The clinical presentations of pulmonary aspergillosis in children with cystic fibrosis − preliminary report

• Authors: Katarzyna Walicka-Serzysko , Dorota Sands

Title variants

PL

Prezentacje kliniczne aspergilozy płucnej u dzieci z mukowiscydozą − doniesienie wstępne

• Languages of publication: EN

Abstracts

EN

Pulmonary aspergillosis is a very serious complication in cystic fibrosis (CF) patients due to the great variety of its clinical presentations and the fact that it worsens the prognosis. We can distinguish the following: Aspergillus colonization (AC), Aspergillus infection (AI) and allergic bronchopulmonary aspergillosis (ABPA). Aspergillus colonization (AC) is defined as isolation of Aspergillus spp. from 50% or more sputum samples over six months to one year without observing deterioration in lung function and an increase in such respiratory symptoms as cough. Aspergillus infection (AI) is diagnosed in subjects with Aspergillus colonization and a decline in lung function, respiratory exacerbation with and without cough or with an incomplete response to a 2-4 week course of appropriate broad-spectrum antibiotics. Aspergillus can also cause allergic bronchopulmonary aspergillosis (ABPA). The classic diagnostic criteria of allergic bronchopulmonary aspergillosis in cystic fibrosis have been established during the Cystic Fibrosis Foundation Conference in 2001. Aim: To establish the prevalence of pulmonary aspergillosis in children with cystic fibrosis under the care of our centre and to investigate the potential predisposing factors to Aspergillus infection (AI) and allergic bronchopulmonary aspergillosis (ABPA). Material and methods: An analysis was conducted of the medical documentation of 374 children aged 0-18 years monitored regularly in the Cystic Fibrosis Centre of the Institute of Mother and Child in Warsaw from 01.01.2010 to 31.08.2014. We selected 13 patients who presented an evidently worsening clinical status and course of the bronchopulmonary disease (decline in lung function parameters, respiratory exacerbations with increased cough, new or recent abnormalities in chest imaging) despite standard treatment with a high calorie diet, supplementation of pancreatic enzymes and vitamins, dornase alpha, inhaled and/or oral antibiotics, inhaled or oral corticosteroids, bronchodilators, physiotherapy. In this group of 13 CF children Aspergillus fumigatus was isolated from sputum. They represented 3.5% of the patients treated in our centre. Pulmonary aspergillosis was analyzed in relation to the age, sex, genotype, exocrine pancreatic insufficiency, body mass index, pulmonary function, microbiological examination of sputum, pulmonary complications and therapies. The mean age was 10.7 years (range 4.5-16.3). Only one child was under the age of six years. Patients were divided into 3 groups: patients with Aspergillus infection (AI), patients with allergic bronchopulmonary aspergillosis (ABPA), and a patient with Aspergillus infection and bronchopulmonary aspergillosis. Results: Aspergillus infection (AI) was diagnosed in 9 cases (2.4%) and allergic bronchopulmona- -ry aspergillosis (ABPA) in 3 (0.8%). One patient was treated with corticosteroids, because of allergic bronchopulmonary aspergillosis (ABPA) and after 8 months he developed Aspergillus infection (AI). Most of the children were homo- or heterozygous for mutation F508del. Pancreatic insufficiency was recognized in all the children with ABPA, most of those with AI (8/9) and in one boy with ABPA and AI. Most of the patients had chronic respiratory colonization of Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa. Children with AI were older (mean age:12.4), had a worse nutritional status (three of them had aBMI <3rd percentile), poorer lung function (five had severe lung disease (FEV1 <40%), complications occurred in one of the underlying diseases (haemoptysis, CFRD − Cystic Fibrosis Related Diabetes), two of them had vascuport inserted due to the need for frequent intravenous antibiotic therapy. All the patients received inhaled antibiotics. A long-term oral azithromycin regime was applied in all the children with allergic bronchopulmonary aspergillosis, in most of those with Aspergillus infection (6/9) and in one boy with ABPA and AI. In three patients diagnosed with Aspergillus infection, antifungal treatment did not give any clinical or radiological improvement. They underwent surgical resection in the Department of Thoracic Surgery in Rabka (Poland). One patient had pneumonectomy and two underwent lobectomies. One boy had lung transplantation in Rigshospitalet in Copenhagen nine months after being diagnosed with Aspergillus infection. Conclusions: Since pulmonary aspergillosis is a very serious complication in CF children, it seems reasonable to include screening for early detection of Aspergillus colonization in the annual assessment of CF patients who are over 6 years old. Due to the small sample size and retrospective design of our analysis, the identification of risk factors of pulmonary aspergillosis in CF children require further prospective studies.

