was ist das PID-ARI.net?

Der Name steht für “Pediatric Infectious Diseases Network on Acute Respiratory Tract Infections”. Das heißt pädiatrisch-infektiologisches Netzwerk zu akuten Atemwegsinfektionen bei Kindern.

PID-ARI.net nahm im Jahre 1999 seine Arbeit auf. Es wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über den Projektträger DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.) im Rahmen der sogenannten Forschungsverbünde gefördert. Epidemiologische Surveillance und Forschung werden in PID-ARI.net eng verknüpft. Seine Basis sind drei "Epidemiologische Rekrutierungssysteme" (ERS), Gebiete in Deutschland, in denen epidemiologische Untersuchungen nach Raum und Zeit (longitudinal) durchgeführt werden: in Schleswig-Holstein mit Schwerpunkt Kiel (Nord), in Mainz (Mitte) und in Freiburg (Süd).

methodik

hintergrund

Die Anzahl der Atemwegserreger ist sehr groß. So gibt es z.B. über 100 Arten von Rhinoviren und 42 Arten von Adenoviren, von denen mehrere ARI verursachen können. Allein anhand des klinischen Bildes kann ein Arzt nicht sicher unterscheiden, ob ein Virus oder ein Bakterium eine Infektion verursacht hat (siehe Grafik rechts). Dieses diagnostische Dilemma trägt zu einem hohen Konsum an Antibiotika bei. Tiefe ARI (unterhalb der Stimmritze) kombiniert mit jungem Alter und/oder einer Grundkrankheit führen zu dem Segment der Population, das überwiegend hospitalisiert werden muss. Klassische Krankheitsbilder sind die Laryngo-tracheo-bronchitis (LTB), die Bronchitis, die Bronchiolitis oder obstruktive Bronchitis und die Pneumonie, mit oder ohne bronchiale Obstruktion. Die Krankheitsbilder überlappen und die Begriffsfassung ist von Ort zu Ort und Land zu Land uneinheitlich. Dies erschwert systematische Untersuchungen erheblich.

PID-ARI.net besteht aus einem Überwachungssystem (Surveillance) und mehreren Spezialprojekten, die jeweils an den Standorten mit besonderer Kompetenz und Arbeitsschwerpunkten durchgeführt werden (siehe Übersicht) .

surveillance-system

Das Surveillance-System gliedert sich in:

1. Erhebungsräume
2. Grunddiagnostik
3. Web&Warn-System

erhebungsräume (ERS)
PID-ARI.net rekrutiert in den entsprechenden Zentren (siehe Kooperationspartner) Kinder unter 16 Jahre, die an einer akuten, tiefen Atemwegsinfektion erkrankten. Das ERS hat eine horizontale Komponente (Nord nach Süd) und vertikale Komponente: Insgesamt 3 Universitätskliniken, 3 städtische Kinderkliniken und derzeit 8 Praxen rekrutieren Kinder. In den Praxen werden weniger schwer verlaufende Erkrankungen untersucht. Der ÖGD ist nur im Rahmen so genannter Spezialprojekte eingebunden und nicht in die Surveillance.
Je Standort wird die pädiatrische Population (bis 16. Lebensjahr) einer jeweiligen Gesamtbevölkerung von ca. 500.000 Menschen mit diesem System erfasst; insgesamt 1,5 Millionen oder 2% der deutschen Bevölkerung. Dies beinhaltet eine Geburtenkohorte von ca. 15.000 pro Jahr. Da v.a. bei den hospitalisierten Patienten eher jüngere Patienten erfasst werden, sind Kinder unter 5 Jahren stärker repräsentiert.

grunddiagnostik
Im Rahmen der Surveillance wird Nasopharyngealsekret der Patienten nach Kiel, zur zentralen Diagnostik im Mikrobiologischen Labor der Pädiatrische Infektiologie der Klinik für Allgemeine Pädiatrie geschickt (siehe Übersicht).
Hier werden die Proben mittels multiplex-RT-PCR-Verfahren untersucht. Das Verfahren umfasst jeweils die Probenaufarbeitung, eine reverse Transkription (RT), eine Polymerase-Kettenreaktion (PCR), sowie die Analyse und Spezifizierung der Amplifikate auf dem Agarosegel und mittels PCR-ELISA (Hybridisierung).
Als im Jahr 1996 die ursprüngliche, 9-valente Methode entwickelt wurde, hatte das Labor in Kiel 200 bis 300 Proben zu untersuchen. Der Erregernachweis erfolgte mit dieser Methode bis Ende September 2002. Zwischen Oktober 2002 und April 2003 kam eine auf 16 Erreger erweitertes Verfahren zur Anwendung. Heute werden im Rahmen von PID-ARI.net ca. 3.000 Proben pro Jahr auf insgesamt 19 Erreger getestet. Es handelt sich ausschließlich um nicht kolonisierende Erreger (siehe Tabelle). Da konventionelle bakterielle Erreger mit dieser Methode nicht erfasst werden, bleibt im Einzelfall offen, inwieweit eine virale-bakterielle Koinfektion vorliegen könnte.

