ΑΝΘΡΑΚΑΣ
Ο
Bacillus anthracis, ένας μεγάλος Gram θετικός,
αερόβιος, σπορογόνος βάκιλος, μεγέθους 1–1,5 × 3–10 μm, είναι ο
μόνος υποχρεωτικός παθογόνος μικροοργανισμός εντός του γένους bacillus.
Σε
αντίθεση με τα άλλα μέλη της ομάδας B cereus, ο B anthracis δεν είναι
κινητός και είναι μη αιμολυτικός σε άγαρ αίματος αλόγου (ή
προβάτου), αναπτύσσεται στους 37°C και σχηματίζει τυπικές λευκές
αποικίες με εμφάνιση ματιού μέλισσας (δηλαδή, οβάλ, ελαφρώς κοκκώδεις αλλά
όχι ξηρές, διαμέτρου περίπου 2 mm), οι οποίες είναι χαρακτηριστικά κολλώδεις
όταν αγγίζονται με βρόχο
ΕΠΙΔΗΜΙΟΛΟΓΙΑ
Ο άνθρακας είναι μια παγκόσμια ζωονόσος στην οποία
είναι ευάλωτα τα περισσότερα ζώα, ειδικά τα φυτοφάγα ζώα που βόσκουν.
Υπό φυσικές συνθήκες, οι ανθρώπινες λοιμώξεις (κυρίως
δερματικές) συνήθως προκύπτουν από επαφή με μολυσμένα ζώα ή μολυσμένα ζωικά
προϊόντα, όπως δέρματα ή μαλλί. Έχουν εμφανιστεί κρούσματα εισπνεόμενου
άνθρακα (νόσος των διαλογέων μαλλιού) σε κλειστούς χώρους εργοστασίων
όπου πραγματοποιήθηκε μεγάλης κλίμακας επεξεργασία δερμάτων και μαλλιού. Η
ικανότητα των σπορων του άνθρακα να προκαλούν ασθένειες μέσω της αναπνευστικής
οδού δεν είναι υψηλή. Οι εισπνεόμενοι σπόροι μεγέθους > 5 μm δεν αποτελούν
απειλή επειδή απομακρύνονται από τον πνεύμονα μέσω του βλεννοκροσσωτού
συστήματος κυλιόμενης κλίμακας. Ο Λίνκολν και οι συνεργάτες του αναφέρουν μια
τιμή φορτίου σπορων για τα πρόβατα, που γενικά θεωρούνται πολύ ευαίσθητα στον
άνθρακα, της τάξης των 200.000. Οι άνθρωποι θεωρούνται γενικά μέτρια
ανθεκτικοί στον άνθρακα. Χρησιμοποιώντας τεχνικές δειγματοληψίας αέρα, ο
Dahlgren και οι συνεργάτες του εκτίμησαν ότι σε ένα εργοστάσιο υφασμάτων
μαλλιού, οι εργαζόμενοι εισέπνεαν μεταξύ 600 και 1300 σπόρια κατά τη διάρκεια
μιας οκτάωρης βάρδιας χωρίς αρνητικές επιπτώσεις.
ΓΕΩΓΡΑΦΙΑ
Η Ζιμπάμπουε βίωσε τη μεγαλύτερη ανθρώπινη επιδημία μέχρι
σήμερα, όπου αναφέρθηκαν περισσότερα από 10.000 ανθρώπινα κρούσματα, σχεδόν όλα
δερματικά, μεταξύ 1979 και 1985. Τρία κύρια διδάγματα αντλήθηκαν από αυτό το
ξέσπασμα, συγκεκριμένα:
(1) η σημασία του εμβολιασμού των ζώων σε τακτική βάση σε
περιοχές ενδημικότητας·
(2) η άμεση επαφή με μολυσμένα ζώα έχει σημαντικό ρόλο στην
ανθρώπινη μετάδοση· και
(3) φαίνεται να υπάρχει μικρός κίνδυνος
διασταυρούμενης μόλυνσης από μολυσμένους ασθενείς σε εργαζόμενους στον τομέα
της υγειονομικής περίθαλψης ή άλλους ασθενείς
ΣΠΟΡΟΙ
Από έξω προς τα μέσα περιβάλλονται από τα εξής προστατευτικά
περιβλήμματα:
-εξώτατο πρωτεινικό περίβλημμα : «δίκην» κερατίνης
-2 στρώματα πεπτιδογλυκάνης : -έξω
-έσω
-εξωτερική μεμβράνη
-εσωτερική μεμβράνη
Μεταξύ εξωτερικής & εσωτερικής μεμβράνης υπάρχει ο
φλοιός
Εσωτερικά της εσωτερικής μεμβράνης υπάρχει ο πυρήνας (DNA) & το κυτταρόπλασμα
Περιεχόμενα Σπόρων
- Πλήρες αντίγραφο του
χρωμοσώματος
- Απαραίτητες πρωτείνες
& ριβοσωμάτια
- Ασβέστιο → Διπικολινικό
οξύ (συστατικό της εσωτερικής μεμβράνης)
Λειτουργία Σπόρων -Οι σπόροι προστατεύουν το
βακτηριακό DNA από :
- Θερμότητα
- Χημικά (πχ κλασικά
απολυμαντικά)
- Ένζυμα
Που βρίσκονται οι σπόροι?
Μέσα στο κύτταρο του ξενιστή
Πως φαίνονται οι σπόροι?
Φωτεινοί & Διαθλαστικοί στο φωτεινό μικροσκόπιο
Πως δημιουργούνται οι σπόροι?
Όταν η βλαστική μορφή του βάκιλλου δεν βρίσκεται πλέον σε
ευνοικό περιβάλλον (↓ τροφή) και μετά την παρέλευση 7 ωρών , θα αποβάλλει τις
τοξίνες, τα αντισώματα & το νερό και θα μετατραπεί σε (ενδο-)σπόρο δηλ σε
μια μορφή η οποία είναι αφυδατωμένη και προστατευμένη από πολλά περιβλήμματα
προκειμένου να αποφύγει την επίδραση διαφόρων περιβαλλοντικών και μη
παραγόντων, προκειμένου να επιβιώσει για καιρό . Σε αυτή τη μορφή οι ενδοσπόροι
δεν πολλαπλασιάζονται και δεν βλασταίνουν.
Για να επανέλθει στη βλαστική μορφή , ο σπόρος θα πρέπει να
βρεθεί σε ευνοικό περιβάλλον (↑ τροφή). Σε αυτό το περιβάλλον απορροφά νερό,
διογκώνεται , διασπά το εξώτατο πρωτεινικό περίβλημμα και σε 1,5 ώρα έχει
μετατραπεί στη βλαστική μορφή του βάκιλλου
Βιοχημικά χαρακτηριστικά που εξηγούν την αντοχή
Αφυδάτωση πυρήνα
- Ο
πυρήνας του σπορου έχει ελάχιστη περιεκτικότητα σε νερό
- Χωρίς
νερό, τα περισσότερα ένζυμα και ROS (δραστικά είδη οξυγόνου) του
φαγολυσοσώματος δεν μπορούν να δράσουν αποτελεσματικά
Δικαρβοξυλικό ασβέστιο-DPA (Ca-dipicolinate)
- Σταθεροποιεί
το DNA και τις πρωτεΐνες του πυρήνα
- Προσδίδει
αντοχή σε θερμότητα και οξειδωτικό στρες
SASPs
(Small Acid-Soluble Proteins-Μικρές Οξυ-Διαλυτές
Πρωτείνες)
- Συνδέονται
στενά με το DNA του σπορου
- Το
προστατεύουν από βλάβες που προκαλούνται από UV, θερμότητα, και χημικές
ουσίες που παράγει το φαγοκύτταρο (π.χ. υπεροξείδιο του υδρογόνου)
3. Αντίσταση στη φαγολυσοσωμιακή "επίθεση"
Το φαγολυσόσωμα προσπαθεί να καταστρέψει το περιεχόμενό του
μέσω:
- Οξειδωτικής
έκρηξης (ROS/RNS) → το σπορικό περίβλημα και η αφυδάτωση του πυρήνα το
εμποδίζουν αποτελεσματικά
- Υδρολυτικών
ενζύμων (λυσοζύμη, πρωτεάσες) → το πλούσιο σε δισουλφιδικούς δεσμούς
περίβλημα είναι ουσιαστικά αδιαπέραστο
- Χαμηλού
pH → η δομή του σπορου παραμένει σταθερή
4. Ενεργός ρόλος του εξοσπορίου
Πρόσφατα δεδομένα δείχνουν ότι το εξόσπόριο δεν είναι απλώς
παθητική ασπίδα — περιέχει πρωτεΐνες (π.χ. BclA) που μπορεί να διαμορφώνουν
ενεργά την αλληλεπίδραση με τον υποδοχέα του μακροφάγου, επηρεάζοντας το πώς
προσλαμβάνεται ο σπόρος και καθυστερώντας/τροποποιώντας την ενδοκυτταρική
επεξεργασία του.
5. Το "Trojan Horse" μοντέλο
Το πιο σημαντικό: τα ίδια τα μακροφάγα λειτουργούν ως
όχημα μεταφοράς, όχι μόνο ως τόπος καταστροφής:
- Ο
σπόρος φαγοκυτταρώνεται αλλά δεν καταστρέφεται λόγω των παραπάνω
μηχανισμών
- Παραμένει
σε λανθάνουσα (dormant) κατάσταση μέσα στο φαγόσωμα/φαγολυσόσωμα για ώρες
έως ημέρες
- Το
μολυσμένο μακροφάγο μεταναστεύει φυσιολογικά προς τους τοπικούς
λεμφαδένες (ως μέρος της φυσιολογικής ανοσιακής του λειτουργίας)
- Μέσα στο
ενδοκυττάριο περιβάλλον (πλούσιο σε αμινοξέα, νουκλεοτίδια, CO2 — σήματα
βλάστησης), ο σπόρος βλασταίνει σε βλαστική μορφή
- Η
βλαστική μορφή πολλαπλασιάζεται, παράγει τοξίνη, τελικά λύει το
μακροφάγο και απελευθερώνεται στους λεμφαδένες/κυκλοφορία
ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ Λοίμωξης του Bacillus anthracis
1. Είσοδος του παθογόνου
Οι σπόροι (spores) του Bacillus anthracis εισέρχονται στον
οργανισμό μέσω:
-Δέρματος (μικροτραυματισμοί, εκδορές) → δερματικός άνθρακας
(>95% των περιπτώσεων)
-Εισπνοής σπορων → πνευμονικός άνθρακας
-Κατάποσης μολυσμένου κρέατος → γαστρεντερικός άνθρακας
-Ενδοφλέβιας χρήσης ναρκωτικών → injection anthrax (νεότερη
οδός)
2. Εκβλάστηση (Germination) και πολλαπλασιασμός
Οι σπόροι είναι μεταβολικά αδρανείς. Μόλις βρεθούν στο
κατάλληλο περιβάλλον (πλούσιο σε CO2, θρεπτικά συστατικά):
-Φαγοκυτταρώνονται από μακροφάγα, αλλά δεν καταστρέφονται
-Πυροδότηση της Βλάστησης (Germination) εντός του
Μακροφάγου
1. Το μικροπεριβάλλον του φαγοσώματος/φαγολυσοσώματος ως
σήμα
Ο σπόρος "αισθάνεται" ότι βρίσκεται σε ευνοϊκό
περιβάλλον μέσω συγκεκριμένων χημικών σημάτων που ενεργοποιούν υποδοχείς στην
επιφάνειά του:
|
Σήμα βλάστησης
|
Πηγή/Προέλευση
|
Υποδοχέας σπορίου
|
|
L-αλανίνη
|
Αμινοξύ άφθονο στο ενδοκυττάριο περιβάλλον
|
GerA-family receptors
|
|
L-γλουταμικό οξύ (+ ινοσίνη ως συν-παράγοντας)
|
Ενδοκυττάριο περιβάλλον
|
GerK-family receptors
|
|
Νουκλεοτίδια (ινοσίνη, αδενοσίνη)
|
Απελευθερώνονται από κυτταρικό μεταβολισμό
|
Συνεργιστική δράση με αμινοξέα
|
|
CO2/HCO3⁻ (διττανθρακικά)
|
Άφθονο ενδοκυττάρια, ιδιαίτερα σε φαγολυσόσωμα
|
Ενισχύει τη βλάστηση, σχετίζεται και με ρύθμιση έκφρασης
τοξίνης
|
2. Υποδοχείς βλάστησης (Germinant Receptors - GRs)
- Εντοπίζονται
στην εσωτερική μεμβράνη του σπορου (inner membrane), κάτω από τον
φλοιό
- Ανήκουν
στην οικογένεια Ger receptors (τριμερή σύμπλοκα: υπομονάδες A, B,
C)
- Ο B.
anthracis διαθέτει πολλαπλά operons: gerH, gerK, gerL, gerS, gerY
— με κάποια πλεονασματικότητα/επικάλυψη λειτουργίας
- Η
σύνδεση του εκκολαπτόμενου βακτηρίου(germinant) με τον υποδοχέα πυροδοτεί
καταρράκτη μηχανικών/βιοχημικών αλλαγών
3. Ενδοκυττάρια ακολουθία γεγονότων μετά τη σύνδεση
- Ενεργοποίηση
υποδοχέων → άνοιγμα διαύλων ιόντων στην εσωτερική μεμβράνη
- Απελευθέρωση
Ca-DPA (ασβέστιο-διπικολινικό οξύ) από τον πυρήνα → αντικατάσταση με
νερό
- Ενυδάτωση
του πυρήνα (rehydration) — κρίσιμο βήμα, "ξυπνά" τον
μεταβολισμό
- Ενεργοποίηση
φλοοικών λυτικών ενζύμων (SleB, CwlJ) → διάσπαση της πεπτιδογλυκάνης
του φλοιού
- Απόρριψη
σπορικού περιβλήματος
- Έναρξη
μεταβολικής δραστηριότητας → μετάβαση σε βλαστική (vegetative)
μορφή, ικανή για διαίρεση
4. Γιατί το μακροφάγο είναι ιδανικό "εργαστήριο εκβλάστησης"?
