Leptospiróza a ekologie jejích původců

MASARYKOVA UNIVERZITA V BRNĚ PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA Ústav experimentální biologie Oddělení mikrobiologie

Leptospiróza a ekologie jejích původců (Bakalářská práce studijního programu Biologie oboru Obecná biologie - směr Mikrobiologie)

Kristýna Klajblová Brno 2009

Poděkování: Ráda bych poděkovala prof. RNDr. Zdeňku Hubálkovi, DrSc., vedoucímu mé bakalářské práce, za vstřícnost a ochotu v průběhu jejího vypracovávání, cenné rady a připomínky.

OBSAH 1. 2. 3.

ÚVOD ............................................................................................................................ 4 CÍL PRÁCE .................................................................................................................... 5 HISTORIE ...................................................................................................................... 6

3.1. 3.2.

4. 5. 6.

Vývoj v poznání leptospirózy .......................................................................................... 6 Přehled významných dat .................................................................................................. 8

TAXONOMIE ................................................................................................................ 9 BIOLOGICKÉ VLASTNOSTI .................................................................................... 11 PATOGENEZE ............................................................................................................ 15

6.1. Průběh leptospirózy ........................................................................................................ 15 6.2. Leptospiróza u člověka................................................................................................... 16 6.2.1. Ikterická forma ......................................................................................................... 16 6.2.2. Anikterická forma .................................................................................................... 17 6.3. Leptospiróza u zvířat ...................................................................................................... 18

7.

DIAGNOSTIKA A LÉČBA ........................................................................................ 19

7.1. 7.2.

8.

Diagnostika leptospirózy ................................................................................................ 19 Léčba leptospirózy ......................................................................................................... 21

EPIDEMIOLOGIE ....................................................................................................... 22

8.1. Epidemiologická charakteristika leptospirózy ............................................................... 22 8.2. Přehled zdrojů a rezervoárů leptospir ............................................................................. 24 8.3. Epidemiologické ukazatele ............................................................................................ 26 8.3.1. Obecné epidemiologické poznatky .......................................................................... 26 8.3.2. Incidence .................................................................................................................. 27 8.3.3. Prevalence ................................................................................................................ 27 8.3.4. Morbidita a mortalita ................................................................................................ 30 8.4. Epidemiologická opatření .............................................................................................. 32

9. DISKUZE ..................................................................................................................... 34 10. ZÁVĚR ......................................................................................................................... 36 11. SEZNAM LITERATURY............................................................................................ 37

3

1. ÚVOD Tato práce je literárním přehledem dosavadních znalostí o problematice leptospirózy a jejích původců. Představuje leptospirózu jako přírodně-ohniskovou zoonózu, která u nás nemá v povědomí veřejnosti významné místo, přestože je v České republice v posledních letech příčinou i několika úmrtí. Jedná se o onemocnění způsobené širokou škálou sérovarů bakterie Leptospira interrogans, které jsou přenášeny na člověka prostřednictvím zvířat, a to nejčastěji kontaktem s infekční močí nebo jí kontaminovaným prostředím. Nákaza se projevuje nejrůznějšími příznaky od běžného chřipkovitého onemocnění až po závažné postižení ledvinové a jaterní funkce. V České republice se vyskytuje běžně jen ve dvou formách - vážnější, ikterické, způsobené nejčastěji sérovarem Leptospira icterohaemorrhagiae

a

anikterické,

způsobené

nejčastěji

sérovarem

Leptospira

grippotyphosa. Pokud je leptospiróza včas diagnostikována, je léčba zpravidla účinná a onemocnění nezanechává trvalé následky. Tato nákaza je rozšířena kosmopolitně, u nás je její incidence ve srovnání s tropickými zeměmi podstatně nižší. Leptospiróza je v České republice přenášena zejména potkanem (Rattus norvegicus), hrabošem polním (Microtus arvalis) a hrabošem mokřadním (Microtus agrestis).

4

2. CÍL PRÁCE Cílem této práce je kompilační přehled dosavadních poznatků o taxonomii a ekologii zástupců rodu Leptospira, klinice a epidemiologii leptospirózy.

5

3. HISTORIE

3.1.

Vývoj v poznání leptospirózy

První případy onemocnění, které by se svými příznaky a způsobem nákazy mohly považovat za leptospirózu, pocházejí ze staré Číny, kde se objevovaly u zemědělců sklízejících rýži. Další případy byly zaznamenány v Japonsku. Dokonce japonský název 'akiyani' (v překladu podzimní horečka) se používá dodnes. Přesnější popis onemocnění pak pochází z období okolo roku 1798, kdy se vyskytlo u vojáků Napoleonovy armády v době obléhání Káhiry (Drábek 2006). V 19. století se objevuje mnoho zpráv o epidemiích ikterických horeček, popisovaných pod různými názvy, např. Griesingerův tyfus, žlučníková nebo jaterní horečka, jaterní tyfus, žloutenkový tyfus, horečnatá žloutenka apod. S velkou pravděpodobností však nikoliv všechny z těchto epidemií byly leptospirózami. Až roku 1886 příznaky nemoci přesně popsal německý lékař Adolf Weil, po němž byla jedna z forem nemoci také pojmenována. Původce onemocnění do roku 1915 znám nebyl, ale lidé vypozorovali, že nemoc se objevuje v souvislosti s pohybem osob v močálech, v zaplavených oblastech nebo na blatech a dále také po kontaktu s vodou či půdou. Část odborné veřejnosti považovala za příčinu choroby teorii miasmatu. Místy byla uplatňována opatření jako zákazy koupání v okolí výskytu Weilovy nemoci nebo vyčerpávání vody z dolů, kde docházelo k onemocnění horníků. Krátce po objevení bakterií jako etiologického agens řady nemocí se začal také původce Weilovy choroby hledat mezi mikroorganismy. Jako první ze spirochet byly v roce 1879 popsány borrelie a následně roku 1905 treponemy. Právě díky syfilis, která byla v té době široce rozšířena, se věnovala spirochetám velká pozornost. Za objevení leptospir se zasloužili v roce 1915 nezávisle na sobě japonští a němečtí vědci. Otázkou stále zůstával zdroj infekce. Podezření na přenos nákazy hlodavci vzniklo během první světové války, kdy počet nákaz znatelně narůstal u vojáků v zákopech. Proti tomuto tvrzení stál fakt, že některé leptospirózy se u člověka objevily bez styku s jakýmkoliv zvířetem. Problém byl vyřešen po zjištění, že leptospiry mohou přežívat v prostředí pouze za pro ně příznivých podmínek. Zůstanou-li po vyloučení v moči, tedy v příliš kyselém prostředí, rychle hynou. Postupně byla prováděna izolace leptospir z mnoha dalších druhů zvířat a po doplnění teorie epidemiologickými daty byl všeobecně přijat názor, že zvířata, zejména hlodavci, jsou obvyklými zdroji infekce a přenašeči 6

leptospirózy. Těmito výzkumy byly položeny základy epidemiologického názoru o šíření nákazy prostřednictvím zvířecích rezervoárů. Poznání zvířat jako zdrojů infekce však nevylučovalo možnost přenosu nákazy prostřednictvím vektorů. V podezření se ocitli zejména komáři. Skutečnost, že nebyl do té doby zaznamenán jediný případ přenosu nemoci z člověka na člověka, o to více posílila hledání hematofágního členovce přenášejícího leptospirózu. Rozsáhlé experimenty s komáry ale ukázaly, že je přenos z důvodu rychlého rozpadu leptospir v žaludku komára prakticky nemožný. Zjištění bylo navíc podporováno epidemiologickým závěrem, který dokazoval výskyt leptospirózy bez vazby na přítomnost komárů. Leptospiry již od svého objevení provázely spory v oblasti jejich klasifikace. Zpočátku převažovala snaha oddělit patogenní a nepatogenní druhy. Jejím výsledkem bylo rozdělení leptospir do biflexa-komplexu (pozdější označení Leptospira biflexa sensu lato) a interrogans-komplexu (pozdější označení Leptospira interrogans sensu lato). Popularitu získala krátce také myšlenka, že neškodné, volně žijící leptospiry se mohou přeměňovat na bakterie patogenní. Toto tvrzení bylo podloženo experimenty, ve kterých laboratorně pěstované saprofytické leptospiry získaly pasážováním na zvířatech patogenní vlastnosti. Tyto pokusy se však v pozdějších letech už úspěšně zopakovat nepodařilo a od teorie přeměny nepatogenních leptospir na patogenní se ustoupilo. Další komplikace se objevily po izolaci leptospir od pacientů s nemocemi podobnými Weilově chorobě, příznaky však nebyly totožné a také antigenní struktura leptospir byla odlišná. Nemoci se začaly označovat podle místních epidemiologických podmínek, např. blaťácká horečka, žňová horečka, nemoc chovatelů vepřů apod. Postupně se ukázalo, že existuje mnoho variant leptospir způsobujících velký rozsah příznaků onemocnění (Terpstra 2006).

7

3.2.