PL

Aspergiloza płucna jest bardzo ciężkim powikłaniem u pacjentów z mukowiscydozą, pogorszającym rokowanie. Rozróżniamy: kolonizację Aspergillus (AC), zakażenie Aspergillus (AI) ialergiczną aspergilozę oskrzelowo-płucną (ABPA). Kolonizację Aspergillus (AC) definiuje się jako izolację Aspergillus (kropidlak) z 50% lub większej liczby próbek plwociny badanych wczasie sześciu miesięcy do jednego roku, bez pogorszenia czynności płuc i nasilenia objawów oddechowych między innymi takich jak kaszel. Uosób z kolonizacją Aspergillus i pogorszeniem czynności płuc, zaostrzeniem zmian oskrzelowo-płucnych przebiegającym z kaszlem, a także z brakiem lub niepełną odpowiedzią na trwającą dwa do czterech tygodni antybiotykoterapię o odpowiednio szerokim spektrum, możemy rozpoznać zakażenie Aspergillus (AI). Aspergillus może również powodować alergiczną aspergilozę oskrzelowo-płucną (ABPA). Klasyczne kryteria diagnostyczne alergicznej aspergilozy oskrzelowo-płucnej w przebiegu mukowiscydozy zostały ustalone podczas w konferencji Cystic Fibrosis Foundation w 2001 roku. Cel: Określenie częstości występowania aspergilozy płucnej u dzieci z mukowiscydozą uczęszczających do naszego ośrodka oraz zbadanie potencjalnych czynników predysponujących do zakażenia Aspergillus i alergicznej aspergilozy oskrzelowo-płucnej (ABPA). Materiał i metody: Przeanalizowano dokumentację medyczną 374 dzieci w wieku 0-18 lat, regularnie zgłaszających się do Zakładu Mukowiscydozy Instytutu Matki i Dziecka w Warszawie od 01.01.2010 do 31.08.2014. Wyłoniono grupę 13 pacjentów, którzy byli w gorszym stanie klinicznym i mieli gorszy przebieg choroby oskrzelowo-płucnej (obniżenie wskaźników funkcji płuc, zaostrzenia zmian oskrzelowo- -płucnych z nasileniem kaszlu, nowe nieprawidłowości płucne w badaniach obrazowych klatki piersiowej) pomimo standardowego leczenia obejmującego: dietę wysokokaloryczną, suplementację enzymów trzustkowych i witamin, dornazę alfa, wziewne i/lub doustne antybiotyki, doustne lub wziewne kortykosteroidy, leki rozszerzające oskrzela, fizjoterapię. Aspergillus fumigatus wyhodowano zplwociny 13 dzieci z CF. Grupa ta stanowiła 3,5% dzieci pozostających pod naszą opieką. Aspergilozę płucną analizowano uwzględniając wiek, płeć, genotyp, zewnątrzwydzielniczą niewydolność trzustki, wskaźniki masy ciała, testy czynnościowe płuc, wyniki badania mikrobiologicznego plwociny, powikłania płucne oraz stosowane leczenie. Średnia wieku wynosiła 10,7 lat (zakres 4,5-16,3). Tylko jedno dziecko było w wieku poniżej sześciu lat. Pacjentów podzielono na 3 grupy: pacjentów z zakażeniem Aspergillus (AI), pacjentów z alergiczną aspergilozą oskrzelowo-płucną (ABPA), pacjenta z zakażeniem Aspergillus i aspergilozą oskrzelowo-płucną. Wyniki: Zakażenie Aspergillus (AI)rozpoznano w 9 przypadkach (2,4%), a alergiczną aspergilozę oskrzelowo-płucną w 3 (0,8%). Jeden pacjent był leczony kortykosteroidami ze względu na alergiczną aspergilozę oskrzelowo-płucną (ABPA) i po 8 miesiącach rozwinęło się u niego zakażenie Aspergillus (AI). Większość badanych dzieci była homo- lub heterozygotami mutacji F508del. Niewydolność zewnątrzwydzielniczą trzustki rozpoznano u wszystkich pacjentów z ABPA i u większości z AI (8/9) oraz uchłopca zABPA iAI. Większość dzieci wnaszym badaniu miało stwierdzaną przewlekłą kolonizację dróg oddechowych Staphylococcus aureus i Pseudomonas aeruginosa. Dzieci z AI były starsze (średnia wieku: 12,4), miały gorszy stan odżywienia (troje znich miało BMI<3 centyla), gorszą funkcję płuc (pięcioro miało ciężką chorobę płuc (FEV1<40%), występowały u nich powikłania choroby podstawowej (krwioplucie, CFRD), dwoje z nich miało założony vascuport ze względu na konieczność częstych antybiotykoterapii dożylnych. Wszyscy pacjenci otrzymywali antybiotyki wziewne. Przewlekłe leczenie azytromycyną stosowano u wszystkich dzieci z alergiczną aspergilozą oskrzelowo-płucną, u większości z zakażeniem Aspergillus (6/9) oraz u chłopca z ABPA i AI. U trzech pacjentów z rozpoznanym zakażeniem Aspergillus leczenie przeciwgrzybicze nie spowodowało klinicznej ani radiologicznej poprawy. Wykonano u nich resekcję chirurgiczną w Klinice Chirurgii Klatki Piersiowej w Rabce: u jednego − pneumonectomię, a dwóch − lobektomię. Jeden chłopiec dziewięć miesięcy po rozpoznaniu zakażenia Aspergillus przeszedł transplantację płuc w Rigshospitalet w Kopenhadze. Wnioski: Ponieważ aspergiloza płucna jest bardzo poważnym powikłaniem u dzieci z mukowiscydozą, zasadne wydaje się włączenie badań przesiewowych dla wczesnego wykrywania kolonizacji Aspergillus do corocznych badań bilansowych u pacjentów z CF powyżej 6 rż. Ze względu na małą liczebność i retrospektywny charakter naszej analizy określenie czynników ryzyka aspergilozy płucnej u dzieci z CF wymaga dalszych badań prospektywnych

Keywords

EN

Aspergillus fumigatus; Aspergillus infection (AI); allergic bronchopulmonary aspergillosis (ABPA); cystic fibrosis (CF)

Discipline

• MEDICINE: MEDICINE

• Publisher: Wydawnictwo ALUNA
• Journal: Developmental Period Medicine
• Year: 2015
• Issue: 1
• Pages: 66-79

Contributors

author

Katarzyna Walicka-Serzysko

• Cystic Fibrosis Centre, Institute of Mother and Child, Warsaw, Poland

author

Dorota Sands

• Cystic Fibrosis Centre, Institute of Mother and Child, Warsaw, Poland

References

• 1. Liu JC, Modha DE, Gaillard EA. What is the clinical significance of filamentous fungi positive sputum cultures in patients with cystic fibrosis? J Cyst.Fibros. 2013;12:187-193.
• 2. Kousha M, Tadi R, Soubani AO. Pulmonary aspergillosis: a clinical review. Eur Respir Rev. 2011;20,121:156-174.
• 3. Thia LP, Balfour Lynn IM. Diagnosing allegic bronchopulmonary aspergillosis in children with cystic fibrosis. Paediatr Resp Rev. 2009;10:37-42.
• 4. Casadevall A, Pirofski LA. Host-pathogen interactions: redefining the basic concepts of virulence and pathogenicity. Infect Immun. 1999;67:3703-3713.
• 5. Stevens DA, Moss RB, Kurup VP, Knutsen AP, Greenberger P, Judson MA, et al. Allergic bronchopulmonary aspergillosis in cystic fibrosis − state of the art: Cystic Fibrosis Foundation Consensus Conference. Clin Infect Dis. 2003;37 Suppl 3:S225-S264.
• 6. de Valk HA, Klaassen CH, Yntema JB, Hebestreit A, Seidler M, Haase G, et al Molecular typing and colonization patterns of A. fumigatus in patients with cystic fibrosis. J Cyst. Fibros. 2009;8:110-114.
• 7. Saunders R, Modha D, Claydon A, Gaillard E. Chronic A. fumigatus colonisation of the cystic fibrosis airway is common and may be associated with a more rapid decline in lung function. J Cyst Fibros. 2011;10(Suppl. 1):S37.
• 8. Bargon J, Dauletbaev N, Kohler B, Wolf M, Posselt HG, Wagner TO. Prophylactic antibiotic therapy is associated with an increased prevalence of Aspergillus colonization in adult cystic fibrosis patients. Respir Med. 1999;93:835-838.
• 9. Bakare N, Rickerts V, Bargon J, Just-Nubling G. Prevalence of Aspergillus fumigatus and other fungal species in the sputum of adult patients with cystic fibrosis. Mycoses. 2003;46:19- 23.
• 10. Valenza G, Tappe D, Turnwald D, Frosch M, Koning C, Hebestreit H, et al. Prevalence and antimicrobial susceptibility of microorganisms isolatedfrom sputa of patients with cystic fibrosis. J Cyst Fibros. 2008;7:123-127.
• 11. Amin R, Dupuis A, Aaron SD, Ratjen F. The effect of chronic infection with A. fumigatus on lung function and hospitalization in patients with cystic fibrosis. Chest 2010;137:171-176.
• 12. Jubin V, Ranque S, Stremler Le Bel N, Sarles J, Dubus JC. Risk factors for Aspergillus colonization and allegic bronchopulmonary aspergillosis in children with cystic fibrosis. Pediatr Pulmonol. 2010;45:764-771.
• 13. Paugam A, Baixench MT, Demazes-Dufeu N, Burgel PR, Sauter E, Kanaan R, et al. Characteristics and consequences of airway colonization by filamentous fungi in 201 adult patients with cystic fibrosis in France. Med Mycol. 2010;48(Suppl. 1):S32-36.
