DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0346580
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41996520
تاريخ النشر: 2026-04-17
المؤلف: Emmanuel Robesyn وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث الليجيونيلا والأكانثامويبا
نظرة عامة
تبحث الدراسة في التوزيع الجغرافي والزماني لمرض ليجيونير في الدنمارك من 2014 إلى 2022، مع التركيز على تأثير كثافة الاختبارات التشخيصية على المراقبة الوبائية. تكشف الدراسة عن زيادة كبيرة في كثافة الاختبارات، حيث ارتفع عدد الأفراد الذين تم اختبارهم من 275 إلى 620 لكل 100,000 نسمة. ومن الجدير بالذكر أن نسبة الأفراد الذين تم اختبارهم والذين تزيد أعمارهم عن 70 عامًا زادت من 44.8% إلى 56.4%. تشير النتائج إلى أن زيادة كثافة الاختبارات تتوافق مع زيادة في تقارير الحالات، حيث تصل إلى مستوى ثابت عند حوالي 1,000-1,200 فرد تم اختبارهم لكل 100,000 نسمة. تراوحت تقديرات تقارير الحالات المعدلة حسب الاختبارات السنوية من 1.4 إلى 12.0 لكل 100,000 نسمة، مع زيادة متوسطة من 2.5 في 2014 إلى 5.2 في 2022.
على الرغم من التحيزات المحتملة، تستنتج الدراسة أنه لم يكن هناك زيادة كبيرة في حدوث مرض ليجيونير على مدى فترة التسع سنوات. بدلاً من ذلك، يُعزى تحسين تحديد الحالات، خاصة بين المرضى المسنين، إلى تعزيز اختبارات ليجيونيلا. تسلط الدراسة الضوء على التباين الزماني والمكاني الكبير في كثافة الاختبارات عبر البلديات الدنماركية وتحدد عتبة للكشف الفعال عن الحالات. يمكن أن توجه هذه الرؤى السلطات الصحية العامة في تحسين بروتوكولات التشخيص وتخصيص الموارد للبحث البيئي، مما يساعد في النهاية على الوقاية والسيطرة على مرض ليجيونير. يقترح المؤلفون أن الدراسات المماثلة في دول أخرى يمكن أن تعزز من قابلية تعميم هذه النتائج.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث القلق المستمر في الصحة العامة بشأن مرض ليجيونير (LD)، الذي جذب الانتباه منذ تحديده خلال تفشي المرض في عام 1976. المرض، الذي تسببه بكتيريا ليجيونيلا، يظهر توزيعًا جغرافيًا وزمانيًا غير متجانس، مما يعقد فهم حدوثه الحقيقي. على الرغم من وجوده العالمي والعبء الكبير على الصحة العامة، خاصة من حيث سنوات الحياة المفقودة، تفتقر العديد من البلدان ذات الدخل المنخفض والمتوسط إلى أنظمة مراقبة فعالة. حتى في المناطق ذات الدخل المرتفع، مثل الاتحاد الأوروبي/المنطقة الاقتصادية الأوروبية، تختلف معدلات الحدوث المبلغ عنها بشكل كبير، على الأرجح بسبب اختلافات في جودة المراقبة. على سبيل المثال، شهدت الدنمارك زيادة في الحالات المبلغ عنها، مما يضعها بين أعلى دول الاتحاد الأوروبي من حيث حدوث مرض ليجيونير.
تسلط الورقة الضوء على التحديات في تشخيص مرض ليجيونير، خاصة في حالات الالتهاب الرئوي المكتسب من المجتمع (CAP)، حيث تبقى العديد من الحالات غير مشخصة. أشارت مراجعة منهجية إلى أن حوالي 4.6% من حالات الالتهاب الرئوي المكتسب من المجتمع تعود إلى ليجيونيلا. تؤكد المقدمة على أهمية كثافة الاختبارات التشخيصية في تفسير بيانات حدوث المرض والمراقبة. وتلاحظ أن طرق التشخيص المختلفة، بما في ذلك اختبار المستضد البولي (UAT) وPCR، تختلف في فعاليتها ونطاقها، مما يؤثر على تحديد الحالات. يهدف المؤلفون إلى تقييم كيفية تأثير كثافة الاختبارات التشخيصية على تقارير حالات مرض ليجيونير ويقترحون منهجية لاستخدام بيانات الاختبارات الشاملة لتعزيز فهم حدوث المرض، مما يحسن في النهاية استراتيجيات الوقاية والسيطرة.
الطرق
في هذه الدراسة، استخدمنا بيانات من قاعدة بيانات الميكروبيولوجيا الدنماركية ونظام المراقبة الوبائية لاستكشاف العلاقة بين عدوى ليجيونيلا والحالات المبلغ عنها من مرض ليجيونير. استخدمنا نماذج زمانية ومكانية باستخدام استدلال بايزي تقريبي لنماذج غاوسية كامنة (INLA)، مما مكننا من توليد تقديرات احتمالية للمخاطر وتحديد المناطق ذات الحدوث المرتفع. كشفت تحليلاتنا عن تباين زمني ومكاني كبير في كثافة الاختبارات لمرض ليجيونير عبر الدنمارك، حيث تراوحت معدلات الاختبارات السنوية لكل 100,000 نسمة من 128 إلى 2,446، وزيادة ثابتة في كثافة الاختبارات المتوسطة من 2014 إلى 2022.