Το ενδοκυττάριο περιβάλλον του μακροφάγου συγκεντρώνει
ταυτόχρονα:
- Υψηλή
συγκέντρωση αμινοξέων (από πρωτεολυτική δραστηριότητα του
φαγολυσοσώματος πάνω σε άλλο υλικό)
- Άφθονο
CO2/HCO3⁻ (μεταβολικό προϊόν του
κυττάρου)
- Θερμοκρασία
37°C — βέλτιστη για τους υποδοχείς
- Ήπιο
έως ουδέτερο pH στο πρώιμο φαγόσωμα (πριν την πλήρη οξίνιση)
Αυτός ο συνδυασμός λειτουργεί ως "πολυπαραγοντικό σήμα
εκκίνησης", πολύ πιο ισχυρό από ό,τι θα συναντούσε το σπόριο στο έδαφος.
5. Κλινική/παθοφυσιολογική σημασία
- Η εκβλάστηση
εντός του μακροφάγου (και όχι εξωκυττάρια) εξηγεί γιατί ο άνθρακας
μπορεί να παρακάμψει τους αρχικούς μηχανισμούς άμυνας — το βακτήριο
"κρύβεται" ενόσω μετατρέπεται στην επιθετική του μορφή. Η
βλαστική μορφή πολλαπλασιάζεται, παράγει τοξίνη, τελικά λύει το
μακροφάγο και απελευθερώνεται στους λεμφαδένες/κυκλοφορία
- Αυτό
έχει σημασία και για τη θεραπευτική στρατηγική: τα αντιβιοτικά
(π.χ. κινολόνες) στοχεύουν στη βλαστική μορφή, όχι τους σπόρους — γι' αυτό
απαιτείται παρατεταμένη αγωγή (60 ημέρες) μετά από πιθανή έκθεση σε
σπόρους, ώστε να καλυφθεί το ενδεχόμενο καθυστερημένης βλάστησης σπορων
που παραμένουν λανθάνοντα (π.χ. σε πνευμονικούς λεμφαδένες)
Μετά τη Λύση του Μακροφάγου: Η Πορεία του Βακίλλου
1. Απελευθέρωση στον εξωκυττάριο χώρο
Όταν το μακροφάγο υφίσταται πυρόπτωση (λόγω
LeTx/ενεργοποίησης του φλεγμονοσώματος NLRP1):
- Απελευθερώνονται
πολλαπλά βλασταίνοντα βακτήρια (τα οποία είχαν ήδη πολλαπλασιαστεί
ενδοκυττάρια)
- Απελευθερώνονται
επίσης προφλεγμονώδεις κυτταροκίνες (IL-1β, IL-18) λόγω της
πυρόπτωσης → τοπική φλεγμονώδης αντίδραση, αλλά αναποτελεσματική
- Το
γεγονός αυτό συμπίπτει συνήθως με τη στιγμή που το μολυσμένο μακροφάγο
έχει ήδη φτάσει στους επιχώριους (τοπικούς) λεμφαδένες
2. Εξωκυττάριος πολλαπλασιασμός στους λεμφαδένες
- Τα
ελεύθερα πλέον βακτήρια βρίσκουν στο λεμφαδενικό περιβάλλον άφθονα
θρεπτικά συστατικά
- Πολλαπλασιάζονται
ταχύτατα εξωκυττάρια, πλέον χωρίς τον περιορισμό του ενδοκυττάριου χώρου
- Παράγουν
συνεχώς κάψα (προστασία από νέα φαγοκύτταρα που προσελκύονται) και τοξίνη
(καταστροφή τοπικού ανοσιακού ιστού)
- Αποτέλεσμα:
αιμορραγική λεμφαδενίτιδα — χαρακτηριστικό εύρημα σε προχωρημένο
άνθρακα (νεκρωτικοί, αιμορραγικοί λεμφαδένες)
3. Διαφυγή στην κυκλοφορία — Βακτηριαιμία
- Από
τους λεμφαδένες, τα βακτήρια εισέρχονται στη συστηματική κυκλοφορία μέσω
του θωρακικού πόρου
- Αναπτύσσεται
βακτηριαιμία, η οποία μπορεί να φτάσει σε εξαιρετικά υψηλά φορτία
(>10⁷-10⁸ CFU/mL στο τελικό στάδιο — από τα υψηλότερα βακτηριακά
φορτία που παρατηρούνται σε οποιαδήποτε λοίμωξη)
- Σε
αυτό το στάδιο η νόσος γίνεται συστηματική, ανεξαρτήτως αρχικής
πύλης εισόδου (δέρμα, αναπνευστικό, ΓΕΣ)
4. Συστηματική τοξιναιμία και όργανα-στόχοι
Καθώς το βακτηριακό φορτίο και συνεπώς η συγκέντρωση τοξινών
αυξάνονται εκθετικά:
|
Επίδραση
|
Μηχανισμός
|
|
Σηπτικό shock
|
LeTx προκαλεί ενδοθηλιακή δυσλειτουργία, καρδιακή
καταστολή, αγγειακή κατάρρευση
|
|
Διάχυτο οίδημα/ανασάρκα
|
EdTx διαταράσσει την ενδοθηλιακή ακεραιότητα σε πολλαπλά
όργανα
|
|
Αιμορραγική μηνιγγίτιδα
|
Διαπερνά την αιματοεγκεφαλικό φραγμό — επιπλοκή με πολύ
υψηλή θνητότητα
|
|
DIC (Διάχυτη Ενδαγγειακή Πήξη)
|
Ενδοθηλιακή βλάβη + καταιγίδα κυτταροκινών
|
|
Πολυοργανική ανεπάρκεια
|
Συνδυασμένη δράση τοξινών + σηψαιμίας
|
5. Το κρίσιμο θεραπευτικό δίλημμα σε αυτό το στάδιο
Εδώ βρίσκεται και η παθοφυσιολογική βάση για τη χρήση
αντιτοξινών (raxibacumab, obiltoxaximab) παράλληλα με αντιβιοτικά:
- Τα
αντιβιοτικά σκοτώνουν τα βακτήρια, αλλά όχι την ήδη κυκλοφορούσα τοξίνη
- Σε
προχωρημένο στάδιο, ακόμη κι αν το βακτηριακό φορτίο μηδενιστεί, η
προϋπάρχουσα ποσότητα τοξίνης στην κυκλοφορία μπορεί να είναι αρκετή για
να προκαλέσει θάνατο
- Γι'
αυτό η έγκαιρη έναρξη θεραπείας (πριν φτάσει η νόσος σε αυτό το στάδιο
υψηλού βακτηριακού/τοξινικού φορτίου) είναι κρίσιμη — η θνητότητα του
συστηματικού/εισπνευστικού άνθρακα παραμένει υψηλή (~45% ακόμη και με
θεραπεία, ιστορικά έως και >85% χωρίς)
Λοιμογόνοι Παράγοντες (Virulence factors)
Α. ΠολυΠΕΠΤΙΔΙΚΗ κάψα (poly-D-γλουταμικό οξύ, ΟΧΙ πολυσακχαριδική)
Κωδικοποιείται από το πλασμίδιο pXO2 (γονίδια
capBCADE)
Αναστέλλει τη φαγοκυττάρωση → επιτρέπει διαφυγή από το
ανοσοποιητικό
Μηχανισμός δράσης:
- Είναι
μοναδική στη φύση καθώς αποτελείται από D-στερεοϊσομερές γλουταμικού
οξέος (αντί για L-, που είναι η φυσιολογική μορφή στα πρωτεϊνικά
αμινοξέα. Η ζωή στη Γη αποτελείται σε μεγάλο βαθμό από L-αμινοξέα, ενώ τα
πεπτικά μας ένζυμα και οι πρωτεάσες του ανοσοποιητικού μας συστήματος
έχουν εξαιρετικό σχήμα για να χειρίζονται τα L-αμινοξέα. )
- Αυτή
η δομή την καθιστά μη αναγνωρίσιμη από τις πρωτεάσες του ξενιστή →
ανθεκτική στην αποδόμηση δηλ δεν μπορεί να παρουσιαστεί στο προσαρμοστικό
ανοσοποιητικό σύστημα του ανθρώπου & επομένως εμποδίζει τον σχηματισμό
μιας ισχυρής, στοχευμένης απόκρισης των Τ-κυττάρων
- Επίσης
τα αμινοξέα συνδέονται μεταξύ τους με έναν γάμμα (γ) πεπτιδικό δεσμό, όχι
με τον φυσιολογικό άλφα (α). Αυτό προκαλεί περαιτέρω σύγχυση σε τυχόν
ένζυμα του ξενιστή που μπορεί να προσπαθήσουν να την αποικοδομήσουν. Το
αποτέλεσμα είναι μια κάψα που δεν είναι απλώς ένα φυσικό φράγμα, αλλά ένα
ανοσολογικά «κρυφό». Δεν ενεργοποιεί ισχυρό ανοσοποιητικό συναγερμό,
επιτρέποντας στο βακτήριο να πολλαπλασιαστεί απαρατήρητο στα πρώιμα,
κρίσιμα στάδια της μόλυνσης
- Έχει
ισχυρό αρνητικό φορτίο → απωθεί ηλεκτροστατικά τα φαγοκύτταρα (τα
οποία επίσης φέρουν αρνητικό φορτίο στην επιφάνειά τους) → παρεμποδίζει τη
φυσική προσκόλληση
- Καλύπτει
επιφανειακά αντιγόνα του βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος που θα
μπορούσαν να αναγνωριστούν από αντισώματα/συμπλήρωμα → εμποδίζει την
οψωνινοποίηση (C3b) και επακόλουθη αναγνώριση από υποδοχείς συμπληρώματος
στα φαγοκύτταρα
- Είναι
ασθενώς ανοσογόνος από μόνη της (γι' αυτό δεν χρησιμοποιείται στα
εμβόλια — τα εμβόλια στοχεύουν στο PA)
Αποτέλεσμα: Στελέχη χωρίς κάψα (acapsular) είναι
σημαντικά λιγότερο λοιμογόνα, ακόμη κι αν παράγουν τοξίνη κανονικά — η κάψα
είναι απαραίτητη για επιβίωση in vivo
Β. Τριμερής τοξίνη (κωδικοποιείται από το πλασμίδιο pXO1) —
αποτελείται από 3 πρωτεΐνες:
|
ΤΡΙΜΕΡΗΣ ΤΟΞΙΝΗ
|
|
Συστατικό
|
Λειτουργία
|
|
Προστατευτικό
Αντιγόνο
Protective
Antigen (PA)
|
Συνδέεται με
υποδοχείς κυτταρικής μεμβράνης (ANTXR1/2), σχηματίζει πόρο, επιτρέπει είσοδο
των άλλων 2 συστατικών στο κύτταρο
|
|
Θανατηφόρος
Παράγοντας
Lethal Factor
(LF)
|
Μεταλλοπρωτεάση
ψευδαργύρου — διασπά MAPKK → διαταράσσει ενδοκυτταρική σηματοδότηση →
κυτταρικός θάνατος μακροφάγων, απελευθέρωση κυτταροκινών
|
|
Edema
Factor (EF)
|
Καλμοδουλίνη-εξαρτώμενη
αδενυλική κυκλάση → ↑↑ cAMP → διαταραχή ομοιόστασης υγρών → οίδημα
|
PA + LF = Lethal Toxin (LeTx) → κυτταροτοξικότητα,
σηπτικό shock
PA + EF = Edema Toxin (EdTx) → το χαρακτηριστικό, ανώδυνο,
μη-φλεγμονώδες οίδημα
Η Τριμερής Τοξίνη του pXO1
Ενώ το pXO2 χειρίζεται την άμυνα, το pXO1 διαχειρίζεται την
επίθεση και το όπλο του είναι ένα θαύμα της μοριακής μηχανικής γνωστό ως η
τοξίνη του άνθρακα. Ανήκει σε μια μεγάλη οικογένεια βακτηριακών δηλητηρίων
που ονομάζονται τοξίνες ΑΒ. Το "Α" αντιπροσωπεύει το
"ενεργό" συστατικό, το ενζυμικό μέρος που προκαλεί τη ζημιά μέσα σε
ένα κύτταρο ξενιστή. Το "Β" αντιπροσωπεύει το "συνδετικό"
συστατικό, το οποίο λειτουργεί ως σύστημα μεταφοράς για να μεταφέρει το μέρος Α
στο κύτταρο. Η τοξίνη του άνθρακα ανεβάζει αυτόν τον αρθρωτό σχεδιασμό σε άλλο
επίπεδο. Είναι μια τριμερής τοξίνη. Αποτελείται από τρεις ξεχωριστές πρωτεΐνες
που είναι ακίνδυνες από μόνες τους, αλλά συναρμολογούνται στην επιφάνεια ενός
κυττάρου ξενιστή για να γίνουν θανατηφόρες.
Η τοξίνη είναι binary/AB-τύπου τοξίνη με κοινή
υπομονάδα σύνδεσης: ένα κοινό συστατικό (PA) που "μεταφέρει" δύο
εναλλακτικά ενζυμικά φορτία (LF ή EF) — ποτέ και τα δύο μαζί σε ένα σύμπλοκο.
|
Συστατικό
|
Γονίδιο
(πλασμίδιο pXO1)
|
Μ.Β.
|
Ρόλος
|
|
PA (Protective
Antigen)
|
pagA
|
83 kDa
|
"Δίοδος"
- φορέας μεταφοράς
|
|
LF (Lethal
Factor)
|
lef
|
90 kDa
|
Ενζυμικό
φορτίο #1
|
|
EF (Edema
Factor)
|
cya
|
89 kDa
|
Ενζυμικό
φορτίο #2
|
Προστατευτικό Αντιγόνο (PA): Αυτό είναι το συστατικό
Β, που κωδικοποιείται από το γονίδιο pagA. Μπορείτε να θεωρηθεί ως το
σύστημα χορήγησης - ένα μοριακό κλειδί και μια σύριγγα σε συνδυασμό.
