Adres do korespondencji:
dr med. Aleksandra Wolny-Niedzielska, skr. poczt. 25, 25-030 Kielce 10
Praca wpłynęła: 8.06.2005 r.
Ból jest najczęściej zgłaszanym objawem w chorobach układu ruchu, a dolegliwości mogą dotyczyć stawów obwodowych, rzadziej kręgosłupa lub tkanek miękkich. Przyczyną bólu w chorobach tkanki łącznej jest przewlekły, samopodtrzymujący się proces zapalny. W przebiegu tego procesu dochodzi do niszczenia tkanek stawowych, okołostawowych, niszczenia ścian naczyń, zajęcia narządów wewnętrznych [1].
Badania nad występowaniem chorób tkanki łącznej u dzieci w Polsce prowadzono dotychczas w Instytucie Reumatologii w Warszawie w latach 1962–1990 [2] oraz w makroregionie łódzkim w latach 2000–2001, gdzie określono częstość występowania chorób reumatycznych u dzieci kierowanych do poradni reumatologicznej [3].
Celem obecnej pracy było określenie częstości występowania zapalnych i niezapalnych chorób układu ruchu u dzieci kierowanych do reumatologa, w zależności od wieku, płci i miejsca zamieszkania oraz ustalenie rozpoznania u dzieci bez dolegliwości w układzie ruchu, a mających nieprawidłowości w badaniach dodatkowych, które świadczyłyby o toczącym się procesie chorobowym w tkance łącznej.
Materiał i metoda
Analizie retrospektywnej poddano dokumentację medyczną 928 dzieci w wieku od 2 do 18 lat (średnia wieku 11,51±4,12), które zgłosiły się po raz pierwszy do Poradni Reumatologicznej dla Dzieci w Kielcach w latach 1999–2003. Lata te wybrano ze względu na obowiązujący od 1 stycznia 1999 r. podział administracyjny Polski i utworzenie województwa świętokrzyskiego, a co za tym idzie, nowy zasięg działania Poradni – jedynej o tej specjalności w województwie.
W grupie dzieci było 59,5% dziewcząt i 40,5% chłopców. W miastach zamieszkiwało 53,7%, a na wsi 46,3%.
Wyniki badań
75,7% dzieci zgłosiło się do reumatologa z powodu bólu w układzie mięśniowo-szkieletowym. Wśród dzieci z dolegliwościami bólowymi w 30,3% bólowi towarzyszył obrzęk stawów. 24,3% dzieci zgłosiło się bez bólu w układzie ruchu. Kierowano je do Poradni z powodu nieprawidłowych wyników badań (najczęściej podwyższonego ASO), stanów gorączkowych, sinienia palców, deformacji stawów czy kontrolnego badania po wystąpieniu epizodu bólowego w przeszłości.
Wśród wszystkich 928 dzieci rozpoznano: u 352 (37,9%) zapalne choroby układu ruchu, u 297 (32%) niezapalne choroby układu ruchu, u 32 (3,44%) inne przyczyny bólu w układzie ruchu, u 177 (19%) inne choroby (alergizacja paciorkowcowa, alergie itp.), u 54 (5,8%) nie udało się ustalić rozpoznania, a 16 (1,7%) dzieci uznano za zdrowe.
Rozpoznano następujące zapalne choroby układu ruchu: u 170 (18,3%) dzieci układowe choroby tkanki łącznej (UChTŁ), u 182 (19,6%) dolegliwości towarzyszące infekcjom.
Wśród niezapalnych chorób układu ruchu rozpoznano: choroby ortopedyczne u 144 (15,5%), wady wrodzone u 22 (2,4%) dzieci, wady postawy u 99 (10,6%), osteoporozę u 9 (1%), bóle kręgosłupa u 23 (2,5%).
Wśród 170 zachorowań na UChTŁ przeważały zachorowania wśród dziewcząt (2,1:1) oraz dzieci mieszkających w miastach (1,3:1).
