Paweł Grzesiowski, Katarzyna Betlejewska, Waleria Hryniewicz
Immunoprofilaktyka zakażeń Streptococcus pneumoniae wobec narastającej oporności na leki przeciwbakteryjne
Immunoprophylaxis of Streptococcus pneumoniae infections in the situation of its increasing resistance to antibacterial drugs
z Centralnego Laboratorium Surowic i Szczepionek w Warszawie
Wprowadzenie
Według danych Światowej Organizacji Zdrowia około 4-5 milionów zgonów wśród dzieci spowodowanych jest ostrym zakażeniem układu oddechowego. Według danych Centrum Kontroli Zakażeń (CDC) w USA wśród infekcji bakteryjnych największą śmiertelność obserwuje się w przebiegu zakażeń wywołanych przez S. pneumoniae. Najwyższą umieralność wśród dorosłych notuje się z powodu zapalenia płuc, zaś u dzieci poniżej 2 roku życia z powodu zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych i bakteremii (1).
Kliniczne znaczenie zakażeń wywołanych przez S. pneumoniae
S. pneumoniae jest powszechnie występującym patogenem bakteryjnym, kolonizującym drogi oddechowe, jak również wywołującym inwazyjne zakażenia u ludzi. Kolonizacja górnych dróg oddechowych dotyczy 20-40% zdrowych dzieci i 5-10% zdrowych dorosłych zależnie od środowiska i czynników sprzyjających. Nosicielstwo jest obserwowane częściej u młodszych dzieci oraz osób w podeszłym wieku, a także personelu medycznego, pensjonariuszy domów opieki i placówek opiekuńczych (2). S. pneumoniae jest najczęstszą przyczyną płatowego i odoskrzelowego zapalenia płuc i opłucnej, jednym z 3 głównych patogenów wywołujących zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych i posocznicy, zapalenia ucha środkowego, zatok, ropnego zapalenia stawów, ponadto drugą co do częstości przyczyną bakteryjnych powikłań grypy. Zakażenia wywoływane przez S. pneumoniae charakteryzują się wysokim odsetkiem posocznic i ciężkich powikłań oraz zgonów. Najcięższe zakażenia obserwuje się u osób należących do skrajnych grup wiekowych, w tym noworodków i dzieci do 3 roku życia oraz osób po 65 roku życia. Duża częstość występowania tych zakażeń u dzieci młodszych związana jest z fizjologicznym upośledzeniem odpowiedzi immunologicznej na wielocukrowe antygeny otoczkowe, które będąc antygenami T-niezależnymi, nie pobudzają limfocytów T, co powoduje brak rozwoju trwałej pamięci immunologicznej i spowolnienie eliminacji patogenu. Przeciwciała, które powstają w wyniku zakażenia mają słabsze własności bakteriobójcze i opsonizujące wobec żywych drobnoustrojów, nie zapewniają także trwałej ochrony przed kolejnym zakażeniem (3, 4). Większość zakażeń pneumokokowych ma charakter endogenny, drobnoustroje rozprzestrzeniają się przez ciągłość lub drogą krwiopochodną, a między osobnikami drogą kropelkową. Jeśli w przebiegu zakażenia dojdzie do bakteremii, to u pacjentów z przewlekłymi schorzeniami lub upośledzoną odpornością dochodzi do szybkiego namnażania się drobnoustrojów i posocznicy. Taki stan stanowi zagrożenie życia pacjenta. Zakłada się, iż około 20% wszystkich zgonów w wyniku zakażeń pneumokokowych stanowią zgony wywołane zapaleniem opon mózgowo-rdzeniowych, przy czym procent ten jest znacznie wyższy, gdy dojdzie do bakteremii. Umieralność w wyniku posocznicy wynosi 15-25% w zależności od wieku chorego i obecności dodatkowych czynników obciążających.
Opisano różne czynniki predysponujące do wystąpienia zakażeń pneumokokowych, najważniejsze z nich to przebywanie w dużych zbiorowościach (żłobki, przedszkola, szkoły, domy opieki, więzienia), alkoholizm, cukrzyca, anemia, wrodzone i nabyte zespoły zaburzeń odporności, zakażenie HIV, stan po splenektomii, zespół nerczycowy, choroba nowotworowa, przewlekłe schorzenia układu oddechowego, układu krążenia, nerek. Większa podatność na zakażenia pneumokokowe związana jest w tych populacjach z zaburzeniami układu odporności miejscowej i/lub ogólnej, upośledzeniem odporności komórkowej lub osłabioną eliminacją patogenu.
