Studies on the Epidemiology and Clinical Characteristics of Diphtheria during the Russian Epidemic of the 1990s

Abstract

Tausta: Kurkkumätä eli difteria on Corynebacterium diphtheriae -bakteerin aiheuttama vakava infektiotauti. Sen oireet aiheuttaa bakteerin tuottama myrkky. Yleisin kurkkumädän muoto on ylähengitysteiden tulehdus. Vakavaksi taudin tekee tukehtumisvaara ja sydänlihasvaurio. Difteria on historia suurimpia tappajia. Euroopasta se hävisi toisen maailmansodan jälkeen elintason nousun ja rokotusten myötä. Suomen naapurissa Venäjällä alkoi vuonna 1990 difteriaepidemia, jossa sairastui 150.000 ja kuoli 5.000 henkilöä. Tämä tragedia oli samalla mahdollisuus tutkia hengitystiedifteriaa ensimmäisen kerran puoleen vuosisataan, koska epidemioita ei ollut esiintynyt teollissa maissa 50 vuoteen. Tampereen yliopistollisen sairaalan, Pietarin Jatkokoulutusakatemian (MAPS) ja Pietarin Botkinin infektiosairaalan välillä solmittiin kesällä 1994 tiedeyhteistyösopimus kurkkumädän tutkimiseksi.

Tavoitteet: Tutkimussarjalla pyrittiin selvittämään kurkkumädän tartuntatapoja ja leviämiskykyä sekä taudin oireita ja taudin vakavuuteen vaikuttavia tekijöitä. Aineisto ja menetelmät: Aineistona olivat toisaalta kaikki Suomessa Venäjän epidemian seurauksena sairastuneet henkilöt, toisaalta Pietarissa difterian takia sairaalassa hoidetut aikuiset. Suomalaiset kurkkumätäpotilaat saatiin tietoon Kansanterveyslaitokseen tehdyistä tartuntatauti-ilmoituksista. Pietarilaiset potilaat tavoitettiin Botkinin sairaalasta, jossa hoidetaan kaikki pietarilaiset difteriatartunnan saaneet aikuiset. Taudinkuvaa tutkittiin taannehtivasti sairauskertomustietoja käyttäen. Sydänvaurioiden yleisyyttä ja riskitekijöitä selvitettiin ennakkoon suunnitellulla (prospektiivisella) tutkimuksella.

Tulokset: Vuosina 1990­2002 kaikkiaan 10 henkilön todettiin saaneen kurkkumätätartunnan matkustettuaan Suomesta Venäjän epidemia-alueelle. Tänä ajanjaksona tehtiin yli 6 miljoonaa matkaa Suomesta Venäjälle. Lisäksi kaksi lasta sai tartunnan Suomessa Venäjältä kyläilemään tulleelta henkilöltä. Neljä tartunnan saaneista sairastui vakavasti ja kaksi heistä kuoli. Kaikilla vakavasti sairastuneilla oli ollut suora sylkikontakti venäläiseen henkilöön. Suomessa 91 terveydenhoitotyöntekijää altistui hoidon aikana difteriapotilaiden hengitystie-eritteille. Viljelyin ei yhdelläkään työntekijällä todettu tartuntaa. Venäjällä tutkittiin 1.860 difteriapotilasta. Kahdella kolmasosalla nielussa ei ollut difterialle tyypillisinä pidettyjä katteita. Vakava toksinen tautimuoto oli 8%:lla. Potilaista kuoli 2%. Neljännes difteriapotilaista sai sydänlihasvaurion. Sydänvaurion riskitekijät olivat vaikea nielutulehdus ja yli 40 vuoden ikä. Kahdella prosentilla lääkärin mielestä oireista päätellen difteriaa sairastaneista oli nielussa vain sellainen difteria-bakteerikanta, joka ei tuottanut myrkkyä. Näistä potilaista kolme (3%) kuoli. Ruumiinavauksissa kaikilla kuolleista todettiin elinmuutoksia, jotka ovat tyypillisiä toksiselle difterialle.

