Další patogeny
Přehled dalších patogenů přenášených potravinami • • • • • • • • •
Aeromonas hydrophila Brucella Clostridium botulinum Clostidium perfringens Mycobacterium Plesiomonas shigelloides Shigella Vibrio Yersinia enterocolitica
Aeromonas hydrophila • Gram – negativní, katalasa a oxidasa pozitivní tyčinky, fermentujií glukosu, pohyblivé, jeden polární bičík. Náleží nezi gama-proteobakterie. • A. hydrophila netoleruje sůl (max. 5%), ani kyselé prostředí, optimální pH 7 – 6. • Optimální teplota pro růst 28 °C • Působí gastroenteritidy – hlavně u dětí mladších 5 let. • Klinické izoláty A. hydrophila - enterotoxiny
Patogenese A. hydrophila • Enterotoxiny: aerolysin, teplotně labilní, β-hemolytický cytotoxický enterotoxin o velikosti 52 kDa. Byly popsány další 3 enterotoxiny působící jako cholera toxin, pouze jeden z nich je strukturně podobný colera toxinu. Izolace a identifikace Vetšinou přímý výsev na misky, možno také nabohacovat v PV, půdy jako na enterobakterie, konfirmace biochemickými testy. Vazba na potraviny – ryby, maso drůbež, syrové mléko, listová zelenina a voda. Citlivé na teplotu.
Faktory patogenicity •
• • • •
•
Patogenicita Aeromonas spp. je spojena s celou řadou extracelulárních proteinů:as aerolysin, lipasa, chitinasa, amylasa, gelatinasa, hemolysiny a enterotoxiny. Vlastní mechanismus patogeneze Aeromonas spp.není známý. Nedávno bylo navrženo, že sekreční systém III (TTSS) má účast v patogenezi Aeromonas. TTSS je specializová sekrece proteinů, která vpravuje virulenční faktory přímo do hostitelské buňky. ADP-ribosylační toxin je jednou ze spouštěcích molekule sekretovaných mnoha patogeními bakteriemi a je přenášen pomocí TTSS a po vstupu do cytoplasmy hostitelské buňky vede k narušení of NF-κB dráhy ( NF-κB (nukleární faktor kappa-light-chain-enhancer aktivovaných B buněk). Tento proteinový komplex řídí transkripci DNA. , cytoskeletální poškození a apoptosu Tento toxin byl charakterizován u Aeromonas hydrophila (humánní průjmový izolát), Aeromonas salmonicida (rybí patogen) a Aeromonas jandaei GV17, a patogenní kmen, který působí onemocnění jak člověka, tak ryb.
A. hydrophila vzhled v optickém mikroskopu a na misce
Brucella • Brucellosa, také zvaná Bangova nemoc, Gibraltarská horčka, Maltská horečka, Mediteránní horečka, nebo vlnivá horečka je přenosná zoonosa působená požitím nesterilního mléka nebo masa z infikovaných zvířat, nebo kontaktem s jejich sekrety. • Přenos z člověka na člověka, např. sexuálním kontaktem nebo z matky na dítě je velmi vzácný, ale možný. • Brucella spp. jsou malé, Gram-negativní, nepohyblivé, nesporulující tyčinky, Jsou fakultativními intracelulárními parasity a působí chronické nemoci ohrožující na životě. Symptomy jsou mohutné pocení, bolesti kloubů a svalů. Brucelosa byla poznána u zvířat a lidí koncem 19. století.
Brucella • • • •
Brucella abortus hovězí dobytek Brucella melitensis ovce a kozy Brucella suis vepři Brucella canis psi
• Profesní onemocnění u lidí ve styku se zvířaty. • Inkubace od 1 do 6 týdnů, chronická, vracející se horečka s únavou, potem, bolestmi hlavy, nechutí k jídlu. Léčení smesí tetracyklinů a streptomycinu
Brucella melitensis
Brucella • Brucella se řadí k „fastidiosním“ = těžko kultivovatelným organismům. Testy pomocí protilátek. • Spojení s potravinami – nedostatečně tepelně opracovaná masa infekčních zvířat, syrové mléko a smetana. • Nepřežívá pasteraci.