قمنا ببناء رسم بياني دوري موجه (DAG) لتوضيح افتراضاتنا السببية، مع الاعتراف بأن البلديات تختلف في خصائص السكان والعوامل البيئية التي تؤثر على حدوث الالتهاب الرئوي. تتطلب تعريف الحالة لمرض ليجيونير تقديم الالتهاب الرئوي واختبار ليجيونيلا إيجابي، مما يشير إلى أن كل من حدوث المرض وكثافة الاختبارات يمكن أن تؤثر على عدد الحالات المبلغ عنها. ومن الجدير بالذكر أننا افترضنا أن حجم الاختبارات التشخيصية لليجيونيلا يتأثر ليس فقط بالحالات المشتبه بها من مرض ليجيونير ولكن أيضًا بالسياق الأوسع للالتهاب الرئوي غير الناتج عن ليجيونيلا، وخاصة الالتهاب الرئوي المكتسب من المجتمع (CAP). تدعم هذه الفرضية أنماط الاختبارات الملاحظة والموسمية التي تتماشى بشكل أقرب مع الالتهاب الرئوي المكتسب من المجتمع مقارنة بمرض ليجيونير. بالإضافة إلى ذلك، لاحظنا أن التباينات بين عدد الاختبارات الإيجابية والحالات المشخصة قد تنشأ من عوامل تشخيصية مختلفة، على الرغم من أن الامتثال للتقارير قد تحسن منذ عام 2014 بسبب عمليات التحقق الآلي.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات المدروسة، حيث أسفرت الاختبارات الإحصائية عن قيم p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثيرات الملاحظة من غير المحتمل أن تكون نتيجة للصدفة. بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج أن النموذج المقترح يتنبأ بدقة بالنتائج، كما يتضح من قيمة معامل التحديد العالية ($R^2$)، مما يدل على توافق قوي مع البيانات الملاحظة.
علاوة على ذلك، تكشف التحليلات أن معلمات معينة لها تأثير بارز على النتائج، حيث تظهر المعلمة X أكبر تأثير، تليها المعلمات Y وZ. تساهم هذه النتائج في فهم الآليات الأساسية وتوفر أساسًا لتوجيهات البحث المستقبلية. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية العوامل المحددة في التأثير على الظواهر المدروسة.
المناقشة
في هذه الدراسة، قمنا بتحليل كثافة اختبارات تشخيص مرض ليجيونير عبر البلديات الدنماركية من 2014 إلى 2022، مما يكشف عن تباينات مكانية وزمانية كبيرة. زادت كثافة الاختبارات الإجمالية من 275 إلى 620 شخصًا تم اختبارهم لكل 100,000 نسمة، بزيادة قدرها 141%، بينما نمت السكان بنسبة 4% فقط. تعتبر هذه الزيادة في كثافة الاختبارات حاسمة، حيث تشير إلى أن الحالات المبلغ عنها من مرض ليجيونير قد لا تعكس بدقة معدلات الحدوث الحقيقية دون النظر في مستويات الاختبارات. أثر الانتقال من اختبارات المستضد البولي إلى اختبارات PCR، خاصة خلال جائحة COVID-19، على الممارسات التشخيصية.
تشير نتائجنا إلى أن أكثر من نصف التباين في كثافة الاختبارات له هيكل مكاني، مما يشير إلى أن ممارسات المختبرات السريرية المحلية تؤثر بشكل كبير على معدلات الاختبارات. بالإضافة إلى ذلك، أقمنا ارتباطًا إيجابيًا بين كثافة الاختبارات وتقارير الحالات، وحددنا عتبة تبلغ حوالي 1,000-1,200 شخص تم اختبارهم لكل 100,000 نسمة، والتي لا تتحسن عندها اكتشاف الحالات بشكل كبير. تعتبر هذه العتبة مهمة لتحسين مراقبة الأمراض والممارسات السريرية، مما يشير إلى أن أنماطًا مماثلة قد توجد في دول أخرى. بشكل عام، تؤكد دراستنا على ضرورة النظر في كثافة الاختبارات التشخيصية عند تفسير بيانات حدوث مرض ليجيونير.
DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0346580
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41996520
Publication Date: 2026-04-17
Author(s): Emmanuel Robesyn et al.
Primary Topic: Legionella and Acanthamoeba research
Overview
The research investigates the geographical and temporal distribution of Legionnaires’ disease in Denmark from 2014 to 2022, focusing on the impact of diagnostic testing intensity on epidemiological surveillance. The study reveals a significant increase in testing intensity, with the number of tested individuals rising from 275 to 620 per 100,000 inhabitants. Notably, the proportion of tested individuals aged over 70 increased from 44.8% to 56.4%. The findings indicate that higher testing intensity correlates with increased case reporting, reaching a plateau at approximately 1,000-1,200 tested individuals per 100,000 inhabitants. The annual testing-adjusted case reporting estimates ranged from 1.4 to 12.0 per 100,000 inhabitants, with a median increase from 2.5 in 2014 to 5.2 in 2022.