Czynniki związane z chorobotwórczością S. pneumoniae
Zróżnicowanie wielocukrowych antygenów otoczkowych było podstawą do opracowania klasyfikacji opartej na różnicach antygenowych poszczególnych serotypów. Obecnie poznanych jest 90 serotypów Streptococcus pneumoniae. Występowanie poszczególnych serotypów wydaje się być odmienne u dzieci i u dorosłych, jak również obserwuje się różnice w zdolności do kolonizacji dróg oddechowych. I tak na przykład serotypy o numerach 2, 3, 5, 8, 14 rzadko występują u nosicieli, ale są izolowane częściej z zakażeń inwazyjnych, natomiast serotypy 1, 4, 6, 7, 9, 12F, 15, 19F, 23F, 24F powszechnie kolonizujące górne drogi oddechowe, są również odpowiedzialne za klinicznie istotne zakażenia u dzieci i dorosłych (5). W Polsce najczęściej z zakażeń ośrodkowego układu nerwowego izoluje się pneumokoki o serotypach 3, 8, 22F i 23F, a z innych zakażeń serotypy 6, 9, 14 i 23F.
Najważniejszymi czynnikami zjadliwości są: otoczka o właściwościach antyfagocytarnych, pneumolizyna hemolizująca krwinki czerwone i warunkująca objawy zapalne, adhezyna odpowiedzialna za przyleganie do komórek nabłonka gardła, białko Psp A, proteaza IgA, neuramidaza i amidaza (autolizyna).
Oporność na leki przeciwbakteryjne
Od połowy lat 60. izolujemy szczepy S. pneumoniae niewrażliwe na penicylinę, a w kolejnych latach stwierdzono narastającą częstość występowania tych szczepów w Australii, USA, a następnie w Europie (6). Pod koniec lat 70. odnotowano pierwsze szczepy wielooporne, niewrażliwe na penicylinę, tetracykliny, erytromycynę, klindamycynę, chloramfenikol i kotrimoksazol. W ciągu następnej dekady szczepy wielooporne izolowano ze wzrastającą częstotliwością na całym świecie. W ciągu ostatnich 15 lat rozprzestrzenienie oporności osiągnęło niespotykaną dotychczas skalę, w niektórych krajach (Węgry, Hiszpania) odsetek izolatów opornych sięga poniżej 40%, we Francji, Portugalii, Ameryce Północnej i Japonii sięga 20%. Większość dotychczas opisanych szczepów opornych na penicylinę należy do serotypów 6B, 9V, 14, 19F, 23F (6-8).
Obniżona wrażliwość na penicylinę wśród S. pneumoniae powoduje konieczność stosowania wyższych stężeń antybiotyku, w latach 60. stężenie 0,02 mg/ml lub niższe penicyliny było wystarczające do zahamowania wzrostu drobnoustroju, obecnie szczepy średniowrażliwe charakteryzuje MIC (ang. Minimum Inhibitory Concentration) 0,1-1 mg/ml. Do zwalczania zakażeń wywołanych przez te szczepy można stosować penicyliny, ale w zwiększonych dawkach. Nie dotyczy to jednak sytuacji, gdy mamy do czynienia z zakażeniem opon mózgowo-rdzeniowych, bowiem osiągalne w OUN stężenie penicyliny nie może doprowadzić do eradykacji szczepów o średniej wrażliwości na ten lek, dlatego w tego typu sytuacjach lekiem z wyboru są cefalosporyny III generacji (cefotaksym lub ceftriakson). Ze względu na coraz częstsze izolowanie pneumokoków będących opornymi na cefalosporyny III generacji w terapii empirycznej stosuje się leczenie skojarzone cefalosporyny III generacji i wankomycynę. Po otrzymaniu informacji z laboratorium mikrobiologicznego, że szczep jest wrażliwy na cefalosporyny odstawiamy wankomycynę i kontynujemy terapię cefalosporynami. W przypadku oporności na cefalosporyny przeprowadza się terapię wankomycyną skojarzoną z rifampicyną, jeżeli szczep jest wrażliwy. Nadal jednak lekiem z wyboru w przypadku szczepów wrażliwych pozostaje penicylina.