α) Σύνδεση με υποδοχέα
- Το
PA83 (πλήρους μήκους) εκκρίνεται από το βακτήριο και συνδέεται με δύο
γνωστούς κυτταρικούς υποδοχείς του ξενιστή:
- ANTXR1 (Anthrax Toxin Receptor 1-TEM8
- Tumor Endothelial Marker 8)
- ANTXR2 (Anthrax Toxin Receptor 2-CMG2
- Capillary Morphogenesis Gene 2) - κύριος υποδοχέας
in vivo
- Οι
υποδοχείς αυτοί φυσιολογικά συμμετέχουν στην προσκόλληση
κυττάρου-εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας
β) Πρωτεολυτική ενεργοποίηση
- Επιφανειακές
πρωτεάσες του ξενιστή (φουρίνη ή σχετικές πρωτεάσες) αποκόπτουν ένα
τμήμα 20 kDa (PA20) από το N-άκρο
- Απομένει
το ενεργό PA63, ακόμη συνδεδεμένο στον υποδοχέα
γ) Ολιγομερισμός
- Επτά
(ή σε ορισμένες περιπτώσεις οκτώ) μόρια PA63 συνενώνονται & σχηματίζουν
προπόρο (prepore), δακτυλιοειδή δομή σε σχήμα
"επταμερούς/οκταμερούς"
δ) Σύνδεση φορτίου
- Ο
προπόρος διαθέτει έως 3 θέσεις σύνδεσης (υποδοχείς) υψηλής συγγένειας για
LF/EF (ανταγωνιστική δέσμευση μεταξύ τους)
- Σχηματίζεται
το τελικό σύμπλοκο: "prepore" + LF/EF
ε) Ενδοκύττωση και σχηματισμός πόρου
- Το
σύμπλοκο εσωτερικεύεται μέσω ενδοκύττωσης εξαρτώμενης από κλαθρίνη
- Στο
όξινο περιβάλλον του πρώιμου ενδοσώματος (pH ~5-6), ο προπόρος υφίσταται
δραστική διαμορφωτική αλλαγή
- Σχηματίζεται
πραγματικός διαμεμβρανικός πόρος τύπου β-βαρέλι (β-barrel
pore) στην ενδοσωμική μεμβράνη
στ) Μετατόπιση (translocation)
- Το
χαμηλό pH αποδιατάσσει μερικώς το LF/EF
- Τα
αποδιαταγμένα μόρια περνούν σαν "νήμα" μέσα από τον στενό πόρο
στο κυτταρόπλασμα
- Εκεί
επαναδιπλώνονται στη λειτουργική τους μορφή
Θανατηφόρος Παράγοντας (LF) και Παράγοντας Οιδήματος (EF):
Αυτά είναι τα δύο διαφορετικά συστατικά Α, το τοξικό φορτίο.
Ο LF (από το γονίδιο lef) είναι μια μεταλλοπρωτεάση
ψευδαργύρου που λειτουργεί σαν ψαλίδι, κόβοντας κρίσιμες πρωτεΐνες
σηματοδότησης μέσα στα ανοσοκύτταρα και προκαλώντας την αυτοκαταστροφή τους.
Στόχος:
Οικογένεια MAPKK (MEK) πρωτεϊνών — συγκεκριμένα MEK1, MEK2, MEK3, MEK4,
MEK6, MEK7 (όχι MEK5)
Μηχανισμός:
- Αποκόπτει
το N-τελικό άκρο των MAPKK, ακριβώς στην περιοχή που τις συνδέει με τα
υποστρώματά τους (MAPKs: ERK, p38, JNK)
- Αυτό
αποσυνδέει την ενδοκυττάρια σηματοδοτική αλυσίδα MAPK
Κυτταρικές συνέπειες:
- Σε
μακροφάγα: διαταραχή παραγωγής κυτταροκινών, αναστολή οξειδωτικής έκρηξης,
σε υψηλή δόση πυρόπτωση μέσω ενεργοποίησης του φλεγμονοσώματος
NLRP1 (σε ευαίσθητα είδη τρωκτικών) ή NLRP3-σχετιζόμενων μονοπατιών
- Σε
ενδοθηλιακά κύτταρα: διαταραχή αγγειακής ακεραιότητας → συμβάλλει στο
shock
- Συνολικά:
κατάρρευση καρδιαγγειακού συστήματος, χαρακτηριστικό της
θανατηφόρου δράσης
Ο EF (από το γονίδιο cya) είναι μια ισχυρή αδενυλική
κυκλάση. Καταλαμβάνει ένα μόριο ξενιστή, την καλμοδουλίνη, και αρχίζει να
παράγει τεράστιες ποσότητες κυκλικού AMP (cAMP), ενός βασικού μορίου
σηματοδότησης. Αυτό ρίχνει την ισορροπία του νερού του κυττάρου σε χάος,
οδηγώντας στο τεράστιο οίδημα, χαρακτηριστικό του δερματικού άνθρακα.
Τύπος ενζύμου: Καλμοδουλίνη-εξαρτώμενη αδενυλική
κυκλάση (calmodulin-dependent adenylyl cyclase)
Ιδιαιτερότητα: Είναι μία από τις πιο ισχυρές
αδενυλικές κυκλάσες που έχουν περιγραφεί — 1000x πιο ενεργή από τις
ενδογενείς κυκλάσες των θηλαστικών
Μηχανισμός:
- Εντός
του κυττάρου, δεσμεύει την ενδογενή καλμοδουλίνη (Ca²⁺-δεσμευτική πρωτεΐνη)
- Αυτό
ενεργοποιεί απεριόριστα τη μετατροπή ATP → cAMP
- Προκαλεί
υπερφυσιολογική, ανεξέλεγκτη αύξηση cAMP στο κύτταρο-στόχο
Κυτταρικές συνέπειες:
- Διαταραχή
ρύθμισης ιοντικών διαύλων (ειδικά διαύλων χλωρίου) → εκροή Cl⁻
και νερού
→ τοπικό οίδημα
- Διαταραχή
λειτουργίας ουδετερόφιλων/μακροφάγων (χημειοταξία, φαγοκυττάρωση)
- Καταστολή
Τ-κυτταρικής λειτουργίας (ανοσοκατασταλτική δράση)
- Καρδιακή
καταστολή σε συστηματική έκθεση
Συνεργιστική δράση LeTx + EdTx
Στην πραγματική λοίμωξη, και οι δύο τοξίνες δρουν
ταυτόχρονα:
|
LeTx
|
EdTx
|
|
Κύρια δράση
|
Κυτταροτοξικότητα, shock
|
Οίδημα, ανοσοκαταστολή
|
|
Επίδραση στο ανοσοποιητικό
|
Παράλυση/θάνατος μακροφάγων
|
Αναστολή φαγοκυτταρικής λειτουργίας
|
|
Καρδιαγγειακή επίδραση
|
Άμεση καρδιακή καταστολή
|
Αγγειακή διαπερατότητα
|
Ο συνδυασμός εξηγεί τη χαρακτηριστική κλινική εικόνα: ανώδυνη,
μη φλεγμονώδης βλάβη με δυσανάλογο οίδημα (λόγω αδράνειας ανοσιακής
απάντησης + EdTx) και δυνατότητα ταχείας εξέλιξης σε shock.
Θεραπευτική σημασία της δομής
Η κατανόηση αυτού του μηχανισμού εξηγεί γιατί:
- Οι
αντιτοξίνες (raxibacumab, obiltoxaximab) στοχεύουν το PA —
μπλοκάροντας τη σύνδεση με τον υποδοχέα ή τον ολιγομερισμό, εμποδίζουν
είσοδο και των δύο ενζυμικών φορτίων ταυτόχρονα
- Το
εμβόλιο AVA βασίζεται κυρίως σε αντισώματα κατά του PA — γι' αυτό
ονομάζεται "protective" antigen, καθώς αντισώματα εναντίον του
παρέχουν προστασία ανεξαρτήτως LF/EF
Ο προπόρος PA λειτουργεί σαν σταθμός σύνδεσης για LF
και EF. Μπορεί να δεσμεύσει έως και τρία μόρια των συστατικών Α σε οποιονδήποτε
συνδυασμό. Ολόκληρο το σύμπλεγμα στη συνέχεια απορροφάται από το κύτταρο σε ένα
κυστίδιο που ονομάζεται ενδόσωμα. Καθώς το ενδοσώμα γίνεται όξινο, ο δακτύλιος
PA υφίσταται μια δραματική αλλαγή στη διαμόρφωση, μετατρέποντας τον σε έναν
πόρο που διαπερνά την ενδοσωμική μεμβράνη. Μέσω αυτού του καναλιού, τα LF και
EF εγχέονται στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου ξενιστή, όπου απελευθερώνονται για
να προκαλέσουν τον όλεθρο. Η κομψότητα είναι εκπληκτική: η τοξίνη
αυτοσυναρμολογείται ακριβώς εκεί που χρειάζεται, χρησιμοποιώντας τις δικές του
κυτταρικές διεργασίες του ξενιστή για να εισέλθει.
Ο Κύριος Διακόπτης: AtxA και η Λογική της
Συντονισμένης Επίθεσης
Ένα αδρανές βακτήριο
στο έδαφος δεν χρειάζεται κρυφές κάψες ή τοξίνες που καταστρέφουν τα
κύτταρα. Η παραγωγή τους θα ήταν μια κολοσσιαία σπατάλη ενέργειας. Πώς λοιπόν
γνωρίζει το B. anthracis πότε έχει μεταβεί από το έδαφος στο ζεστό, πλούσιο σε
θρεπτικά συστατικά περιβάλλον ενός ξενιστή; Η απάντηση βρίσκεται σε ένα κύριο
ρυθμιστικό γονίδιο στο πλασμίδιο pXO1 που ονομάζεται atxA (Anthrax toxin activator-Ενεργοποιητής της τοξίνης του Άνθρακα). Το AtxA είναι
ο εγκέφαλος ολόκληρης της λειτουργίας, ένας εξελιγμένος περιβαλλοντικός
αισθητήρας και ένας κύριος διακόπτης. Παρακολουθεί το περιβάλλον του για δύο
αδιαμφισβήτητα σημάδια ότι βρίσκεται μέσα σε ένα θηλαστικό: θερμοκρασία 37°C
και, το πιο σημαντικό, την υψηλή συγκέντρωση διοξειδίου του
άνθρακα/διττανθρακικού που υπάρχει στους ιστούς και το αίμα των θηλαστικών.
Όταν πληρούνται αυτές οι συνθήκες, ενεργοποιείται η πρωτεΐνη AtxA. Και εδώ
είναι που η ενότητα του συστήματος εμφανίζεται με τον πιο όμορφο τρόπο. Η ενεργοποιημένη
AtxA ενεργοποιεί τη μεταγραφή των γονιδίων τοξίνης - pagA, lef και cya -
που βρίσκονται κοντά στο δικό της πλασμίδιο, pXO1. Αλλά η δουλειά της δεν
σταματά εκεί. Στέλνει επίσης ένα σήμα στο άλλο πλασμίδιο, pXO2, ενεργοποιώντας ένα
καταρράκτη που ενεργοποιεί τα γονίδια cap που είναι υπεύθυνα για την κατασκευή
της κάψουλας stealth. Αυτό είναι ένα εκπληκτικό παράδειγμα ιεραρχικού,
διασταυρούμενου πλασμιδιακού ελέγχου. Ένας μόνο ρυθμιστής, το atxA, συντονίζει
την έκφραση ολόκληρου του οπλοστασίου λοιμογόνου δράσης. Τα όπλα δεν
αναπτύσσονται και η ασπίδα δεν σηκώνεται μέχρι οι «μπότες να βρεθούν στο
έδαφος». Αυτό εξασφαλίζει μέγιστη αποτελεσματικότητα και αποδοτικότητα,
μετατρέποντας το βακτήριο από ένα ακίνδυνο σπόρο σε ένα πλήρως οπλισμένο
παθογόνο μόνο όταν η επίθεση έχει τις μεγαλύτερες πιθανότητες επιτυχίας.
Τοπική παθολογία στο δέρμα
-Η δράση των τοξινών προκαλεί τοπική νέκρωση ιστού και
θρόμβωση μικροαγγείων
-Ελάχιστη φλεγμονώδης αντίδραση (εξηγεί την ανωδυνία!)
-Σχηματισμός της χαρακτηριστικής μελανής εσχάρας (εξ ου και
το όνομα anthrax = άνθρακας)
-Δυσανάλογο περιφερικό οίδημα λόγω EdTx
Συστηματική διασπορά
Σε μη θεραπευμένες περιπτώσεις:
-Βακτηριαιμία → σηψαιμία
-Αιμορραγική λεμφαδενίτιδα, μηνιγγίτιδα (σε βαριές μορφές)
-Θάνατος από τοξιναιμικό shock, ακόμη κι αν το βακτηριακό
φορτίο μειωθεί με αντιβίωση (γι' αυτό σε βαριά νόσο χρησιμοποιούνται και
αντιτοξίνες/μονοκλωνικά αντισώματα κατά του PA, π.χ. raxibacumab)
ΠΑΘΟΓΕΝΕΣΗ
Οι κύριοι παράγοντες λοιμογόνου δράσης του B anthracis
κωδικοποιούνται σε δύο πλασμίδια λοιμογόνου δράσης, τα pXO1 και pXO2.
Το πλασμίδιο pXO1 που φέρει την
τριτοξίνη έχει μέγεθος 184,5 ζεύγη κιλοβάσεων (kbp) και κωδικοποιεί για τρεις
τοξίνες, οι οποίες προκαλούν αιμορραγία, οίδημα και νέκρωση. Αυτές
περιλαμβάνουν τον θανατηφόρο παράγοντα 83 kDa, τον παράγοντα
οιδήματος 89 kDa (αδενυλική κυκλάση που εξαρτάται από την καλμοδουλίνη) και
το προστατευτικό αντιγόνο 85 kDa, το οποίο περιέχει το συστατικό του
υποδοχέα του κυττάρου ξενιστή 20 kDa. Οι εξωτοξίνες είναι δυαδικές, με το
προστατευτικό αντιγόνο να δρα ως ο τομέας σύνδεσης που επιτρέπει την είσοδο της
τοξίνης στο κύτταρο ξενιστή. Η μικρότερη κάψα που φέρει το πλασμίδιο pXO2 έχει
μέγεθος 95,3 kbp και κωδικοποιεί τρία γονίδια (κάψουλα B, κάψουλα C και
κάψουλα A) που εμπλέκονται στη σύνθεση της πολυγλουταμυλικής κάψας που
αναστέλλει τη φαγοκυττάρωση της βλαστικής μορφής του B anthracis από τον
ξενιστή.