U 85 dzieci rozpoznano młodzieńcze idiopatyczne zapalenie stawów (MIZS). Najczęściej występowało zapalenie z zajęciem niewielu stawów (oligoarthritis) (ryc. 1.). Stwierdzono je u 50,58% dzieci z MIZS, głównie od 2. do 14. roku życia. Drugą co do częstości występowania była postać wielostawowa (poliarthritis), którą stwierdzono u 32,94% dzieci z MIZS z przewagą zachorowań w przedziale wiekowym 10–18 lat. Najrzadziej rozpoznawano zapalenie stawów o początku uogólnionym (systemic) – 15,28% przypadków z przewagą zachorowań w najmłodszej grupie wiekowej (1–9 lat). U 1 chłopca stwierdzono nawrotowe zapalenie przyczepów ścięgien Achillesa z towarzyszącym bólem kręgosłupa lędźwiowego i obecnym antygenem HLA B27. Wykonane badanie radiologiczne kręgosłupa i stawów krzyżowo-biodrowych nie wykazało odchyleń od normy. Chłopiec, nie spełniając kryteriów rozpoznawczych, nadal jest obserwowany w kierunku spondyloartropatii.
U pozostałych 85 dzieci, przede wszystkim starszych dziewcząt, rozpoznano inne choroby tkanki łącznej
(ryc. 2.). Dalszej obserwacji w kierunku choroby tkanki łącznej wymaga 49 (28,82%) dzieci, przede wszystkim dziewcząt w wieku 14–18 lat. Wśród nich u 36 rozpoznano zespół Raynauda. U pozostałych obserwowano krótkotrwałe bóle, obrzęki stawów, głównie rąk, ale bez innych objawów choroby tkanki łącznej, i izolowane zapalenie błony naczyniowej oczu bez objawów ze strony układu ruchu.
Ból ze strony układu ruchu był częstym objawem towarzyszącym infekcjom (ryc. 3. i 4.). W połowie przypadków notowano pełnoobjawowe zapalenie, przede wszystkim dużych stawów kończyn dolnych. Najczęściej dolegliwości towarzyszyły infekcji górnych dróg oddechowych, z wyraźną przewagą występowania w najmłodszej grupie. W pozostałych przypadkach rozpoznawano towarzyszące zakażenia dróg moczowych, przewodu pokarmowego czy zakażenia drobnoustrojem Borrelia burgdorferi. Wśród zakażeń jelitowych stwierdzono zakażenie Helicobacter pylori, Yersinia enterocolitica. Stwierdzono kilka przypadków krztuśca, ospy wietrznej, cytomegalii czy inwazji robaków.
Dzieci, u których rozpoznano przyinfekcyjne zapalenie stawów, były kierowane do poradni, zwykle z podejrzeniem gorączki reumatycznej w związku z częstym podwyższeniem miana ASO. Potwierdziło się to tylko w jednym przypadku.
Rozpoznanie niezapalnych chorób układu ruchu postawiono u 32% dzieci, zbierając dokładny wywiad i wykonując stosowne badania laboratoryjne (ryc. 5.). Najczęściej (144 dzieci) rozpoznawano choroby z kręgu zainteresowań ortopedów, zwłaszcza spowodowane urazami – 57 dzieci między 10. a 18. rokiem życia, z jednakową częstością u dziewcząt i chłopców, niezależnie od miejsca zamieszkania.
Następną pod względem częstości występowania grupą byli pacjenci, u których rozpoznano jałowe martwice kości – 39 dzieci przede wszystkim między 10. a 14. rokiem życia (choroba Osgood-Schlatera). Kierowano je do reumatologa z podejrzeniem zapalenia stawów kolanowych. Charakterystyczne umiejscowienie dolegliwości i wykonanie zdjęcia radiologicznego potwierdziły rozpoznanie jałowej martwicy. Na tej samej zasadzie stwierdzano obecność martwicy o innym umiejscowieniu.
U pozostałych dzieci za przyczynę bólu uznano przeciążenie, łagodne nowotwory kości, defectus fibrosis corticalis i złuszczenia głowy kości udowej. W pojedynczych przypadkach rozpoznano chondromalację rzepek, niestabilność kolan, tłuszczaka tkanki podskórnej okolicy piszczeli.
U 22 (4,07%) dzieci rozpoznano wady rozwojowe układu ruchu, które uznano za przyczynę dolegliwości. Najczęściej rozpoznawano zespół luźnych więzadeł (7 dzieci), trzaskające biodra (5 dzieci), następnie dysplazję stawów biodrowych (4 dzieci). W pojedynczych przypadkach rozpoznano dysplazję wielonasadową, wielowadzie – płetwiaste palce i deformacje palców rąk, wadę budowy stawu skroniowo-żuchwowego.