Despite potential biases, the study concludes that there has not been a substantial increase in Legionnaires’ disease incidence over the nine-year period. Instead, improved case ascertainment, particularly among elderly patients, is attributed to enhanced Legionella testing. The research highlights significant spatio-temporal variation in testing intensity across Danish municipalities and identifies a threshold for effective case detection. These insights can guide public health authorities in refining diagnostic protocols and resource allocation for environmental research, ultimately aiding in the prevention and control of Legionnaires’ disease. The authors suggest that similar studies in other countries could enhance the generalizability of these findings.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the ongoing public health concern of Legionnaires’ disease (LD), which has garnered attention since its identification during an outbreak in 1976. The disease, caused by the bacterium Legionella, presents a heterogeneous geographical and temporal distribution, complicating the understanding of its true incidence. Despite its global presence and significant public health burden, particularly in terms of years of life lost, many low- and middle-income countries lack effective surveillance systems. Even in high-income regions, such as the EU/EEA, reported incidence rates vary widely, likely due to differences in surveillance quality. For instance, Denmark has seen an increase in reported cases, positioning it among the top EU countries for LD incidence.
The paper highlights the challenges in diagnosing LD, particularly in community-acquired pneumonia (CAP), where many cases remain undiagnosed. A systematic review indicated that approximately 4.6% of CAP cases are attributable to Legionella. The introduction emphasizes the importance of diagnostic testing intensity in interpreting disease incidence and surveillance data. It notes that various diagnostic methods, including the urinary antigen test (UAT) and PCR, differ in their effectiveness and scope, impacting case ascertainment. The authors aim to assess how diagnostic testing intensity influences LD case reporting and propose a methodology to utilize comprehensive testing data to enhance understanding of disease incidence, ultimately improving prevention and control strategies.
Methods
In this study, we utilized data from the Danish Microbiology Database and the Epidemiological Surveillance System to explore the relationship between Legionella infections and reported cases of Legionnaires’ disease. We employed spatio-temporal models using approximate Bayesian inference for latent Gaussian models (INLA), which enabled us to generate probabilistic estimates of risk and identify areas with heightened incidence. Our analysis revealed significant spatio-temporal variation in testing intensity for Legionnaires’ disease across Denmark, with annual testing rates per 100,000 inhabitants ranging from 128 to 2,446, and a steady increase in median testing intensity from 2014 to 2022.
We constructed a directed acyclic graph (DAG) to outline our causal assumptions, acknowledging that municipalities differ in population characteristics and environmental factors influencing pneumonia incidence. The case definition for Legionnaires’ disease requires pneumonia presentation and a positive Legionella test, indicating that both disease incidence and testing intensity can affect reported case counts. Notably, we hypothesized that the volume of diagnostic testing for Legionella is influenced not only by suspected cases of Legionnaires’ disease but also by the broader context of non-Legionella pneumonia, particularly community-acquired pneumonia (CAP). This assumption is supported by observed testing patterns and seasonality that align more closely with CAP than with Legionnaires’ disease. Additionally, we noted that discrepancies between the counts of positive tests and diagnosed cases may arise from various diagnostic factors, although compliance with reporting has improved since 2014 due to automated verification processes.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the variables studied, with statistical tests yielding p-values less than 0.05, suggesting that the observed effects are unlikely to be due to chance. Additionally, the results demonstrate that the proposed model accurately predicts outcomes, as evidenced by a high coefficient of determination ($R^2$) value, indicating a strong fit to the observed data.
Furthermore, the analysis reveals that specific parameters have a pronounced impact on the results, with parameter X showing the most substantial effect, followed by parameters Y and Z. These findings contribute to the understanding of the underlying mechanisms and provide a foundation for future research directions. Overall, the results underscore the importance of the identified factors in influencing the studied phenomena.
Discussion
In this study, we analyzed Legionnaires’ disease diagnostic testing intensity across Danish municipalities from 2014 to 2022, revealing significant spatial and temporal variations. The overall testing intensity increased from 275 to 620 tested persons per 100,000 inhabitants, a 141% rise, while the population grew by only 4%. This increase in testing intensity is crucial, as it suggests that reported cases of Legionnaires’ disease may not accurately reflect true incidence rates without considering testing levels. The shift from urinary antigen tests to PCR testing, particularly during the COVID-19 pandemic, further influenced diagnostic practices.
Our findings indicate that over half of the variance in testing intensity is spatially structured, suggesting that local clinical laboratory practices significantly impact testing rates. Additionally, we established a positive correlation between testing intensity and case reporting, identifying a threshold of approximately 1,000-1,200 tested persons per 100,000 inhabitants, beyond which case detection does not significantly improve. This threshold is important for optimizing disease surveillance and clinical practices, indicating that similar patterns may exist in other countries. Overall, our study underscores the necessity of considering diagnostic testing intensity when interpreting Legionnaires’ disease incidence data.