Clostridium jako czynnik zakażeń ostrych i przewlekłych
Zakażenia jelit
Pałeczki Clostridium to rodzaj bakterii beztlenowych z rodzaju Firmicutes, bytujących w glebie, wodzie a także w przewodzie pokarmowym zwierząt i ludzi. Większość z nich nie ma właściwości chorobotwórczych. Jednak wiele z nich może przedostać się do ciała poprzez rany lub zakażoną żywność. Bakterie te syntetyzują i uwalniają toksyczne substancje, zwane egzotoksynami.
Bakterie Clostridium produkują głównie dwa typy egzotoksyn – enterotoksyny, które wywierają swoje działanie na komórki jelitowe przewodu pokarmowego oraz neurotoksyny, które powodują dysfunkcję neuronów.
Medycyna od dawna zna choroby, wywoływane przez egzotoksyny Clostridium – należy do nich na przykład botulinizm, czyli zatrucie jadem kiełbasianym, czy tężec, wywołany przez clostridium tetani, czyli pałeczkę bakterii bytujących w przewodzie pokarmowym koni. W czasach gdy nie stosowano odkażania ran, częstym problemem była zgorzel gazowa, inaczej nazywana gangreną, czyli martwicze zapalenie tkanek wywołane przez pałeczkę Clostridium perfirgens.
W ludzkim przewodzie pokarmowym obecne są różne gatunki Clostridium, wiele z nich z nich jest normalnymi mieszkańcami ludzkiego przewodu pokarmowego (GastroIntestinal Tract – GIT). Wiele gatunków Clostridium może mieć korzystny wpływ na metabolizm i zdrowie GIT, częściowo poprzez rozkład polisacharydów, sacharolityczną fermentację węglowodanów do krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych oraz regulację funkcji immunologicznej.
Podczas gdy niepatogenne gatunki Clostridium są głównie sacharolityczne, gatunki wytwarzające toksyny są zwykle silnie proteolityczne. Fermentacja proteolityczna wytwarza toksyczne metabolity, takie jak amoniak, aminy, lotne fenole i indole, które są farmakologicznie aktywne i wpływają na różne funkcje fizjologiczne – w tym na działania niepożądane w ośrodkowym układzie nerwowym.W warunkach zdrowia beztlenowe Clostridia nie rosną w bardziej tlenowym środowisku dystalnej części jelita grubego. Jednak Clostridia wytwarzają wyjątkowo trwałe endospory- zarodniki są odporne na powietrze, antybiotyki, ciepło, suszenie i środki dezynfekujące, co ma ogromne znaczenie w momencie występowania szczepów chorobotwórczych.
Clostridium difficile
W ostatnich latach najczęstszą chorobą wywołaną przez Clostridia są zakażenia jelit, wywołane przez Clostridium Difficile (obecne nazewnictwo Clostridoides Difficile, skrót – C.Difficile). Są to głównie zakażenia szpitalne, dotyczące osób z osłabioną odpornością, szczególnie dzieci i osób starszych. C. Difficile to bakteria antybiotykooporna, więc szczególnie trudna do leczenia. Właśnie antybiotyki mogą przyczyniać się do jej rozrostu, prowadząc do niebezpiecznego zapalenia jelit. Częstość zakażeń C. Difficile wzrosła niezwykle w ostatnich latach, głównie na skutek rozpowszechnienia antybiotykoterapii. Według statystyk CDC zapada na nie około pół miliona Amerykanów rocznie. W przypadkach zakażeń szpitalnych śmiertelność wywoływana przez Clostridium wynosi 9%-38%6. Wzrost zapadalności przypisywany jest nie tylko antybiotykom – naukowcy wiążą przewlekłe przypadki C. Difficile ze zmianą mikrobiomu jelitowego związanego z zastosowaniem pestycydów.
W dramatycznym tempie wzrasta ilość zakażeń Clostridium u dzieci. Grupa ta jest szczególnie narażona, gdyż niewykształcony układ immunologiczny związany z jelitami (gut-associated lymphoid tissue; GALT) nie chroni ich przed zakażeniem.
Głównym objawem zakażenia C. difficile jest wodnista biegunka bez domieszki krwi.
Przy cięższym przebiegu, u osób z zapaleniem jelita grubego pojawiają się gorączka oraz wzdęcie i bóle brzucha. W skrajnych przypadkach (10–15% chorych) liczba wypróżnień maleje, a wzdęcie i bóle brzucha narastają. Takie objawy świadczą o niedrożności z rozszerzeniem jelita grubego (megacolon) i wskazują nawet na zagrożenie życia.
Wpływ Clostridium na organizm
Jedną z form zakażenia C. difficile jest rzekomobłoniaste zapalenie jelit, w czasie którego dochodzi do złuszczania nabłonka jelitowego pod wpływem wytwarzanej przez bakterie enterotoksyny.
Organizm wytwarza dwie silne egzotoksyny oznaczone jako toksyna A i toksyna B, prowadzące do nekrolizy nabłonka jelit. Złuszczone odlewy nabłonka jelitowego w postaci białych strzępów tkanki pojawić się mogą w kale – pacjenci mylą je wtedy z robaczycą, domagając się od lekarza leków odrobaczających, często stosują na własną rękę zioła odrobaczające– nieprawidłowa diagnoza może mieć w tym wypadku groźne dla życia skutki. Dolegliwości jelitowe wywoływane przez Clostridium mogą mieć charakter przewlekły i nawracający.
Naukowcy zwracają uwagę, iż wpływ Clostridium na organizm może nie ograniczać się do przewodu pokarmowego. Od lat 70 tych prowadzone są badania nad związkami zakażeń Clostridium z autyzmem – pierwsza takich związków dopatrywała się Helen Boltae, następnie rozwinął je prof. Finegold. Proponowany wpływ Clostridium na funkcjonowanie mózgu miał być wynikiem produkowanej przez nie neurotoksyny. Diagnostyka Clostridium jest skomplikowana. W przypadku infekcji toksynotwórczych Clostridium difficile opiera się głównie na badaniu immunoenzymatycznym wytwarzanej przez nie toksyny A i B. Wynik ujemny nie świadczy jednak o braku zakażenia, wyklucza jedynie obecność toksyn. Szczepy niechorobotwórcze mogą być wykrywane metodą dehydrogenazy glutaminianowej (Clostridium GDH).
Diagnostyka Clostridium
Najlepszym jednak sposobem diagnostycznym są specjalistyczne posiewy, różnicujące poszczególne szczepy. W Polskich laboratoriach posiewów takich nie wykonuje się, najlepsze możliwości diagnostyczne w tym zakresie posiada laboratorium Doctors Data w USA gdzie można wykonać badanie Comprehensive Stool Analysis with Clostridium Cultures (można przy tym skorzystać z pośrednictwa naszej kliniki). Laboratorium Doctors Data wykorzystuje pożywki optymalnie dostosowane do wzrostu gatunków Clostridium i warunków hodowli beztlenowej oraz dla kiełkowania zarodników do form bakterii aktywne metabolicznie, które następnie poddaje się subkulturyzacji w celu pozytywnej identyfikacji (specjacji).
Dodatkowe posiewy bakteryjne kultur innych niż Clostridia są niezbędnym elementem diagnostycznym, zwłaszcza przy biegunce poantybiotykowej. Antybiotyki mogą bowiem wywoływać rozrost bakterii innych niż Clostridia, np. opornych szczepów Klebsiella czy Citrobacter. Prawidłowa diagnoza warunkuje odpowiednio dobrane leczenie.Zakażenie Clostridium należy rozważać w każdym przypadku biegunki poantybiotykowej, należy wówczas skierować pacjenta do lekarza celem jak najszybszej diagnostyki.
Należy pamiętać, że Clostridium może przenosić się z człowieka na człowieka, zwłaszcza jeśli pod jednym dachem mieszkają osoby zarażone (np. po pobytach szpitalnych) i osoby z osłabionym układem immunologicznym, dzieci (szczególnie podatne na zarażenia) i osoby starsze. Podstawowym sposobem zapobiegania jest częste mycie rąk, stosowanie środków odkażających oraz częste ozonowanie domu.
Leczenie Clostridium
Leczenie clostridium jest trudne, w przypadkach opornych zalecane są specjalistyczne antybiotyki. Podstawą jednak jest regulacja mikrobioty jelitowej. Ważną rolę pełnią tu probiotyki, szczególnie niektóre szczepy niechorobotwórczych drożdży z rodzaju Saccharomyces (Cervisiae oraz boulardi). W ostatnich latach podkreśla się dobrą rolę probiotyku Lactobacillus rhamnosus GG (Quickmelt) który w połączeniu z Bifidobacterium lactis BL-04 , formuje korzystny biofilm, przez co stwarza szansę na trwałą, korzystną zmianę mikroflory jelitowej.
Toksyny clostridium mogą powodować zarówno biegunki jak zaparcia, regulacja perystaltyki ma więc kluczowe znaczenie. Sprawdzają się w tym wskazaniu doskonale preparaty Carica papaya (Caricol) które także mają udowodnione działanie przeciwko niektórym szczepom clostridium powodującym zgorzel. Caricol pomaga w utrzymaniu prawidłowego środowiska jelitowego, zatem może być stosowany jako działanie uzupełniające leczenie.
W ostatnich latach w uporczywych zakażeniach Clostridium difficile stosuje się przeszczepy flory jelitowej. Jest to metoda obiecująca, choć istnieje możliwość przeniesienia patogenów od dawcy i wywołania zakażeń (w tym sepsy) u biorcy. Zgony spowodowane sepsą po przeszczepach kału doprowadziły do wydania ostrzeżenia FDA.
Ważnym elementem leczenia jest prawidłowo zbilansowana dieta.
Jak zapobiegać przenoszeniu Clostridium difficile w domu?
-
Dbaj o higienę rąk
Zawsze myj ręce mydłem i ciepłą wodą po skorzystaniu z łazienki, przed przygotowaniem jedzenia lub jedzenia oraz po pieluszkowaniu dziecka lub opiece nad chorym.
-
Naucz dzieci prawidłowej higieny rąk
Pomóż młodszym dzieciom umyć ręce i naucz je prawidłowej higieny. Szczegółowe informacje na temat higieny rąk w opiece nad dziećmi można znaleźć w Infectious Diseases in Childcare Settings i Schools Manual.
-
Regularnie czyść obszary domu, które mogą zostać zanieczyszczone Clostridium difficile
Regularnie czyść powierzchnie domowe, takie jak blaty, umywalki, krany, klamki łazienkowe i toalety, a także dziecięce zabawki używając ciepłej wody z dowolnym mydłem lub dowolnym domowym środkiem czyszczącym.
-
Izoluj chore dziecko
Dzieci z biegunką należy odsunąć od zajęć przedszkolnych dopóki biegunka nie ustanie lub dopóki badanie lekarskie nie wykaże, że dziecko jest wolne od choroby zakaźnej.
-
Czyść powierzchnie po płynach ustrojowych
Podczas czyszczenia płynów ustrojowych (krwi, wymiotów, kału, moczu) noś rękawice, myj ręce po zdjęciu rękawiczek. Odkażaj pomieszczenia przy użyciu lamp UV, często ozonuj pomieszczenia.
Źródła:
1.MACFARLANE GT, HOPKINS MJ. Changes in predominant bacterial populations in human faeces with age and with Clostridium difficile infection. J Med Microbiol [Internet]. 2002 May 1 [cited 2019 Sep 30];51(5):448–54. Available from: https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/jmm/10.1099/0022-1317-51-5-448
2. Lyerly DM, Krivan HC, Wilkins TD. Clostridium difficile: its disease and toxins. Clin Microbiol Rev [Internet]. 1988 Jan 1 [cited 2019 Sep 29];1(1):1–18. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3144429
3. Zgorzel gazowa (gangrena) | Choroby zakaźne – Medycyna Praktyczna dla pacjentów [Internet]. [cited 2019 Sep 29]. Available from: https://www.mp.pl/pacjent/choroby-zakazne/choroby/zakazenia-bakteryjne/165320,zgorzel-gazowa-gangrena
4.Comprehensive Clostridium Culture | Doctor’s Data [Internet]. [cited 2019 Sep 30]. Available from: https://www.doctorsdata.com/comprehensive-clostridium-culture/
5. Treatment of Clostridium difficile infection in adults [Internet]. [cited 2012 Oct 22]. Available from: http://www.uptodate.com/contents/treatment-of-clostridium-difficile-infection-in-adults
6. Nearly half a million Americans suffered from Clostridium difficile infections in a single year | CDC Online Newsroom | CDC [Internet]. [cited 2019 Sep 29]. Available from: https://www.cdc.gov/media/releases/2015/p0225-clostridium-difficile.html
7. Mitchell BG, Gardner A. Mortality and Clostridium difficile infection: a review. Antimicrob Resist Infect Control [Internet]. 2012 May 30 [cited 2019 Sep 29];1(1):20. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22958425
8.Argou-Cardozo I, Zeidán-Chuliá F. Clostridium Bacteria and Autism Spectrum Conditions: A Systematic Review and Hypothetical Contribution of Environmental Glyphosate Levels. Med Sci [Internet]. 2018 Apr 4 [cited 2019 Sep 30];6(2):29. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29617356
9.Clostridioides (formerly Clostridium) difficile infection in children: Treatment and outcome – UpToDate [Internet]. [cited 2019 Sep 30]. Available from: https://www.uptodate.com/contents/clostridioides-formerly-clostridium-difficile-infection-in-children-treatment-and-outcome
10.Zakażenie Clostridium difficile | Gastrologia – Medycyna Praktyczna dla pacjentów [Internet]. [cited 2019 Sep 29]. Available from: https://www.mp.pl/pacjent/gastrologia/choroby/jelitogrube/80812,zakazenie-clostridium-difficile
11.Parracho HMRT, Bingham MO, Gibson GR, McCartney AL. Differences between the gut microflora of children with autistic spectrum disorders and that of healthy children. J Med Microbiol. 2005;54(10):987–91.
12.Finegold SM, Molitoris D, Song Y, Liu C, Vaisanen M, Bolte E, et al. Gastrointestinal Microflora Studies in Late-Onset Autism. Clin Infect Dis. 2002;35(Suppl 1):S6–16.
13.Pietrzak AM. Severe Clostridium difficile infection. Postępy Nauk Med [Internet]. 2013 Dec 4 [cited 2019 Sep 29]; Available from: http://www.czytelniamedyczna.pl/4702,zakazenie-clostridium-difficile-o-ciezkim-przebiegu.html
14.Delmee M, Broeck J Van, Simon A, Janssens M, Avesani V. Laboratory diagnosis of Clostridium difficile-associated diarrhoea: a plea for culture. J Med Microbiol [Internet]. 2005 Feb 1 [cited 2019 Sep 30];54(2):187–91. Available from: https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/jmm/10.1099/jmm.0.45844-0
15.Gorkiewicz G. Nosocomial and antibiotic-associated diarrhoea caused by organisms other than Clostridium difficile. Int J Antimicrob Agents [Internet]. 2009 Mar 1 [cited 2019 Sep 30];33:S37–41. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0924857909700159
16.Clostridium Difficile Prevention – Minnesota Dept. of Health. [cited 2019 Sep 30]; Available from: https://www.health.state.mn.us/diseases/cdiff/prevention.html
17. Sharma M, Hudson JB. Ozone gas is an effective and practical antibacterial agent. Am J Infect Control [Internet]. 2008 Oct [cited 2019 Sep 30];36(8):559–63. Available from: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0196655308000965
18.Zanella Terrier MC, Simonet ML, Bichard P, Frossard JL. Recurrent Clostridium difficile infections: The importance of the intestinal microbiota. World J Gastroenterol [Internet]. 2014 Jun 21 [cited 2019 Sep 30];20(23):7416. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24966611
19. Segarra-Newnham M. Probiotics for Clostridium difficile – Associated diarrhea: Focus on Lactobacillus rhamnosus GG and Saccharomyces boulardii. Ann Pharmacother. 2007;41(7–8):1212–21.
20. McFarland LV, Ship N, Auclair J, Millette M. Primary prevention of Clostridium difficile infections with a specific probiotic combining Lactobacillus acidophilus, L. casei, and L. rhamnosus strains: assessing the evidence. J Hosp Infect [Internet]. 2018 Aug [cited 2019 Sep 30];99(4):443–52. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29702133
21.Baune BT, editor. Oxidative stress in autism. J Autism Dev Disord [Internet]. A.W.Zimmer. 2010 Jan 1 [cited 2012 Mar 3];9(3):1–8. Available from: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cbdv.200490137/abstract
22. Muss C, Mosgoeller W, Endler T. Papaya preparation (Caricol) in digestive disorders. Neuro Endocrinol Lett. 2013;34(1):38–46.
23.BASKETFUL BENEFITS OF PAPAYA. Int Res J Pharm. 2011;
24.Oliveira HL da CD de, Fleming MECK, Silva PV, Paula GR de, Futuro DO, Velarde GC, et al. Influence of papain in biofilm formed by methicillin-resistant Staphylococcus epidermidis and methicillin-resistant Staphylococcus haemolyticus isolates. Brazilian J Pharm Sci [Internet]. 2014 Apr [cited 2019 Apr 1];50(2):261–7. Available from: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1984-82502014000200261&lng=en&tlng=en
25. Schenck LP, Beck PL, MacDonald JA. Gastrointestinal dysbiosis and the use of fecal microbial transplantation in Clostridium difficile infection. World J Gastrointest Pathophysiol [Internet]. 2015 Nov 15 [cited 2019 Sep 30];6(4):169–80. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26600975
26. Megan MCSeveney. FDA In Brief: FDA warns about potential risk of serious infections caused by multi-drug resistant organisms related to the investigational use of Fecal Microbiota for Transplantation | FDA [Internet]. June 13. 2019 [cited 2019 Sep 30]. Available from: https://www.fda.gov/news-events/fda-brief/fda-brief-fda-warns-about-potential-risk-serious-infections-caused-multi-drug-resistant-organisms
27.Finegold SM, Attebery HR, Sutter VL. Effect of diet on human fecal flora: comparison of Japanese and American diets. Am J Clin Nutr [Internet]. 1974 Dec 1 [cited 2019 Sep 30];27(12):1456–69. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/4432829