Και τα δύο πλασμίδια είναι απαραίτητα για πλήρη λοιμογόνο
δράση. Η απώλεια οποιουδήποτε από τα δύο οδηγεί σε εξασθενημένο στέλεχος. Τα
εξασθενημένα στέλεχη, φέρουν pXO1 και επομένως μπορούν να συνθέσουν εξωτοξίνη,
αλλά δεν έχουν κάψα. Η μόλυνση συμβαίνει μετά την εισαγωγή του σπορου μέσω
ρήξης στο δέρμα (δερματικός άνθρακας) ή εισόδου μέσω του βλεννογόνου
(γαστρεντερικός άνθρακας). Μετά την κατάποση από μακροφάγα στο σημείο εισόδου,
συμβαίνει η εκβλάστηση της βλαστικής μορφής, ακολουθούμενη από εξωκυτταρικό
πολλαπλασιασμό, μαζί με την παραγωγή κάψας και τοξινών. Στον εισπνεόμενο
άνθρακα, σπόροι διαμέτρου 1-2 μm εισπνέονται και εναποτίθενται στους
κυψελιδικούς χώρους, από όπου μεταφέρονται μέσω των λεμφαγγείων στους
μεσοθωρακικούς λεμφαδένες, όπου προκαλούν περιφερειακή
αιμορραγική λεμφαδενίτιδα. Τα φυτικά βακτήρια στη συνέχεια
εξαπλώνονται μέσω του αίματος και της λέμφου, όπου, εάν δεν ελεγχθούν,
προκαλούν σοβαρή σηψαιμία. Με τη
σειρά τους, παράγονται μεγάλες ποσότητες εξωτοξινών, οι οποίες ευθύνονται για
τα εμφανή συμπτώματα και τον θάνατο.
Σε ένα μοντέλο εισπνεόμενου άνθρακα σε πιθήκους ρέζους, η
βλάστηση μπορεί να συμβεί έως και 60 ημέρες μετά την έκθεση. Τέτοιες
παρατηρήσεις αποτελούν τη βάση για τη σύσταση προφύλαξης με αντιβιοτικά για 60
ημέρες σε απόκριση στην εισπνεόμενη έκθεση. Πράγματι, στο ξέσπασμα του
Σβερντλόφσκ του 1979, όλες οι γνωστές περιπτώσεις εισπνεόμενου άνθρακα, μετά
από τυχαία απόρριψη σπορων άνθρακα από στρατιωτική εγκατάσταση παραγωγής,
σημειώθηκαν εντός έξι εβδομάδων από την απελευθέρωση.
ΚΛΙΝΙΚΕΣ ΕΚΔΗΛΩΣΕΙΣ
Ο άνθρακας εμφανίζεται σε μία από τις τρεις μορφές. Η πιο συνηθισμένη μορφή είναι ο δερματικός άνθρακας, ο οποίος αντιπροσωπεύει πάνω από το 95% όλων των ανθρώπινων κρουσμάτων και αποκτάται μέσω δερματικής βλάβης. Οι άλλες δύο μορφές είναι ο γαστρεντερικός άνθρακας και ο πνευμονικός, ή εισπνεόμενος, άνθρακας.
Δερματικός άνθρακας
Μετά από μόλυνση μέσω τριβής, κοπής ή πιθανού τσιμπήματος εντόμου, θα αναπτυχθεί ένα μικρό σπυράκι ή βλατίδα εντός δύο έως τριών ημερών, αν και υπάρχουν αναφορές για περιόδους επώασης που κυμαίνονται από 12 ώρες έως και 19 ημέρες. Κατά τη διάρκεια των επόμενων 24 ωρών αναπτύσσεται ένας δακτύλιος από κυστίδια (διάβρωση), ακολουθούμενος από εξέλκωση της κεντρικής βλατίδας (έλκος), η οποία στεγνώνει σχηματίζοντας την κλασική μαύρη εσχάρα, η οποία με τη σειρά της διευρύνεται για να καλύψει το αποξηραμένο κυστίδιο.
Πύον θα υπάρχει μόνο εάν η βλάβη μολυνθεί δευτερογενώς
με πυογόνα βακτήρια, όπως ο Staphylococcus aureus. Η βλάβη, η οποία είναι πάντα
ανώδυνη, μπορεί να είναι μικρή ή μεγάλη και πάντα περιβάλλεται από
οίδημα. Συνήθως, μέχρι την πέμπτη ή έκτη ημέρα, έχει αναπτυχθεί μια παχιά
μαύρη εσχάρα, σταθερά προσκολλημένη στον υποκείμενο ιστό. Οι βάκιλοι
παραμένουν εντοπισμένοι στη βλάβη στον μη επιπλεγμένο δερματικό άνθρακα, αν και
η αδενίτιδα των περιφερειακών λεμφαδένων δεν είναι ασυνήθιστη. Σπάνια
υπάρχει πυρετός.
Δέκα ημέρες μετά την εμφάνιση της αρχικής βλάβης, η
εσχάρα αρχίζει να υποχωρεί αργά, σε διάστημα δύο έως έξι εβδομάδων,
ανεξάρτητα από τη θεραπεία ενώ η υποχώρηση συνήθως ολοκληρώνεται με ελάχιστη
ουλοποίηση.
Στον άνθρακα που δεν έχει υποστεί θεραπεία, περίπου
το 20% των ασθενών μπορεί να αναπτύξουν σηψαιμία και να πεθάνουν,
αλλά με τη χρήση κατάλληλων αντιβιοτικών το ποσοστό θνησιμότητας είναι < 1%.
Ο δερματικός άνθρακας θα πρέπει πάντα να λαμβάνεται υπόψη όταν ασθενείς που
έχουν έρθει σε επαφή με ζώα ή ζωικά προϊόντα παρουσιάζουν ανώδυνα έλκη που
σχετίζονται με κυστίδια και οίδημα.
Γαστρεντερικός άνθρακας
Αυτή η μορφή νόσου προκύπτει από την κατάποση μη
καλά μαγειρεμένου κρέατος από ζώα με
άνθρακα. Η περίοδος επώασης είναι δύο
έως πέντε ημέρες. Λίγες, αν όχι καθόλου, χώρες εκτός Αφρικής και Ασίας έχουν καταγράψει
κρούσματα αυτής της μορφής άνθρακα. Η χαρακτηριστική εσχάρα εμφανίζεται
συχνότερα στο τοίχωμα του τελικού ειλεού ή του τυφλού, αν και μπορεί να
επηρεαστούν ο στοματοφάρυγγας, το στομάχι, το δωδεκαδάκτυλο και ο άνω ειλεός.
Έχει δύο κλινικές μορφές: κοιλιακό και στοματοοισοφαγικό
άνθρακα.
Στον κοιλιακό άνθρακα τα αρχικά συμπτώματα είναι ναυτία, έμετος
και ανορεξία, καθώς και πυρετός. Καθώς η νόσος εξελίσσεται,
εμφανίζεται έντονος κοιλιακός πόνος που μοιάζει με οξεία κοιλία, αιματέμεση
και αιματηρή διάρροια, ακολουθούμενη από σηψαιμία και θάνατο.
Τα συμπτώματα προκύπτουν από σοβαρή και εκτεταμένη νέκρωση της αρχικής εσχάρας,
μαζί με ακραίο οίδημα των εντέρων και του μεσεντερίου, και διόγκωση των τοπικών
μεσεντερικών λεμφαδένων.
Στον στοματοοισοφαγικό
άνθρακα, οι κλινικές εκδηλώσεις περιλαμβάνουν πονόλαιμο, δυσφαγία,
πυρετό, αυχενική λεμφαδενοπάθεια και οίδημα.
Εάν γίνει έγκαιρη διάγνωση, οι ασθενείς μπορούν να
θεραπευτούν, αλλά λόγω της μη ειδικής εικόνας η διάγνωση είναι δύσκολη, με
αποτέλεσμα υψηλό ποσοστό θνησιμότητας.
Εισπνεόμενος άνθρακας
(πρόδρομο, οξύ, τελικό στάδιο)
Μέχρι τα πρόσφατα περιστατικά των 11 κρουσμάτων εισπνεόμενου
άνθρακα μετά από σκόπιμη μόλυνση μέσω της αλληλογραφίας των ΗΠΑ, ο εισπνεόμενος
άνθρακας είχε πάντα συσχετιστεί με βιομηχανική έκθεση σε σπόρους σε
βιομηχανίες κλωστοϋφαντουργίας ή βυρσοδεψίας. Με βελτιωμένες
πρακτικές βιομηχανικής υγιεινής και ανοσοποίησης, ο αριθμός των κρουσμάτων έχει
μειωθεί δραματικά.
Το 1979, μετά από μια φαινομενική τυχαία απελευθέρωση σπορων
άνθρακα από στρατιωτική εγκατάσταση στο Σβερντλόφσκ της πρώην Σοβιετικής
Ένωσης, σημειώθηκε το μεγαλύτερο ξέσπασμα εισπνεόμενου άνθρακα στον 20ό αιώνα.
Προδρομη
φάση=γριππώδη συνδρομη → Οξεία Φάση → Τελικό Στάδιο
Η νόσος ξεκινά ύπουλα με συμπτώματα
«γρίπης» όπως ήπιος πυρετός, κόπωση, αδιαθεσία, μυαλγία και μη παραγωγικό
βήχα, συνήθως δύο έως πέντε ημέρες μετά την αρχική έκθεση.
Αυτή η ήπια αρχική πρόδρομη φάση, η οποία συνήθως διαρκεί
περίπου 48 ώρες, τελειώνει ξαφνικά με την ανάπτυξη μιας οξείας νόσου που
χαρακτηρίζεται από οξεία δύσπνοια, stridor, πυρετό και κυάνωση.
Κατά την εξέταση αυτή τη στιγμή, τα ευρήματα περιλαμβάνουν πυρετό,
ταχύπνοια, κυάνωση, ταχυκαρδία, υγρούς ρόγχους και ενδείξεις
πλευριτικής συλλογής.
Στο τελικό στάδιο, ο σφυγμός γίνεται εξαιρετικά
γρήγορος και εξασθενημένος, η δύσπνοια και η κυάνωση επιδεινώνονται, ο ασθενής
αποπροσανατολίζεται εξαιρετικά και αυτό ακολουθείται γρήγορα από κώμα
και θάνατο.
Η μηνιγγίτιδα εμφανίζεται σε περίπου 50% των ασθενών.
Μέχρι πρόσφατα, το ποσοστό θνησιμότητας εκτιμήθηκε σε > 95%. Ωστόσο, από τις
11 γνωστές περιπτώσεις μέχρι σήμερα στις ΗΠΑ, έξι από τους ασθενείς επέζησαν,
παρέχοντας ποσοστό θνησιμότητας 45%. Αυτό το χαμηλότερο ποσοστό μπορεί να
αντανακλά την επιτυχία της κατάλληλης αντιβιοτικής αγωγής, μαζί με την πλήρη
υποστήριξη εντατικής θεραπείας, συμπεριλαμβανομένης της παροχέτευσης των
πλευριτικών συλλογών.
Οι Jernigan et al έχουν αναφέρει τα πρώτα 10 κρούσματα
εισπνεόμενου άνθρακα στις ΗΠΑ που σχετίζονται με το πρόσφατο περιστατικό βιοτρομοκρατίας. Η επιδημιολογική
έρευνα έδειξε ότι το ξέσπασμα από τις 4 Οκτωβρίου έως τις 2 Νοεμβρίου 2001 στην
Περιφέρεια της Κολούμπια, τη Φλόριντα, το Νιου Τζέρσεϊ και τη Νέα Υόρκη
προέκυψε από την εκούσια παράδοση σπορων του βακτηρίου B anthracis μέσω
ταχυδρομικών επιστολών ή δεμάτων. Η μέση ηλικία των ασθενών ήταν 56 έτη (εύρος,
43–73), επτά ήταν άνδρες και, εκτός από έναν, όλοι ήταν γνωστό ή πιστεύεται ότι
είχαν επεξεργαστεί, χειριστεί ή λάβει επιστολές που περιείχαν σπόρια B
anthracis. Η διάμεση περίοδος επώασης από τη στιγμή της έκθεσης έως την
έναρξη των συμπτωμάτων, όταν ήταν γνωστά (n = 6), ήταν τέσσερις ημέρες
(εύρος, τέσσερις έως έξι).
Τα συμπτώματα κατά την αρχική εμφάνιση περιελάμβαναν πυρετό
ή ρίγη (n = 10), εφίδρωση (n = 7), κόπωση ή αδιαθεσία
(n = 10), ελάχιστο ή μη παραγωγικό βήχα (n = 9), δύσπνοια (n = 8)
και ναυτία (n = 9).
Ο διάμεσος αριθμός λευκών αιμοσφαιρίων ήταν 9,8 × 103/mm3
(εύρος, 7,5–13,3), συχνά με αυξημένα ουδετερόφιλα και ραβδοπύρηνα.
Εννέα ασθενείς είχαν αυξημένες συγκεντρώσεις
τρανσαμινασών στον ορό και έξι ήταν υποξικοί.
Και οι 10 ασθενείς είχαν μη φυσιολογικές ακτινογραφίες
θώρακος. Οι ανωμαλίες περιελάμβαναν διηθήσεις (n = 7), πλευριτική
συλλογή (n = 8) και διεύρυνση του μεσοθωρακίου (n = 7).
Πραγματοποιήθηκε αξονική τομογραφία θώρακος σε οκτώ ασθενείς και η αιμορραγική λεμφαδενοπάθεια
του μεσοθωρακίου ήταν παρούσα σε
επτά. Με τα σχήματα πολλαπλών φαρμάκων αντιβιοτικών και την υποστηρικτική
φροντίδα, η επιβίωση των ασθενών (60%) ήταν πολύ υψηλότερη από ό,τι είχε
αναφερθεί προηγουμένως.
Μηνιγγίτιδα
Η μηνιγγίτιδα από άνθρακα μπορεί να εμφανιστεί ως τελικό
στάδιο οποιασδήποτε μορφής άνθρακα. Τα κλινικά συμπτώματα της μηνιγγίτιδας,
μαζί με την εμφάνιση αίματος στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό, συνήθως ακολουθούνται
από απώλεια συνείδησης και θάνατο. Η πρόγνωση αυτής της μορφής άνθρακα είναι
εξαιρετικά κακή.
Επιπλοκές
Πολλαπλές κλινικά σχετικές
επιπλοκές μπορεί να εμφανιστούν σε σχέση με τον άνθρακα. Σήψη
αναπτύχθηκε σε περίπου το 70% των ασθενών με συστηματική νόσο.
Περίπου το ένα τέταρτο των
ενηλίκων που νοσηλεύτηκαν με συστηματικό δερματικό ή γαστρεντερικό άνθρακα και
το ένα τρίτο με αναπνευστικό άνθρακα ανέπτυξαν δευτεροπαθή μηνιγγίτιδα.
Ενδείξεις διαταραχής της πήξης
αναφέρθηκαν σε περίπου το ένα τρίτο των ενηλίκων με άνθρακα κατάποσης, εισπνοής
και ένεσης και σε εκείνους με πρωτοπαθή μηνιγγίτιδα. Περιστασιακά παρατηρήθηκαν
αρρυθμίες, συχνότερα σε ενήλικες με αναπνευστικό άνθρακα (7%).