Clostridium botulinum • 1793 Wurtenburg 13 lidí onemocnělo po požití krvavé klobásy, 6 zemřelo. • Botulus = klobása • 1896 – popis mikroorganismu van Ermengem, epidemie botulismu v Belgii - 34 lidí po požití syrové neuzené šunky. 3 zemřeli. Bacillus botulinum • 1923 – přejmenován na Clostridium botulinum • Gram-pozitivní, pohyblivá peritrichní tyčinka, 2- 10 μm tvoří centrální nebo subterminální spory
Clostridium botulinum • Kmeny C.botulinum – řada variant, všechny tvoří neurotoxiny, které botulismus vyvolávají. • Osm serologicky odlišných neurotoxinů: A,B,C1, C2, D, E, F, G. • 4 skupiny: I. A,B,nebo F, II. B, E. nebo F, III. C 1, C2 nebo D, IV. G • U lidí je nejčastější A,.B, E. Skupina III. jen u zvířat. • Minimální pH pro růst 4,7, max.8,5 -8,9 toxi je labilní v alkalickém pH. • Onemocnění je klasickou ukázkou otravy vyvolané exotoxinem púrodukovaným bakterií.
Clostridium botulinum • •
•
• •
Patogenese – jedná se o neurotoxin, napadající cholinergické nervy periferního nervového systému. Toxin přijatý s potravou se vstřebává v horní části tenkého střeva a lymfatickými cestami se dostává do krve. Váže se na nervosvalová zakončení a blokuje uvolňování acetylcholinu odpovědného za přenos vzruchu a působí paralyzu. Symptomy od 8 h do 8 dnů, obvykle za 12 – 48 h : zvracení, zácpa, zadržení moči, dvojité vidění, potíže při polykání, suchá ústa a těžkosti při mluvení. Pacient je při vědomí, před skonem zástava dýchání a srdeční selhání. Smrt nastává po 2 až 7 dnech. Přeživší pacienti - dlouhá rekonvalescence – až 8 měsíců. Antagonistou nervové blokády je 4-aminopyridin, částečné zlepšení, přežití je kriticky závislé na časné diagnoze a léčení.
C.botulinum
Clostridium botulinum • Test produkce neurotoxinu: vyšetřovaný extrakt se rozdělí na 3 části. • 1. část se zahřeje na 100 °C po 10 min. • 2. část se ošetří přídavkem trypsinu. • 3. část – žádné úpravy. • Každý typ „toxinu“ se intraperitenoálně naočkuje do 2 myšek. • Myši se pozorují 4 dny a sledují se typické symptomy. • Přítomnost toxinu se potvrzuje naočkováním polyvalentními antitoxiny, typ toxinu pomocí monoklonální protilátky.
Multiplex PCR detekce C. botulinum. Dráhy: 1, molecular weight marker; 2, C. botulinum typ A; 3, C. botulinum typ B; 4, C. botulinum typ E; 5, C. botulinum typ F; 6, proteolytické typy C. botulinum A, B, a F; 7, neproteolytické typy C. botulinum B, E, a F; 8, C. botulinum typy A, B, E, a F; a 9, negativní kontrola.
Clostridium botulinum
Clostridium perfringens • Clostridium perfringens – původce infekcí ran, plynová gangréna identifikován 1892 • Původce gastroenteritid od r. 1940 • Celkem 5 typů: A – E, 4 hlavní exotoxiny α,β,ε,ι, 8 minoritních • Nejčastější typ C.perfringens je A, tvoří α toxinlecitinasová (fosfolipasa C) aktivita , také vyvolává plynovou gangrenu • Grampozitivní tyčinka, anaerobní, 1x 3-9 μm, pouzdro, nepohyblivá.
Clostridium perfringens
Clostridium perfringens • • • • •
Roste od 12 - 50 °C. Teplotní optimum 43 - 47 °C. Vegetativní buňky jsou citlivé na kyseliny, opt.pH 6,0-7,5 Vodní aktivita pro růst 0,95 - 0,97 6% NaCl zastavuje růst Onemocnění – otrava z jídla, bez horeček, zvracení, bolesti břicha, průjem. Inkubace 8 – 24 h po požití velkého množství vegetativních buněk. • Bakterie přežijí průchod žaludkem, v tenkém střevu se začnou množit, sporulují a sekretují enterotoxin. • Enterotoxin je tvořen ve sporulujících buňkách.
Clostridium perfringens
Výskyt •
•
Ve Velké Británii a USA je bakterie C. perfringens třetí nejčastější příčinou nemocí z potravin. Hlavní útočiště poskytuje bakteriím nedostatečně tepelně upravené maso.Enterotoxin Clostridium perfringens (CPE) způsobující onemocnění je termolabilní (rozkládá se při 74 °C) a lze ho zjistit v nedostatečně tepelně upraveném kontaminovaném jídle a ve fekáliích. Inkubační doba je 6 až 24 hodin (nejčastěji 10-12 h) po požití kontaminované potravy. Často se jedná o maso, které bylo sice dobře připraveno, ale příliš dlouho před konzumací. Protože C. perfringens tvoří spory, které přežijí teploty při vaření, tyto při dlouhém odstavení jídla vyklíčí a vyvinou se infekční bakteriální kolonie. Mezi typické příznaky nemoci patří břišní křeče a průjem; zvracení a horečka nejsou obvyklé. Stav obvykle vymizí během 24 hodin. Velmi zřídka se objevují smrtelné případy klostridiální nekrotizující enteritidy (též známé jako Pig-Bel ) způsobované kmenem „typu C“, který produkuje silně ulcerativní β-toxin. Tento kmen se často vyskytuje v Papui-Nové Guinei.
