VOLNĚ ŽIJÍCÍ AMÉBY PATOGENNÍ PRO ČLOVĚKA AMFIZOICKÉ AMÉBY Naegleria fowleri
Acanthamoeba spp.
Autor: Eva Nohýnková, Oddělení tropické medicíny 1.LF UK v Praze
Balamuthia mandrillaris
POUZE PRO STUDIJNÍ ÚČELY
Naegleria fowleri
• termofilní améba • sladkovodní prostředí původce: • primární amébové encefalitidy (PAME) imunokompetentních osob
Naegleria fowleri • jediný patogenní druh rodu Naegleria • rozšíření: celosvětově (PAME) • různá sladkovodní prostředí s oteplenou vodou přírodní i upravená voda (bazény, prameny): biologické nárosty, sedimenty
• termofilní améba: množí se při 42oC
ORGANISMUS V životním cyklu Naegleria fowleri se střídají 2 stádia 1. TROFOZOIT 2 formy: améba a bičíkovec 2 bičíky
panožky = lobopodie
trofozoit (améba) rychle pohyblivý
Jádro: velké centrální jadérko
trofozoit (bičíkovec)
2. CYSTA – klidové stádium, poměrně odolné
- kulatá - stěna hladká
Naegleria fowleri ŽIVOTNÍ CYKLUS: v sladké vodě
(řada isolátů z prostředí)
nepříznivé podmínky encystace
bičíkovec améba
příznivé podmínky excystace
cysta
• • • •
„přenos“: náhodný (?) VELMI VZÁCNÉ NÁKAZY zdroj: voda kontaminovaná negleriemi brána vstupu: čichová oblast nosní sliznice patogenní forma: améboidní trofozoit
Do nosní dutiny: všechny formy neglerií Jen améboidní trofozoit aktivně proniká čichovou sliznicí do mozku !!!
Průnik přes lamina cribrosa
bulbus olfactorius
lamina cribrosa
PRŮNIK: FAGOCYTÓZA čichových buněk
PRIMÁRNÍ AMÉBOVÁ ENCEFALITIDA (PAME) • • • •
akutní zánět mozku fulminantní (náhlý, rychlý začátek z plného zdraví) bolest hlavy, horečka, meningeální příznaky, bezvědomí smrt: za 3 – 7 dnů OA: koupání v oteplené sladké vodě krátce (několik dnů) před nástupem příznaků
riziková skupina: imunokompetentní osoby (děti, mladí lidé) rizikové chování: aspirace vody do vyšších partií nosní dutiny
PRIMÁRNÍ AMÉBOVÁ ENCEFALITIDA (PAME) HISTORIE PAME ČR: celkem 18 případů PAME 1965 1966 2004
Austrálie: 4 děti PAME odhad: ~ 200 případů 5 přežilo
1962-1965: 16 případů věk: 8-25 let krytý plavecký bazén Ústí n.Labem: VIII.1962: 3 případy VII.1963: 6 případů XI.1964: 5 případů Ë IX.1965: 2 případy ËË
1968: 1 případ (chlapec, 12 let) venkovní bazén v Mostě
1984: 1 případ (chlapec, 11 let) potok v SČ s vodou z chladícího okruhu elektrárny
Archiv dr.Lubora Červy
PAME i u zvířat
LABORATORNÍ DIAGNOSTIKA PAME přímý mikroskopický a kultivační průkaz neglerií (klinicky nelze odlišit od purulentní bakteriální meningoencefalitidy!!!)
MATERIÁL: a. mozkomíšní mok - čerstvý ! - nesmí přijít do lednice!!!