W 99 przypadkach wadę postawy uznano za przyczynę niewielkich dolegliwości bólowych ze strony zwykle kończyn dolnych i kręgosłupa najczęściej u dzieci między 10. a 14. rokiem życia, z przewagą zamieszkałych w mieście.
Izolowane bóle kręgosłupa wystąpiły u 23 dzieci (2,47%). Najczęściej dolegliwości dotyczyły odcinka lędźwiowego. Zachorowania dotyczyły głównie starszych dziewcząt, zamieszkałych na wsi.
Wśród innych przyczyn bólu w układzie ruchu u niewielkiej liczby chorych rozpoznano: alergie, choroby neurologiczne (jamistość rdzenia kręgowego, zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych, padaczkę, dystrofię mięśni i tiki), choroby hematologiczne (zapalenie węzłów chłonnych i uszkodzenie szpiku kostnego pod wpływem środków chemicznych). W pojedynczych przypadkach za przyczynę bólów uznano robaczycę, anorexia nervosa, odczyn po szczepieniu na grypę i niewydolność żylną kończyn dolnych.
Spośród wszystkich zgłaszających się do poradni dzieci u 5,81% nie ustalono przyczyny dolegliwości bólowych. W tej grupie 46 dzieci, głównie młodszych, skarżyło się na bóle kończyn dolnych, zwykle w nocy. Bóle ustępowały po rozmasowaniu. Ani wyniki badań laboratoryjnych, ani badanie podmiotowe nie wskazywały na chorobę układu ruchu. Ponieważ występowanie dolegliwości nasilało się w okresach wzmożonego wzrastania, można podejrzewać tzw. bóle wzrostowe, które wyodrębniono i umieszczono w najnowszej klasyfikacji chorób reumatycznych u dzieci.
Do poradni z podejrzeniem zapalnej choroby tkanki łącznej skierowano 226 (24,32%) dzieci bez bólu w układzie ruchu, z podwyższonym mianem ASO, wysypkami na skórze, sinieniem rąk i innymi objawami. Żadne z tych dzieci nie miało dolegliwości ze strony układu ruchu. Przez cały okres obserwacji w poradni nie wystąpiły także obrzęki stawów ani objawy ze strony narządów wewnętrznych.
Prawdopodobną przyczyną wysokiego miana ASO było przebycie w przeszłości infekcji dróg oddechowych, zapalenia uszu czy zapalenia węzłów chłonnych.
Jedno dziecko zostało skierowane przez neurologa z powodu deformacji stawu skokowego, bez bólu tego stawu, w trakcie diagnostyki choroby Recklinghausena. Troje innych dzieci z mózgowym porażeniem dziecięcym, kierowanych także z powodu deformacji w układzie ruchu, wymagało dalszego leczenia neurologicznego, ponieważ za jedyną przyczynę deformacji uznano chorobę podstawową.
U dziecka skierowanego z powodu zapalenia błony naczyniowej oka stwierdzono postać oczną toksokarozy (zakażenia glistą psią).
U 14,6% dzieci nieodczuwających bólu w układzie ruchu rozpoznano choroby z grupy reumatycznych (dzieci te opisano wcześniej) – u 2 dzieci toczeń, u 2 MIZS (postać skąpostawowa – dzieci kierowane z powodu utykania), u 7 dzieci rumień guzowaty, a u 22 dzieci zespół Raynauda.
Pozostałe dzieci bez dolegliwości bólowych ze strony układu ruchu, w przeszłości konsultowane po przebyciu epizodu bólowego, uznano za zdrowe.
Współczynnik zapadalności rejestrowanej na choroby tkanki łącznej w województwie świętokrzyskim w
5-letnim okresie od 1999 do 2003 r. (tab. I) wynosił 11,02/100 tys. dzieci na rok, a na poszczególne choroby tkanki łącznej: toczeń – 0,32/100 tys. dzieci, zapalenie skórno-mięśniowe – 0,25/100 tys., twardzinę – 0,19/100 tys., zapalenie naczyń – 1,03/100 tys. dzieci, niezróżnicowaną chorobę tkanki łącznej – 0,06/100 tys., mieszaną chorobę tkanki łącznej – 0,25/100 tys., zespół Sjögrena – 0,13/100 tys. dzieci. Średnią roczną zapadalność na MIZS obliczono dla populacji dzieci do 16. roku życia i wynosiła ona 6,42/100 tys. dzieci (tab. II).