Clostridium perfringens • Malé množství enterotoxinu mají i vegetativní buňky. • Enterotoxin 35 kDa protein, inaktivace zahřátí na 60 °C po 10 min. Je citlivý na některé proteasy. • Izolace a identifikace – značně ubikvitní, nabohacování není nutné. • Selektivní ztužená media k zjištění počtu, organismus redukuje sulfity, černé kolonie: tryptosa-sulfitcykloserin(TSC) medium, nebo oleandomycin-polymyxin sulfadiazin-perfringens (OPSP) – anerobní inkubace po 24 h při 37 °C serotypizace
Clostridium perfringens • Obvyklé zdroje infekce: masitá jídla obsahující spory C.perfringens jsou uvařena. • Spory var přežijí, získají po zchladnutí ideální prostředí bez konkurence a začnou klíčit a množit se. • Potrava je podaná buď studená nebo nedostatečně ohřátá a tak se vegetativní buňky dostanou do zažívacího traktu, množí se, sporulují a produkují toxin. • Dušená masa, masové šťávy, masove koláče.
Mycobacterium tuberculosis • 1882 Robert Koch • • • •
Řád Actinomycetales Čeleď Mycobacteriaceae Rod Mycobacterium 1 – 4 μm dlouhá, 0,3 -0,5 μm acidorezistentní tyčinka • Dlouhá generační doba 20 – 30 h
Povrch bakterie • Standardní cytoplasmatická membrána • Peptidoglykanová „kostra“ s vysokým obsahem lipidů • Arabinogalaktan na který se váže mykolová kyselina • LAM lipoarabinomanan, kotvený v membráně • Povrchové lipidy (palmitát a tubekulostearát tvoří diacylglycerol
• M. tuberculosis se řadí mezi obligátně aerobní bakterie; to znamená, že ke svému životu nutně potřebuje kyslík. Kvůli vysokému obsahu lipidů ve své buněčné stěně se nebarví Gramovým barvením, ale pro její vizualizaci se používá barvení Ziehl-Neelsenovo. • Přestože z empirických důvodů by nemělo být řazeno mezi Gram-pozitivní bakterie (neváže krystalovou violeť), může být klasifikováno jako acidorezistentní Grampozitivní bakterie kvůli nepřítomnosti vnější buněčné membrány.
Speciální medium k detekci lidského typu Mycobacterium tuberculosis • Lövenstein-Jensenovo medium • • •
• •
Minerální soli: KH2PO4 0,4%, MgSO4 0,04%, Mg citrát 0,1%, asparagin 0.6%, glycerol 2,0% Roztok solí a škrobu:k 600 ml se přidá 30g bramborového škrobu, zahřívá se 20 min do zmazovatění, 1 h ve vodní lázni 56oC. Vaječná emulze:skořápka se omyje desinfekcí, pak 2 h v tekoucí vodě. Vejce nesmí být starší než 1 týden. 20 (22) vajec postačí na přípravu 1 litru emulze. Vejce se vyklepnou do sterilní nádoby (žloutek i bílek) a homogenizují se 10 min.K 600 ml roztoku solí a škrobu se přidá 1 litr emulze (přefiltrované) 1 h ve vodní lázni 56oC. Malachitová zeleň: 20 ml 2% roztoku se dodá k 1600 ml media. Medium se rozplní po 5 ml do lahviček 30 min 75oC, druhý den opět 30 min 75oC.
Rychlost růstu • M. tuberculosis se dělí přibližně jednou za 15-20 hodin, což je extrémně pomalu v porovnání s jinými bakteriemi, které mají generační dobu v řádech minut ( Escherichia coli se dělí po 20 minutách). • Jedná se o malou tyčkovitou bakterii (bacil), která je odolná proti dezinfekčním prostředkům a ve vysušeném stavu může přečkat i týdny životaschopná. Její buněčná stěna s vysokým obsahem lipidů (zejména kyseliny mykolové) pravděpodobně způsobuje její vysokou rezistenci a je také klíčovým faktorem virulence. [4]
Druhy vyvolávající onemocnění • Mycobacterium tuberculosis complex ( M.