Nachgewiesen werden hoch konservierte Bereiche des Genoms der einzelnen Erreger. Damit das Verfahren für den Nachweis möglichst vieler Erreger auch bei größerem Probenaufkommen praktikabel ist, werden die Primerpaare, welche diese Bereiche der 19 Erreger erkennen, in zwei parallelen Ansätzen unter identischen Reaktionsbedingungen durchgeführt.
Bei dieser Vielzahl an Primern müssen die optimalen Temperaturen, bei denen die verschiedenen Primer arbeiten, möglichst eng beieinander liegen. Außerdem gilt es, gegenseitige Wechselwirkungen und Behinderungen der Primer untereinander zu minimieren, sowie die zum Nachweis aller Erreger optimalen Reaktionsbedingungen zu finden. Weiterhin ist es notwendig, die vervielfältigten Abschnitte des Genoms zusätzlich mit Erreger-spezifischen Sonden zu differenzieren.

web&warn-system
Ziel des Web&Warn-Systems ist es, handlungsrelevante Information unmittelbar zur Verfügung zu stellen. Es ist für praktische Ärzte hilfreich zu wissen, welche Erreger zur Zeit Saison haben und welche nicht. Ebenso sollten teure Interventionsmaßnahmen, wie z.B. die passive Immunisierung gegen RSV mit monoklonalen Antikörpern, epidemiesynchron durchgeführt werden.
Um dies zu erreichen, gehen die Daten aus der Grunddiagnostik in eine zentrale Labordatenbank ein. Diese ermöglicht das schnelle, wöchentliche Umsetzen der Daten in Information. Allerdings kann es durch Feiertage, Nachtestungen, späten Eingang der Proben u. a. dazu kommen, dass erst mit Verzögerung die absolute Anzahl der Vorwoche vorliegt. Die Zuordnung zur entsprechenden Kalenderwoche erfolgt über das Entnahmedatum der Probe. Die für die Ärzteschaft und public health Entscheidungen unmittelbar wichtigen Daten werden im Web&Warn-System über das Internet mit wöchentlicher Aktualität zugänglich gemacht.
Die Wochenübersicht zeigt die letzten 5 Kalenderwochen und die jeweilige Vergleichswoche des Vorjahres. Daraus ist ersichtlich, ob ein Ausbruch eines Erregers zeitlich verschoben ist. Die kumulativen Daten werden entsprechend dem epidemiologischen Jahr (1. Juli bis 30. Juni des Folgejahres) für die entsprechenden Vergleichszeiträume der letzten 4 Jahre dargestellt. Die Regionalübersicht stellt die Daten nach den 3 geographischen Regionen stratifiziert dar, ebenfalls kumulativ und nach Kalenderwoche. Die Jahresübersicht zeigt Daten aus den Vorjahren bis 1999. Die Kommentare schildern einen kurzen Hintergrund zu den einzelnen Erregern, schildern Vorhersagen zu eventuellen jahreszeitlichen Ausbrüchen und den Ist-Zustand.

spezialprojekte

literatur:

JAI Weigl, J Forster, R Berner, W Puppe, D Neumann-Häfelin, CU Meyer, F Zepp, HJ Schmitt. Virale Atemwegsinfektionen mit saisonaler Häufung bei Kindern. Eine Übersicht anhand von Daten aus Deutschland. Bundesgesundheitsblatt 2003; 46: 9-19

JAI Weigl, W Puppe, CU Meyer, J Forster, R Berner, F Zepp, HJ Schmitt. Atemwegsinfektionen bei Kindern – Web-basiertes Frühwarnsystem. Dt. Ärzteblatt 2003 im Druck Deutsches Ärzteblatt 2003, 100(10): A-613 / B-523 / C-495