Mikológia
Dr. Ghidán Ágoston 2014.10.27.
Mikológia rövid története • orvosi mikológia régebbi tudomány, mint az orvosi bakteriológia • első kórokozó leírása: 1839 Gruby Dávid és Schönlein • Candida albicans, mint kórokozó – 1839 • Megelőzték Koch és Pasteur munkásságát
A gombák felépítése – eukaryota sejtek – membránnal határolt sejtmag – osztódáskor a magállomány kromoszómákba rendeződik – eukaryotákra jellemző sejtorganellumokkal rendelkezik (mitokondriumok, ER, Golgiekvivalens organellum). – a sejtfal kitint, ritkábban cellulózt tartalmaz
Az emberpathogen gombák és baktériumok közötti néhány fontosabb különbség
Gombák
Baktériumok
Sejttérfogat
Sarjadzó gomba: 20-50um Fonalas gomba: nem határozható meg, de lényegesen nagyobb, mint a sarjadzó gombáké
1-5 um
Sejtmag
Eukaryota (maghártya van)
Prokaryota (maghártya nincs)
Citoplazma
mitokondriumokat és endoplazmatikus retikulumot tartalmaz
nincsenek mitokondriumok és endoplazmatikus retikulum
Citoplazmamembrán
Szterolokat tartalmaz (főleg ergoszterol)
Nem tartalmaz szterolokat (kivéve egyes Mycoplasmákat)
Sejtfal
Glukánok, mannánok, kitin, glikoprotein komplexek
Muramilsav-peptidek, teikolsav, diaminopimelinsav
Metabolizmus
Heterotróf, aerob, fakultatív anaerob. Nem ismeretesek autotrófok
Obligát és fakultatív aerobok, illetve anaerobok. Heterotrófok és autotrófok
Dimorfizmus
Sok fajra jellemző
Nincs
Kemoterápiás szerek
Amphotericin B, Griseofulvin, imidazolok, Flucytosinra érzékenyek
Amphotericin B, Griseofulvin, imidazolok, Flucytosinra rezisztensek
• egysejtű gombák: sarjadzó- vagy élesztőgombák • többsejtű gombák: fonalas gomba • dimorf gombák: környezeti viszonyoktól függően lehet sarjadzó vagy fonalas – In vitro micélumokat képeznek, iv vivo 37 °Con sarjadzóak viselkednek
Fogalmak • hifa: gombafonal • micélium: gombafonalak szövedéke • vegetatív micélium: táptalajba behatolva a tápanyagot veszi föl • légmicélium: a szaporodásért felelős képletek fejlődnek a táptalaj felszíne felett
• thallus: fonalas gombák telepei • sarjadzás: – élesztőgombák osztódással szaporodnak - a leánysejtek nem mindig válnak – pszeudohifa képződik
A gombák metabolizmusa Szén- és nitrogénforrás. – valamennyien heterotrófok - szerves szénforrást igényel – exoenzimek termelése – tápanyag lebontása
Oxigéntenzió - obligát aerobok - fonalas gombák - fakultatív anaerobok – néhány sarjadzógomba
pH - enyhén savas közeg (pH 5.5 – 7.2)
Víz - nagy a nedvességigényük - a spórák szárazságtűrők, a micéliumok érzékenyek a kiszáradásra
Hőmérséklet - Psycrophilek, thermophilek, mesophilek, az optimális tenyésztési hőmérséklet 20-30°C
A gombák életciklusa Szexuális és/vagy aszexuális úton Aszexuális szaporodás (anamorph gombák) • teljes sejtosztódás: miközben az új sejt képződését nem kíséri a gaméták magfúziója • sporuláció: a sarjadzás és a hifák fragmentációja
Arthrosporák: a hifák fragmentációja során keletkeznek Chlamydosporák: a hifa szemgentumainak megvastagodásával képződnek Konidiumok: olyan spórák, melyek a hifák végén vagy oldalán jelennek meg Blastosporák: élesztősejtekre jellemzőek, sarjadzással keletkeznek Sporangiosporák: a sporangiumnak nevezett zsákszerű képletben fejlődnek
Szexuális szaporodás (teleomorph gombák) • haploid állapot a jellemző - életciklusuk túlnyomó részét az aszexuális fázis jellemzi • amelyek ivaros szaporodásra is képesek - diploid állapot jön létre • a donorsejt (hím) haploid magja bejut a recipiens (nő) sejtbe, majd bekövetkezik a magfúzió, diploid, zigóta jellegű sejtet eredményezve • ezután meiózis: a diploid zigótából négy haploid sejtmag lesz - kialakul a szexuális spóra - melyeknek három típusa van: zigospóra ascospóra basidiospora