Mozkomíšní mok je purulentní: PMN, makrofágy (málo lymfocytů, eosinofilů) bílkovina > glukóza <
METODY (a) mikroskopie: nativní preparát v moku pouze améboidní trofozoity !!! NE cysty (b) kultivace: 37oC nevýživný agar, potřený tepelně usmrcenou suspenzí bakterií (Enterobacter, Escherichia)
po 24 hod.: améboidní trofozoity později cysty
b. sekční materiál
jádro
• v mozku pouze trofozoity!!! NE cysty • rozhodující: morfologie jádra • naeglerie v mozku: často podél cév (angiotropismus)
5 vyléčených případů PAME Amfotericin B i.v. + intratékálně + Rifampin p.o. + Mikonazol i.v. + intratékálně
ISOLÁTY Z PROSTŘEDÍ
vzorek z prostředí • kultivace při 37oC • kultivace při 42oC • flagelární test • intranasální inokulace myši
Flagelární test = rod Naegleria
Acanthamoeba spp.
• patří k nejběžnějším volně žijícím prvokům původci: • ložiskové amébové meningoencefalitidy (GAE) imunosuprimovaných osob • akantamébové keratitidy (AK)
AKANTAMÉBY • jsou kosmopolitní • jsou všudypřítomné byly nalezeny:
v půdě, prachu, vzduchu, přírodní sladké vodě, mořské vodě, přírodních i umělých bazénech, kalech, sedimentech, ventilačních potrubích, vodovodní vodě, balené vodě …. jako kontaminace in vitro kultur bakterií, kvasinek, savčích tkáňových buněk
byly isolovány: z vegetace z orgánů některých zvířat (ryby, plazi, obojživelníci) z nosní sliznice zdravých osob ….
ORGANISMUS 2 stádia: trofozoit a cysta
a. TROFOZOIT vegetativní metabolicky aktivní (živí se G- bakteriemi) pohyblivý (panožky) žije sesilním způsobem ve vlhku
pulzační vakuola
akantopódie
Pulzační vakuola – vyrovnává osmotické změny prostředí
akantopódie
(± 2 minuty)
akantopódie tenké panožky specifické pro rod Acanthamoeba MARCIANO-CABRAL F., CABRAL G.( 2003)
b. CYSTA je klidové stádium, určené k přečkání nepříznivých podmínek
dvouvrstevná stěna cysty je zodpovědná za značnou odolnost akantaméb k vlivům vnějšího prostředí včetně dezinfekčních prostředků a léků!!!
ektocysta = vnější vrstva: proteinová (odolnost ke kyselinám) endocysta = vnitřní vrstva: polysacharidová (celulóza) (odolnost k zásadám)
Acanthamoeba spp.
ŽIVOTNÍ CYKLUS
Nepříznivé podmínky
Příznivé podmínky
trofozoit • druhově nerozlišitelné
cysta • druhově rozlišitelné
Acanthamoeba spp.: klinické formy nákazy
SYSTÉMOVÉ NÁKAZY AKANTAMÉBAMI • velmi vzácné • osoby s výrazným imunodeficitem (oportunní patogen)
INFEKCE KŮŽE: chronické, nehojící se vředy
BRÁNA VSTUPU AKANTAMÉB DO ORGANISMU • kůže (oděrky) (kontaminace) • dolní cesty dýchací (vdechnutí cyst)
hematogenní rozsev
(a) GRANULOMATÓZNÍ AMÉBOVÁ ENCEFALITIDA (GAE) - ložiskový zánět mozku: nekrotická ložiska - chronické onemocnění (týdny-měsíce) imunodeficit: primární (autoimunitní onemocnění) sekundární (nádorová onemocnění, AIDS, diabetes, …) predispozice: alkoholismus
70.léta 20.století: první případy 2000: celkem 115 případů ČR: 0
LABORATORNÍ DIAGNOSTIKA MATERIÁL • bioptát (punkce ložiska v mozku) • sekční • (mozkomíšní mok)
METODY • kultivace in vitro: agarové plotny (jako N.fowleri) • histologie: ve tkáni trofozoity i cysty !!! • nepřímá imunofluorescence protilátka specifická proti Acanthamoeba
IFAT s protilátkou specifickou pro Acanthamoeba
Ložiska v mozku prokáže zobrazovací metoda (CT, MRI) Intra vitam
post mortem
ve tkáních (mozek, kůže) obě stádia akantaméb: trofozoity i cysty
GAE
kůže
MARCIANO-CABRAL F, CABRAL G 2003
(b) AKANTAMÉBOVÁ KERATITIDA (AK) chronická infekce rohovky, která ohrožuje zrak nemusí být bolestivá pacienti: imunokompetentní osoby (?) 1974 - Velká Británie a USA: 3 první případy pol. 80.let: >> měkké kontaktní čočky přelom 80.-90.let: > 1000 případů 2004 > 3000 případů ČR 1995: 1.případ do října 2006: 30 případů