Tuberculosis, M. bovis, M.africanum, M.caneti, M.microti) • Podle WHO ročně onemocní 9,3 milionů osob, těměř 2 miliony zemřou. • 85% postihuje dýchací ústrojí • 15% mimoplicní formy
Rizika • Kontakt s nemocnou osobou • Alimentární cesta • Přímý přenos na kůži třetina osob po setkání s M.tuberculosis se stane nakaženými, u 10% se vyvine aktivní forma nemoci patří mezi zoonosy
M. tuberculosis
ochrana • Tepelné ošetření mléka – pasterizace byla zavedena k potlačení tuberkulosy
Plesiomonas shigelloides Aeromonas shigelloides • Náleží mezi Enterobacteriaceae • Kultivace na inositol bile brilliant green agaru (IBB agar) • Fermentuje glukozu bez tvorby plynu, oxidasa a katalasa pozitivní • H2S a indol negativní
Výskyt • Vyskytuje se v vodách řek a jezer, byla nalezena ve sladkovodních rybách,a také v mušlích a v mnoha dalších typech zvířat jako je skot, kozy,prasata, kočky, psi,opice, supi, hadi a želvy. Infekce vyvolává gastroenteritidu, následovanou y septikémií u imunodeficientních pacientů.
Průběh onemocnění • P. shigelloides způsobená gastroenteritida obvykle má mírný průběh (self-limiting disease) provázená horečkou, zimnicí, bolestmi břicha, nauseou, a průjmem. • Symptomy začínají 20-24 h po požití kontaminované potraviny nebo vody. Průjem je vodnatý, nemukoidní a nekrvavý. Trvání onemocnění u jinak zdravých osob je 1-7 dní. • Infekce P. shigelloides může vyvolat 1-2 dny trvající onemocnění u zdravých osob. U dětí a mládeže do 15 let těžší průběh.
Shigella • • • • •
Shigella dysenteriae Shigella flexneri Shigella boydii Shigella sonnei všechny jsou lidskými pathogeny vyvolávajícími bacilární dysenterii, • DNA analýza ukazuje na velmi blízou podobnost k rodu Escherichia • Čeleď Enterobacteriaceae – Gram-negative, nepohyblivé tyčinky, Katalasa positivní, oxidasa negativní , fakultativní anaerob • Typický mesofil, 10 – 45oC, pH rozmezí 6 - 8
Spojení s potravinami • Nedostatečně tepelně upravené potraviny, sekundární kontaminace také z infikovaných krevet, nebo tuňáka. • Přenos mouchami z lidských fekalii na potraviny.
Vibrio • Historicky, cholera byla jednou z nejobávanějších nemocí lidstva. • Stále endemické onemocnění na Indickém subkontinentu, během 19 století několik pandemií “Asijské cholery” v Evropě a obou Amerikách. • Vibrio cholerae Gram-negativní pleomorfní (zakřivená nebo rovná) krátká tyčinka,pohyblivá pomocí polárních bičíků. • Katalasa a oxidasa-pozitivní, fakultativní anaerob, tolerantní do 3% NaCl, teplotní rozmezí od 5 do 43oC, optimum 37oC.
Vibrio • Cholera má inkubační období od jednoho do tří dnů. • Nemoc může mít mírnou (self-limiting) průjmovou formu až po těžký život ohrožující rozvrat. • Infekční dávka pro zdravého jedince je velká – 1010 buněk • Pathogenicita je silně vázaná na tvorbu 22 kDa termostabilního extracelulárního hemolysinu. • Cholera je pokládaná za infekci pocházející z vody (water-borne infection), ačkoli potraviny, které byly v kontaktu s kontminovanou vodou jsou také vehikulem. • Všechny typy mořských plodů, mušle, ústřice apod.
Yersinia enterocolitica • Yersinia enterocolitica je jedním ze tří druhů rodu Yersinia považovaných za lidské patogeny. • Yersinia enterocolitica působí gastroenteritidu. • Yersinia pseudotuberculosis - mesenterická adenitida • Yersinia pestis –dýmějový mor který urmrtil ve 14. století 25% evropské populace. • Člen čeledi Enterobacteriacae, Gram-negativní krátká tyčinka, katalasa-positivní, oxidasa-negativní. • Roste od 1 do 40oC, s optimem okolo 29oC. • Y. enterocolitica byla izolovaná z půdy, povrchových vod, zažívacího traktu mnoha zvířat, mléčných výrobků, masa (vepřové), ryb, drubeže, ovoce a zeleniny.
Yersinia enterocolitica • Nemoc je nejčastější u dětí mladších 5 let. • Jedná se o samo ustávající (self-limiting) enterokolitidu s inkubační periodou od 1 do 11 dnů a trvající po 5 – 14 dnů. • Symptomy jsou abdominální bolesti a průjem, mírná horečka. • Vepři jsou chronickými přenašeči Y. enterocolitica zvláště serotypů nejvíce nalézaných v lidských infekcí.
