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