Přehled významných dat

1546 G. Fracastoro představuje zárodkovou teorii infekčních nemocí: „De contagionibus et contagiosis morbis et curatione“, ve které popisuje tři způsoby přenosu nákazy: per contactum, per fomites, ad distans. Dílo je považováno za počátky infektologie 1676 A. van Leeuwenhoek poprvé pozoruje mikroby mikroskopem a zasílá zprávu pro Royal Society of London 1855 R. Virchow zavádí termín zoonóza při studiu trichinelózy 1876 R. Koch vydává postuláty pro ověření původce nemoci 1884 H. Ch. Gram vyvíjí diferenciální barvení bakterií pro světelnou mikroskopii 1886 A. Weil popisuje příznaky leptospirózy 1888 je v Paříži založen Pasteurův ústav 1897 É. Duclaux poprvé používá termín 'mikrobiologie' 1915 R. Inada a P. Uhlenhuth izolují spirochetu Leptospira icterohaemorrhagiae 1922 J. Lukeš, profesor brněnské Vysoké školy veterinární, izoluje spirochetu Leptospira canicola jako původce štuttgartské nákazy psů 1928 S. I. Tarassov a H. Epstein prokazují původce blaťácké horečky Leptospira grippotyphosa 1935 J. M. Alston prokazuje leptospirózu u skotu, v roce 1939 pak i u prasat 1939 J. N. Pavlovskij předkládá ucelenou koncepci přírodní ohniskovosti nákaz na zasedání Akademie věd SSSR v referátu „O přírodní ohniskovosti infekčních a parazitárních onemocnění“ 1940 H. Florey, E. Chain a N. Heatley připravují čistý penicilin 1948 je rod Leptospira zařazen mezi bakterie 1994 vzniká International Leptospirosis Society

Upraveno podle Hubálek a Rudolf (2007), Drábek a Dubanský (2006), Sedlák a Tomšíčková (2006), Encyklopedie dějin města Brna: http://www.encyklopedie.brna.cz/home-mmb/?acc=profil_osobnosti&load=3884 a International Leptospirosis Society: http://www.med.monash.edu.au/microbiology/staff/adler/ils.html#Listserver.

8

4. TAXONOMIE

Původce leptospirózy je bakterie Leptospira interrogans. Její taxonomické zařazení je následující: Doména: Kmen: Třída: Řád: Čeleď: Rod: Druh:

Bacteria Spirochaetes Spirochaetes Spirochaetales Leptospiraceae Leptospira Leptospira interrogans

Kmen Spirochaetes reprezentuje evolučně odlišnou bakteriální linii s jedinečnou morfologií svých zástupců, je tvořen jedinou třídou (Spirochaetes) s jedním řádem (Spirochaetales) a třemi čeleděmi (Spirochaetaceae, Serpulinaceae, Leptospiraceae). Třída Leptospiraceae, do které je L. interrogans zařazena, obsahuje zástupce patogenní i saprofytické. Mezi neškodné, nepatogenní bakterie této třídy patří celý rod Leptonema (Sedláček 2007) a z rodu Leptospira druh L. biflexa, která se v posledních dvou letech díky vyvinutí vektoru Escherichia coli-Leptospira biflexa stala modelovým organismem pro studium patogenních leptospir (Louvel a Picardeau 2007). Dělení patogenního druhu L. interrogans je poněkud komplikované. Starší klasifikace leptospir je založena na jejich antigenní struktuře. Druh je členěn do sérologických skupin, obsahujících jednotlivé sérovary (Sedláček 2007). V současné době je stanoveno 23 séroskupin čítajících přes 200 sérovarů (Hubálek a Rudolf 2007). Výjimečně lze u leptospir užít označení sérovaru jako jméno taxonu (Sedláček 2007). Nová klasifikace je založena na metodách molekulární typizace a člení patogenní leptospiry na 17 skupin, tzv. genomospecies, lišících se pouze ve srovnání nukleových kyselin, nikoliv ve vlastnostech fenotypu (Votava a kol. 2003a). Tab. 1 demonstruje rozdílnost mezi jednotlivými klasifikacemi.

9

Tab. 1. Přehled klasifikace vybraných zástupců rodu Leptospira.

Upraveno podle Ahmed a kol. (2006).

10

5. BIOLOGICKÉ VLASTNOSTI

Leptospiry jsou flexibilní helikální buňky s 18-27 drobnými závity (Vařejka 1990). Jsou velké 0,1 µm na šířku a 6-24 µm na délku. Na jednom nebo obou koncích buňky se nachází typická zahnutí, patrná na Obr. 1.

Obr. 1. Snímek Leptospira interrogans z SEM.

Upraveno podle Public Health Image Library: http://phil.cdc.gov/phil/details.asp.

Vnější struktura buňky je tvořena flexibilní vícevrstevnou vnější membránou, která obklopuje protoplazmatický válec, ohraničený cytoplazmatickou membránou a buněčnou stěnou. Vnější membrána bývá označována jako vnější pochva nebo vnější buněčný obal (Sedláček 2007). Je složena z lipooligosacharidů, proteinů a lipoproteinů, jejichž spektrum se liší podle jednotlivých sérovarů. Běžně se ve vnější membráně vyskytují lipoproteiny LipL41, LipL21, LipL31, LipL71, Qlp-42 neboli LipL45 (Jarlath a kol. 2007), LipL48 (Cullen a kol. 2002) a proteiny OmpL1 a LigA (Jarlath a kol. 2007). Nejhojnějším lipoproteinem je však LipL32 neboli Hap-1, který se vyskytuje výlučně u patogenních leptospir (Vivian a kol. 2009), stejně jako protein Loa22 (Koizumi a Watanabe 2003). Struktura lipoproteinu LipL32 je znázorněna na Obr. 2.

11

Obr. 2. Struktura lipoproteinu LipL32.

Upraveno podle Vivian a kol. (2009).

Některé lipoproteiny, např. LipL36 jsou regulovány prostředím, záleží tedy na tom, zda se jedná o leptospiru kultivovanou in vitro (a v jakém médiu), nebo infekční agens v těle hostitele. Bližší poznatky o expresi genů v závislosti na podmínkách prostředí nejsou dosud známy (Jarlath a kol. 2007). Dokonce ani biologická úloha většiny proteinů vnější membrány není podrobně popsána. Předpokládá se jejich významná role jako antigenů leptospir (Vivian a kol. 2009). Pod vnější membránou se nachází protoplazmatický válec složený z cytoplazmy s obsahem bakteriálního genomu, ohraničený komplexem cytoplazmatické membrány s buněčnou stěnou (Sedláček 2007). Genom leptospir má přibližnou velikost 4 750 kb a je složen ze dvou cirkulárních molekul DNA, větší molekuly bakteriálního chromozomu o velikosti okolo 4 400 kb, a menší molekuly, tzv. plazmidu pLIN1 o velikosti přibližně 350 kb (Zuerner 1991). Na Obr. 3 je znázorněna mapa rozložení genů na chromozomální DNA o velikosti 4 277 185 pb, obsahující 3 481 genů kódujících 3 394 proteinů. Na Obr. 4 je poté vyobrazena mapa plazmidové DNA stejné bakterie o velikosti 350 181 pb, obsahující 272 genů kódujících 264 proteinů (Upraveno podle National Center for Biotechnology Information: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=genome&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=396).

12

Obr. 3. Mapa genů bakteriálního chromozomu.

Upraveno podle Bacterial Genome Atlas: http://wishart.biology.ualberta.ca/BacMap/cgi/getSpeciesCard.cgi?accession=NC_005823&ref=index_11.html.

Obr. 4. Mapa genů plazmidu pLIN1.

Upraveno podle Bacterial Genome Atlas: http://wishart.biology.ualberta.ca/BacMap/cgi/getSpeciesCard.cgi?accession=NC_005823&ref=index_11.html.

13

Leptospiry jsou pohyblivé pomocí dvou periplazmatických bičíků, uchycených každý na jednom konci buňky. Bičíky jsou v periplazmatickém prostoru ovinuty okolo helikálního protoplazmatického válce a obvykle nepřesahují přes střed do druhé poloviny. Bičíky kryté vnější pochvou tak nejsou v kontaktu s vnějším prostředím, ale rotují v prostoru mezi protoplazmatickým válcem a vnější membránou a dávají leptospirám možnost typického vývrtkovitého pohybu, včetně schopnosti pohybovat se i v prostředí s relativně vysokou viskozitou (Sedláček 2007). Uspořádání periplazmatického bičíku je demonstrováno na Obr. 5.

Obr. 5. Struktura periplazmatického bičíku.

Upraveno podle Leschine a kol. (2006).