Johtopäätökset: Hengitysteiden kurkkumätä ei ole historiallisesti huonosta maineestaan huolimatta erityisen tarttuva tauti. Sen tärkein tartuntatien on todennäköisesti suora kontakti bakteeria kantavan henkilön hengitystie-eritteisiin. Tartunta väentungoksessa tai epäsuorasti saastuneiden astioiden tai muiden esineiden välityksellä on hyvin harvinainen. Sairaalassa työntekijöiden infektioriski on vähäinen, jos noudatetaan tavallisia sairaalahygieenisiä käytäntöjä, joita suositetaan muutenkin kaikkien potilaiden hodossa. Difteria on tautina hyvin saman kaltainen kuin edellisissä epidemioissa puoli vuosisataa sitten. Kuolleisuus väestön laajuisessa epidemiassa on kuitenkin nykyään pienempi. Kurkkumädän diagnoosi perustuu myrkkyä tuottavan difteria-bakteerin eristämiseen. Bakteerikannan toksiinintuottoa ei kuitenkaan aina kyetä osoittamaan laboratoriossa. Päätös siitä annetaanko sairastuneelle hoidon alussa difteriavastamyrkkyä (antitoksiinia) on tehtävä tapahtumatietojen ja taudinkuvan perusteella odottamatta tietoa bakteeriviljelystä ja bakteeriannan toksiinin tuosta.

Jatkotutkimukset: Suomalais-Venäläinen tutkimusryhmä jatkaa tutkimuksia selvittämällä difterialta suojaavia tekijöitä, kuten suojaavia vasta-ainetasoja. Näillä tutkimuksilla pyritään saamaan uutta tietoa rokostuskäytäntöjen perustaksi ja siten väestön suojaamiseksi tulevaisuudessa kurkkumätäepidemioilta.

Background: Diphtheria in an infectious disease caused by a toxin produced by Corynebacterium diphtheriae. It is one of the biggest killers in the history of mankind. Diphtheria disappeared from Europe after the World War II along with increasing standard of living and immunization campaigns. An epidemic of respiratory tract diphtheria started in Russia in 1990. All together 150 000 persons fell ill and 5 000 died. This was a tragedy but gave a possibility to study scientifically respiratory tract diphtheria first time in half of a century.

Aims: This series of studies was designed to investigate the mode of transmission of diphtheria and its potency to spread in the population as well as the clinical characteristics of the disease.

Subject and methods: The subjects were on the one hand Finnish persons infected as a consequence of the Russian epidemic and on the other hand patients treated in St. Petersburg for diphtheria. Finnish patients were identified from the registers of the National Public Health Institute. The Russian patients were enrolled among adults treated in Botkin Hospital with a suspicion of diphtheria. Data on the clinical characteristics were collected retrospectively from patient hospital records. The incidence and the risk factors of diphtheritic cardiac damage were studied in a prospective trial.

Results: Ten Finnish persons were infected after a trip to the epidemic area in Russia between years 1990 and 2000. This was the consequence of more than 6 million trips from Finland to Russia. In addition to the 10 cases, two children were infected in Finland after a visit of Russian friends to their home. Four on the altogether 12 infections were severe and two patients died. All persons with a severe disease had a direct saliva contact to Russian persons. In Finland 91 health care workers were exposed to the respiratory tract secretions of diphtheria patients. Using throat cultures, none were found infected. Two thirds of 1 860 adult diphtheria patients treated in hospital in St. Petersburg had a mild non-membraneous infection. Eight percent of the patients had a severe toxic disease and 2% died. In a prospective trial of 122 patients, a quarter of the patients acquired diphtheritic heart complications observed by serial electrocardiographic recordins. The risk factors for cardiac damage were a severe acute respiratory tract inflammation and an age of 40 years or more. Two percent of patients admitted to the hospital with the clinical diagnosis of diphtheria had only a non-toxin producing strain C. diphtheriae isolated. Three out of these 112 patients died. In autopsy, in all three organ damage typical for toxic diphtheria were observed.

Conclusions: Respiratory tract diphtheria is not especially contagious. It has low potency to spread in countries like Finland with good coverage of childhood immunizations against diphtheria but no regular booster vaccinations for adults. The most important mode transmission of diphtheria is probably direct contact to respiratory tract secretions of those carrying the bacillus. The risk of nosocomial diphtheria is low if the recommended general hygienic measures in hospitals are complied with. As a clinical disease diphtheria is today very similar to what it was 50 years ago. However, in a nation wide epidemic the mortality is lower. The bases of the specific diagnosis of diphtheria is the isolation of a toxin producing strain of C. diphtheriae. The production of toxin is, however, not always demonstrated by in vitro methods. The decision whether to threat the patient with diphtheria antitoxin has to be done with the knowledge of patient history and the clinical findings without waiting for microbiological results. Future reports of this Finnish-Russian Diphtheria Study Group will present data on the protective level for antitoxin antibodies in individual patients. The data will hopefully contribute to vaccination policies and in prevention of further diphtheria epidemics.