A gombák rendszerezése • makroszkópikus gombák • mikroszkópikus gombák
A humánpatogén mikroszkópikus gombák taxonómiai beosztása a szexuális reprodukció módján alapszik: Zygomycotina (pl. Rhizopus, Mucor) Ascomycotina (pl. Penicillum, Aspergillus, Histoplasma) Basidomycotina (pl. Cryptococcus neoformans) Deuteromycotina („Fungi imperfecti”)
• 1-3 csoport: szexuális és aszexuális spórát képeznek • 4. csoport: nincs szexuális életciklusa
Gombás betegségek patogenezise • allergén hatás – pl. allergiás bronchopulmonaris aspergillosis • toxinképző hatás - mycotoxicosis • szövetkárosító hatás - mycosis
A mikózisok rizikófaktorai Intrinsic tényezők Fiziológiás: - kor - stressz - terhesség - táplálkozási állapot, nem Patológiás:
- celluláris imm. veleszületett/szerzett károsodása - neutropenia - diabetes mellitus - kollagén betegségek - vírus/baktérium okozta betegségek
Extrinsic tényezők Fizikiai: - égés - protézisek - foglalkozási expozíció - trauma - radioaktív sugárzás Gyógyszerfüggő: - corticosteroidok - cytotoxikus kezelés - antibiotikumok - orális fogamzásgátlók - kábítószer Műtéti: - katéterek - hasi műtétek - szív és keringési r. műtétei
A mikózisok csoportosítása Superficialis mycosisok - a bőr legfelszínesebb rétegeit támadják meg, főleg a már elhalt szaruképleteket Dermatomycosisok • •
Dermatophytonok okozta dermatomycosisok Ide tartoznak: Trichophyton genus Microsporum genus Epidermohyton genus
- csak a bőrt és függelékeit támadják meg (haj, köröm, szőrzet) - keratinophilia: a szaruképleteken történő szaporodási hajlam - krónikus gyulladás kíséri Terjedési módjuk, adaptációjuk: zoophilek (állatokhoz adaptált); geophilek (talajban élők); antropophilek (emberhez adaptált)
Subcutan mycosisok - bőr, bőralatti kötőszövet, csontok fertőzése - legtöbbször talajjal szennyezett tárgyakkal történő sérülés - Magyarországon Sporothrix schenkii a leggyakoribb - a bőrbe vagy subcutisba jutott kórokozó subcutan granulomát képez – tályogok, fekélyek alakulnak ki - lymphoid úton vagy direkt terjed - kialakul a mycetoma - a felszín felé megnyílt, fájdalmas, többnyire elszíneződött, purulens elváltozás jellemzi
Szisztémás mycosisok és oppurtunista mycosisok - a kórokozók többsége a talajban élő szaprofita - a betegség a spórák belégzésével kezdődik – kezdetben pulmonális folyamat - a krónikus forma granulomatosus, szuppuratív laesiókkal jár - direkt vagy hematogén úton terjed a szervezetben - általában emberről emberre illetve állatról emberre nem terjednek Ebbe a csoportba a következő gombák tartoznak: Coccidioides immitis Histoplasma capsulatum Cryptococcis neoformans Blastomyces dermatidis
Opportunista kórokozók • szaprofiták, a természetben igen elterjedtek - az egészséges szervezetet nem betegítik meg Candida albicans Aspergillus fumigatus mucormycosisok kórokozói
A szervezet védekezési mechanizmusai • aspecifikus védelem: bőr - épsége fontos (a subcutan mycosisok) • normál flóra: a patogén gombák visszaszorítása • csillószőrős hengerhám csillófunkciója • az alveoláris macrophagok
• monocyta-macrophagokban az intracellulárisan szaporodó gombák disszeminálódhatnak • a celluláris immunválasznak nagyobb szerepe van • a CD4+ T-helper sejtek a legfontosabbak • Th sejtek hiánya: opportunista mycosisok (AIDS) és szisztémás mycosisok gyors disszeminációja jellemzi
Laboratóriumi doagnosztika
A gombák tenyésztése Sabouraud táptalaj: – – – – – – –
glükóz pepton enyhén savas (pH = 5,6) cikloheximid: penészgátló antibiotikum (chloramphenicol és gentamycin) néha vért a dimorf gombák jobb kitenyésztése céljából minimálisan 4 hétig kell inkubálni a negatív eredmény kimondásához – párhuzamos inkubáció szükséges 26°C-on és 37°C-on
