Clostridium perfringens przyczyną biegunki poantybiotykowej

(1)

ANNA DOSZYŃ1_{| MAGDALENA DUBIŃSKA}2

CLOSTRIDIUM PERFRINGENS PRZYCZYNĄ BIEGUNKI

POANTYBIOTYKOWEJ

CLOSTRIDIUM PERFRINGENS MAY CAUSE ANTIBIOTIC -ASSOCIATED DIARRHOEA

STRESZCZENIE: Laseczka zgorzeli gazowej (Clostridium perfringens) jest sporotwórczą, Gram-dodatnią bakterią występującą powszechnie w środowisku: w wodzie, ściekach, glebie oraz jako naturalny składnik flory jelitowej ludzi i zwierząt. Wywołuje zatrucia pokarmowe w wy-niku spożycia zakażonych pokarmów oraz zakażenia skóry, tkanki podskórnej i ran głębokich pod postacią zgorzeli gazowej. Ponadto nieliczne doniesienia naukowe potwierdzają, że laseczka ta, obok Clostridium difficile, jest przyczyną występowania biegunki poantybiotykowej.

SŁOWA KLUCZOWE: biegunka poantybiotykowa, enterotoksyna (CPE), zatrucie pokarmowe Clostridium perfringens (C. perfringens)

ABSTRACT: Clostridium perfringens is a spore-forming Gram-positive bacterium that is fo-und in many environmental sources: water, sludge, soil as well as in the intestines of humans and animals. Causes of food poisoning due to consumption of infected food, and infection of the skin, subcutaneous tissue and deep wounds in the form of gas gangrene. In addition, few scientific reports confirm that this rods, next to Clostridium difficile, cause of antibiotic-associated diarrhea.

KEY WORDS: antibiotic-associated diarrhoea, Clostridium perfringens (C. perfringens) food po-isoning, enterotoxin (CPE)

1 Instytut Nauk o Zdrowiu Akademii Pomorskiej w Słupsku

2 Ecolab Sp. z o.o., Kraków

} ANNA DOSZYŃ

107. Szpital Wojskowy z Przychodnią SP ZOZ w Wałczu,

ul. Kołobrzeska 44, 78-600 Wałcz, Tel.: (67) 250 28 83, e-mail: epidemiolog@107sw.mil.pl Wpłynęło: 06.09.2014 Zaakceptowano: 26.09.2014 DOI: dx.doi.org/10.15374/FZ2014054

PRACA POGLĄDOWA

FORUM ZAKAŻEŃ 2014;5(5):303–306 © Evereth Publishing, 2014

WSTĘP

Obecnie za najważniejszy czynnik sprawczy biegunek poantybiotykowych uważana jest laseczka Clostridium

dif-ficile (C. difdif-ficile). Niewiele jest doniesień, które

wskazywa-łyby jak często biegunki takie powoduje inny enterotoksy-notwórczy drobnoustrój – Clostridium perfringens (C.

per-fringens) [1].

Badania dotyczące udziału szczepów Clostridium spp. w powodowaniu biegunek poantybiotykowych są niezwy-kle istotne z uwagi na fakt, że liczba pacjentów hospitalizo-wanych z tego powodu corocznie wzrasta [1].

EPIDEMIOLOGIA

Laseczki C. perfringens to bardzo niebezpieczne bakterie, które mogą wywoływać zakażenie skóry i tkanki podskórnej

oraz niewątpliwie najgroźniejsze – zakażenia ran głębo-kich pod postacią zgorzeli gazowej. Niektóre szczepy, któ-re dodatkowo posiadają zdolność wytwarzania enterotoksy-ny (CPE), powodują zatrucia pokarmowe, biegunkę poan-tybiotykową (ang. antibiotic associated diarrhoea – AAD) oraz tzw. biegunki sporadyczne (ang. sporadic diarrhoea – SD) [2–6].

Zakażenie człowieka C. perfringens może prowadzić do wystąpienia ognisk zakażeń szpitalnych. W Tabeli 1 przedstawiono liczbę występujących ognisk zakażeń wy-wołanych C. perfringens w Wielkiej Brytanii, a ogólnie no-tuje się 85 000 przypadków zatruć pokarmowych każdego roku [8, 9].

W Stanach Zjednoczonych drobnoustrój ten znajduje się na trzecim miejscu jako czynnik powodujący zatrucia po-karmowe i szacuje się, że rocznie około 250 000 przypad-ków zatruć pokarmowych powodują szczepy C. perfringens typu A [8–11].

