A relationship between causative agents of infectious diarrhea and fatal outcomes in pre-school children

Abstract

Infectious diarrhea is one of the leading causes of fatal outcomes in young children. Differential diagnostics of such infections within the first hours of illness poses significant objective obstacles. Data from laboratory studies of autopsy material and pathological studies provide valuable information for understanding the spectrum of differential diagnostics and etiological structure of infectious diarrhea with fatal outcomes in young children. Materials and methods. There were analyzed 100 cases of fatal outcomes in children under the age of six years registered in Russia from November 2011 to December 2019, who was diagnosed with infectious diarrhea at different levels of the healthcare system. The data were assessed based on available medical case reports and the laboratory testing of autopsy samples performed by using nucleic acid amplification methods. Results. The diagnosis of infectious diarrhea was revised in 24 patients, based on the data of a set of intravital and post-mortem studies. In patients with unconfirmed diagnosis of acute intestinal infections, pneumonia was the most often detected — in 45.8% (11/24), sepsis — in 29.2% (7/24), meningitis/meningoencephalitis, acute surgical pathology and asphyxiation associated with vomit aspiration — in 16.7 % (4/24) cases. The causative agents of infectious diarrhea were identified in 71 of 76 patients with confirmed diagnosis of acute intestinal infections. Most prevalent were group A rotaviruses — 52.6% (40/76), group F adenoviruses — 17.1% (13/76), and noroviruses — 13.2% (10/76). Combination of pathogens was detected in 29 cases (38.2%). Prehospital lethal outcomes in patients with infectious diarrhea were observed in 17 cases (22.4%). In total, rate of neonatal deaths due to acute intestinal infections accounted for 62.2% and 2-year-old toddlers — 20.3%. 64 of 76 (84%) children had no unfavorable premorbid background. The most common pathologies associated with infectious diarrhea with developing fatal outcomes were pneumonia (including aspiration pneumonia) in 22.4% (17/76) and aspiration asphyxia in 6.6% (5/76). Hemolytic-uremic syndrome associated with diarrhea was diagnosed in 7.9% (6/76) of children. Conclusions. Within the first years of life children comprise a risk group for developing fatal outcomes during infectious diarrhea. Lack of unfavorable premorbid background should not be considered as a reliable positive prognostic criterion. Diagnostics of pneumonia should be included in the mandatory examination plan for children with severe infectious diar rhea. Based on study of clinical and autopsy material, group A rotaviruses were the lead causative agents among those resulting in infectious diarrhea with fatal outcomes in young children. Special attention should be paid to preventing vomit aspiration within the first days after disease onset.

About the authors

A. T. Podkolzin

Central Research Institute of Epidemiology

Author for correspondence.
Email: apodkolzin@pcr.ru
ORCID iD: 0000-0002-0044-3341

Aleksander T. Podkolzin,  PhD, MD (Medicine), Deputy Director for Epidemiology

111123, Moscow, Novogireevskaya str., 3A

Phone: +7 (495) 974-96-46 

Russian Federation

T. A. Kozhakhmetova

Central Research Institute of Epidemiology

Email: epid-oki@pcr.ru
ORCID iD: 0000-0002-4821-7992

Junior Researcher, Laboratory of Molecular Diagnostics and Epidemiology of Intestinal Infections

Moscow 

Russian Federation

D. Kh. Kyasova

Central Research Institute of Epidemiology

Email: kyasova@cmd.su
ORCID iD: 0000-0001-5651-6362

Junior Researcher, Laboratory of Molecular Diagnostics and Epidemiology of Intestinal Infections

Moscow 

Russian Federation

Z. Kh. Dalelova

Central Research Institute of Epidemiology

Email: dalelova@cmd.su
ORCID iD: 0000-0003-3337-8432

Junior Researcher, Laboratory of Molecular Diagnostics and Epidemiology of Intestinal Infections

Moscow 

Russian Federation

K. V. Kuleshov

Central Research Institute of Epidemiology

Email: konstantinkul@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5238-7900

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Molecular Diagnostics and Epidemiology of Intestinal Infections

Moscow 

Russian Federation

A. N. Guseva

Central Research Institute of Epidemiology

Email: anguseva@cmd.su
ORCID iD: 0000-0002-7199-6103

Junior Researcher, Laboratory of Molecular Diagnostics and Epidemiology of Intestinal Infections

Moscow 

Russian Federation

A. S. Pavlova

Central Research Institute of Epidemiology

Email: a.pavlova@cmd.su
ORCID iD: 0000-0003-4619-9337

Junior Researcher, Laboratory of Molecular Diagnostics and Epidemiology of Intestinal Infections

Moscow 

Russian Federation

O. A. Veselova

Central Research Institute of Epidemiology

Email: oveselova@cmd.su
ORCID iD: 0000-0002-5041-4370

Researcher, Laboratory of Molecular Diagnostics and Epidemiology of Intestinal Infections

Moscow 

Russian Federation

N. V. Parkina

Central Research Institute of Epidemiology

Email: parkina@cmd.su
ORCID iD: 0000-0003-3948-1385

Junior Researcher, Laboratory of Molecular Diagnostics and Epidemiology of Intestinal Infections

Moscow 

Russian Federation

T. A. Konovalova

Central Research Institute of Epidemiology

Email: tnikolaeva@cmd.su
ORCID iD: 0000-0001-7030-2010

Researcher, Laboratory of Molecular Diagnostics and Epidemiology of Intestinal Infections

Moscow 

Russian Federation

S. B. Yatsyshina

Central Research Institute of Epidemiology

Email: svetlana.yatsyshina@cmd.su
ORCID iD: 0000-0003-4737-941X

PhD (Biology), Head of the Scientific Group of New Methods of Diagnostics of Acute Respiratory Infections, Head of the Reference Center for Monitoring Pathogens of Upper and Lower Respiratory Tract Infections