Αναπνευστική ανεπάρκεια που
απαιτούσε αερισμό εμφανίστηκε συχνά σε ενήλικες με άνθρακα από ένεση (32%)
και άνθρακα εισπνοής (23%).
Σοβαρή νόσος συσχετίστηκε με
διαβήτη, παχυσαρκία, υπέρταση και χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια (p<0,01
για όλους) σε ασθενείς με δερματικό άνθρακα.
Όμοια με τους ενήλικες, οι
επιπλοκές του άνθρακα στα παιδιά ποικίλλουν
ανάλογα με την εντόπιση της
αρχικής λοίμωξης. Η σήψη αναπτύχθηκε στο 60%–84% των παιδιών με
εισπνεόμενο, γαστρεντερικό και συστηματικό δερματικό άνθρακα. Δευτεροπαθής
μηνιγγίτιδα παρατηρήθηκε στο 25% των παιδιών με συστηματική νόσο που
σχετίζεται με δερματικό άνθρακα, στο 40% με εισπνεόμενο άνθρακα και στο 30% με γαστρεντερικό
άνθρακα.
Διαταραχή της Πήξης
εμφανίστηκε σε περίπου 40% των περιπτώσεων εισπνεόμενου και γαστρεντερικού
άνθρακα.
Πολλοί ενήλικες ανέπτυξαν κλινικά
σχετικές συλλογές υγρών.
Αν και η πλευριτική συλλογή
ήταν συχνότερα μια επιπλοκή του αναπνευστικού άνθρακα (76%), εμφανίστηκε επίσης
στο 3%–10% των ασθενών με κατάποση, συστηματικό δερματικό και ενέσιμο άνθρακα
και πρωτοπαθή μηνιγγίτιδα από άνθρακα. Το 2006
και το 2011, η φασματογραφική
ανάλυση του πλευριτικού υγρού από ασθενείς
με εισπνεόμενο άνθρακα κατέδειξε την
παρουσία του θανατηφόρου παράγοντα άνθρακα, ενός από τα τρία πρωτεϊνικά
συστατικά της τοξίνης του άνθρακα. Και στους δύο ασθενείς, τα επίπεδα
θανατηφόρου παράγοντα στο πλευριτικό υγρό
υπερέβαιναν τα ταυτόχρονα
μετρούμενα επίπεδα στο πλάσμα και τον ορό.
Ασκίτης παρατηρήθηκε στο
52% των ενηλίκων με άνθρακα από κατάποση, στο 4% των ασθενών με άνθρακα από
εισπνοή και σε ένα άτομο με άνθρακα από ένεση, συστηματικό δερματικό άνθρακα, και
πρωτοπαθή μηνιγγίτιδα από άνθρακα. Ο ασκίτης πιστεύεται επίσης ότι χρησιμεύει ως δεξαμενή για τον θανατηφόρο
παράγοντα.
Περικαρδιακές συλλογές παρατηρήθηκαν
στο 21% των ασθενών με άνθρακα από εισπνοή.
Σημεία και συμπτώματα που
προβλέπουν θανατηφόρα έκβαση
Μια συστηματική ανασκόπηση
αναφερόμενων περιπτώσεων μεταξύ ενηλίκων
που νοσηλεύτηκαν για δερματικό
άνθρακα κατά την περίοδο 1950–2018 διαπίστωσε
ότι η παρουσίαση κλινικών
χαρακτηριστικών που σχετίζονται σημαντικά με
τη συνολική θνησιμότητα σε
μονοπαραμετρική ανάλυση περιελάμβανε
- ιδιοσυστατικά συμπτώματα (π.χ.
πυρετό, ρίγη και άγχος)
-συγκεκριμένα δερματολογικά
προβλήματα (π.χ. τραύμα δέρματος, θωρακικό οίδημα και κακόηθες
φλύκταινώδες οίδημα)
-διαστολική υπόταση
-ναυτία και έμετο, πονοκέφαλο
-νευρολογικά σημεία (π.χ. κρανιακά
νεύρα και άλλα εστιακά σημεία και επιληπτικές κρίσεις)
-διαταραχές πήξης του αίματος
Ειδικές Σκέψεις για τη Διάγνωση
Μηνιγγίτιδας από Άνθρακα
Η μηνιγγίτιδα από άνθρακα έχει
ποσοστό θνησιμότητας που πλησιάζει το 100% και αποτελεί συχνή επιπλοκή του άνθρακα.
Η μηνιγγίτιδα μπορεί να είναι είτε
πρωτοπαθής (δηλαδή, να μην έχει εμφανή οδό μετάδοσης) είτε δευτεροπαθής
(δηλαδή, να αναπτύσσεται ως επιπλοκή
οποιασδήποτε άλλης μορφής
άνθρακα). Ανάλογα με την οδό μετάδοσης, το 14%–37% των ασθενών με άνθρακα μέσω
ένεσης, κατάποσης, συστηματικού δερματικού ή εισπνεόμενου τύπου αναπτύσσουν
μηνιγγίτιδα. Έτσι, όλοι οι ασθενείς με συμπτώματα ή σημάδια συστηματικής
νόσου θα πρέπει να αξιολογούνται για μηνιγγίτιδα. Σε ένα μαζικό περιστατικό
μαζικής απώλειας λόγω απελευθέρωσης αερολύματος από σπόρους B. anthracis σε
ευρεία περιοχή, τα συμβατικά πρότυπα φροντίδας για τη διάγνωση της μηνιγγίτιδας
(δηλαδή, απεικόνιση και οσφυονωτιαία παρακέντηση ακολουθούμενη από ανάλυση του
ΕΝΥ) μπορεί να είναι περιορισμένα ή μη διαθέσιμα. Για τέτοιες περιπτώσεις, έχει
αναπτυχθεί ένα εργαλείο διαλογής για τον εντοπισμό ασθενών που είναι πιθανό να
έχουν μηνιγγίτιδα από άνθρακα. Με βάση αυτό το εργαλείο διαλογής, οι ασθενείς είναι πιθανό να
έχουν μηνιγγίτιδα εάν έχουν είτε:
• ≥2 από τα ακόλουθα σημεία ή
συμπτώματα: σοβαρός πονοκέφαλος, διαταραγμένη νοητική κατάσταση, μηνιγγικά
σημεία ή άλλα νευρολογικά ελλείμματα (σπασμοί, έλλειμα κρανιακών νεύρων,
αδυναμία άκρου, οίδημα οπτικών θηλών), ή
• ≥1 από τα ακόλουθα σημεία ή
συμπτώματα: σοβαρός πονοκέφαλος, διαταραγμένη νοητική κατάσταση, μηνιγγικά σημεία ή άλλα
νευρολογικά ελλείμματα και ≥1 από τα ακόλουθα σημεία ή συμπτώματα: ναυτία/ έμετο,
κοιλιακό άλγος ή πυρετό (είτε υποκειμενικό είτε μετρημένο) ή ρίγη.
Οι ασθενείς είναι απίθανο να
έχουν μηνιγγίτιδα εάν δεν έχουν σοβαρό πονοκέφαλο, διαταραγμένη νοητική
κατάσταση, μηνιγγικά σημεία και άλλα νευρολογικά ελλείμματα.
Ομάδες υψηλού κινδύνου για
μηνιγγίτιδα
Ασθενείς που έχουν
-βακτηριαιμία
-άτομα με παχυσαρκία
-διαβήτη
-υπέρταση
-χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια
-νυν και πρώην καπνιστές
φαίνεται να διατρέχουν
αυξημένο κίνδυνο για μηνιγγίτιδα.
Συμπληρωματική Θεραπεία
Οι συνδυασμένες επιδράσεις της
λοίμωξης και της μεσοκρανιακής αιμορραγίας
προδιαθέτουν τους ασθενείς σε κακόηθες,
ταχέως θανατηφόρο οίδημα εγκεφάλου
και αυξημένη ενδοκρανιακή πίεση.
Η μαννιτόλη ή ο υπέρτονος
φυσιολογικός ορός θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη για ασθενείς με
μηνιγγίτιδα από άνθρακα και ένδειξη εγκεφαλικού οιδήματος. Τα δεδομένα δεν
κατέδειξαν όφελος επιβίωσης σε όσους έλαβαν στεροειδή σε σύγκριση με εκείνους
που δεν έλαβαν. Ωστόσο, τα στεροειδή δεν φάνηκαν να προκαλούν βλάβη και θα
πρέπει να χρησιμοποιούνται εάν ενδείκνυται κλινικά.
Επιπλέον, έχει αναφερθεί ότι
θεραπείες που στοχεύουν στην ενδοκρανιακή αιμορραγία και το οίδημα (π.χ., νιμοδιπίνη)
βελτιώνουν τα αποτελέσματα στην ανευρυσματική υποαραχνοειδή αιμορραγία και την
ενδοεγκεφαλική αιμορραγία και θα μπορούσαν να εφαρμοστούν στη θεραπεία της αιμορραγικής
μηνιγγίτιδας από άνθρακα. Ωστόσο, προς το παρόν δεν υπάρχουν διαθέσιμα δεδομένα
από μελέτες σε ζώα ή σε ανθρώπους με άνθρακα που να υποστηρίζουν το θεωρητικό
όφελος αυτών των θεραπειών
Ενδοεγκεφαλική Αιμορραγία με
Μηνιγγίτιδα από Άνθρακα
Μικροβιαιμία→
Μηνιγγίτιδα→Μεταλλοπρωτεάση→Καταστροφή ΑΕΦ→Εγκεφαλική Αιμορραγία→Οίδημα
Εγκεφάλου
Η μηνιγγίτιδα από Άνθρακα συχνά
συνοδεύεται από καταστροφή του αιματοεγκεφαλικού φραγμού και ενδοκρανιακή
αιμορραγία και οίδημα. Η υποαραχνοειδής
αιμορραγία είναι μια συχνή
επιπλοκή. Η μηνιγγική διασπορά και μια μεταλλοπρωτεάση
του B. anthracis που στοχεύει τις
στενές συνδέσεις του αιματοεγκεφαλικού φραγμού συμβάλλουν στην καταστροφή του
φραγμού και στην εγκεφαλική αιμορραγία. Τόσο τα πειραματικά μοντέλα σε ζώα όσο
και οι αναφορές περιστατικών υποδηλώνουν ότι η ενδοκρανιακή αιμορραγία είναι
συχνή όταν η λοίμωξη από B. anthracis εμπλέκει τον εγκέφαλο. Η λοίμωξη
σε συνδυασμό με τη νευροτοξικότητα του ενδοκρανιακού αίματος πιθανώς οδηγεί σε
γρήγορο οίδημα του εγκεφάλου και στα άσχημα αποτελέσματα που
παρατηρούνται σε αυτούς τους ασθενείς.
Πρόσφατα έχει σημειωθεί πρόοδος
στη θεραπεία της ανευρυσματικής
υποαραχνοειδούς και αυθόρμητης
ενδοεγκεφαλικής αιμορραγίας.
Η νιμοδιπίνη (όχι με
: ριφαμπικίνη, φαινοβαρβιτάλη, φαινϋτοίνη, καρβαμαζεπίνη, όχι σε :
Ασταθής στηθάγχη, έμφραγμα του μυοκαρδίου, Υπερευαισθησία στη νιμοδιπίνη
Παιδιά<18 ετών) είναι το μόνο φάρμακο που έχει εγκριθεί από τον FDA για
ανευρυσματική υποαραχνοειδή αιμορραγία και μειώνει τη συχνότητα εμφάνισης κακής
νευρολογικής έκβασης κατά 40%. Μελέτες in vivo έχουν επίσης υποδείξει ότι η
νιμοδιπίνη μπορεί να είναι ευεργετική στη θεραπεία της πνευμονιοκοκκικής
μηνιγγίτιδας. Παρόλο που αυτές οι αρχές της νευροεντατικής θεραπείας και των
θεραπευτικών σχημάτων χρησιμοποιούνται συστηματικά σε ασθενείς με αιμορραγίες, φαίνεται
ότι σπάνια έχουν εφαρμοστεί σε ασθενείς με μηνιγγίτιδα από άνθρακα.
Οι ασθενείς με μηνιγγίτιδα από
άνθρακα μπορεί να ωφεληθούν από την τυπική θεραπεία για ενδοεγκεφαλική
αιμορραγία. Ορισμένα αντιμικροβιακά φάρμακα που έχουν αποδειχθεί ότι έχουν νευροπροστατευτικές
επιδράσεις σε άλλες ασθένειες ή μοντέλα μπορεί να είναι χρήσιμα για τη
μηνιγγίτιδα από άνθρακα. Για παράδειγμα, η μινοκυκλίνη είναι μια εξαιρετικά
λιπόφιλη τετρακυκλίνη δεύτερης γενιάς που διαπερνά εύκολα τον αιματοεγκεφαλικό
φραγμό και έχει παρατηρηθεί in vivo ότι έχει νευροπροστατευτικές επιδράσεις
έναντι της υποαραχνοειδούς αιμορραγίας, της ενδοεγκεφαλικής αιμορραγίας και της
διαταραχής του αιματοεγκεφαλικού φραγμού. Θεωρητικά, η μινοκυκλίνη μπορεί να
είναι ευεργετική για τη θεραπεία της μηνιγγίτιδας από άνθρακα λόγω των αντιφλεγμονωδών,
αντιαποπτωτικών και αντιοξειδωτικών της δράσεων.
Άλλα αντιμικροβιακά φάρμακα με in
vivo νευροπροστατευτικές επιδράσεις για ορισμένες μηνιγγίτιδες περιλαμβάνουν
τις β-λακτάμες, τη κλινδαμυκίνη
και τη δαπτομυκίνη.
Εγκεφαλικό Οίδημα σε
Μηνιγγίτιδα από άνθρακα
Σε ενήλικες ασθενείς με
συστηματικό άνθρακα, οι πιθανότητες επιβίωσης για τις ομάδες που έλαβαν στεροειδή
και χωρίς στεροειδή δεν διέφεραν στατιστικά μετά προσαρμογή για την ηλικία και τη
σοβαρότητα. Για τους ενήλικες με μηνιγγίτιδα, η επιβίωση δεν ήταν διαφορετική σε
εκείνους που έλαβαν στεροειδή (δύο στους έξι) σε σύγκριση με εκείνους που
δεν έλαβαν (τρεις στους 39· OR = 6,00· 95% CI = 0,76). Ωστόσο, οι
ασθενείς που έλαβαν μαννιτόλη είχαν υψηλότερες πιθανότητες επιβίωσης από
εκείνους που δεν έλαβαν μαννιτόλη (OR = 24,00; 95% CI = 1,66). Για παράδειγμα,
δύο από τους σπάνιους επιζώντες μηνιγγίτιδας από άνθρακα έλαβαν μαννιτόλη ή
μαννιτόλη με υπερωσμωτική θεραπεία.