Artykuł jest dostępny na zasadzie dozwolonego użytku osobistego. Dalsze rozpowszechnianie (w tym umieszczanie w sieci) jest zabronione i stanowi poważne naruszenie przepisów prawa autorskiego oraz grozi sankcjami prawnymi.

(2)

304 © Evereth Publishing, 2014

FORUM ZAKAŻEŃ 2014;5(5)

Przypadki zatruć pokarmowych o etiologii C. perfringens opisano już 70 lat temu, natomiast przypadki biegunek po-antybiotykowych o etiologii C. perfringens CPE+ opisano dopiero w 1984 roku. Obecnie uważa się, że szczepy CPE+ odpowiadają za około 5–20% przypadków biegunki poanty-biotykowej [1].

CZYNNIK ZAKAŹNY

Laseczka zgorzeli gazowej (Clostridium perfringens) jest sporotwórczą, Gram-dodatnią bakterią występującą po-wszechnie w środowisku: w wodzie, ściekach, ziemi oraz jako naturalny składnik flory jelitowej ludzi i zwierząt.

Szczepy należące do gatunku C. perfringens podzielo-no na pięć toksypodzielo-notypów/biotypów (A–E). Dla człowie-ka szczególnie niebezpieczne są bakterie C. perfringens typu A [12, 13]. Czynnikiem determinującym toksyczność

C. perfringens typu A jest wytwarzana przez niektóre z nich

enterotoksyna. Powoduje ona między innymi zahamowanie transportu glukozy, utratę białek, uszkodzenie nabłonka je-litowego. Synteza toksyny odbywa się w komórce bakteryj-nej w formie wegetatywbakteryj-nej, jednak do uwolnienia samej en-terotoksyny dochodzi w czasie przechodzenia komórki we-getatywnej w fazę sporulacji, a dokładniej – w czasie lizy ko-mórki i uwalniania przetrwalników w jelicie cienkim i gru-bym. To ona jest odpowiedzialna za występowanie zatruć pokarmowych, biegunek poantybiotykowych (AAD) oraz biegunek sporadycznych (SD) [2, 4–6, 12, 14, 15].

OBRAZ KLINICZNY ZAKAŻENIA CLOSTRIDIUM

PERFRINGENS TYPU A

Czas, jaki musi minąć od zakażenia do wystąpienia pierwszych objawów to 8–22 godziny, zwykle wynosi on 12–18 godzin. Głównym objawem jest wystąpienie biegunki połączonej z bólami brzucha [2, 13].

Biegunki poantybiotykowe i sporadyczne wywołane przez szczepy C. perfringens typu A zwykle trwają dłużej i charak-teryzują się cięższym przebiegiem niż biegunki występujące w zatruciu pokarmowym o tej samej etiologii [1, 4, 10, 16].

Biegunka poantybiotykowa (AAD) określana jest jako biegunka, która rozwija się w ciągu kilku godzin od wdroże-nia terapii antybiotykowej aż do 6–8 tygodni po jej zaprze-staniu [1, 17]. Dotyczy ona zwykle 5–39% pacjentów, w za-leżności od stosowanego leczenia [1, 18–22].

Do czynników ryzyka wystąpienia AAD należą między innymi:

t podeszły wiek pacjenta;

t przedłużony czas pobytu w szpitalu;

t zabiegi chirurgiczne w obszarze narządów jamy brzusznej;

t cukrzyca; t nowotwory;

t przewlekłe choroby nerek.

Zagrożenie to rośnie wraz ze współwystępowaniem powyż-szych czynników [1].

DIAGNOSTYKA

W przypadku biegunki poantybiotykowej materia-łem diagnostycznym jest próbka kału pobrana od pacjenta w ostrej fazie choroby [18].

Najbardziej rekomendowany do rutynowej diagnostyki jest test ELISA, w którym można wykryć 1μg/ml enterotok-syny [1, 5, 21, 23–25]. Jeśli stężenie enterotoksyny w próbce kału jest niższe (np. dostarczony materiał pochodzi z póź-niejszej fazy choroby), najbardziej dokładny i wiarygodny wydaje się być test PCR wykonywany z próbek kału [1, 21, 26]. Należy uwzględnić, że C. perfringens może być obecny (do 103_{cfu/g kału) w kale zdrowych osób jako składnik}

na-turalnej mikroflory jelita grubego. U pacjentów z AAD i SD liczba bakterii znacząco wzrasta.