Moscow 

Russian Federation

References

  1. Паркина Н.В., Сакалкина Е.В., Гусева А.Н., Кулешов К.В., Ольнева Т.А., Гоптарь И.А., Домонова Э.А., Матосова С.В., Сильвейстрова О.Ю., Хромова Н.А., Подколзин А.Т., Шипулин Г.А. Изучение этиологии заболеваний с летальными исходами у детей в очаге групповой заболеваемости шигеллезом // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2017. Т. 22, № 6. С. 311–319. [Parkina N.V., Sakalkina E.V., Guseva A.N., Kuleshov K.V., Olneva T.A., Goptar I.A., Domonova E.A., Matosova S.V., Silveystrova O.Yu., Khromova N.A., Podkolzin A.T., Shipulin G.A. Enhanced investigation of etiology of diseases during the shigellosis outbreak with fatal outcomes among children. Epidemiologiya i infektsionnye bolezni = Epidemiology and Infectious Diseases (Russian Journal), 2017, vol. 22, no. 6, pp. 311–319. (In Russ.)] doi: 10.18821/1560-9529-2017-22-6-311-319
  2. Burnett E., Jonesteller C.L., Tate J.E., Yen C., Parashar U.D. Global impact of rotavirus vaccination on childhood hospitalizations and mortality from diarrhea. J. Infect. Dis., 2017, vol. 215, no. 11, pp. 1666–1672. doi: 10.1093/infdis/jix186
  3. Burnett E., Parashar U.D., Tate J.E. Global impact of rotavirus vaccination on diarrhea hospitalizations and deaths among children < 5 years old: 2006–2019. J. Infect. Dis., 2020, vol. 222, no. 10, pp. 1731–1739. doi: 10.1093/infdis/jiaa081
  4. David N.C. Acute respiratory distress syndrome in children: physiology and management. Curr. Opin. Pediatr., 2013, vol. 25, no. 3, pp. 338–343. doi: 10.1097/MOP.0b013e328360bbe7
  5. GBD 2017 Causes of Death Collaborators. Global, regional, and national age-sex-specific mortality for 282 causes of death in 195 countries and territories, 1980–2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017. Lancet, 2018, vol. 392, no. 10159, pp. 1736–1788. doi: 10.1016/S0140-6736(18)32203-7
  6. Goerig M. “Status Thymolymphaticus” — a risk of anaesthesia? Anasthesiol. Intensivmed. Notfallmed. Schmerzther., 2019, vol. 54, no. 9, pp. 562–570. doi: 10.1055/a-0989-8769
  7. Gould L.H., Bopp C., Strockbine N., Atkinson R., Baselski V., Body B., Carey R., Crandall C., Hurd S., Kaplan R., Neill M., Shea S., Somsel P., Tobin-D’Angelo M., Griffin P.M., Gerner-Smidt P., Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Recommendations for diagnosis of shiga toxin-producing Escherichia coli infections by clinical laboratories. MMWR Recomm. Rep., 2009, vol. 58, no. RR-12, pp. 1–14.
  8. Guillaume A.W.D., Miller A.C., Nguyen M.C. Enterocolitis in a child with Hirschsprung disease. Pediatr. Emerg. Care, 2019, vol. 35, no. 7, pp. e131–e132. doi: 10.1097/PEC.0000000000001108
  9. Hu X., Lee J.S., Pianosi P.T., Ryu J.H. Aspiration-related pulmonary syndromes. Chest, 2015, vol. 147, no. 3, pp. 815–823. doi: 10.1378/chest.14-1049
  10. Konopka T. Erroneous paths of forensic medicine. Arch. Med. Sadowej Kryminol., 2008, vol. 58, no. 2–3, pp. 117–122. doi: 10.1016/S0140-6736(18)32203-7
  11. Lanata C.F., Fischer-Walker C.L., Olascoaga A.C., Torres C.X., Aryee M.J., Black R.E., Child Health Epidemiology Reference Group of the World Health Organization, Unicef. Global causes of diarrheal disease mortality in children < 5 years of age: a systematic review. PLoS One, 2013, vol. 8, no. 9: e72788. doi: 10.1371/journal.pone.0072788
  12. Riera-Montes M., O’Ryan M., Verstraeten T. Norovirus and rotavirus disease severity in children: systematic review and metaanalysis. Pediatr. Infect. Dis. J., 2018, vol. 37, no. 6, pp. 501–505. doi: 10.1097/INF.0000000000001824
  13. WHO. World health statistics 2019: monitoring health for the SDGs, sustainable development goals. Geneva: WHO, 2019. 120 p.
  14. Xie J., Nettel-Aguirre A., Lee B.E., Chui L., Pang X.L., Zhuo R., Parsons B., Vanderkooi O.G., Tarr P.I., Ali S., Dickinson J.A., Hagen E., Svenson L.W., MacDonald S.E., Drews S.J., Tellier R., Graham T., Lavoie M., MacDonald J., Freedman S.B., Pediatric Emergency Research Canada (PERC) and the Alberta Provincial Pediatric EnTeric Infection TEam (APPETITE Team). Relationship between enteric pathogens and acute gastroenteritis disease severity: a prospective cohort study. Clin. Microbiol. Infect., 2019, vol. 25, no. 4, pp. 454–461. doi: 10.1016/j.cmi.2018.06.016

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2021 Podkolzin A.T., Kozhakhmetova T.A., Kyasova D.K., Dalelova Z.K., Kuleshov K.V., Guseva A.N., Pavlova A.S., Veselova O.A., Parkina N.V., Konovalova T.A., Yatsyshina S.B.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».