Επιπλέον, μελέτες βακτηριακής
μηνιγγίτιδας σε ζωικά μοντέλα διαπίστωσαν ότι ο υπέρτονος φυσιολογικός ορός
3% μειώνει την ενδοκρανιακή πίεση, βελτιώνει την εγκεφαλική πίεση
αιμάτωσης, αναστέλλει την έκφραση της ακουαπορίνης-4, μειώνει το εγκεφαλικό οίδημα και
μετριάζει τη νευρωνική βλάβη. Αυτό υποδηλώνει ότι ο υπέρτονος
φυσιολογικός ορός μπορεί να είναι ευεργετικός για τη θεραπεία του συμπτωματικού
εγκεφαλικού οιδήματος.
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ
Η πιθανή διάγνωση σε ένα μικροβιολογικό εργαστήριο νοσοκομείου
βασίζεται σε άμεση χρώση Gram επίχρισματος της δερματικής βλάβης
(κυστίδιο ή εσχάρα), αίμα ή εγκεφαλονωτιαίο υγρό, που καταδεικνύει
ενθυλακωμένους, μεγάλους Gram θετικούς βάκιλους (σε σχήμα κιβωτίου-αυτοκινήτου)
σε βραχείες αλυσίδες.
Μετά από επώαση για 18-24 ώρες, εμφανίζεται ανάπτυξη
σε άγαρ αίματος και παρουσιάζει τη χαρακτηριστική μορφολογία γκρίζων/λευκών,
επίπεδων αποικιών, διαμέτρου 2-5 mm, με ακανόνιστες άκρες. Οι καλλιέργειες
αίματος είναι συνήθως θετικές εντός έξι έως 24 ωρών.
Η χρώση Gram αίματος με λευκή στιβάδα είναι συχνά θετική σε προχωρημένη
νόσο. Οποιεσδήποτε πιθανές αποικίες του B anthracis πρέπει να παραπέμπονται
στο κατάλληλο εργαστήριο αναφοράς για επιβεβαίωση.
Οι καλλιέργειες ρινικού επιχρίσματος μπορούν να
χρησιμοποιηθούν για επιδημιολογικούς σκοπούς, αλλά δεν έχουν κανένα ρόλο στην
ακριβή πρόβλεψη του κινδύνου επακόλουθης κλινικής νόσου.
Οι ορολογικές εξετάσεις χρησιμοποιούνται μόνο αναδρομικά και
απαιτούν ορούς οξείας φάσης και ανάρρωσης για σύγκριση.
Σε περιπτώσεις δερματικού άνθρακα, αντισώματα κατά του
προστατευτικού αντιγόνου ή κατά της κάψουλας αναπτύσσονται στο
68–92% των ασθενών. Σε μία μελέτη 12 ασθενών με επιβεβαιωμένο δερματικό
άνθρακα, 11 είχαν θετικό τίτλο (≥ 1/128) κατά του προστατευτικού αντιγόνου με
ηλεκτροφορητική ανοσομεταφορά και 11 ήταν θετικοί (σημείο αποκοπής, 1/32) για
αντισώματα κατά της κάψουλας, όπως μετρήθηκαν με ενζυμική ανοσοπροσροφητική
δοκιμασία. Ελήφθησαν δείγματα έξι εβδομάδες μετά την ανάπτυξη της νόσου.
Μέθοδοι που βασίζονται σε αντιγόνο
Η ανίχνευση αντιγόνου με ανοσοδοκιμασία είναι μια
εναλλακτική προσέγγιση στη διάγνωση του B. anthracis.
Τα συνήθη αντιγόνα που χρησιμοποιούνται για αυτές τις
μεθόδους είναι η γλυκοπρωτεΐνη BclA του εξωσπορίου, το εξωκυτταρικό αντιγόνο
EA1 της στιβάδας S, το προστατευτικό αντιγόνο της τοξίνης του άνθρακα και η
κάψουλα πολυ-D-γλουταμίνης.
Η επιλογή του αντιγόνου-στόχου εξαρτάται από τον τύπο του
δείγματος που εξετάζεται, καθώς διαφορετικά αντιγόνα εκφράζονται στα βλαστικά
κύτταρα και τα σπόρια.
Οι συνήθεις ανοσοδοκιμασίες που χρησιμοποιούνται για την
ταυτοποίηση του B. anthracis είναι οι δοκιμασίες κυτταρομετρίας ροής και
οι δοκιμασίες φωταυγιας αδενυλικής κυκλάσης.
Μοριακές μέθοδοι
Μοριακές μέθοδοι όπως η PCR που περιλαμβάνουν τη
μέθοδο ενίσχυσης DNA διευκολύνουν την ανίχνευση του B. anthracis χωρίς την
καλλιέργεια του βακτηρίου, γεγονός που τις καθιστά ασφαλέστερες από τις
συμβατικές μεθόδους.
Οι συνήθως χρησιμοποιούμενοι γενετικοί δείκτες για την
ταυτοποίηση του B. anthracis υπάρχουν στα πλασμίδια λοιμογόνου δράσης, pXO1 και
pXO2.
Τα γονίδια που χρησιμοποιούνται περιέχουν το κωδικοποιητικό
συστατικό των τοξινών του άνθρακα και την κάψουλα. Η ανίχνευση αυτών των
γονιδίων παρέχει επίσης πληροφορίες σχετικά με τη λοιμογόνο δράση των
βακτηρίων.
Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες προκλήσεις με τη χρήση αυτών των
γονιδίων, καθώς τα πλασμίδια μπορούν να χαθούν ή να μεταφερθούν σε άλλα είδη
Bacillus.
Μέτρηση της Θανατηφόρου Τοξίνης στο αίμα
Γιατί είναι σημαντική η μέτρηση
Η ανίχνευση της τοξίνης (LF/PA) στο αίμα έχει διπλή αξία:
- Διαγνωστική:
επιβεβαίωση λοίμωξης ανεξάρτητα από καλλιέργεια (χρήσιμο όταν έχει ήδη
χορηγηθεί αντιβίωση)
- Θεραπευτική
παρακολούθηση: αξιολόγηση ανταπόκρισης σε αντιτοξίνες (raxibacumab,
obiltoxaximab)
Μέθοδοι ανίχνευσης
1. Mass Spectrometry — Η μέθοδος αναφοράς (gold
standard)
Έχει αναπτυχθεί μέθοδος ανίχνευσης λειτουργικού LF στον ορό
βασισμένη σε ανοσοσύλληψη με μονοκλωνικά αντισώματα anti-LF σε μαγνητικές
χάντρες, ακολουθούμενη από έκθεση σε πεπτιδικό υπόστρωμα βασισμένο στο MAPKK —
το οποίο ο LF υδρολύει σε δύο μικρότερα πεπτίδια — και τελικά ανάλυση των
προϊόντων διάσπασης με φασματομετρία μάζας MALDI-TOF και ποσοτικοποίηση με
isotope dilution.
Η αρχή λοιπόν είναι έξυπνη: αντί να μετράμε απευθείας το LF
(πρωτεΐνη), μετράμε τη λειτουργία του (ενζυμική κατάλυση MAPKK → προϊόντα):
Δείγμα ορού
↓
Ανοσοσύλληψη LF με μαγνητικές χάντρες
↓
Προσθήκη MAPKK πεπτιδικού υποστρώματος
↓
Ο LF "κόβει" το πεπτίδιο (ενζυμική δράση)
↓
MALDI-TOF MS ανίχνευση των θραυσμάτων
↓
Ποσοτικοποίηση με isotope dilution
Ευαισθησία: Η μέθοδος μπορεί να ολοκληρωθεί σε λιγότερο από
4 ώρες με ανίχνευση επιπέδων LF τόσο χαμηλών όσο 0.05 ng/mL.
Νεότερες βελτιώσεις: Βελτιωμένη έκδοση της ίδιας μεθόδου
(ID-MALDI-TOF MS) πετυχαίνει όρια ανίχνευσης έως 0.005 pg/mL — 10.000 φορές πιο
ευαίσθητη από την αρχική.
2. LC-MS/MS
για
Protective Antigen (PA) — Νεότερη προσέγγιση
Αναπτύχθηκε μέθοδος υψηλής εκλεκτικότητας και ευαισθησίας
για ανίχνευση και ακριβή ποσοτικοποίηση ολικού PA (PA83 + PA63) και PA83
ξεχωριστά, που συνδυάζει ανοσοσύλληψη πρωτεΐνης, τρυπτική πέψη και isotope
dilution υγρή χρωματογραφία-φασματομετρία μάζας (LC-MS/MS)
Γιατί μετράμε και το PA ξεχωριστά:
- Το
PA εμφανίζεται στο αίμα νωρίτερα από το LF (αφού εκκρίνεται άμεσα από τα
βακτήρια και κυκλοφορεί πριν σχηματιστεί αρκετό σύμπλοκο LeTx)
- Η
διάκριση PA83/PA63 δίνει πληροφορία για το στάδιο της λοίμωξης (η
πρωτεολυτική μετατροπή PA83→PA63 αντικατοπτρίζει την πρόοδο)
3. ELISA — Συμπληρωματικός ρόλος
Το ELISA μπορεί να ανιχνεύσει αντισώματα στον ορό, αλλά
απαιτείται 4πλάσια μεταβολή τίτλου αντισωμάτων από την οξεία στην αναρρωτική
φάση για επιβεβαίωση — άρα δεν χρησιμεύει για οξεία διάγνωση. Merck Manual
Το ELISA χρησιμοποιείται ωστόσο:
- Ως
sandwich ELISA για ανίχνευση PA και LF άμεσα (ποιοτική ή ημιποσοτική)
- Για
επιδημιολογική επιβεβαίωση αναρρωσάντων
4. Αυτοματοποιημένα συστήματα — Νεότερη τάση
Έχουν αναπτυχθεί πλήρως αυτοματοποιημένα, υψηλής απόδοσης
συστήματα ανίχνευσης LF σε ολικό αίμα, χρησιμοποιώντας μονοκλωνικά αντισώματα
anti-LF συζευγμένα με φθορίζοντα και μαγνητικά σωματίδια — κατάλληλα για surge
testing σε σενάριο μαζικής έκθεσης. uspto
Κλινική κινητική — Πότε ανιχνεύεται η τοξίνη
Σε πρωτεύοντα θηλαστικά, τα επίπεδα LF μετρούνται από 0.015
έως 1.39 ng/mL από 18-24 ώρες μετά από υψηλή δόση έκθεσης σε σπόρους— και
ανεβαίνουν σημαντικά μέχρι τις 48 ώρες, που αντιστοιχεί περίπου στον μέσο χρόνο
εμφάνισης συμπτωμάτων.
Συγκριτική αξιολόγηση μεθόδων
|
Μέθοδος
|
Ευαισθησία
|
Χρόνος
|
Πλεονέκτημα
|
Μειονέκτημα
|
|
ID-MALDI-TOF MS
|
0.005 pg/mL
|
~4 ώρες
|
Gold standard, λειτουργική μέτρηση LF
|
Εξοπλισμός/εξειδίκευση
|
|
LC-MS/MS (PA)
|
Υψηλή
|
~4-6 ώρες
|
Μετρά και PA83/PA63 ξεχωριστά
|
Πολύπλοκη προεπεξεργασία
|
|
Sandwich ELISA
|
Μέτρια
|
~3-5 ώρες
|
Διαθέσιμο σε εργαστήρια
|
Ημιποσοτικό, λιγότερο ειδικό
|
|
Αυτοματοποιημένα
|
Μέτρια-υψηλή
|
<2 ώρες
|
Μαζικός έλεγχος, rapid
|
Υπό ανάπτυξη/επικύρωση
|
Συνολική Διαγνωστική Προσέγγιση
Η αξιολόγηση LF τοξίνης είναι εξαιρετικά ειδική και αποτελεί
ταχεία διαγνωστική μέθοδο - σε αντίθεση με την καλλιέργεια
- Απαιτεί
χρόνο ανάπτυξης
- Γίνεται
αρνητική μετά την έναρξη αντιβιοτικής αγωγής
- Χρειάζεται
εξειδικευμένο BSL-3 εργαστήριο
Η μέτρηση τοξίνης λοιπόν είναι χρήσιμη ακόμη και μετά την
έναρξη θεραπείας — γιατί η τοξίνη παραμένει ανιχνεύσιμη ανεξάρτητα από το αν τα
βακτήρια έχουν ήδη εξοντωθεί, κάτι που έχει άμεση θεραπευτική σημασία για την
απόφαση χορήγησης αντιτοξίνης.
ΘΕΡΑΠΕΙΑ ΓΕΝΙΚΑ
Παιδιά ηλικίας ≥1 μηνός έως <18 ετών
Οι οδηγίες για την προληπτική θεραπεία (PEP) και τη θεραπεία
για παιδιά ηλικίας ≥1 μηνός έως <18 ετών βασίστηκαν σε εκείνες για μη
εγκύους ενήλικες ηλικίας ≥18 ετών. Έτσι, οι συστάσεις για παιδιά είναι
παρόμοιες με εκείνες για μη εγκύους ενήλικες. Αυτή η αρχή ισχύει επίσης για την
εμπειρική PEP, την εμπειρική θεραπεία του δερματικού άνθρακα χωρίς σημεία και
συμπτώματα μηνιγγίτιδας και την εμπειρική θεραπεία του συστηματικού άνθρακα με
ή χωρίς μηνιγγίτιδα. Οι παιδιατρικές συστάσεις διαφέρουν από τις συστάσεις για
ενήλικες λόγω της πιθανότητας ανεπιθύμητων ενεργειών που σχετίζονται με τα συνιστώμενα
αντιμικροβιακά φάρμακα.
PEP και Θεραπευτικά Σχήματα για τον Δερματικό Άνθρακα
Χωρίς Σημεία και Συμπτώματα Μηνιγγίτιδας
Για παιδιά ηλικίας ≥1 μηνός έως <18 ετών, τα εμπειρικά
σχήματα PEP και η εμπειρική θεραπεία του
δερματικού άνθρακα περιλαμβάνουν είτε ένα μόνο αντιμικροβιακό φάρμακο είτε μία μόνο
αντιτοξίνη. Αυτά τα σχήματα συνοψίζονται ως εξής:
Αντιμικροβιακό φάρμακο:
Επιλέξτε ένα μόνο
αντιμικροβιακό φάρμακο.