Hodowla laseczek z rodzaju Clostridium spp. wymaga wyposażenia laboratorium w specjalną aparaturę do ho-dowli w warunkach beztlenowych, ale dla pełnej diagno-styki, umożliwiającej określenie toksynotwórczości szczepu, konieczne jest posiadanie aparatu do PCR [1].

Jeśli AAD o etiologii C. perfringens ma charakter zakażenia szpitalnego, do porównywania szczepów używana jest metoda elektroforezy w zmiennym polu elektrycznym (PFGE) [6, 27].

LECZENIE

Podstawowym postępowaniem terapeutycznym, które od-nosi skuteczność w 25–50% przypadków, jest samo odstawie-nie antybiotyku. U pacjentów z lekkim przebiegiem choro-by może dojść do poprawy po 48 godzinach, a do wyleczenia po 7–10 dniach. U chorych w stanie ciężkim oraz w przypad-kach, gdy po odstawieniu antybiotyku biegunka nie ustąpiła, konieczne jest zastosowanie antybiotykoterapii (metronida-zol lub wankomycyna). U około 10–20% pacjentów stwierdza się nawroty wymagające powtórnego podania wankomycyny i/lub metronidazolu. Megacolon toxicum i perforacja okręż-nicy wymagają postępowania chirurgicznego [28].

Skuteczność kliniczna wankomycyny i metronidazo-lu w przypadkach łagodnych i umiarkowanych jest porów-nywalna, natomiast w przypadkach ciężkich wankomycy-na wykazuje wyższą skuteczność. Niepowodzenia leczenia metronidazolem w przypadkach ciężkich sięgają 16–38%. W nawrotach choroby należy stosować wysokie dawki wan-komycyny, a także wlewki dojelitowe kału oraz płukanie je-lita grubego [34].

(3)

305

ZAPOBIEGANIE SZPITALNYM OGNISKOM

EPIDEMICZNYM

Ryzyko przeniesienia zakażenia na innych pacjentów w szpitalu jest niewielkie, jeśli są zachowane standardy hi-gieniczne. Pacjent wymaga jedynie tzw. izolacji standardo-wej, czyli takiej, jaka powinna być stosowana u wszystkich pacjentów. Uwzględniając wysoką ostrożność w traktowa-niu pacjenta zakażonego C. perfringens, można zastosować warunki izolacji poprzez umieszczenie chorego w osobnej sali. Izolacja taka jest stosowana zwłaszcza na oddziałach chirurgicznych oraz u wszystkich pacjentów z przerwaną ciągłością tkanek, gdyż w takich przypadkach istnieje wyso-kie ryzyko zakażenia laseczką zgorzeli gazowej.

W przypadku wystąpienia zakażeń C. perfringens istot-nym działaniem jest higiena rąk – mycie i dezynfekcja, de-zynfekcja narzędzi oraz powierzchni preparatem skutecz-nym również wobec spor. Kontakt z pacjentem z biegun-ką poantybiotykową prowadzi do kontaminacji rąk perso-nelu przetrwalnikami laseczki zgorzeli gazowej. Dlatego też każdorazowe mycie i dezynfekcja rąk personelu oraz od-wiedzających przed i po kontakcie z chorym, a także sto-sowanie jednorazowej odzieży ochronnej zapobiegają zaka-żeniom krzyżowym, o czym informuje Światowa Organi-zacja Zdrowia (WHO) w swojej akcji Hand Hygiene Com-pliance Education Program [29]. Bardzo ważnym aspektem

jest również prawidłowa dezynfekcja narzędzi i powierzch-ni, z uwagi na wytwarzanie przez C. perfringens spor, czyli form przetrwalnikowych zapewniających przeżycie drobno-ustroju w środowisku szpitalnym w niesprzyjających dla mi-kroorganizmu warunkach.

PODSUMOWANIE

Clostridium difficile odpowiada za 10–20% przypadków

AAD, a według niektórych autorów może stanowić 25% lub nawet 33% przypadków [17, 27, 30, 31]. Szacuje się, że ente-rotoksynotwórcze szczepy C. perfringens (CPE+) wywołują biegunkę AAD w 5–20% przypadkach zachorowań [23, 24, 27, 30, 32, 33]. Jednak w większości przypadków czynnik etiologiczny biegunki AAD pozostaje nierozpoznany [1].

Pacjentów z biegunką poantybiotykową, u których nie wykryto toksyn A i B C. difficile w kale powinno się dia-gnozować w kierunku enterotoksynotwórczych szczepów

C. perfringens.

KONFLIKT INTERESÓW: Drugi Autor publikacji jest związany umową o pracę z fir-mą Ecolab. Jednakże w pracy nie zachodzi jakikolwiek konflikt interesów, a prezen-towana w niej problematyka ma charakter obiektywny i nie ma na celu promocji określonych produktów firmy.

PIŚMIENNICTWO

1. Kądzielska J, Obuch-Woszczatynski P, Pituch H, Młynarczyk G. Clostridium per-fringens jako czynnik etiologiczny biegunki poantybiotykowej. Post Mikro-biol 2012;51(1):17– 25.

2. Borriello SP. Clostridial disease of the gut. Clin Infect Dis 1995;20(Suppl. 2): S242– S250.

3. Ackermann G, Thomalla S, Ackermann F, Schaumann R, Rodloff AC, Ruf BR. Prevalence and characteristics of bacteria and host factors in an outbreak situation of antibiotic-associated diarrhoea. J Med Microbiol 2005;54(2):149– 153.

4. Heikinheimo A, Lindström M, Granum PE, Korkeala H. Humans as reservo-ir for enterotoxin gene-carrying Clostridium perfringens type A. Emerg Infect Dis 2006;12(11):1724– 1729.

5. Poxton IR. Other Clostridium spp. In: Gillespie SH, Hawkey PM (eds). Princi-ples and Practice of Clinical Bacteriology. John Wiley & Sons Ltd., West Sus-sex, 2006, pp. 567– 574.

6. Sirous M, Namaki S, Mirshafiey A. Clostridia. J Chinese Clin Med 2009;4(Suppl. 1):S35– S47.

7. Public Health England. Clostridium perfringens – clinical information. http:// www.hpa.org.uk/Topics/InfectiousDiseases/InfectionsAZ/ClostridiumPer-fringens/GeneralInformation/

8. Li J, McClane BA. A novel small acid soluble protein variant is important for spore resistance of most Clostridium perfringens food poisoning isolates. PLoS Pathog 2008;4(5):e1000056.

9. Wen Q, McClane BA. Detection of enterotoxigenic Clostridium perfrin-gens type A isolates in American retail foods. Appl Environ Microbiol 2004;70(5):2685– 2691.

10. McClane BA. Clostridium perfringens enterotoxin. In: Alouf JE, Popoff MR (eds). The Comprehensive Sourcebook of Bacterial Protein Toxins. Institut Pa-steur, Paris, 2006, pp. 763– 776.

11. Sparks SG, Carman RJ, Sarker MR, McClane BA. Genotyping of enteroto-xigenic Clostridium perfringens fecal isolates associated with antibiotic--associated diarrhea and food poisoning in North America. J Clin Microbiol 2001;39(3):883– 888.

Rok Liczba ognisk zakażeń Łączna liczba chorych

1992 32 748 1993 33 529 1994 22 467 1995 25 352 1996 28 498 1997 38 661 1998 22 523 1999 11 257 2000 7 144 2001 20 439 2002 9 385 2003 2 23 2004 6 486 2005 11 509 2006 8 147 2007 2 50 2008 2 153 2009 4 366 2010 3 53 2011 7 198 2012 5 79

Tabela 1. Ogniska zakażeń o etiologii Clostridium perfringens w Angli i Wa-lii w latach 1992–2012 [7].

(4)

12. Deguchi A, Miyamoto K, Kuwahara T et al. Genetic characterization of type A enterotoxigenic Clostridium perfringens strains. PloS One 2009;4(5):e5598. 13. Petit L, Gibert M, Popoff MR. Clostridium perfringens: toxinotype and

genoty-pe. Trends Microbiol 1999;7(3):104– 110.

14. Brett MM, Rodhouse JC, Donovan TJ, Tebbutt GM, Hutchinson DN. Detection of Clostridium perfringens and its enterotoxin in cases of sporadic diarrhoea. J Clin Pathol 1992;45(7):609– 611.

15. Fisher DJ, Miyamoto K, Harrison B, Akimoto S, Sarker MR, McClane BA. As-sociation of beta2 toxin production with Clostridium perfringens type A hu-man gastrointestinal disease isolates carrying a plasmid enterotoxin gene. Mol Microbiol 2005;56(3):747– 762.

16. Smedley JG 3rd, Fisher DJ, Sayeed S, Chakrabarti G, McClane BA. The en-teric toxins of Clostridium perfringens. Rev Physiol Biochem Pharmacol 2004;152:183– 204.