zdroj: Oční klinika 1.LF UK
kruhovitý infiltrát ve stromatu
RIZIKOVÉ FAKTORY • nošení kontaktních čoček (80%) • poranění oka (20%)
Akantamébová keratitida v ČR oční klinika 1.LF UK-VFN Praha, oční odd. nemocnice Kolín
6 počet případů
5 4 3
+ KČ
2
- KČ
1 0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 rok
AUSTRÁLIE (Sydney) 1997- 2002: 20 případů (80% KČ) VELKÁ BRITÁNIE 1992- 1995: 105 případů (97% KČ) UK (Kilvington et al.2004): incidence 15x vyšší než v USA, 7x než v Holandsku možný důvod: uchovávání vody ve vnějších tancích vyšší kontaminace domácích vodovodních rozvodů akantamébami
PATOGENEZE AK je několikastupňový proces. 1. adheze akantaméb k povrchu rohovky 2. průnik epitelem a basální membránou 3. průnik do stromatu
stroma
epitel
KČ slouží k přenosu améb na povrch rohovky TRAUMA EPITELOVÝCH BUNĚK ROHOVKY • nošení kontaktních čoček • poranění oka • abraze rohovky(experimentální AK)
zvýšená exprese manosylovaných glykoproteinů na povrchu epitelu rohovky
Zvýšená exprese manosylovaných glykoproteinů na povrchu rohovky významně ovlivňuje průběh AK.
• usnadňuje specifickou adhezi akantaméb k epitelu rohovky (prostřednictvím receptoru pro manózu)
• indukuje sekreci proteázy MIP-133 (mannose-induced protein) MIP-133 je klíčová proteáza patogenní kaskády akantaméb • indukuje apoptózu v epitelových buňkách
epitel b.m.
usnadňuje invazi rohovky
• degraduje kolagen typu I a IV usnadňuje průnik akantaméb do stromatu
stroma
Trofozoity akantaméb ve stromatu rohovky encystují.
U 25% AK dochází po odléčení k relapsu klinicky manifestní nákazy.
AK: 1-2 případy / milion nosičů KČ U VĚTŠINY: nedojde k nákaze (x ? k rozvoji) OBRANA ??? PŘIROZENÁ IMUNITA ?
LABORATORNÍ DIAGNOSTIKA AK Přímý mikroskopický průkaz
nativní preparát
MATERIÁL: • seškrab z vředu • část rohovky • kontaktní čočky METODA: • mikroskopie • kultivace
PCR Kultivace: 28oC
2-7 dnů: trofozoity, cysty
b. barvení cyst akantaméb optickými běliči PRINCIP: vazba na celulózu ve stěně cysty fluorescence (ve světle s krátkou vlnovou délkou ~ 360 nm) Řez rohovkou
Calcofluor Calcofluor
INTERAKCE AKANTAMÉB S BAKTERIEMI 1. bakterie jsou potravou akantaméb (kontrola populace bakterií v ekosystému)
2. bakterie jsou endosymbionty akantaméb (stabilní interakce) 3. akantaméby jsou přirozeným prostředím pro bakterie (přechodná interakce)
možný rezervoár bakterií patogenních pro člověka
MARCIANO-CABRAL F., CABRAL G. 2003
Legionella pneumophila
Balamuthia mandrillaris • půdní améba • nutričně náročná původce • ložiskové amébové encefalitidy (GAE) - imunokompetentních osob (děti) - osob s imunodeficitem (dospělí) - jiných savců (primáti, ovce, kůň, pes)
HISTORIE POPISU B. mandrillaris a GAE
1986: USA h kočkodan 1989: USA - 1.případ infekce člověka (AIDS) 1993: Balamuthia mandrillaris 1995: Evropa (ČR) - dítě 3,5 roku 2004: > 100 případů, z toho asi 1/3 děti
2003: balamutie izolovány z přírody
ORGANISMUS V životním cyklu Balamuthia mandrillaris se střídají 2 stádia 1. TROFOZOIT - améboidní, velmi morfologicky variabilní - nutričně náročný (živí se jinými amébami, houbami)
2. CYSTA
třívrstevná stěna cysty velmi odolná
KLINICKÝ OBRAZ INFEKCE Balamuthia mandrillaris ložiskové postižení mozku: subakutní až chronické
Pacienti:
(a) dospělé osoby: primárně nebo sekundárně imunosuprimovaní
(b) děti (0.3-14 let): bez prokázaného imunodeficitu! zdroj: Neurochirurgická klinika FN Motol
Brána vstupu: kůže horní cesty dýchací 11 případům GAE předcházely: • nekrotizující ulcerující kožní léze • chronické (9 – 24 měsíců) • bez průkazu infekčního původu Pritzker et al.2004.
Hematogenní rozsev do mozku
Revize histologických preparátů z kůže: Balamuthia mandrillaris Reed et al.1997
Seas RC, Bravo PF 2006.
Faciální léze (středová oblast obličeje) Cuevas MO et al 2006.
LABORATORNÍ DIAGNOSTIKA MATERIÁL • bioptát (punkce ložiska v mozku) • sekční METODY • kultivace in vitro: kultura tkáňových buněk • histologie: 2-3 jadérka v jádře !!! • nepřímá imunofluorescence protilátka specifická proti B.m. • PCR IFAT s protilátkou specifickou pro Balamuthia mandrillaris
HISTOLOGIE V ložisku v mozkové tkáni jsou trofozoity i cysty!
PŘÍPADY PAME A GAE VE SVĚTĚ (zdroj: CDC 2000): VELMI VZÁCNÉ
Argentina Austrálie Barbados Belgie Brazílie Kanada Chile Čína Kolumbie Kuba Česká republika Guam Honduras Indie Itálie Japonsko Mexiko Nová Guinea Nový Zéland
PAME Nf
GAE Ac
GAE Bm
0 19 0 5 5 0 0 0 0 1 18 1 0 9 0 1 8 1 8
0 1 1 0 2 4 0 2 2 0 0 1 2 3 1 2 1 0 0
1 5 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 10 0 0
PAME Nf
GAE Ac
GAE Bm
Nigérie Panama Peru Portoriko Jihoafrická rep. Jižní Korea Thajsko Uganda Velká Británie USA Venezuela Zambie
4 1 0 1 1 0 5 1 3 86 3 0
1 0 4 0 1 1 1 0 0 83 1 1
0 0 10 0 2 0 4 0 0 33 2 0
AFRIKA EVROPA ASIE AUSTRÁLIE SEV.AMERIKA JIŽNÍ AMERIKA
6 26 17 27 94 11
3 1 10 1 88 12
2 1 5 5 44 15
ČR: NÁKAZY AMFIZOICKÝMI AMÉBAMI PAME (Naegleria fowleri)
GAE (B.mandrillaris)
AK (Acanthamoeba)
18 případů
1 případ (EVROPA)
celkem:
1962-1965: 16 případů (8-25 let)
1995: 3.5 roku/M
1995: 1.případ
krytý plavecký bazén Ústí n.L.: krytý plavecký bazén (Vrbenského lázně) 1962 (VIII.): 3 případy 1963 (VII.): 6 případů 1964 (XI.): 5 případů 1965 (IX.): 2 případy
Praha zdroj nákazy a místo vstupu neznámé
celkem:
1968:
1 případ (12 let/M)
Most: venkovní bazén
1984:
1 případ (11 let/M)
SČ: potok s vodou z chladícího okruhu elektrárny
30 případů
KČ 80% případů (ø věk: 29 let)