Mikroszkópos vizsgálatok - közvetlenül a mintavételi anyagból készült keneteken - natív vizsgálatoknál 30%-os KOH-oldattal történő előkezelés során a zavaró szaruképletek feloldódnak - keratolízis - a festett készítmények (tusfestés, PAS, Giemsa) több és pontosabb információt nyújtanak a natív készítményeknél - Wood fény (UV)
Biokémiai próbák - Szénhidrát-felhasználás: minimál táptalajon egy-egy cukor hozzáadása után a species növekedését különböző módon lehet detektálni - Szénhidrát-fermentáció: savképzés, gázképzés, CO2 képzése - Ureáz-próba: fenolvörös indikátor lila színe jelzi az ammóniaképződést pozitív reakció esetében - Nitrátfelhasználás: pozitív: a gomba képes nitrogénforrásként a nitrátot felhasználni minimál táptalajon - In vitro hajperforációs teszt: dermatophytonok vizsgálata sterilezett emberi hajszálba vagy lószőrbe egyes dermatophyton speciesek radiális irányban behatolnak, mások csak felszínes eróziót okoznak penetráció nélkül
• Állatpatogenitási tesztek • Egyéb identifikáló módszerek - sejtfalkomponensek vizsgálata kromatográfiával - DNS guanin:citozin arányának vizsgálata - aminosavszekvencia-analízise - PCR
Szerológia - ha a kórokozó nehezen tenyészthető A leggyakoribb mikoszerológiai módszerek: – Komplement kötési reakció – Latexagglutináció – ELISA – Immunfluoreszcencia Bőrpróbák - IV. típusú túlérzékenységi reakció - antigén intradermális beadása: pl: Coccidioidosis; Histoplasmosis; Blastomycosis; Candidiasis; Cryptococcosis
A mycosisok terápiája - eukaryota gombát eukaryota gazdasejt között kezelünk Az antifungális szer támadáspontja lehet: • a gombasejt membránja – kötődik az ergoszterolhoz → poliének – meggátolja a szterolok bioszintézisét → azol
• a gomba jellegzetes sejtorganellumainak összeépülésének gátlása • a gomba anyagcsereútjainak gátlása
•
• • • •
Poliének a membránban lévő szterolokhoz (gomba esetében koleszterin helyett ergoszterol) irreverzibilisen kötődnek ezáltal a membrán integritása megbomlik toxikusak mellékhatás: haemolytikus anaemia nystatin, piramicin, amphotericin-B
Azolszármazékok (imidazolok, triazolok, fluortartalmú azolok) • kevésbé toxikusak • imidazolszármazékok: – az ergoszterol bioszintézisét gátolják: clotrimazol, ketokonazol
• triazolszármazékok: – a citokróm P450-hez kötődve a lanoszterol → ergoszterol átalakulást gátolják: itrakonazol
Fluórtartalmú azolszármazékok • hatásmechanizmusa az intrakonazoléhoz hasonló • fő képviselője a csoportnak a flukonazol
Organellumok összeépülését gátló szerek • Griseofulvin – orálisan alkalmazva nagyobb hatást fejt ki, mint lokálisan – a keratinba nem képes behatolni - külsőleg nem ér el fungisztatikus koncentrációt – dermatomycosisok ellen hatásos – per os adagolás szükséges - de beépül a még ép keratinba
• 5-fluorocytosin (Flucytosin) – az uracil antimetabolitja – az RNS és DNS szintézisét gátolja – szisztémás kezelésre alkalmas kombinációban
Szuperficiális mycosisok Pityriasis versicolor • kórokozó: Malassezia furfur • a bőrön megjelenő hipopigmentált foltok, maculák, melyek a napbarnított bőrön tűnnek elő világosabb színükkel • lokális antifungális szerekkel kezelendő
Subcutan mycosisok Sporotrichosis • Sporothrix schenkii - geophil • dimorf • blastosporái szivarra emlékeztetnek • fertőződés módja: földdel szennyezett szúrt sebzés • leggyakrabban tövisszúrás (ritkán inhalációval) • szisztémás is lehet: legyengült immunrendszer mellett • kertészek, mezőgazdasági munkások betegsége • terápia: azolszármazékok és per os alkalmazott káliumjodid
Dermatophytonok • a terjedés és a rezervoár alapján lehet: – zoophil (M. canis), – geophil (M. gypseum) – antropophil