17. Beaugerie L, Petit JC. Microbial-gut interaction in health and dise-ase. Antibiotic-associated diarrhoea. Best Pract Res Clin Gastroenterol 2004;18(2):337– 352.

18. Camacho N, Espinoza C, Rodriguez C, Rodriguez E. Isolates of Clostridium per-fringens recovered from Costa Rican patients with antibiotic-associated diarr-hoea are mostly enterotoxin-negative and susceptible to first-choice antimi-crobials. J Med Microbiol 2008;57(3):343– 347.

19. Gorkiewicz G. Nosocomial and antibiotic-associated diarrhoea cau-sed by organisms other than Clostridium difficile. Int J Antimicrob Agents 2009;33(Suppl. 1):S37– S41.

20. Kotowska M, Albrecht P, Józefczuk J et al. Częstość występowania biegunki poantybiotykowej u dzieci. Pediatria Współczesna, Gastroenterologia, Hepa-tologia i Żywienie Dziecka 2005;7(4):269– 273.

21. Modi N, Wilcox MH. Evidence for antibiotic induced Clostridium perfringens diarrhoea. J Clin Pathol 2001;54(10):748– 751.

22. Szajewska H, Mrukowicz J. Metaanalysis: non-pathogenic yeast Saccharo-myces boulardii in the prevention of antibiotic-associated diarrhoea. Aliment Pharmacol Ther 2005;22(5):365– 372.

23. Forward LJ, Tompkins DS, Brett MM. Detection of Clostridium difficile cytoto-xin and Clostridium perfringens enterotocytoto-xin in cases of diarrhoea in the com-munity. J Med Microbiol 2003;52(9):753– 757.

24. Joshy L, Chaudhry R, Dhawan B, Kumar L, Das BK. Incidence and characte-rization of Clostridium perfringens isolated from antibiotic-associated diar-rhoeal patients: a prospective study in an Indian hospital. J Hosp Infect 2006;63(3):323– 329.

25. McClane BA, Strouse RJ. Rapid detection of Clostridium perfringens type A enterotoxin by enzyme-linked immunosorbent assay. J Clin Microbiol 1984;19(2):112– 115.

26. Pituch H, Obuch-Woszczatynski P, Wultańska D, van Belkum A, Meisel-Miko-łajczyk F, Łuczak M. Laboratory diagnosis of antibiotic-associated diarrhea: a polish pilot study into the clinical relevance of Clostridium difficile and Clo-stridium perfringens toxins. Diagn Microbiol Infect Dis 2007;58(1):71– 75. 27. Asha NJ, Tompkins D, Wilcox MH. Comparative analysis of prevalence, risk

factors, and molecular epidemiology of antibiotic-associated diarrhoea due to Clostridium difficile, Clostridium_{perfringens, and Staphylococcus aureus.} J Clin Microbiol 2006;44(8):2785– 2791.

28. Szajewska H. Biegunka po antybiotykach. Jak postępować w przypadku wystąpienia u pacjenta biegunki poantybiotykowej. Puls Medycyny 2007; http://pulsmedycyny.pl/2581367,98245,biegunka-po-antybiotykach 29. Pittet D, Allegranzi B, Sax H et al. Evidence-based for hand transmission

du-ring patient care and the role of improved practices. The Lancet Infect Dis 2006;6(10):641– 652.

30. Loy CE. Antibiotic-associated diarrhoea: an overlooked aetiology? Br J Bio-med Sci 2005;62(4):166– 169.

31. Flemming K, Ackermann G. Prevalence of enterotoxin producing Staphy-lococcus aureus in stools of patients with nosocomial diarrhea. Infection 2007;35(5):356– 358.

32. Asha NJ, Wilcox MH. Laboratory diagnosis of Clostridium perfringens antibio-tic-associated diarrhoea. J Med Microbiol 2002;51(10):891– 894.

33. Heimesaat MM, Granzow K, Leidinger H, Liesenfeld O. Prevalence of Clo-stridium difficile toxins A and B and CloClo-stridium perfringens enterotoxin A in stool samples of patients with antibiotic-associated diarrhea. Infection 2005;33(5– 6):340– 344.

34. Hryniewicz W, Martirosian G, Ozorowski T. Zakażenia Clostridium difficile. Dia-gnostyka, Terapia, Profilaktyka. Narodowy Instytut Leków, Warszawa, 2011.