Pohyb je dobře patrný v čerstvém nativním preparátu, kde se bakterie pohybují přímočaře dopředu a dozadu za současného otáčení kolem své podélné osy (Vařejka 1990). V ultrastruktuře a chemickém složení se tyto periplazmatické bičíky od běžných bakteriálních bičíků výrazně neliší. Metabolismus leptospir je striktně aerobní. Jsou to chemoorganotrofové, jako zdroj energie a uhlíku využívají mastné kyseliny nebo mastné alkoholy s řetězcem delším než 15 uhlíků. Aminokyseliny ani sacharidy utilizovány nejsou (Sedláček 2007). Optimální teplota růstu se pohybuje v rozmezí 28-30 °C, na což je třeba brát ohled při iniciaci růstu v laboratorních podmínkách. Další růst je již možný, je-li zajištěna dostatečná vlhkost, i při pokojové teplotě (Votava a kol. 2003a). Leptospiry se množí v tekutých nebo polotekutých živných půdách s obsahem 10% inaktivovaného králičího nebo hovězího séra, resp. nativních bílkovin. Takto připravené médium je nazýváno Korthoffovo. Mikrob

14

má někdy tendenci vyrůstat za mikroaerofilních podmínek, proto se lze setkat s typickým jemným zákalem 1-3 mm pod povrchem média. Barvení lze provádět metodou dle Grama, po které se leptospiry jeví gramnegativně, nebo metodou dle Giemsy (Vařejka 1990). Biochemické reakce leptospir nejsou pro diagnostiku nikterak významné. Mají katalázu i oxidázu. Tyto bakterie netvoří žádná klidová stádia, proto při vyschnutí substrátu hynou. Ve vlhkém prostředí jsou ale schopné přežívat i několik měsíců (Votava a kol. 2003a). Leptospiry jsou celosvětově rozšířené v půdě, sladké vodě nebo mořském prostředí, odkud kolonizují zvířata včetně člověka (Sedláček 2007).

6. PATOGENEZE

6.1.

Průběh leptospirózy

Leptospiróza je onemocnění charakteru přírodně-ohniskové zoonózy, tedy infekční nemoci přenosné ze zvířat na člověka. Jejím rezervoárem a zdrojem jsou různí savci, kteří leptospiry dlouhodobě vylučují močí. Nejčastějším rezervoárem bývají hlodavci, výjimkou však nejsou ani domácí zvířata (Göpfertová a kol. 2006). Princip patogeneze leptospirových infekcí nebyl dosud uspokojivě objasněn, předpokládá se uplatnění kombinace různých faktorů patogenity, jež může být poněkud odlišná u různých leptospir (Votava a kol. 2003a). Jedná se zejména o produkci hemolysinu, stěnového lipopolysacharidu, lipoproteinů, fosfolipázy a dalších látek (Julák 2006). Člověk se může infikovat přímo i nepřímo. Přímý přenos nastává obvykle po kontaktu s močí či tkáněmi infekčních zvířat, nepřímý přenos pak kontaminovanou vodou nebo půdou (Göpfertová a kol. 2006). Všechny leptospiry se vyskytují ve vodě, L. parva dokonce i ve vodě vodovodní (Lobovská 2001). Typická je tak nákaza při koupání nebo jiné expozici kůže, spojivky či jiné sliznice ve vodě a dále ingesce vody, např. ze studánky. Vzácně se lze setkat s inhalací infekčního aerosolu, zejména při vodních sportech. Popsán byl také přenos mateřským mlékem a kongenitální infekce (Göpfertová a kol. 2006). Přímý

15

přenos infekce z člověka na člověka je extrémně vzácný (Bartošová a kol. 2005), přenos infekce ze psa na člověka rovněž (Sedlák a Tomšíčková 2006). Jak bylo uvedeno výše, leptospiry vstupují do organizmu porušenou kůží nebo povrchem sliznic. Při průniku oděrkou postačí ke vzniku infekce i velmi malá infekční dávka – jen několik bakterií (Julák 2006). V místě vstupu infekce nevzniká žádná zánětlivá reakce, leptospiry se rychle šíří do všech tkání, množí se v krvi a v likvoru, poškozují endotel cév a zvyšují jejich permeabilitu, pronikají do ledvin a v závažnějších případech poškozují glomeruly a játra. Leptospiry mohou napadat také placentu (Göpfertová a kol. 2006). Leptospiróza se projevuje jako akutní onemocnění. Může probíhat pod obrazem chřipky nebo až jako meningoencefalitida s postižením jater a ledvin (Havlík a kol. 2002). Obecně se leptospirózy v klinické praxi dělí na formu ikterickou a anikterickou. Obě formy probíhají ve dvou fázích, přičemž příznaky první fáze jsou pro obě formy téměř společné. Nemoc propuká náhle, objevují se horečky, bolesti hlavy a třes, často doprovázený myalgiemi. Po týdnu obtíže ustupují nebo po krátké pauze nastává fáze druhá s projevy charakteristickými pro příslušnou formu leptospirózy (Göpfertová a kol. 2006). Vnímavost člověka k leptospirám je všeobecná. Specifické protilátky třídy IgM jsou detekovatelné od konce prvního týdne klinických příznaků (Lobovská 2001). Protilátky jsou protektivní a přetrvávají u rekonvalescentů v séru několik měsíců (Bartošová a kol. 2005). Infekce však zanechává imunitu pouze proti konkrétnímu sérovaru (Göpfertová a kol. 2006).

6.2.

Leptospiróza u člověka

6.2.1. Ikterická forma Ikterická forma leptospirózy bývá označována také jako Weilova nemoc, žloutenka či horečka podle Adolfa Weila, který jako první popsal její klinické příznaky, jak je uvedeno v kapitole o historii leptospirózy (Lobovská 2001). Často se lze setkat s označením nemoci na základě sérovaru leptospiry, který ji způsobuje. V případě ikterické formy leptospirózy se tedy jedná o označení leptospirosis icterohaemorrhagica (Göpfertová a kol. 2006). Je charakteristická těžším klinickým průběhem a také horší prognózou. Uvádí se, že Weilova nemoc je smrtelná asi v 10 % případů (Julák 2006). 16

Inkubační doba této formy leptospirózy se pohybuje v rozmezí 6 až 21 dní a její klinické projevy jsou velice pestré. Příznaky narůstají většinou dvoufázově (Lobovská 2001). V první, leptospiremické fázi se bakterie šíří krevní cestou do celého organismu, objevuje se horečka septického typu se zimnicemi a třesavkami, typické jsou bolesti hlavy, svalů, zejména lýtkových, bolesti v zádech a kloubech, někdy též ztuhlost šíje. Z příznaků významných pro laboratorní diagnostiku se uvádí výskyt bílkovin a erytrocytů v moči (Černý a kol. 2008). Leptospiremická fáze je vždy provázena celkovou vyčerpaností. Po leptospiremické fázi, trvající 3 až 7 dní, může nastat velmi krátké období bez příznaků, častěji však onemocnění přechází rovnou ve fázi druhou, leptospirurickou, trvající podle sérovaru původce 10 až 30 dní (Lobovská 2001). Během leptospirurické fáze se leptospiry masivně objevují v moči, dostavují se známky renálního selhávání, oligurie, někdy anurie, stoupá hladina urey a kreatinu v krvi. Současně jsou pozorovány hemoragie do kůže a sliznic, např. konjunktivální efuze, které stále více sílí. Postupně se začínají vyskytovat také známky jaterního poškození a ikterus pomerančové barvy, hladina bilirubinu v séru dosahuje extrémních hodnot. Někdy se dostavují meningeální příznaky a rozvine se meningitida serózního typu s poruchami vědomí (Černý a kol. 2008). V nejtěžších případech, které však bývají vzácné, dochází k hepatocelulární dysfunkci. Názor na charakter jaterního poškození není v literatuře zcela jednotný. Někteří autoři trvají na výskytu centrolobulárních nekróz (Lobovská 2001), jiní popisují hepatocyty bez nekrotických změn (Bartošová a kol. 2005). Dalším projevem těžkého onemocnění je tubulární poškození ledvin na podkladu hypoxémie nebo přímého toxického účinku leptospir (Bartošová a kol. 2005). Slizniční hemoragie způsobují diseminovanou intravaskulární koagulopatii (DIC), nastává šokový stav a nemocný umírá za příznaků infaustního hepatorenálního selhání (Černý a kol. 2008). Komplikace a trvalé následky jsou poměrně vzácné, patří mezi ně iridocyklitida a chronické jaterní či renální léze (Dostál a kol. 2004).

6.2.2. Anikterická forma Anikterická forma leptospirózy je známa pod několika odlišnými názvy, např. žňová, blaťácká či polní horečka a také opět podle sérovaru původce leptospirosis grippotyphosa. Jedná se o formu vyskytující se v ČR nejčastěji. Svým průběhem jsou žňové horečce 17

podobné infekce sérovary L. sejroe, L. pomona, L. bratislava a L. canicola, ale jsou u nás méně frekventované. Inkubační doba anikterické formy leptospirózy je 2 až 14 dní. Příznaky ve většině případů připomínají chřipku, a pokud se nemoc plně rozvine, probíhají ve dvou časově zřetelně oddělených, na rozdíl od ikterické formy, fázích. Leptospiremická fáze se vyznačuje prudkým průběhem s teplotou, cefaleou, pocením, myalgiemi, pocitem únavy a nevolnostmi. U některých nemocných se vyskytují bolesti břicha a zvracení. U starších osob mohou zesílit jejich kardiovaskulární obtíže. Teploty kolísavého charakteru trvají 3 až 7 dní, pak následuje rekonvalescence. U menšiny pacientů nastupuje po několikadenní pauze bez teploty, eventuelně s výskytem subfebrilií, fáze leptospirurická. Opět stoupá teplota, připojují se bolesti hlavy neovlivnitelné analgetiky, tlak za očima, nauzea a zvracení (Lobovská 2001). Další průběh nemoci může zdánlivě připomínat Weilovu horečku, objevují se hepatosplenomegalie s laboratorními známkami postižení jaterní a ledvinové funkce, onemocnění však bývá smrtelné jen zřídka. U anikterické formy leptospirózy se lze často setkat také s nervovým postižením, které se projevuje stejně jako u jiných meningitid (Černý a kol. 2008).

6.3.

Leptospiróza u zvířat

Leptospiróza může kromě člověka postihnout také mnohá zvířata, např. prasata, skot, koně. Ve veterinární medicíně se klade důraz na sérovary, které jsou adaptované na hospodářská a domácí zvířata, velká pozornost je věnována psům. Infekce zvířat probíhají všeobecně v mírné klinické formě, ale mnoho leptospiróz se u zvířat projevuje asymptomaticky a nespecificky. Těžké akutní ikterohemoragické formy se vyskytují

spíše

sporadicky

a

případy

abortů

většinou

endemicky.

Specifická

symptomatologie není zásadně vázána na určitý sérovar, proto se různé sérovary mohou u každého zvířecího druhu projevit jinak (Vařejka 1990). Leptospiróza psů je v ČR způsobena nejčastěji sérovarem L. icterohaemorrhagiae (Sedlák a Tomšíčková 2006). Klinické příznaky se velmi podobají Weilově nemoci u člověka. Charakteristickými příznaky jsou počáteční vysoká horečka, ikterus kůže a sliznic, hemoglobinurie, postižení jater a selhání ledvin vedoucí k celkovému postižení organismu. Psi většinou na rozdíl od ostatních zvířat po nástupu žloutenky uhynou. 18

V minulosti býval pro psy typický sérovar L. canicola, původce tzv. tyfu psů neboli stuttgartské nemoci, projevující se hemoragickou gastroenteritidou, zánětem ledvin a v chronických případech ulcerózní stomatitidou. V současné době se u nás nevyskytuje. V ojedinělých případech lze z nemocného psa izolovat také sérovar L. grippotyphosa (Vařejka 1990). Odlišná je situace u koček, které jsou vzhledem k častému kontaktu s drobnými hlodavci k infekci málo vnímavé, a leptospiróza se u nich klinicky neprojevuje (Sedlák a Tomšíčková 2006). U hospodářských zvířat je možné se setkat téměř se všemi sérovary leptospir vyskytujících se v příslušné oblasti. Infekce probíhá akutní formou a způsobuje hynutí zvířat (L. icterohaemorrhagiae) nebo častěji formou latentní, projevující se poruchami reprodukce (L. pomona, L. canicola, L. tarassovi). Zejména u krav a prasnic se leptospiry soustřeďují v děloze a způsobují potraty, tzv. zmetání. Sérovary L. australis a L. hardjo se lokalizují v mléčné žláze skotu a vyvolávají její zánět. Koně bývají zpravidla postiženi sérovary L. pomona a L. grippotyphosa) a to jen několikadenní horečkou (Vařejka 1990).

7. DIAGNOSTIKA A LÉČBA

7.1.

Diagnostika leptospirózy

Je známo, že leptospiry jsou obecně k antibiotikům citlivé, výrazným problémem je proto zejména včasné stanovení diagnózy a zahájení léčby (Sedlák a Tomšíčková 2006). Diagnostika se opírá o epidemiologické údaje, klinický obraz a sérologické testy. Právě epidemiologická anamnéza s údajem možného kontaktu se zvířetem či kontaminovanou půdou při práci bývá stěžejním bodem včasné diagnózy onemocnění. Ta je však problematická u většiny anikterických forem leptospirózy z důvodu nespecifického klinického obrazu nemoci. Ikterické formy se diagnostikují snáze (Černý a kol. 2008). V prvních deseti dnech infekce lze provádět přímý průkaz leptospir z krve, moče a likvoru pomocí kultivace. Doporučuje se opakované odebrání materiálu, protože koncentrace leptospir bývá v klinických vzorcích malá. Mikroskopie se neuplatňuje pro svou nízkou citlivost. 19

Metodou volby je průkaz specifických protilátek, který se standardně provádí od prvního týdne po infekci. Protilátky třídy IgM se objevují v séru nemocných v závislosti na velikosti infekční dávky, nejdříve od 4. dne po onemocnění. Občas může být protilátková odpověď opožděna, a to o několik dnů až týdnů. K nepřímému průkazu infekce se provádí skupinové určení mikroskopickou aglutinací, tzv. MAT (mikroskopický aglutinační test). Jako antigeny slouží živé kmeny našich nejčastějších sérovarů leptospir, které se inkubují s naředěným vyšetřovaným sérem v jamkách sérologické destičky, a mikroskopií v zástinu se pak hodnotí výsledek. V přítomnosti protilátek se leptospiry přestávají pohybovat, shlukují se a případně rozpadají na jemná granula (Votava a kol. 2003b). MAT se využívá jak ke screeningu, tzn. v kvalitativním provedení, tak k titraci, tedy v kvantitativním provedení. Tato reakce je vysoce citlivá (Votava a kol. 2003a). Laboratorní diagnostika v první fázi onemocnění využívá také dalších metod, např. reakce REA (restrikční endonukleázová analýza), testy s monoklonálními protilátkami (Lobovská 2001) nebo radiometrickou detekci v krvi po 2-5 dnech inkubace metodou BACTEC (Bartošová a kol. 2005). Od druhého týdne lze použít reakce KFR (komplement fixační reakce) nebo NIF (nepřímá imunofluorescence), ty však citlivosti MAT nedosahují (Votava a kol. 2003a). Vysoce citlivá a specifická je také metoda ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay), detekující protilátky v séru i mozkomíšním moku v průběhu meningitidy (Bartošová a kol. 2005). Tak jako u dalších onemocnění je i u leptospirózy signifikantní alespoň čtyřnásobný vzestup titru protilátek mezi vzorkem akutním a rekonvalescentním. Práh diagnostického titru v MAT je 1:400 až 1:800, často však hodnota dosahuje až několik tisíc. Naopak dolní hranice titru protilátek musí dosahovat minimálně 100. Zde je nutné brát v úvahu časnou léčbu antibiotiky, která titry významně sníží a ty pak nejsou diagnostikovány (Votava a kol. 2003a). Protektivní protilátky přetrvávají u rekonvalescentů v séru několik měsíců a mohou být spojeny s ochranou proti další infekci (Bartošová a kol. 2005). V pozdějších fázích onemocnění lze provádět přímý průkaz leptospir pouze z moče a to po dobu přibližně 3 měsíců. Metoda PCR se zatím v běžné diagnostice neuplatňuje. Také většina sérologických metod se neprovádí v každé mikrobiologické laboratoři, ale jen na specializovaných pracovištích. Obtíže s prováděním MAT spočívají v náročnosti kultivace a uchovávání živých kmenů leptospir sloužících jako antigeny (Votava a kol. 2003a).

20

Epidemiologickou anamnézu a sérologické testy doplňuje také základní laboratorní vyšetření, ve kterém se objevuje leukocytóza s převahou neutrofilů, u ikterické formy může být přítomna anémie, u postižení jater a ledvin pak zvýšená sérová hladina bilirubinu a urey (Bartošová a kol. 2005). V oblasti veterinární medicíny mohou unikat diagnóze některé leptospirózy, které jsou provázeny jen slabou nebo vůbec žádnou tvorbou humorálních protilátek. Jedná se zejména o infekce vyvolané sérovarem L. hardjo, který je lokalizován v ledvinách některých zvířat, např. hlodavců a skotu. U ostatních sérovarů jsou běžně stanovovány vysoké titry protilátek, ty však s největší pravděpodobností nemají žádný vliv na zkrácení doby, po kterou se leptospiry nacházejí v ledvinách, a zvířata mohou vzdor dobré imunitě zůstat nosiči a vylučovateli leptospir (Vařejka 1990).

7.2.

Léčba leptospirózy

Mnoho infekcí leptospirami probíhá lehce a uniká etiologické diagnóze, vážnější leptospirózy jsou pak při včasné diagnóze úspěšně léčeny antibiotiky (Lobovská 2001). U ikterické formy leptospirózy se podávají peniciliny, nejčastěji penicilin G (PNC G) v množství 6-12 mil. j./den nebo amoxicilin 600-1200 mg každých 6 hodin intravenózně. Penicilin G se doporučuje také v případech pozdní diagnózy. U anikterické formy a obecně u lehčích průběhů nemoci stačí většinou léčba symptomatická, případně podání doxycyklinu 100 mg 2 krát denně nebo snížené dávky amoxicilinu 500 mg každých 6 hodin po dobu 5-7 dnů (Bartošová a kol. 2005). Při alergiích na penicilin se jako alternativa používají antibiotika ze skupiny makrolidů. Antibiotickou terapii provází intenzivní nefro- a hepatoprotektivní léčba. Při těžkém renálním selhání s urémií je navíc potřeba provést opakovaně hemodialýzu, podat krevní transfúze a k posílení obranných schopností organismu i nespecifický homologní imunoglobulin. Monitorují se základní životní funkce i stav vnitřního prostředí na JIP, a to i po překonání kritického stavu, poněvadž v polyurické fázi po renálním selhání může dojít u nemocného k dehydrataci, poruše iontového metabolismu a oběhovému selhávání. V lehčích případech je doporučena jaterní a ledvinová dieta, žádoucí je sledování jaterních testů a markerů renálních funkcí (Černý a kol. 2008). 21

8. EPIDEMIOLOGIE

8.1.