Dane dotyczące częstości występowania MIZS podawane w pracy dotyczą wyłącznie pewnych rozpoznań tej choroby i wykazują przewagę rejestrowanych zachorowań w wieku od 10 do 14 lat (40% zachorowań na MIZS).
Zbadano początek młodzieńczego idiopatycznego zapalenia stawów w zależności od pory roku (ryc. 6.). Najwięcej dzieci (35,3%) zachorowało w III kwartale roku, czyli od lipca do września, z niewielką przewagą zachorowań we wrześniu.
Omówienie wyników i dyskusja
W prezentowanej pracy przedstawiono rezultaty badań nad częstością poszczególnych chorób układu ruchu u dzieci kierowanych do reumatologa.
Z przeprowadzonych obserwacji własnych oraz z dostępnej literatury [3–8] wynika, że głównym powodem konsultacji reumatologicznej u dzieci są bóle stawów obwodowych, bóle mięśni oraz bóle kręgosłupa.
Spostrzeżenia te potwierdzają opinie innych autorów [3–7], że choroby o podłożu reumatycznym występują u ok. 35–40% wszystkich zgłaszających się dzieci, z czego 18% stanowią zapalne choroby tkanki łącznej. To obrazuje, że w większości przypadków reumatolog spotyka się z chorobami, które objawiając się dolegliwościami dotyczącymi układu mięśniowo-szkieletowego, imitują w początkowym okresie choroby reumatyczne.
Obserwacje dotyczące ryzyka zachorowania na choroby reumatyczne potwierdzają opinie innych autorów [9–15], którzy notują wyraźną przewagę dziewcząt wśród pacjentów reumatologa pediatry.
Nielsen i wsp. [16] w swoim opracowaniu podają
8-krotną przewagę występowania MIZS w środowisku miejskim. W obecnej pracy przewaga dzieci miejskich nie jest tak duża i stosunek zachorowań na MIZS u dzieci z miasta do dzieci wiejskich wynosi 1,3: 1, natomiast zachorowań na wszystkie choroby tkanki łącznej 1,4:1.
Na załączonej mapce (ryc. 7.) pokazano częstość zachorowań na zapalne choroby tkanki łącznej w poszczególnych gminach województwa świętokrzyskiego. Obrazuje ona większą częstość zachorowań w dużych miastach regionu i w gminach położonych przy głównych trasach komunikacyjnych. Być może większa gęstość zaludnienia, a także zanieczyszczenie środowiska powodują tam większą liczbę zachorowań [16]. Miasta, takie jak Kielce, Starachowice, Ostrowiec Świętokrzyski czy Suchedniów były w latach 1999–2003 dużymi ośrodkami przemysłowymi. Łatwiejszy dostęp do ośrodka reumatologicznego i większa świadomość rodziców z ośrodków miejskich zapewne także powodują, że więcej dzieci szuka tam pomocy lekarskiej.
W wyniku badań prowadzonych w Polsce w latach 1960–1972 [2] wykazano, że zapadalność na przewlekłe zapalenie stawów wynosiła od 0,56 do 1,0/100 tys. dzieci na rok – średnio 0,67/100 tys. dzieci. Taka wartość współczynnika zapadalności była być może związana z innym przekrojem chorób dzieci, będących wtedy pod opieką reumatologów. Tamten okres był związany z nasileniem zachorowań na gorączkę reumatyczną, a z mniejszą liczbą zachorowań na przewlekłe choroby stawów [17, 18]. Innym powodem może być także to, że wtedy badaniu poddano dzieci poniżej 15. roku życia, a choroba rozpoczynająca się w późniejszym wieku szkolnym mogła być retrospektywnie rozpoznawana dopiero w wieku dorosłym [2].
Potwierdzają to spostrzeżenia poczynione także w niniejszej pracy, gdyż między 15. a 18. rokiem życia jest wyraźnie więcej dzieci obserwowanych w kierunku choroby tkanki łącznej. Najczęściej kierowane są one do reumatologa z powodu objawu Raynauda, krótkotrwałych obrzęków stawów, zmian na skórze, które to objawy mogą być zwiastunami niektórych chorób tkanki łącznej, takich jak twardzina, toczeń czy zapalenie skórno-mięśniowe [12–15]. Młody chory, kończąc 18 lat, przechodzi pod opiekę poradni dla dorosłych, gdzie zostanie postawione końcowe i pewne rozpoznanie.
