 örnekte ise N. meningitidis saptanmıştır. Bu yöntem ile H. influenzae’ya rastlanmamıştır. HSV I/II Typing Real-TM ile 5 BOS örneğinde HSV pozitifliği belirlenmiştir. Tespit edilen HSV’ün 3’ü HSV tip 2 bulunmuş, 2’si ise HSV tip 1 olarak saptanmıştır. Attomol HSV 1-2 yöntemi kullanılarak da HSV pozitifliği 3 örnekte belirlenmiştir. Bu yöntem ile belirlenen tüm HSV’ler, HSV tip 1 olarak saptanmıştır. SONUÇ: Menenjit hastalarında uygun ve yeterli antimikrobiyal tedavi için öncelikle etkenin belirlenmesi gerekmektedir. PCR gibi moleküler yöntemlerle etkenlerin erken saptanması mümkün olmaktadır. Ortamda bulunan inhibitörler, kontaminant maddeler ve DNA izolasyonundan kaynaklanan hatalar ile yöntemin standardize olmaması gibi nedenlerden kaynaklanan yanlış pozitif ve yanlış negatif sonuçlara rağmen moleküler yöntemlerin önemini koruduğu düşünülmektedir.

Keywords

• Menenjit, Gerçek Zamanlı Polimeraz Zincir Reaksiyonu, Serebrospinal Sıvı.

References

1. 1. Kanra G, Ceyhan M, Kara A. Menenjit I: etiyopatogenez. Çocuk Sağlığı ve Hast Derg 2003; 46(1): 57-66.
2. 2. Celik N, Tanir G, Aydemir C, Tuygun N, Zorlu P. Differential diagnosis of bacterial and viral meningitis in childhood acute meningitis: a statistical model. Mikrobiyol Bul. 2007; 41(1): 63-9.
3. 3. Karakartal G, Altay G, Arısoy ES, Doğanay M. Menenjitler: Topçu-Willke A, Söyletir G, Doğanay M (editörler), İnfeksiyon Hastalıkları ve Mikrobiyolojisi. İstanbul: Nobel Tıp Kitabevi: 985-1018, 2002.
4. 4. Coşkun D, Göktaş P, Özyürek S, Dağ Z. Akut pürülan, viral ve tüberküloz menenjitlerde prognoz ile prognoza etki eden faktörlerin değerlendirilmesi. Flora 1997; 3:188-94.
5. 5. Şen S, Vardar F. Acute Bacterial Meningitis. Turkiye Klinikleri J Pediatr Sci 2011;7(4):20-7.
6. 6. Bamberger DM. Diagnosis, initial management, and prevention of meningitis. Am Fam Physician 2010; 82(12): 1491-8.
7. 7. Duman Y, Yakupoğulları Y, Tekerekoğlu MS, Güçlüer N, Otlu B. Bir üniversite hastanesi laboratuvarında beyin omurilik sıvısı’nda izole edilen mikroorganizmaların üç yıllık geriye dönük analizi. Dicle Tıp Derg 2012; 39 (1): 70-4.
8. 8. Furyk JS, Swann O, Molyneux E. Systematic review: neonatal meningitis in the developing world. Trop Med Int Health 2011; 16(6): 672-9.