• az antropophil dermatophytosisok közösen használt eszközök, ruhadarabok, papucs, vagy közvetlen kontaktus útján terjednek • a betegség kialakulásában nagy szerepe van a nedvességnek, melegnek, párás éghajlatnak • krónikus fertőzések, a bőrön hámlást, hiperkeratózist okoznak • ritkábban kör alakú, radiálisn terjedő gyulladásos zóna jelenik meg, olykor súlyosabb, ödémás erythematosus laesiók kísérik
• kórkép: tinea • egy species többféle elváltozást okozhat • de egy elváltozás hátterében több species is állhat • a hajas fejbőrön a hajszálak jellegzetes töredezettségét, átmeneti kopasz foltokat okozhat • a köröm érintettsége: megvastagodás, töredezés, elszíneződés
A dermatophyton-fertőzések fontosabb klinikai megjelenési formái Bőrjelenség
Elhelyezkedés
Klinikai kép
Leggyakoribb kórokozó
Tinea corporis
bőrön (bárhol)
Kör alakú vörös folt, viszketés
M. canis T. mentagrophytes
Tinea imbricata
bőrön
Koncentrikus terjedés
T. concentricum
Tinea pedis
Cipőt viselő emberek lábán
viszketés, vörös bőr, hámlás, fissurák
T. rubrum T. mentagrophytes E. floccosum
Tinea capitis
Hajas fejbőr
Kerek kopasz foltok
M. canis, T. tonsurans
Tinea barbae
Szakáll
Oedemás, erythematosus laesio
T. rubrum T. mentagrophytes
Tinea unguium
Köröm
A körmök distalisan me gvastagodnak, elszíneződnek,
T. rubrum T. mentagrophytes E. floccosum
Favus
Hajas fejbőr
Vaskos, sárga lerakódások Irreverzibilis kopaszság
T. schoenleinii
• diagnosztika – a bőről és körömről vett kaparék – keratolízis – Wood-fény
• terápia – lokális vagy szisztémás antifungális gyógyszeres terápia (Griseofulvin)
Szisztémás és opportunista mikózisok
Coccidioides immitis • dimorf gomba, talajban él • kórkép: coccidioidosis • szövetekben: a spherula endospórákat tartalmaz • a talajból levegő útján terjednek az emberre Patogenezis • légúti fertőzés - 60%ban tünetmentes • 40% influenzaszerű betegséget okoz, felső- és alsó légúti gyulladás alakul ki • 1%ban disszeminálódik a szervezetben - fatális kimenetelű
Diagnózis • köpet, genny, biopsziás anyag • spherulák egyszerű mikroszkópos vizsgálattal kimutathatók • tenyésztés, bőrpróbák, szerológiai vizsgálatok Terápia • a tünetmentes vagy enyhe fertőzés nem igényel kezelést • tüdőre lokalizálódó akut fertőzés esetén per os ketokonazol • krónikus illetve disszeminált állapotban iv. amphotericinB terápia indikált • meningitis esetén fluconazol, amphotericin-B intratecálisan • kemoterápiára nem reagáló tüdőcavernák sebészi eltávolítása
Blastomyces dermatitidis • dimorf, granulomatosus szisztémás mycosist okoz • spórák inhaláció útján a tüdőbe jutnak majd szóródnak • pulmonalis blastomycosis: tünetek nem specifikusak, előfordulhat produktív vagy száraz, szaggató köhögés, mellkasi fájdalom, dyspnoe, láz, verejtékezés
• disszeminált blastomycosis: – a hematogén szóródás – bőr, prostata, vese, mellékhere, here, csigolya, pajzsmirigy, szájnyálkahártya, agy, nyirokcsomó, csontvelő érintettség
• terápia: – orális itraconazolt, amphotericin-B – a kezeletlen blastomycosis lassan progrediál, halálos kimenetelű
Histoplasma capsulatum • dimorf gomba Patogenesis • histoplasmosis: a belégzett conidiumok (guano) az alveoláris macrophagokban azonnal sarjadzani kezdenek legtöbbször tünetmentes marad • granulmatosus gócok meszes cavernákká alakulhatnak • súlyosabb esetben pneumónia alakul ki
• ritkán generalizálódhat: egyszerre több szervben is granulomát képezve, melyekben szövettanilag fokális necrosis mutatható ki • terápia: csak a disszeminált formánál szükséges iv. amphotericin-B adása
Cryptococcus neoformans • főleg a galambürülékkel szennyezett talajban található • opportunista mycosis kórokozója • nem dimorf, szövetekben sarjadzó, kifejezett tok vesz körül Patogenesis • cryptococcosis: immunszupresszió esetén okoz tüneteket • meningitis, ritkán más szervek is érintettek lehetnek: bőr, nyirokcsomók, nyelv Terápia • flucytosin, amphotericin-B