Epidemiologická charakteristika leptospirózy

Leptospiróza je infekční onemocnění přenášené ze zvířat na člověka. Takové onemocnění je podle definice WHO označováno jako zoonóza. Za zoonózy je v dnešní době považováno přes 250 onemocnění, z toho přibližně 80 je běžných. Některá z těchto onemocnění mohou přecházet v rozsáhlé epidemie, např. salmonelóza či tularémie, častěji se však vyskytují pouze v určité lokalitě (Hubálek a Rudolf 2007). Také leptospiróza má charakter onemocnění endemického výskytu. Přesněji se jedná o tzv. přírodně-ohniskovou nákazu. Původce infekce, leptospira, je integrální komponentou určitého ekosystému a trvale cirkuluje mezi volně žijícími obratlovci. Člověk, případně jiný náhodný hostitel jako pes, skot apod., se sice může nakazit při vstupu do přírodního ohniska, ale je slepou uličkou enzootického cyklu. Přírodní ohnisko je vytyčeno hranicemi a do jeho nitra není etiologické agens zevně zanášeno (Hubálek a Rudolf 2007). Přírodně-ohniskové nákazy nemusí být vždy vázány pouze na přirozené biocenózy. V některých případech se objevují v urbanizované krajině nebo ve městech, kde dochází k cirkulaci agens mezi synantropními živočichy (Hubálek a Rudolf 2007). Příkladem je vznik nového zdroje sérovaru L. grippotyphosa, kterým se stali mývalové přemnožení v příměstských oblastech severovýchodu Spojených států a východní Kanady (Greene 2006). Často se mohou výskyty agens několika nákaz prolínat a vytvářet tzv. smíšená ohniska. Ačkoliv jsou za základní složky přírodního ohniska nákazy považovány 4 prvky původce onemocnění, hostitel (příp. rezervoár), přenašeč (hematofágní členovec) a biotop spolu s faktory vnějšího prostředí, je přírodní ohnisko leptospirózy tvořeno pouze třemi z nich. Leptospiróza je nákazou netransmisivní, krev-sající členovec se v cyklu neuplatňuje (Hubálek a Rudolf 2007). Existují sice záznamy dokazující přežívání leptospir ve hmyzu a dalších bezobratlých hostitelích, souvislost s transmisivním přenosem infekce ale prokázána nebyla (Greene 2006). Přenos nákazy ze zdroje na vnímavého hostitele je u leptospirózy možný přímo i nepřímo. Přímý přenos nastává po kontaktu s infekčním zvířetem, např. při pokousání nebo 22

poškrábání. Velmi častá je také nepřímá cesta nákazy, uskutečňovaná prostřednictvím nejrůznějších faktorů přenosu. Těmi jsou u leptospirózy zejména ingesce vody kontaminované infekční močí nebo její kontakt s jinou sliznicí, např. spojivkou anebo s porušenou kůží při koupání, plavání a podobných aktivitách. Inhalace infekčního aerosolu byla zaznamenána jen v několika případech. Není vyloučen ani přenos leptospir mateřským mlékem a kongenitální infekcí (Göpfertová a kol. 2006). Zdrojem nákazy u zoonóz obecně je obratlovec, vylučující původce v období nakažlivosti, tzn. v období epidemickém či epizootickém. U leptospirózy je nutno navíc rozlišovat

tzv.

rezervoár,

což

je

druh

živočicha,

v němž

agens

přežívá

i

v meziepizootickém období. Leptospiry jsou schopny přežití za určitých podmínek také mimo hostitelský organismus. Vhodným prostředím je pro ně stojatá nebo pomalu tekoucí teplá voda a vlhká půda s neutrálním nebo slabě zásaditým pH. V nezředěné kyselé moči (pH 5-5,5) přebývají leptospiry pouze přechodně. Teplotní optimum růstu se pohybuje v závislosti na sérovaru mezi 28 a 30 °C (Vařejka 1990), některé sérovary upřednostňují teplotní rozmezí nižší, a to 0-25 °C. Teploty pod nulou již přežití leptospir značně snižují. Právě vhodná teplota a pH prostředí jsou příčinami zvýšené tenacity a s ní spojeným výskytem leptospiróz koncem léta a počátkem podzimu, stejně tak jako výskytem v jižním subtropickém pásu a oblastech s podobným klimatem. Vazba leptospir na vlhké prostředí je zřejmá také podle místa přírodních ohnisek, která se v dlouhodobě suchých oblastech nebo během období sucha soustřeďují okolo vodních zdrojů (Greene 2006). Nebezpečí leptospirózy výrazně stoupá při záplavách (Votava a kol. 2003a). Kromě výše zmíněných přírodních faktorů uplatňujících se v procesu šíření nákazy nelze opomenout ani faktory sociální neboli antropogenní. Z nich mezi nejvýznamnější v problematice leptospirózy patří sociální a hygienické poměry, úzký kontakt lidí se zvířaty, turistika, rekreace a jiné aktivity v rámci volného času (např. koupání v přírodních či umělých nádržích), stupeň urbanizace krajiny, včetně tzv. suburbanizace, a profesionalita (Hubálek a Rudolf 2007). Profesionálními nákazami jsou nejčastěji postiženi zemědělci, farmáři, veterinární lékaři, zaměstnanci jatek, deratizátoři, pracovníci kanalizačních firem, kopáči a zaměstnanci laboratoří diagnostických ústavů (Drábek a Dubanský 2006).

23

8.2.

Přehled zdrojů a rezervoárů leptospir

Zdrojem leptospirové infekce jsou nejrůznější savci, označovaní buď jako rezervoár, pokud v nich leptospiry přežívají i v meziepizootickém období, nebo jako běžné zdroje nákazy, které vylučují původce pouze v období nakažlivosti. Leptospiry jsou vždy vylučovány močí. Jednotlivé sérovary leptospir mají své typické zvířecí rezervoáry, kterými mohou být divoce žijící i domácí zvířata. Nejčastějším rezervoárem je potkan (Rattus norvegicus) a hraboš, zejména polní (Microtus arvalis) a mokřadní (Microtus agrestis). Zdrojem nákazy však může být velké množství i jiných obratlovců (Hubálek a Rudolf 2007). S rozvojem suburbanizace se však stále častěji objevují nové rezervoárové druhy, např. mýval v oblasti severovýchodu Spojených států a východu Kanady (Greene 2006). Přehled zdrojů nákazy v závislosti na sérovaru leptospir je uveden v Tab. 2. V ČR byly dosud izolovány sérovary L. grippotyphosa, L. icterohaemorrhagiae, L. copenhageni, L. sejroe, L. bratislava, L. pomona, L. canicola a L. sorex-jalna (Sedlák a Tomšíčková 2006).

24

Tab. 2. Přehled zdrojů nákazy člověka u nejčastějších sérovarů leptospir. Sérovar leptospiry L. australis

L. autumnalis L. bataviae

L. bratislava L. canicola L. copenhageni L. grippotyphosa

L. hardjo L. hebdomadis

L. icterohaemorrhagiae

L. jalna L. javanica

L. pomona

Zdroje nákazy (tučně jsou uvedeni nejvýznamnější hostitelé příslušného sérovaru) krysa ostrovní (Rattus exulans) mýval severní (Procyon lotor) myšice křovinná (Apodemus sylvaticus) norník rudý (Myodes glareolus) myšice lesní (A. flavicollis) nutrie říční (Myocastor coypus) myšice temnopásá (A. agrarius) skunk pruhovaný (Mephitis mephitis) mýval severní (Procyon lotor) skunk pruhovaný (Mephitis mephitis) nutrie říční (Myocastor coypus) myška drobná (Micromys minutus) myšice křovinná (Apodemus sylvaticus) ježek východní (Erinaceus concolor) myšice lesní (A. flavicollis) ježek západní (E. europaeus) myšice temnopásá (A. agrarius) hraboš mokřadní (Microtus agrestis) nutrie říční (Myocastor coypus) hraboš polní (M. arvalis) ondatra pižmová (Ondatra zibethicus) hryzec vodní (Arvicola terrestris) potkan (Rattus norvegicus) ježek východní (Erinaceus concolor) myšice křovinná (Apodemus sylvaticus) ježek západní (E. europaeus) myšice lesní (A. flavicollis) pes domácí (Canis familiaris) potkan (Rattus norvegicus) hraboš mokřadní (Microtus agrestis) myš domácí (Mus musculus) myšice křovinná (Apodemus sylvaticus) hraboš polní (M. arvalis) hraboš hospodárný (M. oeconomus) myšice lesní (A. flavicollis) hrabošík podzemní (M. subterraneus) myšice temnopásá (A. agrarius) norník rudý (Myodes glareolus) hryzec vodní (Arvicola terrestris) ondatra pižmová (Ondatra zibethicus) jelen lesní (Cervus elaphus) jezevec lesní (Meles meles) potkan (Rattus norvegicus) ježek východní (Erinaceus concolor) rejsec černý (Neomys anomalus) rejsec vodní (N. fodiens) ježek západní (E. europaeus) rejsek malý (Sorex minitus) křeček polní (Cricetus cricetus) lasice hranostaj (Mustela erminea) rejsek obecný (S. araneus) lasice kolčava (M. nivalis) tchoř tmavý (Mustela putorius) tchoř stepní (M. eversmanni) liška obecná (Vulpes vulpes) vlk obecný (Canis lupus) lumík sibiřský (Lemmus sibiricus) morče obecné (Cavia aperea porcellus) zajíc polní (Lepus europaeus) tur domácí (Bos taurus) bělozubka šedá (Crocidura suaveolens) myšivka horská (Sicista betulina) bělozubka tmavá (C. russula) mýval severní (Procyon lotor) hraboš hospodárný (Microtus oeconomus) nutrie říční (Myocastor coypus) hraboš mokřadní (M. agrestis) ondatra pižmová (Ondatra zibethicus) hraboš polní (M. arvalis) rejsec černý (Neomys anomalus) hryzec vodní (Arvicola terrestris) rejsec vodní (N. fodiens) myš domácí (Mus musculus) rejsek malý (Sorex minitus) myšice křovinná (Apodemus sylvaticus) rejsek obecný (S. araneus) myšice lesní (A. flavicollis) skunk pruhovaný (Mephitis mephitis) myšice temnopásá (A. agrarius) veverka obecná (Sciurus vulgaris) potkan (Rattus norvegicus) mýval severní (Procyon lotor) nutrie říční (Myocastor coypus) hryzec vodní (Arvicola terrestris) křeček polní (Cricetus cricetus) ondatra pižmová (Ondatra zibethicus) myš domácí (Mus musculus) skunk pruhovaný (Mephitis mephitis) myšice temnopásá (Apodemus agrarius) myšice křovinná (Apodemus sylvaticus) hrabošík podzemní (Microtus subterraneus) myšice lesní (A. flavicollis) norník rudý (Myodes glareolus) rejsec černý (Neomys anomalus) krysa (Rattus rattus) rejsec vodní (N. fodiens) myš domácí (Mus musculus) rejsek malý (Sorex minitus) myšice křovinná (Apodemus sylvaticus) rejsek obecný (S. araneus) myšice lesní (A. flavicollis) hraboš hospodárný (Microtus oeconomus) myšice temnopásá (A. agrarius) myšice temnopásá (Apodemus agrarius) myšice křovinná (Apodemus sylvaticus) prase divoké a domácí (Sus scrofa) myšice lesní (A. flavicollis) mýval severní (Procyon lotor) bělozubka šedá (Crocidura suaveolens)

25

L. saxkoebing L. sejroe L. sorex L. sorex-jalna

L. tarassovi

bělozubka tmavá (C. russula) hraboš hospodárný (Microtus oeconomus) hraboš mokřadní (M. agrestis) hraboš polní (M. arvalis) jelen lesní (Cervus elaphus) jelenec běloocasý (Odocoileus virginianus) ježek východní (Erinaceus concolor) ježek západní (E. europaeus) křeček polní (Cricetus cricetus) morče obecné (Cavia aperea porcellus) myš domácí (Mus musculus) myšice křovinná (Apodemus sylvaticus) myš domácí (Mus musculus) myš západoevropská (M. domesticus) myšice křovinná (Apodemus sylvaticus) rejsek malý (Sorex minitus) bělozubka šedá (Crocidura suaveolens) bělozubka tmavá (C. russula) ježek východní (Erinaceus concolor) ježek západní (E. europaeus) ondatra pižmová (Ondatra zibethicus)

norník rudý (Myodes glareolus) ondatra pižmová (Ondatra zibethicus) plch lesní (Dryomys nitedula) potkan (Rattus norvegicus) rejsec černý (Neomys anomalus) rejsec vodní (N. fodiens) rejsek malý (Sorex minitus) rejsek obecný (S. araneus) skunk pruhovaný (Mephitis mephitis) sysel obecný (Spermophilus citellus) myšice lesní (A. flavicollis) myšice lesní (A. flavicollis) myšice temnopásá (A. agrarius) rejsek obecný (S. araneus) rejsec černý (Neomys anomalus) rejsec vodní (N. fodiens) rejsek malý (Sorex minitus) rejsek obecný (S. araneus) tur domácí (Bos taurus)

Sestaveno podle Staňková a kol. (2008) a Hubálek a Rudolf (2007).

8.3.

Epidemiologické ukazatele

8.3.1. Obecné epidemiologické poznatky Leptospiróza je onemocnění rozšířené celosvětově s výraznějším výskytem v tropických oblastech. Monitorování nemocnosti a sledování rozdílů mezi její hodnotou skutečnou a hlášenou je ztíženo nejednoznačným začátkem klinického průběhu nemoci. Právě nedostatek komplexních epidemiologických údajů vedl k pozornosti Světové zdravotnické organizace (WHO) a k vynucení změn. Na shromáždění uspořádaném v roce 1996 Mezinárodní společností pro leptospirózu bylo rozhodnuto, že ve spolupráci s WHO budou zasílány dotazníky s údaji z různých regionů evropských zemí a výsledky sumarizovány v periodiku Weekly Epidemiological Record (Handysides 1999). Potřebné informace pro studium jednotlivých epidemií, např. údaje o nemocných, geografická lokalizace epidemie, charakter prostředí, časové údaje apod., jsou podávány prostřednictvím základních statistických ukazatelů, které jsou součástí deskriptivních epidemiologických metod. Jedná se zvláště o incidenci, prevalenci, morbiditu, mortalitu a letalitu (Hubálek a Rudolf 2007).

26

8.3.2. Incidence Incidence je ukazatelem, který udává počet nově onemocnělých v určitém období, a může být vykazován poměrem k počtu obyvatel dané správní oblasti. Staré případy onemocnění tedy zachyceny nejsou (Hubálek a Rudolf 2007). V Evropě je pozorován trend vývoje leptospirózy přibližně od roku 1995. Údaje z různých zemí nejsou zachyceny ve stejných obdobích, časové odlišnosti jsou však minimální, proto výsledná data obsahují jen nepatrné odchylky. Některé evropské země, např. Lichtenštejnsko, údaje neposkytly a nejsou tedy do monitorování zahrnuty. V letech 1995-2004 byla průměrná incidence leptospirózy v Evropě stabilní, pohybovala se mezi 0,1 a 0,22 případu na 100 000 obyvatel. Vyšší incidence je pravidelně zaznamenávána ve Francii, kde se přisuzuje vysokému výskytu leptospirózy v zámořském regionu Réunion. V roce 2005 bylo hlášeno 900 případů ve 24 zemích. Nejvyšší hodnoty pocházely z Estonska, 0,82 případu na 100 000 obyvatel, následovala Francie s 0,77 případu na 100 000 obyvatel. Celková evropská incidence se vyšplhala na 0,2 případu na 100 000 obyvatel. S ohledem na věkové rozmezí a pohlaví nemocných byla v Evropě toho roku zjišťována nejvyšší incidence v rozmezí 45 a 64 let (průměrně 0,15 případu na 100 000 obyvatel), po ní následovalo věkové rozmezí 25-44 let (průměrně 0,13 případu na 100 000 obyvatel). Z 346 pacientů bylo 275 mužů, což odpovídá přibližně 79 %. Vyšší incidenci u mužů způsobuje častější kontakt s infekčním prostředím během specifických zaměstnání a také vyšší podíl mužů provozujících vodní sporty (Upraveno podle European Centre for Disease Prevention and Control: http://ecdc.europa.eu/en/Health_Topics/leptospirosis/aer_07.aspx).

8.3.3. Prevalence Prevalence určuje počet všech nemocných v populaci k určitému datu nebo intervalu. Do výpočtu se zahrnují všechny případy nemoci, nové i staré (Hubálek a Rudolf 2007). Příkladem využití prevalence může být studie rizikových skupin publikovaná v roce 2003, které se zúčastnilo 227 pacientů, z toho 160 s podezřením na leptospirózu. Prostřednictvím metody ELISA a mikroskopického aglutinačního testu byly ve vzorcích těchto pacientů hledány příslušné protilátky. Výsledkem bylo potvrzení leptospirózy u 56 27

suspektních pacientů. Leptospiróza byla prokázána u přibližně 32 % farmářů, 32 % pacientů s horečnatým onemocněním neznámého původu, 35 % veterinářů a 39 % pacientů s hepatitidou. Přesné počty pacientů jsou zpracovány v Tab. 3. Dále bylo zjištěno, že z pacientů pocházejících z města je nemocných leptospirózou 32 %, zatímco z venkovských pacientů 40 % (Angnani a kol. 2003).

Tab. 3. Prevalence leptospirózy různých rizikových skupin. Riziková skupina Pacienti s horečkou neznámého původu Veterináři Farmáři Pacienti s hepatitidou Celkem suspektních pacientů Kontrolní pacienti (negativní) Celkem

Počet testovaných vzorků 55

Počet pozitivních vzorků 18

Pozitivní vzorky (%) 32,7

42 25 38 160

15 8 15 56

35,7 32,0 39,5 35,0

67

0

0

227

56

24,7

Zpracováno podle Angnani a kol. (2003).

Za zmínku stojí také sledování prevalence leptospirózy prováděné v letech 1980-2005 v Karibiku, tedy v oblasti, kde výskyt infekčních chorob nebývá tak důsledně monitorován jako ve vyspělejších státech. Počet případů leptospirózy u obyvatel zemí tropického klimatu je značný. V uvedené studii, které se účastnily země spadající pod CAREC (Caribbean Epidemiology Centre), bylo zaznamenáno celkem 12 475 nemocných, z toho většina (47 %) z Jamajky, výrazné byly také hlášené počty nemocných z Trinidadu a Tobaga (19 %), 19 % ze Suriname a 6 % z Barbadosu. Od roku 1995 byly hlášené případy dále děleny na suspektní a potvrzené. Potvrzených případů bylo v letech 1995-2004 zachyceno celkem 616, což odpovídá 10 % z celkového počtu. Obr. 6 zachycuje vývoj hlášených případů leptospirózy v členských zemích CAREC v období 1980-2005, od roku 1995 jsou graficky znázorněny také počty potvrzených případů. Významné vzestupy výskytu onemocnění jsou patrné v letech 1981-1982, 1986, 1988-1989, 1996, 2000, 2002 a 2005. Absolutní hodnoty s rozdělením mezi konkrétní země uvádí Tab. 4.

28

Obr. 6. Hlášené případy leptospirózy v členských zemích CAREC v období 1980-2005.

Upraveno podle Caribbean epidemiology centre: http://www.carec.org/.

Tab. 4. Hlášené případy leptospirózy v členských zemích CAREC v období 1980-2005.

Upraveno podle Caribbean epidemiology centre: http://www.carec.org/.

29

8.3.4. Morbidita a mortalita Morbidita neboli nemocnost udává poměr počtu nemocných k počtu obyvatel v dané správní oblasti. Jednotkou zpravidla bývá počet nemocných na 100 000 obyvatel za rok. Je-li morbidita vztažena ke konkrétní skupině obyvatel, jedná se o tzv. specifickou nemocnost. Mortalita neboli úmrtnost je pak poměr počtu zemřelých na dané onemocnění k celkovému počtu obyvatel v daném správním celku. Jako jednotka mortality se používá počet zemřelých na 100 000 obyvatel za rok. Podobně jako u morbidity lze stanovit tzv. specifickou úmrtnost (Hubálek a Rudolf 2007). Morbidita a mortalita je většinou v současných studiích stanovována v rámci určitého území či správního celku. Ukázkou takovéto studie může být monitorování mortality leptospirózy na Kubě v letech 1987-1993. Zde byla zaznamenávána data o počtu úmrtí za jednotlivé roky s přihlédnutím k věku, pohlaví, místu bydliště a zaměstnání pacientů. V uvedeném období bylo zaznamenáno celkem 397 úmrtí. Tendence mortality byla vzestupná, nejvyšší v roce 1993, kdy dosahovala 1,03 úmrtí na 100 000 obyvatel. Vývoj je zachycen na Obr. 7.

Obr. 7. Vývoj mortality leptospirózy na Kubě v letech 1987-1993.

Upraveno podle Pérez a kol. (1998).

30

Muži na leptospirózu umírali častěji než ženy, a to ve všech věkových kategoriích. Výzkum byl prováděn ve věkovém rozmezí 0-65 let, z toho nejvíce postižených dosáhlo věku 50 let a více. Číselné údaje jsou zaznamenány v Tab. 5 a znázorněny na Obr. 8.

Tab. 5. Úmrtí na leptospirózu na Kubě podle data a věku pacientů.

Počty úmrtí jsou vztaženy na 100 000 obyvatel. Upraveno podle Pérez a kol. (1998).

Obr. 8. Úmrtnost na leptospirózu na Kubě v letech 1987-1993 podle věku a pohlaví pacientů.

Upraveno podle Pérez a kol. (1998).

31

Závěr této studie udává, že mortalitu leptospirózy lze označit jako nízkou. Riziko úmrtí stoupá se zvyšujícím se věkem pacienta a v případech ikterických pacientů s renálními lézemi, u kterých není provedena dialýza, může dosahovat i více než 20 % (Pérez a kol. 1998). Od úmrtnosti je nutné odlišovat tzv. letalitu, neboli smrtnost, která se vypočítá podílem počtu zemřelých z celkového počtu onemocnělých danou chorobou. Nezahrnuje tedy všechny infikované. Jednotkou jsou procenta. Kauzalitu dle obecného postupu se pak snaží prokazovat analytické epidemiologické metody (Hubálek a Rudolf 2007).

8.4.

Epidemiologická opatření

Prevence leptospirózy spočívá hlavně v důsledné informovanosti populace o podstatě nákazy a bezpečném chování v přírodě, například formou zdravotní výchovy, kdy je upozorňováno na nebezpečí spojené s koupáním v přírodních nádržích, pitím vody ze studánek, nošení nevhodné obuvi apod. Mezi preventivní opatření patří také deratizace objektů, ochrana potravin před kontaminací močí hlodavců, sledování a kontrola výskytu leptospirózy u volně žijících zvířat a v neposlední řadě vakcinace domácích a hospodářských zvířat proti některým sérovarům (Göpfertová a kol. 2006). V současné době existuje na trhu řada kombinovaných vakcín chránících proti infekci sérovary L. canicola, L. icterohaemorrhagiae a L. grippotyphosa (Sedlák a Tomšíčková 2006). Vakcinace však má také negativní stránky. Vakcíny poskytují ochranu pouze proti příslušným sérovarům a naočkovaní jedinci se navíc mohou stát nosiči leptospir. V posledních 50 letech bylo vyvinuto a vyzkoušeno na laboratorních zvířatech, psech a hospodářských zvířatech, včetně koní, mnoho vakcín. Dnes se většinou jedná o vakcíny s obsahem inaktivovaných organismů, tzv. bakteriny. Inaktivace celých buněk je prováděna chemickými látkami, např. fenolem, nebo působením extrémních teplot. U mladých štěňat může docházet po vakcinaci k potlačení imunitní odpovědi, a proto není vakcinace dříve než v 9-10 týdnech věku doporučena. Vakcínou indukovaná imunita u psů trvá často méně než 6 měsíců a je nutné ji opakovat. V ČR je přeočkování proti leptospiróze doporučeno jednou ročně. Kromě bakterinů byly vyvinuty také atenuované živé vakcíny či vakcíny s obsahem avirulentních kmenů leptospir. Ačkoliv výsledky těchto 32

vakcín byly většinou uspokojivé, nesetkaly se ve veterinární praxi s velkým ohlasem, zejména z důvodu náročnosti udržet životaschopné leptospiry při skladování. Problémem se stala navíc zpětná reverze leptospir na virulentní kmen. Hlavní pozornost je dnes věnována proteinům vnější membrány a z nich připravovaným nebuněčným vakcínám (Srivastava 2006). Lidská vakcína se nepoužívá, výjimkou jsou některé asijské státy. Ve zvláštních případech je možná profylaxe antibiotiky u jedinců pohybujících se v ohnisku nákazy. Příkladem je preventivní podávání 200 mg doxycyklinu jednou týdně lidem v Panamě během období dešťů (Lobovská 2001). Významně se na prevenci leptospirózy podílí důsledné monitorování nákazy a všech vnějších podmínek, které mohou ovlivnit její dynamiku. Tento proces je označován jako epidemiologická surveillance a spočívá v získávání dostupných informací, jejich ukládání do databáze a průběžné vyhodnocování s cílem potlačení nebo aspoň kontroly infekce (Hubálek a Rudolf 2007). V případě, že se výskytu leptospirózy nepodaří zabránit, přicházejí na řadu opatření, mezi která patří povinné hlášení onemocnění, dezinfekce moči nemocných osob, dezinfekce poranění při pohybu v zatopených oblastech apod. (Göpfertová a kol. 2006).

33

9. DISKUZE Ačkoliv literární prameny polemizují o výskytu leptospirózy již ve středověku, její samotný původ nelze z historických údajů přesně určit, protože se jedná o infekci projevující se širokým spektrem příznaků, společných pro mnohá další onemocnění. Taxonomické

zařazení

a

klasifikace

leptospir

prochází

neustálým vývojem

v souvislosti s uplatňováním nových molekulárně biologických metod. Podle mého názoru však starší dělení na základě antigenní struktury, tedy do séroskupin a jednotlivých sérovarů, bude v praxi přetrvávat ještě dlouho, a to hlavně z důvodu, že současné vědecké poznatky stále ještě nejsou sjednoceny, neexistuje ucelený a všeobecně autory používaný systém zahrnující genotypové odlišnosti bez ohledu na fenotyp leptospir. Označení sérovarů je navíc již zažité nejen mezi mikrobiology, ale také v oblasti humánní a veterinární medicíny. Ačkoliv se k rozlišení leptospir používá rozdílů v antigenní struktuře, není dosud podrobné složení některých buněčných komponent přesně známo a stejně tak není tedy jasný ani princip jejich uplatnění v patogenezi. Jedná se zejména o proteiny vnější membrány, které jsou předmětem četných výzkumů. V současné době převládá názor, že dochází ke změně v expresi genů a tím tvorbě specifických proteinů při změně podmínek prostředí, tedy např. při průniku leptospiry přežívající ve vlhké půdě do organismu náhodného hostitele. V literatuře týkající se diagnostiky a léčby leptospirózy jsem nenalezla významnějších rozepří mezi autory. Za zmínku stojí snad jen rozdíly v délce inkubační doby infekce a v popisu poškození jaterní tkáně. Inkubační doba nákazy je závislá nejen na příslušných bakteriích a na velikosti inokula, ale také na stavu makroorganismu, do kterého infekce proniká. Odtud by tedy mohly pramenit nesrovnalosti ve stanovení doby výskytu prvních příznaků po nakažení. Důvod rozdílů v popisu změn na hepatocytech, konkrétně zda se jedná o změny nekrotické či nikoliv, již spadá do problematiky patologie. Jako jednu z hypotéz bych mohla uvést, že každý sérotyp leptospiry způsobuje odlišnou formu onemocnění. V ČR není výskyt patogenních původců leptospirózy příliš pestrý, proto se obecně onemocnění dělí podle jeho nejčastějších agens (L. icterohaemorrhagiae a L. grippotyphosa) pouze na dvě formy (ikterickou a anikterickou), které tedy zahrnují i případné odlišnosti při nákaze méně obvyklým sérovarem. 34

Preventivní opatření se na základě výskytu leptospirózy v posledních letech zdají být poměrně účinná. Výjimkou je mírný nárůst počtu nemocných po záplavách v letech 1997 a 2002, které však byly takového rozsahu, že běžná opatření ztrácela na účinnosti. Proto v současné době nemá vývoj humánní vakcíny pro ČR význam. Zvýšený počet případů onemocnění není v současnosti pozorován ani u hospodářských zvířat a psů. V oblasti veterinární medicíny by se ale na vakcinaci domácích zvířat nemělo zapomínat. Otázkou zůstává vhodné složení používaných vakcín, které by se mělo odvíjet podle aktuálního výskytu sérovarů leptospir na našem území. Stav rozšíření leptospir by měl být proto i z tohoto důvodu pravidelně monitorován a v místech přírodních ohnisek prováděny občasné sérologické přehledy u rezervoárů i ostatních hostitelů, ale také u místní lidské populace. V této souvislosti se dostávám k faktu, že největší význam pro kontrolu leptospirózy má právě výše uvedená surveillance. Vymýcení nákazy z hlediska její epidemiologie není prakticky možné, jelikož by spočívalo v odstranění veškerých obratlovců, kteří jsou potenciálními hostiteli v oblasti příslušného přírodního ohniska.

35

10. ZÁVĚR V této práci je pojednáno o historickém vývoji v poznání leptospirózy, o taxonomickém zařazení jejích původců, o jejich morfologii, genomu a dalších biologických vlastnostech. Podrobněji text seznamuje také s průběhem onemocnění, jeho diagnostikou a léčbou. Nechybí ani epidemiologické souvislosti včetně přehledu zdrojů infekce a hodnot statistických ukazatelů ve vybraných zemích. Práce představuje leptospirózu jako onemocnění, které sice v oblasti našich přírodních podmínek nemá tak velký význam, jako například v tropech, nemělo by však v žádném případě dojít k jeho podcenění. Výskyt leptospirózy by měl být dostatečně a pravidelně kontrolován nejen u lidí, ale také u zvířat.

36

11. SEZNAM LITERATURY

Ahmed N., Devi S. M., Valverde M. de los Á, Vijayachari P., Machang’u R. S., Ellis W. A., Hartskeerl R. A. (2006): Multilocus sequence typing method for identification and genotypic classification of pathogenic Leptospira species. Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob. 5: 28. doi: 10.1186/1476-0711-5-28. Angnani R., Pathak, A. A., Mishra M. (2003): Prevalence of leptospirosis in various risk groups. Indian J. Med. Microbiol. 21: 271-273. Bartošová D., Husa P., Chalupa P., Krbková L., Holčíková A. (2005): Infekční lékařství. Masarykova univerzita, Brno. 141s. Cullen P. A., Cordwell S. J., Bulach D. M., Haake D. A., Adler B. (2002): Global analysis of outer membrane proteins from Leptospira interrogans serovar Lai. Infect. Immun. 70: 2311-2318. Černý Z., Mrázková J., Onderková A., Švábenská D. (2008): Infekční nemoci: Jak pečovat o pacienty s infekčním onemocněním. Národní centrum ošetřovatelství a nelékařských zdravotnických oborů v Brně, Brno. 284s. Dostál V., Gebouský P., Honegr K., Kapla J., Kosina P., Kračmarová R., Pellantová V., Plíšek S., Prášil P., Trlicová M. (2004): Infektologie. Karolinum, Praha. 338s. Drábek J., Dubanský V. (2006): Zoonózy: Bakteriální zdroj infekce, příznaky, léčba a prevence závažných chorob z povolání. Veterinární a farmaceutická univerzita, Brno. 197s. Göpfertová D., Pazdiora P., Dáňová J. (2006): Epidemiologie: Obecná a speciální epidemiologie infekčních nemocí. Karolinum, Praha. 299s. Greene C. E. (2006): Infectious Diseases of the Dog and Cat. Elsevier Saunders, St. Louis. 1387s. Havlík J., Göpfertová D., Marešová V., Roháčová H., Vaništa J. (2002): Infekční nemoci. Galén, Praha. 186s. Handysides S. (1999): WHO is collecting data on leptospirosis. Euro Surveill. 3: 1359. Hubálek Z., Rudolf I. (2007): Mikrobiální zoonózy a sapronózy. Masarykova univerzita, Brno. 176s. Jarlath E. N., Whitelegge J. P., Bassilian S., Blanco D. R., Lovett M. A. (2007): Characterization of the outer membrane proteome of Leptospira interrogans expressed during acute lethal infection. Infect. Immun. 75: 766-773. Julák J. (2006): Úvod do lékařské bakteriologie. Karolinum, Praha. 404s. 37

Koizumi N., Watanabe H. (2003): Molecular cloning and characterization of a novel leptospiral lipoprotein with OmpA domain. FEMS Microbiol. Lett. 226: 215-219. Leschine S., Paster J. B., Canale-Parola E. (2006): Free-Living Saccharolytic Spirochetes: The Genus Spirochaeta. The Prokaryotes. Vol. 7: Proteobacteria: Delta, Epsilon Subclass. Springer, New York. 195-210. Lobovská A. (2001): Infekční nemoci. Karolinum, Praha. 263s. Louvel H., Picardeau M. (2007): Genetic manipulation of Leptospira biflexa. Curr. Protoc. Microbiol. Chapter 12: Unit 12E.4. Pérez O. P., Toledo Vila H. de J., García I. V., Rodríguez I. (1998): Leptospirosis mortality in Cuba. Rev. Cubana Med. Trop. 50: 61-65. Sedláček I. (2007): Taxonomie prokaryot. Masarykova univerzita, Brno. 270s. Sedlák K., Tomšíčková M. (2006): Nebezpečné infekce zvířat a člověka. Scientia, Praha. 167s. Srivastava S. K. (2006): Prospect of developing leptospiral vaccines for animals. Indian J. Med. Microbiol. 24: 331-336. Staňková M., Marešová V., Vaništa J. (2008): Repetitorium infekčních nemocí. Triton, Praha. 207s. Terpstra W. J. (2006): Historical perspectives in leptospirosis. Indian J. Med. Microbiol. 24: 316-320. Vařejka F. (1990): Mikrobiologie pro veterinární hygieniky. Speciální bakteriologie. Státní pedagogické nakladatelství, Praha. 232s. Vivian J. P., Beddoe T., McAlister A.D., Wilce M. C., Zaker-Tabrizi L., Troy S., Byres E., Hoke D. E., Cullen P. A., Lo M., Murray G. L., Adler B., Rossjohn J. (2009): Crystal structure of LipL32, the most abundant surface protein of pathogenic Leptospira ssp. J. Mol. Biol. 387: 1229-1238. Votava M., Černohorská L., Heroldová M., Holá V., Mejzlíková L., Ondrovčík P., Růžička F., Dvořáčková M., Woznicová V., Zahradníček O. (2003a): Lékařská mikrobiologie speciální. Neptun, Brno. 495s. Votava M., Obdržálek V., Ondrovčík P., Růžička F., Zahradníček O., Woznicová V. (2003b): Lékařská mikrobiologie II. Přehled vyšetřovacích metod v lékařské mikrobiologii. Masarykova univerzita, Brno. 309s. Zuerner R. L. (1991): Physical map of chromosomal and plasmid DNA comprising the genome of Leptospira interrogans. Nucleic Acids Res. 19: 4857-4860.

38