° Συνεχίστε ή αλλάξτε αντιμικροβιακό φάρμακο με βάση τον
έλεγχο ευαισθησίας μόλις είναι διαθέσιμος.
° Επιλέξτε ένα αντιμικροβιακό φάρμακο "μόνο PCN-S"
μόνο αφού το στέλεχος έχει προσδιοριστεί ως ευαίσθητο στην πενικιλίνη.
º Εάν το στέλεχος βρεθεί ευαίσθητο στην πενικιλίνη,
προτιμάται ένα αντιμικροβιακό φάρμακο κατηγορίας πενικιλίνης για θεραπεία
πρώτης γραμμής.
º Για τα ανθεκτικά στην πενικιλίνη στελέχη άνθρακα, τα οφέλη
της θεραπείας με φθοροκινολόνες και τετρακυκλίνες για τον παιδιατρικό άνθρακα
υπερβαίνουν κατά πολύ τις πιθανές τοξικότητες.
Αντιτοξίνη: Επιλέξτε μια μόνο αντιτοξίνη εάν δεν
υπάρχουν διαθέσιμα αντιμικροβιακά φάρμακα.
Για όλα τα παιδιά ηλικίας <18 ετών που έχουν έκθεση σε αεροζόλ
(π.χ., ένα περιστατικό που σχετίζεται με βιοτρομοκρατία ή ένα
περιστατικό που σχετίζεται με τύμπανο
από δέρμα ζώου), το PEPAbx θα πρέπει να συνεχιστεί για 60 ημέρες από την
έκθεση, ανεξάρτητα από το εάν χορηγηθεί το εμβόλιο ή όχι.
Για εκθέσεις χωρίς αεροζόλ (δηλαδή, δερματικές ή μέσω κατάποσης), το PEPAbx
θα πρέπει να συνεχίζεται για 7 ημέρες και δεν απαιτείται εμβόλιο.
Για όλα τα παιδιά ηλικίας <18 ετών με δερματικό
άνθρακα χωρίς σημεία και συμπτώματα μηνιγγίτιδας, το θεραπευτικό σχήμα θα
πρέπει να συνεχίζεται για 7-10 ημέρες ή μέχρι να πληρούνται τα κλινικά κριτήρια
σταθερότητας.
Εάν μπορεί να έχει συμβεί έκθεση σε αεροζόλ, οι
ασθενείς θα πρέπει να μεταβούν από μια θεραπεία σε ένα σχήμα PEP. Το
συνδυασμένο σχήμα θα πρέπει να έχει συνολική διάρκεια 60 ημερών από την έκθεση.
Εάν δεν έχει συμβεί συμβάν αερολύματος, οι ασθενείς
με δερματικό άνθρακα δεν χρειάζεται να συνεχίσουν το PEPAbx.
Σχέδια Θεραπείας για Συστηματικό Άνθρακα με ή χωρίς
Μηνιγγίτιδα
Τα εμπειρικά θεραπευτικά σχήματα για παιδιά ηλικίας >1
μηνός έως <18 ετών με συστηματικό άνθρακα με ή χωρίς μηνιγγίτιδα συνοψίζονται ως εξής:
Αντιμικροβιακά φάρμακα: Επιλέξτε δύο βακτηριοκτόνα
φάρμακα από διαφορετικές κατηγορίες αντιμικροβιακών φαρμάκων συν έναν PSI
ή έναν RNAI.
º Τα αντιμικροβιακά φάρμακα παρατίθενται κατά φθίνουσα σειρά
προτίμησης. Τα φάρμακα που αναφέρονται και συνοδεύονται από «ή» θεωρούνται
ισοδύναμα.
º Συνεχίστε ή αλλάξτε αντιμικροβιακά φάρμακα με βάση τον
έλεγχο ευαισθησίας μόλις είναι διαθέσιμος.
º Επιλέξτε ένα αντιμικροβιακό φάρμακο «μόνο PCN-S» μόνο αφού
το στέλεχος έχει προσδιοριστεί ως ευαίσθητο στην πενικιλίνη.
Αντιτοξίνη: Επιλέξτε μία μόνο αντιτοξίνη ως
συμπληρωματική θεραπεία.
Εάν ένας κατάλληλος συνδυασμός βακτηριοκτόνου φαρμάκου συν
ένα PSI ή ένα RNAI αντενδείκνυται, δεν είναι καλά ανεκτός ή δεν είναι
διαθέσιμος για τη θεραπεία του μη δερματικού συστηματικού άνθρακα,
εξετάστε τα ακόλουθα σχήματα κατά φθίνουσα σειρά προτίμησης:
-Ένα βακτηριοκτόνο φάρμακο συν ένα PSI (ξεκινήστε με αυτό το
σχήμα εάν δεν υπάρχει υποψία μηνιγγίτιδας)
-Ένα βακτηριοκτόνο φάρμακο συν ένα δεύτερο βακτηριοκτόνο
παράγοντα από διαφορετική κατηγορία αντιμικροβιακών φαρμάκων
-Ένα βακτηριοκτόνο φάρμακο συν ένα RNAI
-Ένα PSI συν ένα RNAI
-Δύο PSI από διαφορετικές κατηγορίες αντιμικροβιακών
φαρμάκων
-Ένα μόνο βακτηριοκτόνο φάρμακο
-Ένα μόνο PSI
Από άποψη φαρμακοκινητικής/φαρμακοδυναμικής, η μινοκυκλίνη
και η δοξυκυκλίνη είναι τα προτιμώμενα PSI επειδή παρέχουν πιο ισχυρή έκθεση
στο φάρμακο στο πλάσμα και το ΕΝΥ σε σύγκριση με τις μακρολίδες ή την
κλινδαμυκίνη. Δεν πρέπει να χρησιμοποιείται ως μονοθεραπεία ένα μόνο RNAI
(δηλαδή, ριφαμπικίνη) λόγω της πιθανότητας ταχείας ανάπτυξης αντοχής. Όταν δεν
υπάρχει υποψία μηνιγγίτιδας, ορισμένα από του στόματος χορηγούμενα σκευάσματα
περιλαμβάνονται ως εναλλακτικές λύσεις σε περίπτωση που δεν υπάρχουν διαθέσιμα
ενδοφλέβια σκευάσματα.
Η διάρκεια της αντιμικροβιακής φαρμακευτικής αγωγής θα
πρέπει να είναι 2 εβδομάδες ή περισσότερο. Ωστόσο, η διάρκεια μπορεί να μειωθεί
και η ενδοφλέβια χορήγηση να μεταβεί σε από του στόματος φαρμακευτική αγωγή με
βάση τη βελτίωση του ασθενούς και την κλινική κρίση.
Οι ασθενείς με φυσικά αποκτώμενο μη εισπνεόμενο άνθρακα
δεν χρειάζονται συνέχιση της αντιμικροβιακής φαρμακευτικής αγωγής για την PEP.
Εάν μπορεί να έχει συμβεί έκθεση σε αερολύματα
(δηλαδή, ένα περιστατικό που σχετίζεται με βιοτρομοκρατία ή ένα συμβάν που
σχετίζεται με το τύμπανο από δέρμα ζώου), οι ασθενείς που είναι
ανοσοεπαρκείς δεν χρειάζονται περαιτέρω αντιμικροβιακή φαρμακευτική αγωγή
επειδή θα έχουν αναπτύξει φυσική ανοσία.
Οι ασθενείς που είναι ανοσοκατεσταλμένοι θα πρέπει να
μεταβούν σε ένα από του στόματος σχήμα PEP.
Η συνολική διάρκεια της αντιμικροβιακής φαρμακευτικής αγωγής
(δηλαδή, θεραπεία συν PEP) θα πρέπει να είναι 60 ημέρες από την έναρξη της
νόσου.
ΑΝΤΙΒΙΟΤΙΚΗ ΘΕΡΑΠΕΙΑ
Η πενικιλίνη θεωρείται εδώ και καιρό το φάρμακο
εκλογής και σπάνια έχει βρεθεί αντοχή στην πενικιλίνη σε φυσικά στελέχη.
In vitro, ο B anthracis είναι ευαίσθητος
-στα β-λακταμικά- πενικιλίνες (βακτηριοκτόνο, β-λακτάμες),
αμοξυκυκλίνη
-στα β-λακταμικά/αναστολείς λακταμάσης- Amoxicillin/clavulanate
-στα β-λακταμικά-καρβαπενέμες- (βακτηριοκτόνο ΑΒ, Gram (+), Gram
(-) & αναερόβια), μεροπενέμη, ιμιπενέμη,
ιμιπενέμη/σιλαστατίνη
-στα λινκοσαμίδια (βακτηριοστατικό ΑΒ, Gram (+) κόκκοι,
αναερόβια G (+) & G (-))-κλινδαμυκίνη
-στις φθοροκινολόνες (βακτηριοκτόνα ΑΒ , Gram (+), Gram
(-))-σιπροφλοξασίνη, λεβοφλοξασίνη, μοξιφλοξασίνη, οφλοξασίνη
-στην τετρακυκλίνη (βακτηριοστατικά ΑΒ, Gram(+) και
Gram(-) μικροοργανισμών, καθώς και έναντι μυκοπλασμάτων, χλαμυδίων και
ρικετσίων)-δοξυκυκλίνη, μινοκυκλίνη, ομαδακυκλίνη
-στις οξαζολιδινόνες (βακτηριοστατικά ΑΒ, κυρίως
έναντι ανθεκτικών Gram-θετικών παθογόνων (όπως MRSA, VRE), λινεζολίδη και η
τεδιζολίδη )
-στις αμφενικόλες- χλωραμφενικόλη (βακτηριοστατικό ΑΒ,
βακτηριοκτόνο ΑΒ σε υψηλές δόσεις), έναντι Gram-θετικών και Gram-αρνητικών
βακτηρίων, καθώς και ρικετσιών
-τις αμινογλυκοσίδες (βακτηριοκτόνα ΑΒ, (π.χ. γενταμυκίνη,
στρεπτομυκίνη))
-τα μακρολίδια (βακτηριοστατικά ΑΒ, βακτηριοκτόνα ΑΒ σε
υψηλές δόσεις), κλαριθρομυκίνη
-την ιμιπενέμη (βακτηριοκτόνα ΑΒ, καρβαπενεμες, έναντι Gram
(+) και Gram(-))
-την μεροπενέμη (βακτηριοκτόνα ΑΒ, καρβαπενεμες, έναντι Gram
(+) και Gram(-))
-στις ριφαμυκινες - ριφαμπικίνη (βακτηριοκτόνο ΑΒ, έναντι των μυκοβακτηριδίων
της φυματίωσης (Mycobacterium tuberculosis) και πολλών Gram-θετικών βακτηρίων)
-στα γλυκοπεπτίδια - βανκομυκίνη. (βακτηριοκτόνο ΑΒ,
γλυκοπεπτίδιο, Gram (+))
-στα λιπογλυκοπεπτίδια- νταλμπαβανσίνη (Dalbavancin, βακτηριοκτόνο
ΑΒ, Gram (+), ανθεκτικά στελέχη όπως ο
MRSA)
Ο οργανισμός είναι ανθεκτικός στις κεφαλοσπορίνες,
την τριμεθοπρίμη και τα σουλφοναμίδια.
|
ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΑΒ
|
ΕΥΡΟΣ ΔΡΑΣΗΣ
|
ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΑΒ
|
ΕΥΡΟΣ ΔΡΑΣΗΣ
|
|
ΒΑΚΤΗΡΙΟΚΤΟΝΑ
|
ΒΑΚΤΗΡΟΣΤΑΤΙΚΑ
|
|
β-λακταμικά
|
G(+), G(-), σύφιλη
|
Λινκοσαμίδες
(PSI-50S)
|
Gram (+)
κόκκοι, αναερόβια
|
|
β-λακταμικά/αναστολείς
λακταμάσης
|
G(+), G(-),
G(-) εντερο
-βακτηριοειδή,
αναερόβια
Στόματος
&
εντέρου
|
Τετρακυκλίνες (PSI-30S)
|
Gram(+) και
Gram(-)
,άτυπα
|
|
καρβαπενέμες
|
G(+), G(-), αναερόβια
|
οξαζολιδινόνες (PSI-50S)
|
ανθεκτικά
Gram (+) : MRSA, VRE
|
|
φθοριοκινολόνες
|
G(+),G(-)
|
αμφενικόλες (PSI-50S)
|
Gram (+) &
Gram (-) και αναερόβια
|
|
αμινογλυκοσίδες (PSI-30S)
|
αερόβια Gram (-) βακτήρια
|
μακρολίδες
(PSI-50S)
|
άτυπα, G(+) αερόβια,G (-):Campylobacter jejuni, Bordetella
pertussis, Haemophilus influenzae, Neisseria gonorrhoeae
άλλα : Helicobacter pylori, Mycobacterium
avium
|
|
ριφαμυκινες (RNAI)
|
Μυκοβακτηρίδια
Gram-(+)
Βακτήρια: Σταφυλόκοκκοι, MRSA (πάντα σε συνδυασμό με άλλο αντιβιοτικό), Στρεπτόκοκκοι
Gram (-) Βακτήρια: Neisseria meningitidis &
Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus influenzae, Legionella pneumophila
|
|
|
|
γλυκοπεπτίδια
|
Gram (+)
|
|
|
|
λιπογλυκοπεπτίδια
|
Gram (+)
|
|
|
PSI : αναστολείς
της πρωτεινικής σύνθεσης, RNAI : αναστολείς της σύνθεσης του RNA
Διαφορετικά ο παραπάνω πίνακας μπορεί να τροποποιηθεί :
|
Βακτηριοκτόνα
|
RNAI
|
PSI
|
|
καρβαπενέμες
|
ριφαμυκινες
|
αμινογλυκοσίδες
(PSI-30S)
|
|
φθοριοκινολόνες
|
|
τετρακυκλίνες
(PSI-30S)- μινοκυκλίνη
|
|
γλυκοπεπτίδια
|
|
λινκοσαμίδες
(PSI-50S)- κλινδαμυκίνη
|
|
λιπογλυκοπεπτίδια
|
|
οξαζολιδινόνες
(PSI-50S)- λινεζολίδη
|
|
|
|
αμφενικόλες
(PSI-50S)-χλωραμφενικόλη
|
|
|
|
μακρολίδες
(PSI-50S)-αζιθρομυκίνη
|
Ο Πίνακας δείχνει τις
τρέχουσες οδηγίες για τη συνιστώμενη θεραπεία του εισπνεόμενου άνθρακα, όπως
εκδόθηκαν από το Κέντρο Ελέγχου Νοσημάτων. Επειδή το στέλεχος Ames που
προκαλεί τις πρόσφατες λοιμώξεις στις ΗΠΑ έχει δείξει την παρουσία συστατικών
και επαγώγιμων β-λακταμάσης, η θεραπεία του
συστηματικού άνθρακα μόνο με πενικιλίνη ή αμοξικιλλίνη δεν συνιστάται πλέον.