Inna natomiast, niż podawana w piśmiennictwie [2], jest zapadalność w zależności od pory roku. Podawano najwięcej zachorowań w II kwartale roku, natomiast w obecnych badaniach wyraźnie większą zachorowalność na MIZS stwierdzono w III kwartale roku (35,3%), czyli w miesiącach letnich. Nieco niższą w II, a w pozostałych kwartałach wartości były zbliżone do siebie.
Parainfekcyjne dolegliwości stawowe, podobnie jak w danych z piśmiennictwa [3, 19], były jedną z częstszych przyczyn kierowania dziecka do reumatologa.
1/5 z nich wiązała się z przebyciem infekcji paciorkowcowej gardła, która, podobnie jak w danych z piśmiennictwa [3, 20], poprzedzała lub współistniała z tym zapaleniem. Podobnie jak w innych ośrodkach [21] zaobserwowano znaczne zmniejszenie zapadalności na gorączkę reumatyczną. W obecnej pracy zanotowano tylko jedno zachorowanie, mimo nadal częstego występowania zakażeń paciorkowcowych. Niektórzy autorzy sugerują [17, 18], że zmniejszenie liczby zachorowań w krajach rozwiniętych związane jest z osłabieniem zjadliwości niektórych serotypów paciorkowców grupy A, odpowiedzialnych za rozwój tej choroby.
W piśmiennictwie bardzo rzadko można spotkać dane dotyczące schorzeń ortopedycznych, spotykanych w praktyce lekarza reumatologa. Jednak z dostępnych danych [4–7] oraz z badań własnych wynika, że dotyczą one ok. 19% pacjentów reumatologa dziecięcego.
Dzieci z zapalnymi chorobami tkanki łącznej (18%), z wadami postawy (10%) oraz z zespołami bólowymi kręgosłupa (2,5%) wymagają jednoczesnego leczenia w poradni rehabilitacyjnej. Największe możliwości rehabilitacji leczniczej są w miastach. Choć na wsiach jest coraz więcej ośrodków zdrowia, które dysponują zapleczem rehabilitacyjnym, jednak liczba tego rodzaju miejsc jest nadal zbyt mała, w związku z tym dzieci tam mieszkające mają utrudniony dostęp do systematycznych zabiegów rehabilitacyjnych. Praktycznie jedyną możliwość systematycznej rehabilitacji stwarzają sanatoria.
Obecnie dostępna jest coraz dokładniejsza diagnostyka poszczególnych chorób ze względu na rozwój technik laboratoryjnych (badania radiologiczne, immunologiczne) oraz procedur klinicznych, także zabiegowych (artroskopia). Postępowanie to wymaga współpracy specjalistów w różnych dziedzinach nie tylko w trakcie diagnostyki, ale także w przebiegu leczenia dzieci z chorobami reumatycznymi.
Poważnym problemem jest ukończenie przez młodzież 18. roku życia i konieczność przekazania pod opiekę poradni dla dorosłych, gdzie organizacja opieki nad chorym jest inna. W tym wieku młodzież jest w klasie maturalnej. Zmiana lekarza, niejednokrotnie modyfikacje leczenia oraz stresy związane z egzaminem maturalnym prowadzą do dużych napięć i odsłaniają niedociągnięcia organizacyjne opieki zdrowotnej. Ponadto zgodność rozumienia okresu rozwojowego w zakresie opieki zdrowotnej i organizacji szkolnictwa ułatwiłaby przebrnięcie poważnie chorej młodzieży przez bardzo trudny, ostatni rok w szkole.
Przeprowadzone badania nad zachorowalnością na choroby tkanki łącznej mogą być podstawą do planowania i realizacji kompleksowej opieki oraz wskazują na konieczność zorganizowania ośrodka, który koordynowałby prace nad problematyką profilaktyki, opieki lekarskiej, rehabilitacyjnej i szkolnej nad dziećmi i młodzieżą z chorobami reumatycznymi.
Pragnę serdecznie podziękować prof. dr hab. med. Annie Romickiej za opiekę i pomoc podczas powstawania tej pracy, dr Bożenie Moskalewicz za udzielone wskazówki oraz dr. Pawłowi Goryńskiemu za pomoc w części dotyczącej epidemiologii.
Piśmiennictwo
1. Romicka AM. Ból – wiodący objaw w reumatologii wieku rozwojowego. Stan Med 2003; 5: 6-10.
2. Arendarczyk Z. Występowanie reumatoidalnego zapalenia stawów u dzieci do lat 15 na terenie Polski. Ped Pol 1977; 1: 73-8.
3. Zygmunt A, Biernacka-Zielińska M, Brózik H, et al. Częstość występowania poszczególnych chorób reumatycznych wśród dzieci makroregionu łódzkiego. Reumatologia 2004; 2: 191.
4. Denardo BA, Tucker LB, Miller LC, et al. Pediatric rheumatology clinic populations in the United states: Results of a 3 year survey. J Rheumatol 1996; 23: 1968-74.
5. Szer IS, Schaller JG. Demography of regional pediatric rheumatology patient population. J Rheumatol 1994; 21: 1553-61.
6. Malleson PN, Fung MY, Rosenberg AM. The incidence of pediatric rheumatic diseases. Results from The Canadian Pediatric Rheumatology Association Disease Registry. J Reumatol 1996; 23: 1981-7.
7. Rosenberg AM. Analysis of a pediatric rheumatology clinic population. J Rheum 1990; 17: 827-30.
8. Kiessling U, Doring E, Listing J, et al. Incidence and prevalence of juvenile chronic arthritis in East Berlin 1980-88. J Rheumatol 1998; 25: 1837-43.
9. Oen K, Fast M, Postl B. Epidemiology of juvenile rheumatoid arthritis in Manitoba, Canada, 1975-92; Cycles in incidence.
J Rheumatol 1995; 22: 745-50.
10. Zimmermann-Górska. Choroby reumatyczne. PZWL, Warszawa, 1993.
11. Towner S, Michet C, O’Fallon W, et al. The epidemiology of juvenile arthritis in Rochester, Minnesota 1960-1979. Arthritis Rheum 1983; 10: 1208-13.
12. Pelkonen P, Jalanko H, Lantto R, et al. Incidence of systemic connective tissue diseases in children: A nationwide prospective study in Finland. J Rheumatol 1994; 21: 2143-6.
13. Symmons D, Sills J, Davis S. The incidence of juvenile dermatomyositis; Results from a nation-wide study. Br J Rheum 1995; 34: 732-6.
14. Prahalad S, Shear E, Thompson S, et al. Increased prevalence of familial autoimmunity in simplex and multiplex families with juvenile rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum 2002; 46: 1851-6.
15. Johnson A, Gordon C, Palmer R, et al. The prevalence and incidence of systemic lupus erythematosus in Birmingham, England. Arthritis Rheum 1995; 4: 551-8.
16. Nielsen H, Dorup J, Herlin T, et al. Epidemiology of juvenile chronic arthritis: risk dependent ob. Sibship, parental income and housing. J Rheumatol 1999; 26: 1600-5.
17. Markowitz M. Rheumatic fever – a half-century perspective. Pediatrics 1998; 102: 272-4.
18. Carapetis JR, Currie BJ. Rheumatic fever in a high incidence population: the importance of monoarthritis and low grade fever. Arch Dis Child 2001; 85: 223-7.
19. Kopeć B, Kopeć-Pietkiewicz G. Parainfekcyjne zapalenia stawów w spostrzeżeniach własnych. Reumatologia 1992; 1: 15-19.
20. Mackie S, Keat A. Poststreptococcal reactive arthritis: what is it and how do we know? Rheumatology 2004; 43: 949-54.
21. Wójcicka-Urbańska B, Wróblewska-Kałużewska M, Werner B. Gorączka reumatyczna współistniejąca z wirusowym zapaleniem mięśnia sercowego u 8-letniej dziewczynki. Ped Pol 2003; 3: 229-32.
Copyright: © 2005 Narodowy Instytut Geriatrii, Reumatologii i Rehabilitacji w Warszawie. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0) License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/), allowing third parties to copy and redistribute the material in any medium or format and to remix, transform, and build upon the material, provided the original work is properly cited and states its license.