Aspergillus fajok • ubiquiter: pl. a kenyér vagy a nedves lakások penészei Aspergillus fumigatus; Aspergillus flavus Aspergillosisnak három megjelenési formája ismert: • külső szervi aspegillosis: – sérült bőrt, égési sebet, sérült corneát, külső hallójáratot kolonizálja
• belső szervi aspergillosis: – tüdő érintett, aspergillomát („Aspergillus-kosár”) képez
• allergiás bronchopulmonalis aspergillosis: – predisponáló tényező az ún. „atopiás alkat”, jellemző a magas IgE titer és asthmás tünetek dominálnak a klinikai képben
Terápia: amphotericin-B vagy flucytosin
Penicillium genus • a környezetben igen elterjedtek • a spórk a levegőben megtalálhatóak • immunszupresszió, égési sérülés, hosszantartó katéterezés esetén: opportunista mycosisok kórokozóivá válhatnak • allergizáló hatásúak, aminek az lehet az eredménye, hogy túlérzékenységi reakció (anaphylaxiás típusú) léphet fel olyan egyénnél is penicillinkezeléskor, aki előzőleg még soha nem kapott penicillin készítményt
Zygo-, Phyco-, Mucormikózisok • opoortunista mycosisok kórokozói: • a fertőzésre hajlamosít: – – – –
immunhiányos betegség diabetes mellitusban leukaemia égési trauma
• a leggyakoribb a rhinocerebralis forma
• az invázió során szövetelhalás alakul ki általában az orrnyálkahártyán illetve a szájpadon • a tünetek: fájdalom, láz, orbitális cellulitis, gennyes orrváladék ürülése és nyálkahártyanecrosis • az agyat is érintő elváltozás miatt: – sinus cavernosus thrombosis jelei, – convulsiók, aphasia vagy hemiplegia
• terápia: – a hatásos terápia a predisponáló tényezők megszűntetése – ez kiegészítendő iv. amphotericin-B-vel
Candida genus • legfontosabb a Candida albicans • a normál flóra tagja – bőrön, nyálkahártyákon, gastrointestinalis traktusban
• az emberi szervezetet a születés után kolonizálja A gombának három jellegzetes mikroszkópikus megjelenési formája van: • exsudatumokból készített kenetben Grampozitív élesztősejtekként láthatók, melyek oválisak, 3-6 μm nagyságúak • táptalajon szobahőmérsékleten pszeudohifák és chlamydosporák jelennek meg • szérum jelenlétében 37°C-on a blastospórákból csíratömlő (blastocysta) képződése figyelhető meg
Candidiasisok • normál immunfunkció mellett is kialakulhat • többnyire valamilyen átmeneti, gyakran lokális tényező predisponál Soor: • főleg gyerekeknél, újszülötteknél fordul elő • a buccalis nyálkahártya körülírt apró, fehér felrakódásai jellemzik • a betegség spontán gyógyul vagy glicerins borax oldatot kell alkalmazni Vaginalis fluor: • predisponáló tényező a hüvely pH-jának emelkedése • normál körülmények között a lactobacillusok visszatartják a C. albicans elszaporodását Interdigitalis candidiasis: • predispoáló tényező a nedvesség, elhízás Paronychia: • hasonlít a dermatophytonok által okozott elváltozásokra, azonban ez fájdalmas, többnyire a köröm eltávolítását teszi szükségessé
Súlyos candidasisok Generalizált orális candidasis: • a buccalis nyálkahártya mellett a szájpenész a nyelvre is kiterjed • a HIV-fertőzés indikátorai közül gyakran az első Candidás oesophagitis: • szintén az ún. AIDS-related complex (ARC) részeként tartjuk számon • többi szerv candidiasisa is követheti Candidás endocarditis: • szintén az ARC része • műbillentyűt viselők, intravénás kábítószer élvezők veszélyeztettettek Krónikus mucocutan candidiasis: • gyermekek celluláris immundeficientiájának korai indikátora lehet
Terápia • ketokonazol, iv. amphotericin-B • a vaginalis fluor kezelésére lokális klotrimazol • a bőr- és nyálkahártya-elváltozások kezelésére különböző fungosztatikus vagy fungicid dezinficiensek lokális használata szokásos