• 14. de Vrankrijker AM, Van Der Ent CK, Van Berkhout FT, Stellato RK, Willems RJ, Bonten MJ, et al. A. fumigatus colonisation in cystic fibrosis: implications for lung function? Clin Microbiol Infect. 2011;17:1381-1386.
• 15. Popiel A. Alergiczna aspergilloza oskrzelowo-płucna u chorych na mukowiscydozę. Klin Pediatr. 2010;18 (4):443-452.
• 16. Knutsen AP, Slavin RG. Alergic Bronchopulmonary Aspergillosis in Asthma and Cystic Fibrosis. Clin Dev Immunol. 2011;2011:843763. doi: 10.1155/2011/843763. Epub 2011 Apr 5.
• 17. Mastella G, Rainisio M, Harms HK, Hodson ME, Koch C, Navarro J, et al. Allergic bronchopulmonary aspergillosis in cystic fibrosis. A European epidemiological study. EurRespir J. 2000;16:464-471.
• 18. Skov M, McKay K, Koch C, Cooper PJ. Prevalence of allergic bronchopulmonary aspergillosis in cystic fibrosis in an area with a high frequency of atopy. Respir Med. 2005;99:887- 893.
• 19. de Almeida MB, Bussamra MHF, Rodrigues JC. Allergic bronchopulmonary aspergillosis in pediatric cystic fibrosis patients. Paediatr Resp Rev. 2006;7:67-72.
• 20. Geller DE, Kaplowitz H, Light MJ, Colin AA. Alergicbronchopulmonary aspergillosis in cystic fibrosis; reported prevalence, regional distribution, and patient characteristics. Scientific Advisory Group, Investigators, and Coordinators of the Epidemiologic. Study of Cystic Fibrosis Chest 1999;116:639--646.
• 21. Report of the UK Cystic Fibrosis Trust Antibiotic Working Group. Antibiotic treatment for cystic fibrosis. The Cystic Fibrosis Trust. 3rd ed.; May 2009. Available from: http://www.cftrust.org.uk/aboutcf/publications/consensusdoc/Antibiotic_treatment_for_Cystic_Fibrosis.pdf.
• 22. Amitani R, Murayama T, Nawada R, Lee WJ, Niimi A, Suzuki K, et al. Aspergillus spp. culture filtrates and sputum sols from patients with pulmonary aspergillosis cause damage to human respiratory ciliated epithelium in vitro. Eur Respir J. 1995;8:1681-1687.
• 23. Hodson ME, Gallagher CG, Govan JRW. A randomized clinical trial of nebulised tobramycin or colistin in cystic fibrosis. Eur Respir J. 2002;20:658-664.
• 24. Verleden GM, Vanaudenaerde BM, Dupont LJ, Van Raemdonck DE. Azithromycin reduces airway neutrophilia and interleukin-8 in patients with bronchiolitis obliterans syndrome. Am J Respir Crit Care Med. 2006;174:566-570.
• 25. Denning DW, Riniotis K, Dobrashian R, Sambatakou H. Chronic cavity and fibrosing pulmonary and pleuralaspergillosis: case series, proposed nomenclature change, and review. Clin Infect Dis. 2003;37:Suppl. 3:S265-S280.
• 26. Ganassini A, Cazzadori A. Invasive pulmonary aspergillosis complicating allergic bronchopulmonary aspergillosis. Respir Med. 1995;89:143-145.
• 27. Brown K, Rosenthal M, Bush A. Fataal invasive aspergillosis in a adolescent with cystic fibrosis. Pediatr Pulmonol. 1999;27:130-133.
• 28. Massam J, Bitnum A, Solomon M, Somers GR, Guerguerian AM, Wylick R, Waters V. Invasive aspergillosis in cystic fibrosis. A fatal case in an adolescent and review of the literature. Pediatr Infect Dis J. 2011;30(2);178-180.

• Document Type: undetermined