Największym problemem związanym ze zjawiskiem penicylinooporności jest często towarzysząca jej oporność na pozostałe antybiotyki betalaktamowe, takie jak aminopenicyliny i cefalosporyny, w wyniku mutacji w genach kodujących białka wiążące penicylinę (PBP), bądź pozyskiwania od innych szczepów tego samego gatunku lub blisko spokrewnionych fragmentów DNA warunkujących oporność. PBP są to białka występujące w błonie cytoplazmatycznej komórki bakteryjnej, biorące udział w biosyntezie ściany komórkowej, wykazujące aktywność transpeptydazy i transglikozydazy oraz kowalencyjnie wiążące antybiotyki betalaktamowe. Zmiany w budowie PBP prowadzą do zmniejszenia powinowactwa do penicyliny, a tym samym, warunkują oporność na ten antybiotyk (9, 10). Pojawienie się takiego mechanizmu oporności, podobnie jak u szczepów meticylinoopornych S.aureus w istotny sposób zawęziło opcje terapeutyczne. Genetyczna analiza zmodyfikowanych PBP wykazała, że gen oporności został przeniesiony na drodze transformacji i rekombinacji do S. pneumoniae ze szczepów należących do gatunku Streptococcus mitis (11).
Pneumokoki penicylinooporne są zwykle oporne na inne powszechnie stosowane antybiotyki takie jak tetracykliny, erytromycyna, kotrimoksazol, chloramfenikol i rifampicyna (12, 13). Największy niepokój w ostatnim czasie wzbudziły wyniki badań na zwierzętach doświadczalnych przeprowadzone w USA, które wykazały możliwość pojawienia się wśród wieloopornych pneumokoków, szczepów o obniżonej wrażliwości na wankomycynę. W przypadku pojawienia się klinicznych szczepów tego typu opcji terapeutycznych pozostaje niewiele (14, 15).
W Polsce od 1993 roku prowadzone są systematyczne badania epidemiologiczne nad występowaniem szczepów S. pneumoniae opornych na penicylinę. W 1993 r. szczepy niewrażliwe na penicylinę stanowiły 3% wszystkich izolatów, a w roku 1996 i 1997 już 14% (16). Wśród szczepów izolowanych z zakażeń dolnych dróg oddechowych w 1996 roku szczepy niewrażliwe na penicylinę były również wielooporne, tzn. oporne na antybiotyki z trzech lub więcej grup terapeutycznych, w tym najczęściej na tetracykliny, kotrimoksazol, makrolidy i cefalosporyny I i II generacji (17, 18).
Immunoprofilaktyka zakażeń wywołanych przez S. pneumoniae
Rosnąca liczba osób ze schorzeniami predysponującymi do inwazyjnych zakażeń wywołanych przez
S. pneumoniae (z pierwotnymi i wtórnymi zespołami zaburzeń odporności oraz przewlekłymi schorzeniami układowymi), jak również zmiany w biologii tego drobnoustroju, a w szczególności narastanie oporności na leki przeciwbakteryjne wymagają intensywnego rozwoju nowoczesnych działań profilaktycznych. Wieloletnie przekonanie o skuteczności antybiotykoterapii spowodowało znaczne opóźnienie w rozwoju nowoczesnej immunoprofilaktyki zakażeń, dopiero ogólnoświatowe rozpowszechnienie lekooporności najważniejszych patogenów bakteryjnych, zwróciło uwagę naukowców i lekarzy na rolę szczepień w walce z powszechnie występującymi schorzeniami bakteryjnymi. Wieloletnie doświadczenia zdobyte podczas realizacji globalnych programów szczepień przeciw gruźlicy, błonicy, krztuścowi, tężcowi, nagminnemu porażeniu dziecięcemu czy odrze dowiodły, że szczepienia ochronne są najbardziej skutecznym i najbardziej opłacalnym sposobem walki z chorobami zakaźnymi. Wprowadzenie w ostatnich latach w wielu krajach uprzemysłowionych, szczepionki nowej generacji przeciw zakażeniom wywołanym przez
H. influenzae typu b doprowadziło po 10 latach jej stosowania do spadku liczby inwazyjnych zakażeń wywołanych przez ten drobnoustrój o 70-90%. Ten sukces kliniczny na dotychczas niespotykaną skalę uzasadnia wysiłki podejmowane w celu wprowadzenia narodowych programów zapobiegania innym powszechnie występującym zakażeniom inwazyjnym, w tym przede wszystkim wywoływanym przez