9. 9. Brouwer MC, Tunkel AR, van de Beek D. Epidemiology, diagnosis, and antimicrobial treatment of acute bacterial meningitis. Clin Microbiol Rev 2010; 23(3): 467-92.
10. 10. Durand ML, Calderwood SB, Weber DJ, Miller SI, Southwick FS, Caviness VS Jr, Swartz MN. Acute bacterial meningitis in adults. A review of 493 episodes. N Engl J Med. 1993;328(1):21-8.
11. 11. Kim KS. New diagnostic and therapeutic options in bacterial meningitis in infants and children. Minerva Pediatr 2009; 61(5): 531-48.
12. 12. Chadwick DR. Viral meningitis. Br Med Bul 2006; 75-76:1-14.
13. 13.Jerome KR, Ashley RL. Herpes simplex viruses and Herpes B virus. pp: 1291-1303, In: Murray PR. (ed), Manuel of Clinical Microbiology. 2003, 8th ed. vol. 2. ASM Press, Washington DC.
14. 14. Çolak D, Mutlu D. Herpes grubu viruslar. pp:113- 44. In: Ustaçelebi Ş, Abacıoğlu H, Badur S. (Eds), Moleküler, Klinik ve Tanısal Viroloji. 2004. Güneş Kitabevi, Ankara.
15. 15. Sayıner AA. Viral merkezi sinir sistemi infeksiyonlarında tanı. ANKEM Derg 2005; 19(Ek 2): 130-6.
16. 16. Saez-Llorens X, McCracken GH. Acute bacterial meningitis beyond the neonatal period, pp: 284-91. In: Long SS, Pickering LK, Prober CG (eds). Principles and practice of pediatric infectious diseases. 2008, 3th ed. Churchill Livingstone Elsevier, Philadelphia.
17. 17. Van de Beek D, de Gans J, Spanjaard L, Weisfelt M, Reitsma JB, Vermeulen M: Clinical features and prognostic factors in adults with bacterial meningitis. N Engl J Med 2004; 351(18): 1849-59.
18. 18. Turhan V, Acar A, Kılıç A, Budak S, Oncül O, Haznedaroğlu T, Görenek L. Meningococcemia and meningitis due to Neisseria meningitidis W135 developed in two cases vaccinated with bivalent (A/C) meningococcal vaccine. Mikrobiyol Bul. 2010;44(3):473-8.
19. 19. Aktaş F, Altoparlak U, Celebi S, Erol S. Etiological agents in bacterial meningitis and cerebrospinal fluid shunt infections and their antibiotic susceptibilities. Mikrobiyol Bul 2005; 39(1): 9-16.
20. 20.Özdemir H, Tapsız A, Çiftçi E, İnce E, Doğru Ü: Çocuklarda akut bakteriyel menenjit. Çocuk Enf Derg 2010; 4(1): 9-14.
21. 21. Pehlivanoğlu F, Kart Yaşar K, Şengöz G. Beyin omurilik sıvısından izole edilen mikroorganizmalar ve antibiyotik duyarlılıkları. ANKEM Derg 2011; 25(1): 1-5.
22. 22. Buzgan T, Karahocagil MK, Irmak H, Binici İ, Karsen H, Akdeniz H. Retrospective evaluation of two hundred and four bacterial meningitis cases. Turkiye Klinikleri J Med Sci 2010; 30(5):1675-82.
23. 23. Papavasileiou K, Papavasileiou E, Tzanakaki G, Voyatzi A, Kremastinou J, Chatzipanagiotou S: Acute bacterial meningitis cases diagnosed by culture and PCR in a children's hospital throughout a 9-Year period (2000-2008) in Athens, Greece. Mol Diagn Ther 2011; 15(2): 109-13.
24. 24. Kılıç I, Altuğlu I, Ciçek C, Pullukçu H, Bayram N, Sirin H, Erensoy S. Identification of enteroviruses from central nervous system infections by RT-PCR and cell culture methods. Mikrobiyol Bul. 2011 Jul;45(3):468-77.
25. 25. Lee BE, Davies HD. Aseptic meningitis. Curr Opin Infect Dis 2007; 20(3): 272-7.
26. 26. Read ST, Kurtz JB. Laboratory diagnosis of common viral infections of the central nervous system by using a single multiplex PCR screening assay. J Clin Microbiol 1999; 37(5): 1352-5.
27. 27. Gaeta A, Verzaro S, Cristina LM, Mancini C, Nazzari C: Diagnosis of neurological Herpesvirus infections: real time PCR in cerebral spinal fluid analysis. New Microbiol 2009;32(4):333-40.
28. 28. Vidal LR, Almeida SM, Messias-Reason IJ, Nogueira MB, Debur Mdo C, Pessa LF, Pereira LA, Rotta I, Takahashi GR, Silveira CS, Araújo JM, Raboni SM. Enterovirus and herpesviridae family as etiologic agents of lymphomonocytary meningitis, Southern Brazil. Arq Neuropsiquiatr. 2011 Jun;69(3):475-81.
29. 29. Demiroğlu YZ, Turunç T, Alışkan H, Çolakoğlu Ş, Erdoğan AF, Arslan H. Community acquired meningitis/meningoencephalitis: retrospective evaluation of five years. Turkiye Klinikleri J Med Sci 2010; 30(1):218-26.