Οι αναφορές περιπτώσεων προτείνουν ότι οι φυσικά
εμφανιζόμενες εντοπισμένες ή ανεπίπλεκτες δερματικές νόσοι μπορούν να
αντιμετωπίζονται αποτελεσματικά με έναν από του στόματος αντιμικροβιακό
παράγοντα για 7 ως 10 ημέρες.
Οι πρώτης γραμμής παράγοντες περιλαμβάνουν την σιπροφλοξασίνη
(ή μια ισοδύναμη φθοριοκινολόνη) ή την δοξυκυκλίνη (τετρακυκλίνη,
βακτηριοστατικό). Η κλινδαμυκίνη (λινκοσαμίδιο, βακτηριοστατική) είναι
μια εναλλακτική , όπως και οι πενικιλλίνες , αν αποδειχθεί ότι ο
μικροοργανισμός είναι ευαίσθητος όπως συμβαίνει σε φυσικά στελέχη
Για ήπιες περιπτώσεις δερματικού άνθρακα, συνιστάται
η θεραπεία με σιπροφλοξακιλλίνη (φθοριοκινολόνη, 500 mg δύο φορές την
ημέρα) ή δοξυκυκλίνη (τετρακυκλίνη, βακτηριοστατικό,100 mg δύο φορές την
ημέρα) ή αμοξικιλλίνη (500 mg τρεις φορές την ημέρα)-αν είναι ευαίσθητος.
Στο πλαίσιο μιας βιοτρομοκρατικής επίθεσης η δερματική
νόσος σε ενήλικες και παιδιά στους οποίους δεν εμφανίζονται συστηματικά σημεία
ή συμπτώματα, θα πρέπει να αντιμετωπίζονται με σιπροφλοξασίνη ή δοξυκυκλίνη
μέχρι να γίνουν γνωστές οι αντιμικροβιακές ευαισθησίες του μικροοργανισμού.
Λόγω του κινδύνου της παράλληλης εισπνευστικής έκθεσης & της επακόλουθης
αδράνειας των σπόρων στους πνεύμονες, το αντιμικροβιακό σχήμα στην περίπτωση
του δερματικού άνθρακα που σχετίζεται με βιοτρομοκρατία ή εκείνου στον οποίο οι
ασθενείς εκτίθενται σε άλλες πηγές αερολυμάτων σπόρων , η θεραπεία θα πρέπει
να συνεχίζεται για 60 ημέρες σε αντίθεση με επτά έως 10 ημέρες για φυσικώς
επίκτητη νόσο, για την παροχή προφύλαξης μετά την έκθεση σε συνδυασμό με
τη χορήγηση του εμβολίου (3 δόσεις-0, 2,& 4 εβδομάδες, υποδόρια στα
παιδιά) αν είναι διαθέσιμο.
|
ΘΕΡΑΠΕΥΤΙΚΑ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΑ ΓΙΑ ΤΟΝ ΕΙΣΠΝΕΟΜΕΝΟ ΑΝΘΡΑΚΑ
|
|
Κατηγορία
ασθενούς
|
Ενδοφλέβια
(IV) θεραπεία
|
Μακροχρόνια
θεραπεία‡
|
|
Ενήλικας*
|
Σιπροφλοξασίνη
400 mg ενδοφλέβια ή δοξυκυκλίνη 100 mg ενδοφλέβια ή δοξυκυκλίνη 100 mg δύο
φορές την ημέρα συν 1 ή 2 άλλα αντιβιοτικά†
|
Μετάβαση σε
από του στόματος θεραπεία όταν είναι κλινικά κατάλληλο. Σιπροφλοξασίνη 500 mg
δύο φορές την ημέρα ή δοξυκυκλίνη 100 mg δύο φορές την ημέρα ως τη συμπλήρωση
60 ημερών
|
|
Παιδιά
|
Σιπροφλοξασίνη
10–15 mg ενδοφλέβια δύο φορές την ημέρα.
Δοξυκυκλίνη
>8 ετών >45 kg: 100 mg ενδοφλέβια δύο φορές την ημέρα. 8 ετών <45 kg
ή <8 ετών: 2,2 mg/kg δύο φορές την ημέρα +1 ή 2 άλλα αντιβιοτικά†
|
Αλλαγή σε από
του στόματος αντιβιοτικό όταν είναι κλινικά κατάλληλο. Σιπροφλοξασίνη 10–15
mg/kg δύο φορές την ημέρα ή δοξυκυκλίνη (ίδιο δοσολογικό σχήμα) ως τη
συμπλήρωση 60 ημερών.
|
Μόλις οι ασθενείς σταθεροποιηθούν κλινικά, η ενδοφλέβια
θεραπεία μπορεί να αλλάξει σε από του στόματος και μπορεί να χρησιμοποιηθεί
μονοθεραπεία για την ολοκλήρωση της 60ήμερης αγωγής.
Άλλα αντιβιοτικά που είναι δραστικά in vitro έναντι του
τρέχοντος στελέχους είναι: αμπικιλλίνη, πενικιλίνη, κλινδαμυκίνη,
κλαριθρομυκίνη, ιμιπενέμη/μεροπενέμη, βανκομυκίνη, ριφαμπικίνη και
χλωραμφενικόλη.
*Οι έγκυες γυναίκες και οι ανοσοκατεσταλμένοι ασθενείς θα
πρέπει να λαμβάνουν την ίδια θεραπεία.
†εξετάστε το ενδεχόμενο χορήγησης στεροειδών με σοβαρό
οίδημα ή μηνιγγίτιδα.
‡μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα φάρμακο όταν ο ασθενής
σταθεροποιηθεί.
Θεραπευτικά Σχήματα για Συστηματικό Άνθρακα με ή χωρίς
Μηνιγγίτιδα
Για πρόωρα και τελειόμηνα νεογνά 32-44 εβδομάδων μετεμμηνορροϊκής
ηλικίας (δηλαδή, ηλικία κύησης συν χρονολογική ηλικία), τα εμπειρικά
θεραπευτικά σχήματα για εκείνα με συστηματικό άνθρακα με ή χωρίς μηνιγγίτιδα
συνοψίζονται ως εξής:
Αντιμικροβιακά φάρμακα: Επιλέξτε δύο βακτηριοκτόνα
φάρμακα από διαφορετικές κατηγορίες αντιμικροβιακών φαρμάκων συν ένα PSI ή ένα RNAI.
º Συνεχίστε ή αλλάξτε αντιμικροβιακά φάρμακα με βάση τον
έλεγχο ευαισθησίας μόλις είναι διαθέσιμος.
º Επιλέξτε ένα αντιμικροβιακό φάρμακο "μόνο PCN-S"
μόνο αφού το στέλεχος έχει προσδιοριστεί ως ευαίσθητο στην πενικιλίνη.
Αντιτοξίνη: Επιλέξτε μία μόνο αντιτοξίνη ως συμπληρωματική
θεραπεία.
Εάν ένας κατάλληλος συνδυασμός βακτηριοκτόνων φαρμάκων
συν ένα PSI ή ένα RNAI αντενδείκνυται, δεν είναι καλά ανεκτό ή δεν είναι
διαθέσιμος ή εάν η μηνιγγίτιδα θεωρείται απίθανη, εξετάστε τα ακόλουθα
σχήματα κατά φθίνουσα σειρά προτίμησης:
-Ένα βακτηριοκτόνο φάρμακο συν ένα PSI (ξεκινήστε με αυτό το
σχήμα εάν δεν υπάρχει υποψία μηνιγγίτιδας)
-Ένα βακτηριοκτόνο φάρμακο συν ένα δεύτερο βακτηριοκτόνο
παράγοντα από διαφορετική κατηγορία αντιμικροβιακών φαρμάκων
-Ένα βακτηριοκτόνο φάρμακο συν ένα RNAI
-Ένα PSI συν ένα RNAI
-Δύο PSI από διαφορετικές κατηγορίες αντιμικροβιακών
φαρμάκων
-Ένα μόνο βακτηριοκτόνο φάρμακο
-Ένα μόνο PSI
Από την άποψη της φαρμακοκινητικής/φαρμακοδυναμικής, η
μινοκυκλίνη και η δοξυκυκλίνη είναι τα προτιμώμενα PSI επειδή παρέχουν πιο
ισχυρή έκθεση στο φάρμακο στο πλάσμα και το ΕΝΥ σε σύγκριση με τις μακρολίδες ή
την κλινδαμυκίνη. Ένα μόνο RNAI (δηλαδή, ριφαμπικίνη) δεν πρέπει να
χρησιμοποιείται ως μονοθεραπεία λόγω της πιθανότητας ταχείας ανάπτυξης αντοχής.
Επιπλέον, όταν δεν υπάρχει υποψία μηνιγγίτιδας, ορισμένα από του στόματος
σκευάσματα περιλαμβάνονται ως εναλλακτικές λύσεις σε περίπτωση που δεν υπάρχουν
διαθέσιμα ενδοφλέβια σκευάσματα.
Η διάρκεια της αντιμικροβιακής φαρμακευτικής αγωγής θα
πρέπει να είναι 2 εβδομάδες ή περισσότερο, αν και ως
ανοσοκατεσταλμένοι ξενιστές, τα νεογνά μπορεί να χρειαστούν μεγαλύτερη
διάρκεια θεραπείας για να επιτύχουν ίαση. Η μετάβαση από την ενδοφλέβια
χορήγηση σε από του στόματος φαρμακευτική αγωγή για νεογνά που ανέχονται
τακτική σίτιση θα πρέπει να βασίζεται στη βελτίωση του ασθενούς και στην
κλινική κρίση.
Οι ασθενείς με φυσικά αποκτώμενες μη εισπνεόμενες
περιπτώσεις δεν χρειάζονται συνέχιση της αντιμικροβιακής φαρμακευτικής αγωγής
για την προφύλαξη μετά την έκθεση(PEP)
ΠΡΟΦΥΛΑΞΗ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΕΚΘΕΣΗ
Η προφύλαξη μετά την έκθεση δεν συνιστάται για ασυμπτωματικά
άτομα, εκτός εάν οι αρχές δημόσιας υγείας ή η αστυνομία κρίνουν ότι έχουν
εκτεθεί σε αξιόπιστη απειλή σπορων άνθρακα. Συνιστάται μεγάλη περίοδος (60
ημέρες) προφύλαξης λόγω της παρατεταμένης περιόδου λανθάνουσας κατάστασης
που μπορεί να παρέλθει πριν από τη εκβλάστηση των εισπνεόμενων σπορίων. Η σιπροφλοξασίνη
θεωρείται επί του παρόντος προφύλαξη εκλογής και ο παρακάτω πίνακας δείχνει τις υπάρχουσες συστάσεις.
Συνιστώμενη προφύλαξη μετά από έκθεση σε Bacillus
anthracis
Αντιμικροβιακός
παράγοντας
Ενήλικες
Παιδιά
Φθοροκινολόνες
για χορήγηση από το στόμα
Ciprofloxacin
500 mg 2
φορές την ημέρα
20–30 mg/kg ΒΣ/24h, διαιρούμενα σε δόσεις-ως
οδηγός
10 kg: 125 mg *2/24h
20 kg: 250 mg *2/24
30 kg: 375 mg *2/24h
40 kg: όπως οι ενήλικες
Εάν οι
φθοροκινολόνες δεν είναι διαθέσιμες ή αντενδείκνυνται
Doxycycline
100 mg *2/24h
2,5 mg/kg ΒΣ*2/24h
Η σιπροφλοξασίνη δεν έχει άδεια χρήσης σε έγκυες γυναίκες.
Δεν έχουν διεξαχθεί επίσημες μελέτες σχετικά με τη χρήση της σιπροφλοξασίνης
κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης, αλλά είναι απίθανο να σχετίζεται με υψηλό
κίνδυνο ανωμαλιών στην ανάπτυξη του εμβρύου. Υπάρχουν ορισμένες ενδείξεις ότι η
χρήση φθοροκινολονών σε παιδιά (συμπεριλαμβανομένης της χρήσης από θηλάζουσες
μητέρες) μπορεί να σχετίζεται με τενοντοπάθεια και αρθροπάθεια.
Εάν επιβεβαιωθεί η έκθεση στον B anthracis, ο
οργανισμός πρέπει να ελεγχθεί για ευαισθησία στην πενικιλίνη. Εάν είναι
ευαίσθητα, τα εκτεθειμένα άτομα μπορούν να λάβουν θεραπεία με από του στόματος
αμοξικιλλίνη ως εναλλακτική λύση στην σιπροφλοξασίνη ή τη δοξυκυκλίνη (40 mg/kg
σωματικής μάζας/ημέρα σε διαιρεμένες δόσεις ανά 8 ώρες· όχι περισσότερο από 500
mg, τρεις φορές την ημέρα). Φαρμακοκινητικές μελέτες
έχουν δείξει ότι η σιπροφλοξασίνη επιτυγχάνει πολύ υψηλότερες συγκεντρώσεις στα
μακροφάγα του πνεύμονα από την πενικιλίνη και επομένως είναι ένα πιο
αποτελεσματικό προφυλακτικό αντιβιοτικό. Ο κίνδυνος ανεπιθύμητων ενεργειών
πρέπει να σταθμίζεται έναντι του κινδύνου ανάπτυξης σοβαρής ασθένειας. Η
σιπροφλοξασίνη έχει το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι αποτελεί επίσης μια
αποτελεσματική προφυλακτική θεραπεία για άλλους πιθανούς παράγοντες που μπορούν
να χρησιμοποιηθούν σε σενάρια σκόπιμης απελευθέρωσης, όπως η πανώλη και η
τουλαραιμία
Σημείωση: Το CDCέχει εκδόσει νέες συστάσεις (2023) σχετικά με τη θεραπεία και την προφύλαξη μετά την έκθεση για πρόωρα νεογνά ώριμα νεογνα, παιδιά και ενηλικες