S. pneumoniae.
Ogólne zasady immunoprofilaktyki
Dynamiczne zmiany w biologii drobnoustrojów oraz ich szybkie przystosowanie do zmian środowiskowych (narastająca oporność na leki) zagrażają w największym stopniu stale powiększającej się populacji osób, u których występują różne czynniki sprzyjające zakażeniom. Zwiększenie populacji ryzyka zakażeń jest wynikiem, między innymi bardziej skutecznego leczenia osób przewlekle chorych, inwazyjnych procedur diagnostyczno-leczniczych oraz zwiększenia przeżywalności pacjentów ze skrajnych grup wiekowych (wcześniaki i pacjenci powyżej 80 lat). Analiza populacji pod względem czynników ryzyka pozwala na wyodrębnienie 2 grup wymagających specyficznego postępowania zapobiegawczego, a w tym indywidualnego podejścia do szczepień ochronnych. Zasadniczym parametrem różnicującym te populacje jest stan układu odporności:
1. Osoby z prawidłową odpornością, u których ryzyko zakażenia wiąże się z intensywną ekspozycją na drobnoustroje chorobotwórcze (np. personel medyczny i weterynaryjny, ratownicy, wojsko, więźniowie, pensjonariusze zakładów opiekuńczych, turyści podróżujący w obszarach endemicznych itp.).
2. Osoby z upośledzoną odpornością na skutek wrodzonych lub nabytych schorzeń (np. przewlekła niewydolność nerek, wątroby, mukowiscydoza, amyloidoza, czynnościowa lub anatomiczna asplenia, choroba nowotworowa, cukrzyca, AIDS, alkoholizm, stan po transplantacji narządów, leczenie immunosupresyjne).
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Musher D.M.: Infections caused by Streptococcus pneumoniae: clinical spectrum, pathogenesis, immunity and treatment. Clin. Infect. Dis., 1992, 14:801-807. 2. Goldstein F.W. et al.: Antimicrobial resistance among LRTI of S. pneumoniae: results of a 1992-93 Western Europe and USA collaborative surveillance study. J. of Antimicrob. Chemoth., 1996, 38, Suppl. A, 71-84. 3. Breiman R.F. et al.: Pneumococcal bacteremia in Charleston Country, South Carolina. A decade later. Arch. Intern. Med., 1990, 150:1401-1405. 4. Tomasz A., Munoz R.: Beta-lactam resistance in Gbam positive bacterial pathogenes of the upper respiratory tract: a brief overview of machanisms. Microb. Drug Resist, 1995, 2:103-110. 5. Coffey T. et al.: Genetics and molecular biology of beta-lactam-resistant pneumococci. Microb. Drug Resist, 1995, 1:29-34. 6. Pallares R. et al.: Risk factors and responce to antibiotic therapy in adults with bacteremic pneumonia caused by penicillin-resistant pneumococci. N. Eng. J. of Med., 1995, 317:18-22. 7. Klugman K.P.: Pneumococcal resistance to antibiotics. Clin. Microbiol. Rev., 1990, 3:171-96. 8. Baquero F et al.: A review of antibiotic resistance patterns of S. pneumoniae in Europe. J. of Antimicrob. Chemoth., 1991, 28, Suppl. C, 31-8. 9. Klugman K.: Epidemiology, Control and Treatment of Multiresistant Pneumococci. Drugs,1996, 52 Suppl. 2, 42-46. 10. Appelbaum P.C.: Antimicrobial resistance in S. pneumoniae. An overview. Clin. Infect. Dis., 1992, 15:77-83. 11. Goldstein F., Garau J.: Resistant pneumococci: a renewed threat in respiratory infections. Scand. J. of Inf. Dis., Suppl., 1994, 93:55-62. 12. Baguero F.: Trends in antibiotic resistance of respiratory pathogenes: an analysis and commentary on a collaborative surveillance study. J. Antimicrob. Chemoth., 1996, 38, Suppl. A, 117-132. 13. Markiewicz Z., Tomasz A.: Variation in pennicillin – binding protein patterns of pennicillin – resistant clinical isolates of pneumococci. J. Clin. Microb., 1989, 27:445-465. 14. Gilmoore G.S., Hoch J.A.: A vancomycin surprise. Nature, 1999, 399:524-526. 15. Nowak R. et al.: Emergence of vancomycin tolerance in S. pneumoniae. Nature, 1999, 399:590-593. 16. Overvwg R. et al.: Multidrug-Resistance S. pneumoniae in Poland: Identification of Emerging Clones, J. Clin. Microb., 1999, 37(6):1739-1744. 17. Skoczyńska A., Hryniewicz W.: Raport z działalności Krajowego Ośrodka Referencyjnego ds. Diagnostyki Zakażeń Ośrodkowego Układu Nerwowego za lata 1997-98. Nowa Medycyna, 1999 (w druku). 18. Trzciński K., Hryniewicz W.: Wrażliwość na chemioterapeutyki szczepów bakteryjnych izolowanych z typowych zakażeń dolnych dróg oddechowych w Polsce w 1996 roku. Projekt Aleksander. Medical Science Monitor 1997, 3:2-11.
Pozostałe artykuły z numeru 9/1999:
