E. Pilipčinec a kol._KEGA monografia 2022_č.j. 07UVLVF-4-2021

medzi ich expresiou a vznikom otitis media u detí, resp. vyvolaním bronchitídy alebo pneumónie u pacientov s chronickou obštrukčnou chorobou pľúc. Hia adhezín je prítomný asi u 20 % neokapsulovaných kmeňov H. influenzae. Jeho analógom u okapsulovaných kmeňov je Hsf adhezín (Hsf = Haemophilus surface fibril)759. Hap proteín je prítomný u okapsulovaných aj neokapsulovaných kmeňov H. influenzae a patrí k tzv. nefimbriálnym adhezínom756. Proteín E je prítomný u okapsulovaných aj neokapsulovaných kmeňov H. influenzae a viaže sa na vitromektín, ktorý je súčasťou extracelulárneho matrixu (glykokalyxu). Pili alebo fimbrie sú prítomné u okapsulovaných kmeňov H. influenzae typu b a asi u 50 % neokapsulovaných kmeňov. Pozostávajú z jedného veľkého (HifA) a dvoch menších (Hif D a HifE) proteínov. Pili sprostredkúvajú väzbu H. influenzae k eukaryotickým bunkám pomocou väzby na glykoproteíny alebo glykolipidy na ich povrchu. Podieľajú sa na kolonizácii epiteliálnych povrchov a u neokapsulovaných kmeňov H. influenzae sú dôležité pri tvorbe biofilmu. Sú kódované chromozomálnymi hifA – hifE alebo pilA génmi755. Z proteínov vonkajšej membrány majú funkciu adhezínov porínové P2 a P5 proteíny, ktoré sa viažu na mucín respiračného traktu a OapA (OapA = Opacity associated protein A) proteín, ktorý sa viaže na doposiaľ nedefinovaný receptor eukaryotických buniek u okapsulovaných aj neokapsulovaných kmeňov H. influenzae758. c) lipooligosacharid Lipopolysacharid, ktorému chýbajú opakujúce sa postranné polysacharidové reťazce (O- antigény) sa nazýva lipooligosacharid (LOS)760. Lipooligosacharid H. influenzae má zachovanú endotoxínovú aktivitu a navyše, napomáha vyhnúť sa opsonizácii a fagocytóze, nakoľko imituje molekulové štruktúry prítomné v makroorganizme. Je to vďaka sializovaným koncom LOS, ktoré sú štruktúrne a antigénne podobné sializovaným oligosacharidom sfingolipidov v ľudskom organizme761. d) AgA1 proteáza IgA1 proteáza je významným faktorom virulencie u okapsulovaných (invazívnych) i neokapsulovaných kmeňov H. influenzae. iga gén pre jej syntézu je prítomný u 95 % neokapsulovaných kmeňov H. influenzae. IgA1 proteáza inaktivuje imunoglobulín A1 na slizničných povrchoch, a tak umožňuje ich kolonizáciu762,763. 401

Najviac IgA1 proteáza pozitívnych neokapsulovaných kmeňov H. influenzae je izolovaných pri infekciách horných dýchacích ciest a potom z pľúc u pacientov s chronickou obštrukčnou chorobou pľúc. 6.3.18 Rod Vibrio Zástupcovia rodu Vibrio sú Gram-negatívne, fakultatívne anaeróbne, krátke, rovné alebo mierne ohnuté až ohnuté tyčinky veľkosti 0,5 – 0,8 × 1,4 – 2,6 µm. Vibriá sú pohyblivé pomocou jedného alebo viacerých polárne umiestnených bičíkov. Rod bol vytvorený v roku 1854 pre Gram-negatívne a fermentatívne halofilné baktérie a v súčasnosti do neho patrí viac ako 130 zástupcov764. Z hľadiska humánnej medicíny majú najväčší význam nehalofilní zástupcovia rodu, akým je V. cholerae, pôvodca cholery človeka a V. mimicus, pôvodca hnačiek ľudí podobnej cholere. Z halofilných vibrií má najväčší význam V. parahaemolyticus, V. vulnificus, V. alginolyticus, V. fluvialis, V. furnissii, V. cincinnatiensis a V. metchnikovii, pôvodcovia gastrointestinálnych, extraintestinálnych i systémových infekcií človeka (Tab. 6.41). Tab. 6.41 Zástupcovia rodu Vibrio a ich podiel na chorobách človeka Patogén Typ infekcie Gastrointestinálna Vonkajšia Systémová Vibrio cholerae Ťažká gastroenteritída - - Séroskupina O1 Infekcie rán, uší Môže byť pôvodcom Séroskupina non-O1 Cholere podobná hnačka septikémie alebo mierna hnačka - Séroskupina O139 - (Bengal) Cholere podobná hnačka Infekcie otvorených rán Vibrio parahaemolyticus alebo mierna hnačka - Mierna až ťažká Primárna septikémia gastroenteritída - Vibrio vulnificus Vzácny výskyt Infekcie otvorených rán - Biotyp 1 (nekrotizujúca fasciitída) - Bakteriémia, Biotyp 3 - Infekcie otvorených rán meningitída Vibrio alginolyticus Infekcie rán, uší, niekedy - aj očí Bakteriémia Vibrio cincinnatiensis - Infekcie kože, rán, uší Bakteriémia Vibrio fluvialis Cholere podobná hnačka, - Vibrio furnissii akútna gastroenteritída - Vibrio metchnikovii Hnačka, akútna Infekcie kože Vibrio mimicus gastroenteritída Hnačka Vred na chodidle (Foot ulcer) Obdobne ako pri infekcii V. cholerae - 402

Vibriózy človeka Vibrio cholerae O1 V. cholerae je pôvodcom cholery človeka. Na základe svojho somatického O-antigénu sú kmene V. cholerae rozdelené do viac ako 200 sérotypov. Bičíkový antigén je spoločný765. Epidemické kmene V. cholerae sérotypu O1 sú ďalej na základe svojich fenotypových vlastností zadelené buď do klasického alebo do El Tor biotypu. Biotyp El Tor prežíva lepšie v prostredí a na krvnom agare tvorí hemolýzu. Kmene obidvoch biotypov, klasického aj El Tor biotypu, môžu byť ďalej na základe svojich ďalších antigénnych vlastností rozdelené do troch subtypov: Ogawa, Hikojima a Inaba766,767. Infekcie vyvolané kmeňmi V. cholerae O1 a biotypu El Tor sú väčšinou asymptomatické v porovnaní s infekciami, ktoré sú vyvolané kmeňmi V. cholerae O1 klasického biotypu. Infekcie vyvolané rôznymi subtypmi (Ogawa, Hikojima a Inaba) sa od seba klinicky nelíšia. Všetky ostatné kmene V. cholerae, ktoré nepatria do sérotypu O1, sú označované ako V. cholerae non O1. V októbri roku 1992 vzplanula epidémia cholery v Bengálsku (názov historickej oblasti a etno- lingvistického regiónu, ktorý sa rozprestiera na území Bangladéša a indického štátu Západné Bengálsko), ktorá bola vyvolaná novým sérotypom označeným ako O139. V. cholerae O139 je zároveň aj prvým non O1 vibriom, ktoré je schopné vyvolať choleru768-770. I napriek veľkému počtu sérotypov V. cholerae, iba V. cholerae sérotypu O1 a V. cholerae non O1 sérotypu O139 sú primárne spojené s klinickými prípadmi cholery, ktoré majú schopnosť vyvolávať pandémie. V súčasnosti sa vo svete najčastejšie vyskytuje V. cholerae sérotypu O1, biotypu El Tor a subtypu Ogawa771. Cholera človeka Pôvod slova cholera sa odvodzuje buď od hebrejského výrazu choli-ra, čo v preklade znamená zlá choroba, alebo od gréckeho slova cholé, čo v preklade znamená žlč, hnev. Cholera človeka je akútne gastrointestinálne ochorenie s náhlym začiatkom, ktoré je sprevádzané objemovými vodnatými hnačkami. Cholera však nie je sprevádzaná abdominálnymi kŕčmi a tenezmami (nutkaním na stolicu bez vyprázdňovania). Niekedy hnačkám predchádza opakované zvracanie, pričom je typické, že pred zvracaním absentuje nevoľnosť. Stolica aj zvratky majú vzhľad ryžovej vody s vločkami hlienu. V ťažkých 403

prípadoch dochádza v priebehu niekoľkých hodín k dehydratácii a strate elektrolytov, v dôsledku čoho sa objavujú svalové kŕče, tachykardia, hypotenzia a šok 772. Cholera môže však prebiehať aj asymptomaticky, čo je typické pre infekcie biotypom El Tor, prípadne v miernej alebo stredne závažnej forme, kedy je ťažko odlíšiteľná od gastrointestinálnych infekcií iného, vírusového alebo bakteriálneho pôvodu766. Cholera, ktorá bola známa ešte pred časom Hippokrata (asi 460 pred n. l. – 370 pred n. l.), sa pôvodne vyskytovala iba v Ázii, najmä v oblasti Indického polostrova (územie dnešného Bangladéšu, Bhutánu, Indie, Nepálu, Pakistanu a Srí Lanky). Za dlhé stáročia sa však za hranice Ázie nedostala. Ani počas prvej pandémie, ktorá vypukla v roku 1817773. Hranice Ázie prelomila až počas druhej pandémie v 30-tych rokoch 19. storočia. Od začiatku 19. storočia doposiaľ došlo vo svete k siedmim pandémiám cholery, pričom takmer pri každej z nich sa autori rozchádzajú v rokoch jej začiatku, resp. konca. Prvých šesť pandémií malo svoje epicentrum v delte rieky Gangy, odkiaľ sa šírili ďalej do sveta. Siedma pandémia začala v roku 1961 na indonézskom ostrove Sulawesi (predtým známy ako ostrov Celebes) a trvá dodnes773. Pri prvých šiestich pandémiách pôvodcom cholery bolo V. cholerae O1 klasického biotypu. Priebeh choroby bol vážny a úmrtnosť dosahovala až 50 %. Siedma pandémia bola vyvolaná V. cholerae O1 biotypu El Tor a trvá doposiaľ. Priebeh choroby je v mnohých prípadoch asymptomatický, pričom títo pacienti bez klinických príznakov choroby môžu byť prameňom ďalších infekcií. V roku 1992 bol pri epidémii cholery v oblasti Bengálskeho zálivu izolovaný nový, O139 sérotyp V. cholerae. Vzhľadom na miesto jeho prvej izolácie, je tento sérotyp označovaný aj ako sérotyp Bengal a niektorí autori považujú ním vyvolané epidémie cholery za začiatok 8. pandémie cholery. Siedma pandémia cholery, ako už bolo uvedené, je súčasnou pandémiou. Cholera sa v súčasnosti na Slovensku nevyskytuje. Nikdy však nie sú vylúčené importované prípady cholery z oblastí jej endemického výskytu, nakoľko cholera postihne ročne 1,4 – 4,3 miliónov ľudí na celom svete a je príčinou 21 000 – 143 000 úrmrtí ročne 774. V krajinách EU/EEA bolo v roku 2019 potvrdených 26 prípadov cholery775. Poslednou epidémiou cholery na Slovensku bola malá a z politických dôvodov prísne utajovaná epidémia cholery v bývalom Československu na východnom Slovensku v októbri 1970. Ohniskom nákazy bola obec Vojany so stavbou dvoch tepelných elektrární EVO 1 a EVO 2776. Z 19 suspektných prípadov bolo 6 laboratórne potvrdených. Podľa niektorých autorov dvaja z nich zomreli. Pôvodcom nákazy bolo V. cholerae O1 biotypu El Tor a subtypu Ogawa. 404

Vibrio cholerae O139 Infekcie vyvolané V. cholerae O139 sú klinicky neodlíšiteľné od infekcií vyvolaných V. cholerae O1. Kmene V. cholerae O139 produkujú celý rad extracelulárnych toxínov (hemolyzíny, cytotoxíny, enterotoxíny) a niektoré majú aj schopnosť vytvárať cholerový toxín. Ich schopnosť kolonizovať sliznicu tenkého čreva je však o niečo menšia770. Vibrio cholerae non O1 a non O139 Kmene V. cholerae, ktoré neaglutinujú s antisérami proti somatickému O1 antigénu V. cholerae, sa označujú ako kmene V. cholerae non O1. Predtým boli tieto vibriá označované tiež ako NAG vibriá (NAG = Non-Agglutinating Vibria) alebo ako necholerové vibriá. Tieto vibriá sú biochemicky neodlíšiteľné od V. cholerae sérotypu O1. I keď sa vyskytujú v morskej i sladkovodnej vode, nepatria do skupiny halofilných vibrií a sú kultivovateľné bez vyššej koncentrácie NaCl v médiu. Kmene V. cholerae non O1 môžu byť pôvodcom cholere podobnej hnačky, nakoľko niektoré z nich produkujú enterotoxín, ktorý je podobný cholerovému toxínu, prípadne termostabilný toxín, ktorý je podobný termostabilnému enterotoxínu enterotoxigénnych Escherichia coli. Infekcia sa klinicky prejavuje hnačkou rôznej intenzity, od miernej formy až po hnačku neodlíšiteľnú od cholery777. Táto skupina vibrií môže byť pôvodcom aj extraintestinálnych a systémových infekcií, končiacich niekedy septikémiou778. Nakoľko s klinickými prípadmi cholery sú spojené aj infekcie sérotypom O139, hovoríme aj o kmeňoch V. cholerae non O139. Ostatní zástupcovia rodu Vibrio Vibrio parahaemolyticus V. parahaemolyticus patrí do skupiny halofilných baktérií, ktoré si pre svoju kultiváciu vyžaduje ≥ 2 % NaCl. Vyskytuje sa v morskej vode, sedimente a v planktóne. Je patogénom morských kôrovcov779. V. parahaemolyticus môže byť u človeka buď pôvodcom miernej až ťažkej gastroenteritídy alebo pôvodcom infekcie rán780. Gastrointestinálne infekcie, pôvodcom ktorých je V. parahaemolyticus, sú najčastejšie zaznamenávané v Japonsku, Spojených štátoch amerických a vo viacerých rozvojových krajinách. Dochádza k nim najčastejšie po požití surových alebo tepelne nedostatočne opracovaných morských kôrovcov (krevety, homáre, kraby a raky), prípadne iných morských 405

živočíchov, vrátane rýb. V Japonsku prameňom infekcie býva často shirasu, tradičné japonské jedlo. Klinické príznaky infekcie kolíšu od miernych vodnatých hnačiek až po ťažký priebeh podobný dyzentérii, nakoľko enterotoxín produkovaný V. parahaemolyticus, na rozdiel od cholerového toxínu, vyvoláva aj zápalovú reakciu tenkého čreva781. Vibrio vulnificus V. vulnificus patrí do skupiny halofilných baktérií, ktoré toleruje až 6 % koncentráciu NaCl. Vyskytuje sa v morskej vode. Je patogénom úhora európskeho (Anguilla anguilla) a úhora japonského (Anguilla japonica). U človeka býva pôvodcom infekcie rán s tvorbou vredov, prípadne zápalom mäkkých podkožných tkanív a septikémie782. Vzácne, najmä u imunosupresívnych pacientov, môže byť pôvodcom gastroenteritídy. K infekciám povrchových alebo otvorených rán dochádza najčastejšie po kontakte s morskou vodou. Gastrointestinálne infekcie sú vyvolané najčastejšie po požití surových alebo tepelne nedostatočne opracovaných morských živočíchov. Vibrio alginolyticus V. alginolyticus patrí taktiež do skupiny halofilných baktérií, ktoré si pre svoju kultiváciu vyžaduje vyššiu koncentráciu NaCl. Je patogénom viacerých druhov morských rýb, vrátane pražmy kráľovskej (Sparus aurata), hrebenatiek (Argopecten purpuratus, Argopecten ventricosus, Nodipecten subnodosus), stehnovky (Atrina maura) a ustrice gigantickej (Crassostrea gigas). U človeka, najmä námorníkov a rybárov, býva pôvodcom infekcií uší, prípadne očí, stredoušia a hnisavých infekcií mäkkých tkanív. K infekcii dochádza najčastejšie po expozícii drobných kožných alebo slizničných odierok a rán morskou vodou783. Vibrio mimicus V. mimicus je nehalofilné vibrio a svoje pomenovanie dostalo na základe svojej biochemickej podobnosti s V. cholerae. Býva vzácne pôvodcom hnačiek ľudí, ktorá je podobná cholere, po konzumácii surových alebo tepelne nedostatočne opracovaných morských mäkkýšov, najmä ustríc784. Medzi faktory virulencie V. cholerae, ktoré napomáhajú kolonizácii tenkého čreva, patria bakteriálne pilusy, hemaglutiníny, porínom podobné proteíny vonkajšej membrány, prídavný kolonizačný faktor (ACF = Accessory Colonization Factor) kódovaný súborom acf génov, enzýmy kódované rfb génmi (gény, ktoré kódujú tvorbu enzýmov pri biosyntéze 406

lipopolysacharidu) a chitín viažuci proteín (N-acetylglukózamín viažuci proteín kódovaný gbpA génom)796,798,799. Z bakteriálnych pilusov je pre kolonizáciu tenkého čreva V. cholerae nevyhnutná tvorba tzv. toxín-koregulujúceho pilusu (TCP = Toxin Coregulated Pilus). Hlavná podjednotka TCP pilusu je syntetizovaná tcpA génom, ktorý je súčasťou súboru tcp génov, ktoré sú lokalizované na chromozomálnom ostrove patogenity V. cholerae o veľkosti približne 4,0 Mbp800,801. TCP pilus je zároveň aj receptorom pre CTX φ bakteriofága, ktorý je temperovaným bakteriofágom a môže sa nachádzať v lyzogénnom (integrovanom) štádiu v chromozóme V. cholerae. Z hemaglutinínov, ktoré sa môžu uplatniť ako faktory virulencie, produkujú kmene V. cholerae biotypu El Tor manózo-senzitívne hemaglutiníny, kmene klasického biotypu produkujú fruktózo-senzitívne hemaglutiníny a kmene obidvoch biotypov produkujú manózo-fruktózo- rezistentné hemaglutiníny802. V. cholerae sérotypu O139 je výnimočné svojou schopnosťou syntetizovať polysacharidovú kapsulu, pomocou ktorej sa viaže na epiteliálne bunky tenkého čreva803. V. cholerae po adherencii k enterocytom tenkého čreva produkuje enterotoxín (predtým nazývaný choleragén), ktorý sa ireverzibilne viaže na receptory enterocytov (sialogangliozidy), aktivuje v nich produkciu cAMP, čím sa mení priepustnosť ich bunkovej steny tak, že do lúmenu tenkého čreva sú transportované chloridové ióny s vodou a z lúmenu čreva je zablokované vstrebávanie sodíkových iónov. V dôsledku uvedenej skutočnosti dochádza k strate izotonickej tekutiny a iónov, čo vedie k dehydratácii a acidóze a v konečnom dôsledku, v neliečených prípadoch, k smrti772,804. Cholerový enterotoxín patrí do skupiny A-B toxínov, nakoľko pozostáva z jednej A podjednotky, ktorá sa nekovalentnou väzbou viaže s B podjednotkou. Podjednotka A je zodpovedná za enzymatickú aktivitu toxínu a podjednotka B, ktorá má päť identických častí, za väzbu na gangliozidový receptor na povrchu enterocytu. Produkcia cholerového enterotoxínu je kódovaná ctxAB génmi, ktoré sú lokalizované v genóme CTX φ fága, ktorý je integrovaný do chromozómu V. cholerae772,805. Veľkosť integrovanej DNA časti CTX φ fága je 6,9 kb, z čoho 4,5 kb predstavuje tzv. „core“ oblasť a 2,4 kb tzv. „RS2“ oblasť. „Core“ oblasť pozostáva z nasledovných šiestich génov: ctxAB (kódujúce syntézu obidvoch subjednotiek cholerového toxínu), zot (kódujúci syntézu zonula occludens toxin), cep (kódujúci syntézu core encoded pilin), ace (kódujúci syntézu accessory cholera enterotoxin), a orfU (kódujúci syntézu produktu s doposiaľ neznámou funkciou)772. 407

„RS2“ (RS = Repetitive Sequence) pozostáva z rstR, rstA2 a rstB2 génov, ktoré sú zodpovedné za integráciu, replikáciu, reguláciu a biotypovo špecifickú imunitu CTX φ fága806. Pri kmeňoch V. cholerae biotypu El Tor sa môže CTX φ fág integrovať do chromozómu v špecifickej oblasti 18 bp sekvencie nazývanej ako attRS. Pri kmeňoch klasického alebo El Tor biotypu, ktoré stratili špecifickú attRS sekvenciu, zostáva CTX φ fág v extrachromozómovej, kruhovo uzavretej, replikatívnej forme fágovej DNA. Nakoľko receptorom pre CTX φ fág, ktorý nesie gény pre syntézu cholerového enterotoxínu je TCP pilus, jednou z podmienok plnej virulentnosti kmeňov V. cholerae je aj syntéza TCP pilusu a následná infekcia V. cholerae CTX φ fágom807. Študujú sa aj ďalšie faktory virulencie V. cholerae, predovšetkým úloha a význam Zot (zonula occludens toxin) a Ace (accesory cholera exotoxin) toxínov, termostabilných toxínov, ktoré sú podobné toxínom niektorých kmeňov V. cholerae non O1, hemolyzínov a systémov na získanie a transport železa808-814. Jedným z dôležitých faktorov virulencie V. cholerae je aj schopnosť tvoriť biofilm. Tvorba biofilmu je, okrem iného, aj jedným z dôležitých faktorov perzistencie V. cholerae vo vonkajšom, predovšetkým vodnom prostredí. Baktérie, vyskytujúce sa vo vode, sú výnimočne iba „voľne plávajúce“ alebo vo forme planktónu. Väčšinou sa viažu na pevné povrchy815,816. 6.4. FAKTORY VIRULENCIE VÝZNAMNÝCH GRAM-POZITÍVNYCH BAKTERIÁLNYCH PATOGÉNOV ČLOVEKA A ZVIERAT 6.4.1 Rod Staphylococcus Zástupcovia rodu Staphylococcus sú Gram-pozitívne, fakultatívne anaeróbne koky veľkosti 0,5 – 1,5 μm v priemere. Vyskytujú sa jednotlivo, v pároch, tetrádach, nepravidelných zoskupeniach (klastroch), prípadne v krátkych retiazkach (3 – 4 bunky). Je pre ne charakteristické, že sa delia vo viacerých rovinách, bunky po rozdelení zostávajú spojené, čím vytvárajú nepravidelné, strapcom hrozna podobné zoskupenia (klastre). Sú obyčajne kataláza pozitívne a oxidáza negatívne. Netvoria spóru a sú nepohyblivé. Ich bunková stena obsahuje peptidoglykán a kyselinu teichovú. V niektorých prípadoch tvoria v obmedzenom množstve aj kapsulu. 408

Stafylokoky prvýkrát popísal v roku 1880 Sir Alexander Ogston (1844 – 1929), škótsky chirurg. Pozoroval ich v hnise odobranom z abscesu, ktorý sa vytvoril po operácii kolena a popísal ich ako “the masses looked like bunches of grapes”817,818. V roku 1884 Anton Julius Friedrich Rosenbach (1842 – 1923), nemecký lekár a mikrobiológ, diferencoval stafylokoky podľa sfarbenia kolónií na Staphylococcus aureus (lat. aureus = zlatý) a Staphylococcus albus (lat. albus = biely). Neskôr bol Staphylococcus albus pre svoju prirodzenú a stálu prítomnosť na koži premenovaný na Staphylococcus epidermidis817. Nezávisle na Sirovi A. Ogstonovi pozoroval a popísal v roku 1880 stafylokoky aj Louis Pasteur (1822 – 1895), francúzsky chemik, biológ a mikrobiológ. Zástupcovia rodu Staphylococcus majú relatívne široké zastúpenie v biotickom i abiotickom prostredí. Osídľujú predovšetkým kožu, kožné žľazy a sliznice človeka a zvierat, vrátane vtákov a prechodne aj ich intestinálny trakt819-821. I keď prítomnosť zástupcov rodu Staphylococcus v prostredí sa považuje skôr za jeho kontamináciu v dôsledku ľudskej činnosti, resp. prítomnosti zvierat, niektorí zástupcovia rodu boli izolovaní aj z vonkajšieho prostredia ako miesta svojho prirodzeného výskytu. Napr. S. argensis bol izolovaný z riečneho sedimentu, S. xylosus bol izolovaný z pôdy, piesku na pláži, prírodnej vody alebo rastlín, S. succinus bol izolovaný z rastlinných a pôdnych zvyškov v dominikánskom jantári a nedávno na ostrove James Ross pri pobreží Antarktídy izolovali Česi z úlomkov kameňa a piesočnej pôdy S. edaphicus, doslova Staphylococcus prináležiaci pôde (gr. edaphos = pôda)819,820,822. Rod Staphylococcus má v súčasnosti viac ako 60 zástupcov743. Z hľadiska virulencie a ich významu pre humánnu i veterinárnu medicínu sa rozdeľujú na skupinu koaguláza pozitívnych a skupinu koaguláza negatívnych stafylokokov. K najvýznamnejším zástupcom koaguláza pozitívnych stafylokokov z hľadiska humánnej medicíny patrí S. aureus subsp. aureus. K najvýznamnejším zástupcom koaguláza negatívnych stafylokokov z hľadiska humánnej medicíny patrí S. epidermidis a S. saprophyticus. Medzi ostatné koaguláza negatívne stafylokoky, izolované z humánnych klinických vzoriek, patria najmä S. capitis subsp. capitis, S. cohnii, S. epidermidis, S. haemolyticus, S. hominis subsp. hominis, S. hominis subsp. novobiosepticus, S. lugdunensis, S. saccharolyticus, S. saprophyticus subsp. saprophyticus, S. simulans a S. warneri823. Najčastejšie a najvýznamnejšie infekcie človeka, vyvolané zástupcami rodu Staphylococcus, sú uvedené v Tab. 6.42 a Tab. 6.43. 409

Tab. 6.42 Infekcie človeka vyvolané S. aureus subsp. aureus323. Charakter infekcie Hnisavé (pyogénne) infekcie Pyodermie (hnisavé kožné infekcie): Impetigo (povrchová pustulárna dermatitída), ektyma (ecthyma, hlboká ulcerujúca pyodermia, najzávažnejšia forma impetiga), folikulitída (folliculitis, infekčný zápal vlasového vačku), furunkel (furuncul, abscesujúce zápalové kožné ochorenie, ktoré postihuje vlasové vačky alebo kožné žľazy), karbunkul (carboncul, hnisavý zápal kože a podkožného tkaniva), sycosis barbae staphylogenes (zvláštna forma foliculitis barbae, t.j. folikulitídy na brade), očný jačmeň (hordeolum, hnisavý zápal jednej alebo viacerých mazových žliaz na okraji mihalníc), blefaritída (blepharitis, zápalové ochorenie postihujúce okraje viečok), hidradenitída (hidradenitis suppurativa, chronické kožné ochorenie, ktoré primárne postihuje apokrinné potné žľazy na predilekčných miestach), mastitída Ostatné hnisavé infekcie: Abscesy vnútorných orgánov, hnisanie rán, lymfadenitída, empyémy, endokarditída, osteomyelitída, sepsa, artritída, sinusitída, bronchopneumónia a iné. Infekcie spojené s pôsobením toxínov: Syndróm obarenej kože vyvolaný stafylokokmi (SSSS = Staphylococcal Scaled Skin Syndrome), exfoliatívna dermatitída Stafylokokový syndróm toxického šoku (TSS = Toxic Syndrome Shock) Enterokolitída Intoxikácie: Stafylokoková enterotoxikóza Tab. 6.43 Najčastejšie infekcie človeka vyvolané koaguláza negatívnymi stafylokokmi823. Pôvodca Klinický význam S. capitis subsp. capitis Endokarditídy S. cohnii Endokarditídy, septikémie, sepsy po zavedení katétra S. epidermidis Septikémie, endokarditídy, sepsy po zavedení katétra, infekcie operačných rán, oka, CNS, močových ciest, kĺbových protéz, peritonea pri dialýze S. haemolyticus Endokarditídy, septikémie, peritonitídy, cystitídy, infekcie rán, kostí, kĺbov S. hominis subsp. hominis Septikémie, cystitídy S. hominis subsp. novobiosepticus Septikémie, infekcie rán, sepsy po zavedení katétra, meningitídy S. lugdunensis Endokarditídy, sepsy po zavedení katétra, cystitídy, artritídy, endoftalmitídy S. saccharolyticus Endokarditída S. saprophyticus subsp. saprophyticus Cystitídy, uretritídy, infekcie rán, septikémie S. simulans Empyém, infekcie kože a podkožia S. warneri Septikémie, endokarditídy, osteomyelitídy Väčšina stafylokokových infekcií je endogénneho pôvodu. Nie sú však vylúčené ani exogénne infekcie, ktoré sa šíria kvapôčkovou cestou alebo kontaktom. V ľudskej populácii je asi 20 – 40 % asymptomatických nosičov kmeňov S. aureus824. K infekcii môže dôjsť aj pri nepriamom prenose, nakoľko niektorí zástupcovia rodu prežívajú v prostredí dlhšie vďaka svojej rezistencii voči teplu, NaCl alebo niektorým dezinfekčným látkam. Predispozíciou infekcie môže byť aj malá trauma sliznice alebo kože alebo imunosupresívny stav hostiteľa, pričom patogénny efekt môže mať rozsah od relatívne malej lokálnej infekcie až po život ohrozujúcu septikémiu. 410

Rizikovou skupinou pre stafylokokové infekcie sú HIV pozitívni jedinci, pacienti odkázaní na dialýzu, diabetici, intravenózni toxikomani, alkoholici, jedinci s niektorými chorobami imunitného systému, prípadne ďalší825. Koaguláza pozitívne stafylokoky S. aureus je v humánnej medicíne najvýznamnejším a v podstate aj jediným zástupcom koaguláza pozitívnych stafylokokov. Ostatní koaguláza pozitívni zástupcovia rodu Staphylococcus ako je S. aureus subsp. anaerobius, S. hyicus, S. schleiferi, S. intermedius, S. pseudintermedius alebo S. delphini sú z humánnych klinických vzoriek izolovaní veľmi vzácne. S. aureus má v súčasnosti dva poddruhy: S. aureus subsp. aureus a S. aureus subsp. anaerobius. S. aureus subsp. aureus je potenciálnym patogénom človeka a zvierat. S. aureus subsp. anaerobius je patogénom oviec, u ktorých vyvoláva Morelovu chorobu, ochorenie podobné kazeóznej lymfadenitíde, pôvodcom ktorej je Corynebacterium pseudotuberculosis826,827. Môže byť vzácne izolovaný aj z humánnych klinických vzoriek828. S. aureus subsp. aureus je jedným z komenzálov slizníc a kože asi u 20 – 40 % ľudskej populácie. Pokiaľ však prenikne cez tieto prirodzené telové bariéry, môže vyvolať rôzne ochorenia, od ľahkých zápalov kože a slizníc, cez zápaly vnútorných orgánov až po život ohrozujúcu sepsu a celkové zlyhanie organizmu (Tab. 6.42). Jedným z predpokladov týchto infekcií je široká škála jeho faktorov virulencie, vrátane schopnosti tvoriť biofilm (Tab. 6.44)829. Koaguláza negatívne stafylokoky Koaguláza negatívne stafylokoky sú komenzálmi kože, sliznice nosa a zvukovodov človeka. Boli dlhú dobu považované za nepatogénnu mikroflóru, zástupcovia ktorej boli len zriedkavo pôvodcami vážnych infekcií830,831. Avšak, koaguláza negatívne stafylokoky začali byť hrozbou a vážnou príčinou nozokomiálnych (nemocničných) infekcií v súvislosti s hospitalizáciou čoraz väčšieho počtu imunokompromitovaných pacientov a s čoraz častejším využívaním intravenóznych zariadení pri diagnostike i terapii (zavedené alebo implantované pomôcky z plastu, resp. kovu). V anglickej literatúre sa pre tieto infekcie ujalo označenie „bloodstream infections“ (infekcie krvného riečiska)823,832. 411

Z uvedeného dôvodu aj koaguláza negatívne stafylokoky sú dnes považované za oportúnnych patogénov, i napriek tomu, že v porovnaní so S. aureus subsp. aureus stratili veľa faktorov virulencie. V súčasnosti je známych viac ako 30 koaguláza negatívnych stafylokokov, ktoré boli izolované z humánnych klinických vzoriek a na základe výsledkov porovnávajúcej analýzy 16S rRNA génov sú rozdelené do viacerých skupín. K najvýznamnejším zástupcom koaguláza negatívnych stafylokokov z hľadiska humánnej medicíny patrí S. epidermidis a S. saprophyticus. S. epidermidis a S. saprophyticus subsp. saprophyticus sú potenciálnymi patogénomi a boli izolovaní pri viacerých vážnych orgánových alebo systémových infekciách človeka823 (Tab. 6.43). Medzi ostatné koaguláza negatívne stafylokoky, izolované z humánnych klinických vzoriek, patrí najmä S. capitis subsp. capitis, S. cohnii, S. haemolyticus, S. hominis subsp. hominis, S. hominis subsp. novobiosepticus, S. lugdunensis, S. saccharolyticus, S. saprophyticus subsp. saprophyticus, S. simulans a S. warneri (Tab. 6.43). Faktory virulencie S. aureus subsp. aureus S. aureus subsp. aureus patrí medzi pyogénne (hnis produkujúce) baktérie, ktoré vyvolávajú hnisavé infekcie spojené s tvorbou abscesov (vredov). Hnis sa vytvára zo zvyškov odumretých leukocytov a jeho súčasťou sú aj živé a mŕtve baktérie. V prípade, že dôjde k ohraničeniu hnisavého ložiska fagocytujúcimi bunkami a fibrínovými vláknami, vytvorí sa absces, hnisavé ložisko uzavreté vo fibróznej kapsule829. S. aureus subsp. aureus produkuje celé „batérie“ toxínov a enzýmov, i keď význam mnohých z nich, v patogenéze jednotlivých ochorení, nie je ešte celkom známy833-837 (Tab. 6.44). Medzi najvýznamnejšie toxíny, produkované stafylokokmi, patria termostabilné enterotoxíny, ktoré sú zodpovedné za stafylokokovú enterotoxikózu (otrava z jedla) človeka, ktorá v dôsledku reflexnej stimulácie emetického centra je okrem hnačky sprevádzaná aj zvracaním. V súčasnosti je známych 19 stafylokokových enterotoxínov označených ako SEA – SEE, SEG – SER, SEU a SEV837. Nakoľko stafylokokové enterotoxíny majú charakter superantigénov, hrozí aj riziko šoku833,837,838. Toxín syndrómu toxického šoku 1 (TSST-1) je zodpovedný za stafylokokový syndróm toxického šoku u človeka, nakoľko je to taktiež toxín s aktivitou superantigénu833. Exfoliatívne toxíny (A a B ), produkované niektorými druhmi stafylokokov, sú zodpovedné za bulózne impetigo a syndróm obarenej kože vyvolaný stafylokokmi834,839. 412

Z hemolyzínov má najväčší význam α-toxín (α-hemolyzín), ktorý je póry tvoriacim toxínom. Spôsobuje rozpad lyzozómov fagocytujúcich leukocytov a spazmus, paralýzu a nekrózu buniek hladkého svalstva bunkovej steny krvných ciev836,840. β-toxín (β-hemolyzín) je sfingomyelinázou C, ktorá poškodzuje bunkové membrány, čo taktiež vedie k lýze erytrocytov833,840,841. Leukocidín je letálny pre neutrofily a makrofágy človeka842. Proteín A, ktorý je povrchovým proteínom väčšiny virulentných kmeňov S. aureus subsp. aureus, sa viaže na Fc fragment imunoglobulínu triedy G, čím inhibuje opsonizáciu a bráni fagocytóze843-845. Tab. 6.44 Faktory virulencie S. aureus subsp. aureus Faktory virulencie Význam/Funkcia Peptidoglykán Je rozpoznaný nešpecifickými obrannými mechanizmami, čo vedie k lokálnej i celkovej zápalovej reakcii Kyselina teichová Adherencia k cicavčím bunkám Kapsula (puzdro) Inhibícia fagocytózy Proteín A Väzba k Fc fragmentu imunoglobulínu triedy G; inhibícia opsonizácie a následne fagocytózy Zhlukovací faktor Viaže sa na fibrinogén a mení ho na fibrín, ktorý vyvoláva zhlukovanie (angl. „clumping factor“), stafylokokov; fibrín naviazaný na povrchu stafylokokov bráni viazaná koaguláza imunitnému systému rozpoznať ich ako cudzie Ostatné povrchové proteíny Adherencia k fibronektínu, kolagénu, vitronektínu Koaguláza (plazmakoaguláza; extracelulárny enzým), voľná Reaguje s globulínovým plazma faktorom (angl. „coagulase-reacting koaguláza factor“) za vzniku tzv. stafylotrombínu; stafylotrombín katalyzuje premenu fibrinogénu na nerozpustný fibrín; depozit fibrínu môže chrániť Kataláza S. aureus pred fagocytózou Štiepi toxický peroxid vodíka Proteázy Hydrolýza proteínov Lipázy a fosfolipázy Enzymatický účinok na lipidy a fosfolipidy, čím napomáhajú stafylokokom invadovať mazové žľazy a podkožné tkanivo Deoxyribonukleáza Hydrolýza DNA Hyaluronidáza Hydrolýza kyseliny hyalurónovej v medzibunkovom priestore, čím sa („spreading factor“) uľahčí diseminácia patogénu v tkanive Stafylokináza (fibrinolyzín) Adherencia na plazminogén a jeho premena na plazmín, ktorý má fibrolytickú a proteolytickú aktivitu; zabezpečenie diseminácie a výživy β-laktamáza patogénu Stafyloferín B Hydrolýza β-laktámového kruhu penicilínov; antibiotikorezistencia Siderofór Bakteriocíny Inhibícia Gram-negatívnych baktérií Hemolyzíny (α, β, δ, γ) Lýza erytrocytov; α-toxín je póry tvoriaci toxín a hrá taktiež úlohu pri úniku S. aureus z fagozómu Panton-Velentinov leukocidín Póry tvoriaci cytotoxín; lýza leukocytov (neutrofilov a makrofágov) Exfoliatívne toxíny (A a B) Serínové proteázy; bulózne impetigo a syndróm obarenej kože vyvolaný Enterotoxíny (SEA – SEE, stafylokokmi SEG – SER, SEU a SEV) Termostabilné neurotoxíny s aktivitou superantigénov na T-lymfocyty; Toxín syndrómu toxického šoku zodpovedné za stafylokokovú enterotoxikózu (otrava z jedla) človeka, 1 (TSST-1 = Toxic Shock ktorá je sprevádzaná zvracaním a hnačkou s rizikom šoku Toxín s aktivitou superantigénu; TSST-1 produkujú humánne a bovinné kmene S. aureus; ovčie a kozie kmene S. aureus produkujú variant Syndrome Toxin 1) TSST-1 Tvorba biofilmu Ochrana pred vonkajšími vplyvmi a účinkami antibiotík 413

V patogenéze stafylokokových infekcií má významné postavenie aj peptidoglykán. Sám osebe nemá cytotoxické vlastnosti, ale je rozpoznávaný zložkami komplementu a receptormi na povrchu lymfocytov a makrofágov. Jeho prítomnosť aktivuje imunitný systém a vyvoláva lokálnu i celkovú zápalovú reakciu, ktorá je podobná zápalovej reakcii vyvolanej endotoxínom Gram-negatívnych baktérií846,847. Z enzýmov produkuje S. aureus subsp. aureus stafylokinázu, ktorá je aktivátorom plazminogénu na plazmín, plazmokoagulázu, ktorá spôsobuje za in vitro podmienok koaguláciu plazmy, hyaluronidázu („spreading factor“), ktorá hydrolýzou extra-celulárneho matrixu zabezpečuje disemináciu patogénu v tkanivách hostiteľa a ďalšie enzýmy, ktoré hrajú dôležitú úlohu v patogenéze stafylokokových infekcií829,848-850. Faktory virulencie S. aureus subsp. aureus môžu byť zhruba rozdelené na tie, ktoré zabezpečujú kolonizáciu tkaniva, ďalej na tie, ktoré zabezpečujú únik pred imunitným systémom hostiteľa a nakoniec na tie, ktoré sa podieľajú na deštrukcii tkaniva (Tab. 6. 45). Jedným z dôležitých faktorov virulencie S. aureus subsp. aureus a S. epidermidis je schopnosť tvoriť biofilm851. Meticilín rezistentné kmene S. aureus Meticilín rezistentné kmene S. aureus (MRSA = Methicilin Resistant Staphylococcus aureus) tvoria v patogenéze infekcií vyvolaných S. aureus subsp. aureus osobitnú skupinu. V 40-tych rokoch minulého storočia bol do klinickej praxe zavedený penicilín. Ale už v roku 1944 bola voči nemu zaznamenaná rezistencia a neskôr i k ďalším β-laktámovým antibiotikám pri predtým citlivých kmeňoch S. aureus. β-laktámové antibiotikum je každé antibiotikum, ktoré obsahuje vo svojej molekulovej štruktúre β-laktámové jadro. β-laktámové antibiotiká inhibujú syntézu peptidoglykánu bakteriálnej bunky. Posledný transpeptidačný krok v syntéze peptidoglykánu sa uskutočňuje prostredníctvom transpeptidáz, známych tiež ako penicilín viažuce proteíny (PBP = Penicilin Binding Proteins), nakoľko môžu byť kompetitívne nahradené β-laktámovými antibiotikami, následkom čoho dôjde k inhibícii syntézy peptidoglykánu, lýze a smrti bakteriálnej bunky. Rezistencia S. aureus voči tejto skupine antibiotík je založená na prítomnosti génu blaZ, ktorý kóduje β-laktamázu, enzým, ktorý štiepi β-laktámový kruh v molekule penicilínových antibiotík a tým ich degraduje852,853. 414

Z uvedeného dôvodu boli na báze penicilínu vyvinuté v 50-tych rokoch minulého storočia nové antibiotiká, tzv. polosyntetické penicilíny, odolné voči degradácii β-laktamázou. Prvý z nich bol do klinickej praxe zavedený v roku 1960 meticilín. Meticilín patrí spolu s ďalšími tzv. protistafylokokovými antibiotikami (oxacilín, kloxacilín, dikloxacilín) ku skupine izoxazolyl-penicilínov, polosyntetických penicilínov, odolných voči pôsobeniu žalúdočnej kyseliny a β-laktamázam, ktoré sú produkované stafylokokmi. Avšak, už v roku 1961 bol vo Veľkej Británii izolovaný prvý meticilín rezistentný kmeň S. aureus854. Meticilín rezistentné kmene S. aureus majú prítomný gén mecA, ktorý kóduje syntézu náhradnej transpeptidázy, tzv. „náhradného“ alebo modifikovaného penicilín viažuceho proteínu (PBP´ alebo PBP2), ktorý nie je možné kompetitívne vytlačiť β-laktámovými antibiotikami, nakoľko má veľmi malú väzobnú schopnosť pre meticilín a ďalšie izoxazolyl-penicilíny, bakteriálna bunka pokračuje v syntéze bunkovej steny a nedochádza k jej lýze a smrti855. Gén mecA je pri stafylokokoch súčasťou mobilného genetického elementu označovaného ako SCCmec (SCC = Staphylococcal Cassette Chromosome)856-858. Tieto kmene, súhrnne označované ako meticilín alebo oxacilín rezistentné kmene, sa začiatkom 80-tych rokov minulého storočia rýchlo rozšírili po celej Európe a Spojených štátoch amerických a v súčasnosti predstavujú určitý terapeutický problém, nakoľko sú multirezistentné (sú rezistentné aj voči ostatným β-laktámovým antibiotikám a disponujú ďalšími mechanizmami antibiotikorezistencie) a nevyskytujú sa iba v nemocničnom, ale aj v komunitnom prostredí858. Kmene S. aureus rezistentné voči glykopeptidovým antibiotikám Kmene S. aureus rezistentné voči glykopeptidovým antibiotikám sú označované ako GISA (GISA = Glycopeptide Intermediate Resistant Staphylococcus aureus) kmene. GISA kmene sú meticilín rezistentné kmene S. aureus subsp. aureus, ktoré získali rezistenciu aj voči glykopeptidovým antibiotikám (vankomycínu a teikoplanínu) horizontálnym prenosom van génu/génov z vankomycín rezistentných enterokokov. GISA kmene boli izolované prvýkrát v roku 1997859-861. 6.4.2 Rod Enterococcus Zástupcovia rodu Enterococcus sú Gram-pozitívne, fakultatívne anaeróbne, nepohyblivé, oválne alebo mierne pretiahnuté koky veľkosti 0,6 – 2,5 μm. Sú usporiadané v pároch alebo 415

krátkych retiazkach. K pohyblivým zástupcom rodu patrí E. casseliflavus, E. gallinarum a z časti aj E. faecium. Rod Enterococcus má v súčasnosti 60 zástupcov862. Mnohé enterokoky sú normálnou súčasťou intestinálneho traktu človeka a zvierat. Môžu však byť izolované taktiež z pôdy, vody, rastlín a hmyzu. I keď sa predpokladá, že ich prítomnosť v prostredí je najmä výsledkom fekálneho znečistenia863. Enterokoky patria medzi závažné fakultatívne patogénne baktérie a nimi vyvolané infekcie môžu byť endogénne alebo exogénne, komunitné alebo nozokomiálne. Exogénne nozokomiálne infekcie sa vyskytujú typicky u hospitalizovaných pacientov. Faktory virulencie zástupcov rodu Enterococcus Enterokoky nepatria medzi invazívne bakteriálne patogény porovnateľné s pyogénnymi streptokokmi alebo so Staphylococcus aureus subsp. aureus. Neprodukujú ani exotoxíny, ktoré by mali charakter superantigénov. Produkujú však želatinázu, serínovú proteázu, hemolyzíny, bakteriocíny a rôzne molekuly na svojom povrchu, ktoré im umožňujú adherovať k bunkám slizníc a tvoriť biofilm i na abiotických materiáloch (napr. na močových alebo intravaskulárnych katétroch)864-866. Najvýznamnejšie faktory virulencie enterokokov sú uvedené v Tab. 6.45. Tab. 6.45 Najvýznamnejšie faktory virulencie zástupcov rodu Enterococcus Faktor virulencie Funkcia/Význam Agregačná substancia (AS) Fimbrie, ktoré zabezpečujú väzbu na epitelové bunky Enterokokový povrchový proteín (Esp) Povrchový proteín bunkovej steny, ktorý je dôležitý pri tvorbe Sacharidové adhezíny biofilmu Zabezpečujú adherenciu na bunky čreva a pošvy MSCRAMM (Microbial Surface Akronym pre adhezívne proteíny, ktoré sprostredkúvajú prvotnú Components Recognizing Adhesive väzbu a uchytenie baktérií na bunky hostiteľa Matrix Molecules) Proteáza, ktorá hydrolyzuje kolagén, želatínu, kazeín, hemoglobín Želatináza Serínová proteáza a iné peptidy Štiepi fibrinogén a blokuje fagocytózu Hemolyzín Cytolytický proteín schopný lyzovať ľudské, konské a králičie erytrocyty Bakteriocíny (napr. cytolyzín) Inhibuje rast iných Gram-pozitívnych baktérií a umožňuje enterokokom kolonizáciu slizníc Význam enterokokov v ostatnom období v humánnej medicíne rastie v súvislosti so zvyšujúcim sa počtom klinických prípadov, pri ktorých sú izolované a s ich narastajúcou rezistenciou voči glykopeptidovým antibiotikám867,868. Enterokoky sú u ľudí najčastejšie pôvodcami infekcií močových ciest (cystitídy, pyelonefritídy, intersticiálna nefritída, prostatitída), infekcií rán a vnútrobrušných infekcií (najčastejšie ako 416

súčasť zmiešanej bakteriálnej infekcie) a endokarditíd (často u narkomanov užívajúcich drogy intravenózne). V menšej miere sa môžu podieľať na bakteriémii a sepse u pacientov s dlhodobo zavedenými intravaskulárnymi katétrami, meningitídach, peritonitídach, osteomyelitídach, artritídach, infekciách žlčových ciest a gynekologických zápaloch866,869. Na enterokokových infekciách človeka sa v 80 – 90 % prípadoch podieľa E. faecalis a v 10 – 20 % E. faecium. Z humánnych klinických vzoriek môže byť izolovaný aj E. avium, E. casseliflavus, E. dispar, E. durans, E. gallinarum a E. raffinosus870-872. V súčasnej dobe sa najväčšou hrozbou stávajú nozokomiálne infekcie, ktoré sú vyvolané vankomycín rezistentnými kmeňmi enterokokov. Tieto kmene sú označované ako VRE (VRE = Vankomycin Resistant Enterococci) alebo ako V/GRE (V/GRE = Vankomycin/Glycopeptide Resistant Enterococci) kmene, t.j. kmene rezistentné voči vankomycínu, resp. voči glykopeptidovým antibiotikám873. Glykopeptidové antibiotiká inhibujú syntézu bunkovej steny, čo vedie k smrti bunky (baktericídny účinok). Narúšajú taktiež permeabilitu bakteriálnej cytoplazmatickej membrány a syntézu RNA. Z glykopeptidových antibiotík sa v humánnej praxi používa vankomycín a teikoplanín a spolu s aminoglykozidmi pôsobia synergicky pri terapii stafylokokových, streptokokových a enterokokových infekcií. Okrem iného majú aj veľký význam pri terapii infekcií vyvolaných meticilín rezistentnými kmeňmi Staphylococcus aureus subsp. aureus. Rezistencia voči glykopeptidovým antibiotikám je kódovaná tzv. van génmi. van gény kódujú produkciu enzýmov, ktoré zabezpečujú syntézu nízko afinitných prekurzorov, ktoré modifikujú cieľové miesto pre väzbu glykopeptidových antibiotík. V súčasnosti je známych osem vankomycín rezistentných fenotypov kódovaných génmi vanA, vanB, vanC, vanD, vanE, vanG, vanL a vanM. Táto rezistencia môže byť prirodzená alebo získaná874-877. Prirodzená rezistencia voči glykopeptidovým antibiotikám nie je prenosná a je väčšinou kódovaná génom vanC. Získaná rezistencia voči glykopeptidovým antibiotikám je kódovaná van génmi nesenými na transpozónoch alebo plazmidoch a v rámci bakteriálnej populácie je horizontálne prenášaná medzi jednotlivými druhmi. So získanou rezistenciou voči glykopeptidovým antibiotikám sa primárne stretávame pri kmeňoch E. faecium a E. faecalis, kde je kódovaná génmi vanA a vanB. Kmene s vanA génom sú vysoko rezistentné voči vankomycínu aj teikoplanínu na rozdiel od kmeňov s vanB génom, pri ktorých je variabilná rezistencia iba voči vankomycínu. 417

Príkladom horizontálneho prenosu rezistencie voči glykopeptidovým antibiotikám sú tzv. GISA (GISA = Glycopeptide Intermediate Resistant Staphylococcus aureus) kmene. GISA kmene sú meticilín rezistentné kmene S. aureus subsp. aureus, ktoré získali rezistenciu aj voči glykopeptidovým antibiotikám (vankomycínu a teikoplanínu) horizontálnym prenosom van génu/génov z vankomycín rezistentných enterokokov. GISA kmene boli izolované prvýkrát v roku 1997878,879. Výskyt vankomycín rezistentných enterokokov nebol zaznamenaný iba u humánnych, ale taktiež aj u animálnych kmeňov. Súviselo to predovšetkým s pridávaním antibiotika avoparcínu do kŕmnych zmesí pre hydinu a ošípané880. Vankomycín rezistentné kmene enterokokov humánneho pôvodu mohli získať rezistenciu voči glykopeptidovým antibiotikám (vankomycínu a teikoplanínu) aj horizontálnym prenosom van génu/génov z vankomycín rezistentných enterokokov animálneho pôvodu. Od roku 1997, keď bolo zakázané používať avoparcín ako aditívum do kŕmnych zmesí pre zvieratá, sa znížil, ale ešte stále, ani po 20 rokoch, nevytratil výskyt vankomycín rezistentných enterokokov animálneho pôvodu881-883. 6.4.3 Rod Streptococcus Zástupcovia rodu Streptococcus sú Gram-pozitívne, fakultatívne anaeróbne, nepohyblivé, okrúhle alebo elipsovité koky veľkosti nie viac ako 2 μm v priemere. Sú usporiadané jednotlivo, v pároch alebo v retiazkach. Rod Streptococcus má v súčasnosti viac ako 100 zástupcov, ktorí sa vyskytujú celosvetovo884. Väčšina streptokokov medicínskeho významu patrí medzi komenzály sliznice respiračného a urogenitálneho traktu človeka a zvierat a viaceré z nich patria k potenciálnym patogénom. Niektorí z nich sú však primárnymi patogénmi pre človeka alebo zvieratá. Viacerí zástupcovia rodu Streptococcus, ktorí patria medzi primárnych zvieracích patogénov, sú prenosní aj na človeka a môžu u neho vyvolať ochorenie (Tab. 6.46). Zástupcovia rodu Streptococcus sa v súčasnosti na základe hemolýzy delia na β-hemolytické a non-β-hemolytické alebo non-hemolytické streptokoky. I keď α-hemolytické alebo viridujúce streptokoky sa tradične spájali a naďalej spájajú s orálnymi streptokokmi a β-hemolytické streptokoky sa spájajú so skupinou pyogénnych streptokokov, neplatí to vo všetkých prípadoch. Diagnostika zástupcov rodu Streptococcus je niekedy komplikovaná skutočnosťou, že rôzne kmene daného druhu môžu tvoriť α-, β- alebo žiadnu hemolýzu. 418

Tab. 6.46 Najvýznamnejší zástupcovia rodu Streptococcus patogénni, resp. potenciálne patogénni pre človeka Zástupca Fylogenetická Hemolýzab Skupinový Hostiteľ Infekcia S. agalactiaea β (α/-) antigénc Človek skupina Novorodenecká Pyogénna B Hovädzí dobytok, meningitída a sepsa; komplikácie v šestonedelí Chronická mastitída ovce, kozy Neonatálna septikémia Psy Infekcie močového Mačky aparátu S. canisd Pyogénna β G Človek Meningitída, peritonitída, artritída a sepsa Psy, mačky Neonatálna septikémia, infekcie urogenitálneho traktu, infekcie kože, rán, otitída, mastitída, konjunktivitída, lymfadenitída, aborty Hovädzí dobytok Príležitostne mastitída S. dysgalactiae Pyogénna β C (A, G, L) Človek Najčastejšie tonzilitídy subsp. equisimilisd a faryngitídy; vzácne aj vážne pyogénne infekcie Kone Tvorba abscesov, aborty, Ošípané, hovädzí endometritída, mastitída Rôzne hnisavé infekcie dobytok, psy, vtáky S. equi Pyogénna β C Človek Najčastejšie faryngitídy; vzácne aj vážne subsp. zooepidemicusd pyogénne infekcie Kone Streptokoková Hovädzí dobytok faryngitída Metritída a mastitída Ošípané Septikémia a artritída Jahňatá ciciakov vo veku Hydina 3 týždňov Perikarditída a pneumónia Septikémia, endokarditída Psy Hemoragická pneumónia S. iniaed Pyogénna β Z Človek Sepsa Delfínovec Tvorba subkutánnych amazónsky (Inia abscesov geoffrensis), ryby S. porcinusd Pyogénna β (B), E, P, U, Človek Vzácne pyogénne V infekcie Ošípané Abscesy čeľuste, lymfadenitída S. pyogenes Pyogénna β A Človek Lokalizované pyogénne infekcie, invazívne a toxické ochorenia, neskoré následky streptokokových nákaz Hovädzí dobytok Mastitída (vzácne) S. anginosus Anginosus Žriebätá Lymfangitída subsp. anginosus Anginosus β/α/- -, F, C, A, G Človek S. anginosus Anginosus Infekcie urogenitálneho subsp. whileyi β C, G Človek a intestinálneho traktu S. constellatus β/α/- -, F, C, A, G Človek Infekcie urogenitálneho a intestinálneho traktu Faryngitídy subsp. constellatus Anginosus β C Človek Faryngitídy S. constellatus 419

subsp. pharyngis S. constellatus Anginosus β C Človek Faryngitídy subsp. viborgensis S. intermedius Anginosus α/-/β - Človek Mozgové a pečeňové abscesy, artritídy, peritonitídy S. pneumoniaee Mitis α - Človek Respiračné infekcie, meningitída, sepsa, otitída, konjunktivitída, peritonitída Kone Pneumónia Morčatá, krysy Pneumónia S. gallolyticus Bovis - -, D Holuby, vačkovce Skupina bovis je u subsp. gallolyticus (Marsupialia), človeka najčastejšie cicavce, vrátane izolovaná pri bakteriémii človeka s endokarditídou alebo bez endokarditídy S. gallolyticus Bovis -/α -, D Človek detto subsp. pasteurianus S. infantarius Bovis -/α -, D Človek detto subsp. coli S. infantarius Bovis -/α -, D Človek detto subsp. infantarius S. lutetiensis Bovis -/α -, D Človek detto S. mutans Mutans α/-(β) - Človek Zubný kaz (sérotyp c, e, f) S. sobrinus Mutans α/- - Človek Zubný kaz (sérotyp d, g) S. suisd Nezaradený α R, S, RS, T, Človek Meningitída, septikémia, - trvalá strata sluchu, streptokokový syndróm toxického šoku (STSS) Ošípané Meningitída, artritída, pneumónia, septikémia, endokarditída a = bovinné kmene S. agalactiae sú od humánnych kmeňov odlišné; b = niektoré kmene daného druhu môžu tvoriť α-, β- alebo žiadnu hemolýzu; c = niektoré kmene daného druhu môžu mať viac ako jeden spoločný skupinový antigén alebo žiaden; d = primárne zvierací patogén; e = kmene S. pneumoniae izolované pri koňoch predstavujú uzavretú skupinu, ktorá je geneticky odlišná od humánnych kmeňov S. pneumoniae Z hľadiska humánnej i veterinárnej medicíny sa vo všeobecnosti za najvýznamnejšie považujú β-hemolytické streptokoky (Tab. 6.46). Druhým dôležitým kritériom delenia streptokokov je ich rozdelenie podľa prítomnosti skupinovo špecifického polysacharidu C, označovaného tiež ako C-substancia. Rôzny charakter polysacharidu C umožňuje rozdeliť streptokoky do sérologických (alebo antigénnych) skupín označených veľkými písmenami abecedy od A po Z (A-H, K-V, Z). Pri streptokokoch, ktorým chýba špecifický polysacharid C, sa antigénna skupina nestanovuje. Príkladom streptokokov bez prítomnosti polysacharidu C je S. pneumoniae, S. intermedius, S. mutans, S. sobrinus, prípadne ďalšie. Naopak, kmene niektorých zástupcov rodu Streptococcus môžu byť nositeľmi i viac ako jedného typu antigénnej skupiny. Príkladom je S. dysgalactiae subsp. equisimilis, S. porcinus, S. suis, prípadne ďalšie. Z hľadiska humánnej i veterinárnej medicíny sa za najvýznamnejšie považujú streptokoky so spoločným skupinovým antigénom A, B, C, D a G (Tab. 6.46). 420

Tretím, nie menej dôležitým kritériom delenia streptokokov je ich rozdelenie do veľkých, tzv. fylogenetických skupín na základe výsledkov fylogenetickej analýzy. Z hľadiska humánnej i veterinárnej medicíny sa za najvýznamnejšie považujú streptokoky pyogénnej skupiny, prípadne ďalšie (Tab. 6.46). V Tab. 6.46 sú uvedení najvýznamnejší zástupcovia rodu Streptococcus z hľadiska humánnej medicíny. Najväčšie a najvýznamnejšie zastúpenie patogénnych, resp. potenciálne patogénnych zástupcov rodu Streptococcus je pre človeka v pyogénnej skupine. Nie menej významní sú aj niektorí iní zástupcovia z ostatných fylogenetických skupín. Medzi najvýznamnejších z nich patrí S. agalactiae, S. dysgalactiae subsp. equisimilis, S. equi subsp. zooepidemicus, S. pneumoniae a S. pyogenes (Tab. 6.46). Uvedení zástupcovia rodu Streptococcus patria do antigénnej skupiny A (S. pyogenes), B (S. agalactiae), C (S. equi subsp. zooepidemicus, S. dysgalactiae subsp. equisimilis), D (skupina bovis) a G (S. dysgalactiae subsp. equisimilis). K ďalším primárnym zvieracím patogénom, ktorí sú prenosní aj na človeka a môžu u neho vyvolať ochorenie patrí S. canis, S. iniae, S. porcinus a S. suis (Tab. 6.46). K primárnym patogénom človeka zo skupiny streptokokov patrí S. pyogenes a spolu so S. pneumoniae patria k najvýznamnejším zástupcom rodu Streptococcus. Streptococcus agalactiae S. agalactiae je od ostatných β-hemolytických streptokokov mikroskopicky neodlíšiteľný i napriek tomu, že v tekutých živných médiách vytvára dlhé retiazky, ktoré vyzerajú ako keby boli zložené z dvojíc kokov. S. agalactiae v porovnaní s ostatnými streptokokmi vytvára na krvnom agare väčšie kolónie (približne 1 mm v priemere). Kolónie sú obklopené úzkou zónou, avšak nie ostro ohraničenej a neúplnej (kalnej) β-hemolýzy. K evidentnému zosilneniu tejto hemolýzy dochádza pri jeho kultivácii so Staphylococcus aureus pri tzv. CAMP teste885. Je to v dôsledku toho, že CAMP faktor S. agalactiae sa viaže na membránu erytrocytov, ktorá bola narušená stafylokokovou sfingomyelinázou C, čo vedie k lýze erytrocytov. Niektoré kmene S. agalactiae sú α- hemolytické alebo nehemolytické, ale CAMP pozitivitu si zachovávajú (Tab. 6.46). Väčšina kmeňov S. agalactiae v prítomnosti škrobu alebo pri anaeróbnej kultivácii tvorí oranžový pigment. Mnohé kmene rastú aj v prítomnosti žlče a všetky hydrolyzujú hipurát sodný. Na rozdiel od enterokokov je S. agalactiae v PYR teste na dôkaz 421

pyrrolidonylarylamidázy a hydrolýze eskulínu negatívny. Taktiež väčšina kmeňov S. agalactiae je rezistentná na bacitracín. S. agalactiae okrem skupinovo špecifického antigénu B obsahuje aj typovo špecifické antigény, ktoré sú väčšinou polysacharidového charakteru. Na základe typovo špecifických antigénov sú jednotlivé kmene S. agalactiae zatriedené do sérotypov Ia, Ib, II – IX. Najdôležitejšie z nich sú sérotypy Ia, Ib, II a III, ktoré sú najčastejšie diagnostikované pri meningitíde a sepse novorodencov886. Z faktorov virulencie S. agalactiae sú najdôležitejšie fimbriálne aj nefimbriálne adhezíny, invazíny, enzýmy a toxíny, tvorba biofilmu, puzdro, ktoré u sérotypu III obsahuje kyselinu N- acetylneuramínovú (sialovú), ktorá brzdí aktiváciu komplementu alternatívnou cestou a fagocytózu a ďalšie mechanizmy rezistencie voči nešpecifickej imunitnej odpovedi887,888. Najohrozenejšou skupinou, infikovanou streptokokmi skupiny B (S. agalactiae), sú novorodenci (Tab. 6.47). Tab. 6.47 Podiel streptokokov skupiny B (S. agalactiae) na infekciách človeka Veková kategória/Riziková skupina Infekcia Novorodenci Novorodenecká meningitída a sepsa (včasná alebo neskorá sepsa) Šestonedieľky (ženy v šestonedelí) Komplikácie v šestonedelí (endometritída, infekcie močových ciest, bakteriémia po cisárskom reze vedúca k endokarditíde, meningitíde, tvorbe abscesov) Dojčatá Osteomyelitídy Staršie deti a dospelí Cystitídy a pyelonefritídy Jedinci s narušenou imunitou Pneumónie, endokarditídy, hnisavé artritídy, infekcie rán, osteomyelitídy Streptokoky skupiny B, ktorými je kolonizovaná asi štvrtina tehotných žien (intestinálny trakt a vagína), môžu byť počas pôrodu prenesené aj na novorodenca. U časti novorodencov sa táto kolonizácia môže prejaviť infekciou886. Neonatálna alebo novorodenecká septikémia je klasifikovaná buď ako „včasné“ alebo ako „neskoré“ vzplanutie. „Včasné vzplanutie“ (včasná sepsa) postihuje novorodencov od narodenia do veku 6 dní po narodení a podieľajú sa na ňom kmene S. agalactiae sérotypu Ia, Ib, II a III. „Neskoré vzplanutie“ (neskorá sepsa) postihuje novorodencov vo veku od 7 do 89 dní po narodení a podieľajú sa na ňom kmene S. agalactiae sérotypu III889. I keď pôvodcami neonatálnej septikémie do veku jedného týždňa po narodení sú predovšetkým streptokoky skupiny B, môžu sa na nej podieľať aj kmene Escherichia coli vyvolávajúce neonatálnu meningitídu (NMEC) a septikémiu (SEPEC). Väčšina novorodencov môže byť nimi kolonizovaná z pôrodných ciest ešte pred narodení890. 422

V neskoršom veku môžu byť pôvodcami neonatálnej septikémie okrem streptokokov skupiny B a E. coli aj iné bakteriálne patogény, buď z nemocničného alebo komunitného prostredia, akými sú napr. Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis, Elizabethkingia meningoseptica, koaguláza negatívne stafylokoky, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, prípadne ďalšie. Ostatné infekcie, na ktorých sa môžu podieľať streptokoky skupiny B, sú uvedené v Tab. 6.47. S. agalactiae je aj pôvodcom mastitídy hovädzieho dobytka, oviec a kôz a niektorých ďalších infekcií iných druhov zvierat, avšak bovinné kmene S. agalactiae sú od humánnych kmeňov odlišné. S. agalactiae bol pri mastitíde hovädzieho dobytka izolovaný a popísaný už v roku 1887 891. Humánne kmene S. agalactiae boli R. Lancefieldovou izolované v 30-tych rokoch minulého storočia z vaginálnych kultúr asymptomatických žien po pôrode. A až v roku 1938 bol preukázaný podiel S. agalactiae na puerperálnej sepse. V anglickej literatúre sa pre humánne kmene S. agalactiae používa skôr označenie GBS (GBS = Group B streptococci). Obdobne ako sa pre S. pyogenes používa označenie GAS (GAS = Group A streptococci). Streptococcus pyogenes S. pyogenes je primárnym patogénom človeka a spolu so S. pneumoniae patria k najvýznamnejším zástupcom rodu Streptococcus. S. pyogenes je fakultatívne anaeróbnym, kataláza a oxidáza negatívnym kokom o veľkosti 0,6 – 1,0 μm. Je usporiadaný vo dvojiciach až retiazkach. Usporiadanie v retiazkach je typické pri jeho kultivácii v tekutých živných médiách. Niektoré kmene sú vybavené puzdrom, ktoré je zložené z kyseliny hyalurónovej. Kolónie S. pyogenes sú na krvnom agare drobné, väčšinou lesklé o veľkosti okolo 0,5 mm v priemere. Sú obklopené dobre ohraničenou zónou β-hemolýzy. Opuzdrené kmene vytvárajú kolónie o niečo väčšie, ktoré sú navyše mukoidné. S. pyogenes obsahuje podľa Lancefieldovej skupinovo špecifický antigén A. S. pyogenes je u človeka pôvodcom viacerých lokalizovaných hnisavých infekcií, invazívnych a toxických ochorení a v neposlednom rade infekcia S. pyogenes môže viesť k neskorým následko323 (Tab. 6.48). Medzi neskoré následky streptokokových nákaz býva zaraďovaná aj reumatická choroba srdc892. Do súvislosti s autoimunitným zápalom po prekonaní streptokokovej infekcie sa dáva aj široké spektrum pohybových a duševných porúch detí, ktoré sa súborne označujú ako PANDAS 423

(Pediatric Autoimmune Neuropsychiatric Disorders Associated with Streptococcus), ako sú tiky, obsedantno-kompulzívna porucha, porucha pozornosti s hyperaktivitou a iné poruchy správania892. Pri týchto poruchách sa predpokladá skrížená autoimunitná reakcia antistreptokokových protilátok s antigénmi bazálnych ganlií. Tab. 6.48 Infekcie človeka vyvolané S. pyogenes323 Charakter infekcie Lokalizované hnisavé (pyogénne) infekcie Tonzilitída, tonzilofaryngitída (tonsillitis acuta, streptokoková tonzilofaryngitída, angína) Šarlach (scarlatina) Streptokoková pyodermia: impetigo, ruža (erysipelas), streptokoková celulitída (cellulitis) Hnisanie rán, zápal lymfatických ciev (lymphangitis), zápal lymfatických uzlín (lymphadenitis) Invazívne a toxické ochorenia: Nekrotizujúca fasciitída, flegmóna, myozitída a myonekróza Pneumónia, meningitída Sepsa (vrátane popôrodnej sepsy, sepsis puerperalis, nazývaná tiež ako horúčka omladníc alebo horúčka šestonedieľok) Streptokokový syndróm toxického šoku (STSS = Streptococcal Toxic Shock Syndrome) Neskoré následky streptokokových nákaz: Reumatická horúčka (febris rheumatica) Akútna glomerulonefritída (glomerulonephritis acuta) Sydenhamov syndróm (Sydenhamova chorea, chorea minor, Tanec svätého Víta) Faktory virulencie Streptococcus pyogenes Medzi najvýznamnejšie faktory virulencie S. pyogenes patria povrchové proteíny, extracelulárne enzýmy a toxíny893 (Tab. 6.49). Tab. 6.49 Najvýznamnejšie faktory virulencie S. pyogenes Faktor virulencie Funkcia/Význam Povrchové zložky Proteín M Antifagocytárna, adherenčná, invazívna Proteín blízky proteínu M Antiopsonizačná a antifagocytárna Puzdro Antiopsonizačná, antifagocytárna, adherenčná Extracelulárne enzýmy Streptolyzín O Toxický pre erytrocyty, leukocyty a monocyty Streptolyzín S Toxický pre erytrocyty a fagocyty Streptokináza Invazívna; viaže tkanivový plazminogén, na povrchu baktérie vzniká plazmín, ktorý aktivuje metaloproteinázy a kolagenázy, čo umožňuje baktériám invadovať do tkanív Enoláza Invazívna; viaže tkanivový plazminogén, na povrchu baktérie vzniká plazmín, ktorý aktivuje metaloproteinázy a kolagenázy, čo umožňuje baktériám invadovať do tkanív Hyaluronidáza Invazívna; rozpúšťa medzibunkovú hmotu DN-áza B Toxická pre leukocyty; má charakter antigénu a špecifické protilátky voči DN-áze B majú diagnostický charakter (ADNB = antideoxyribonukleáza) C5a peptidáza Inhibuje chemotaxiu; štiepi C5a časť komplementu Toxíny Streptokokové pyrogénne Superantigény exotoxíny 424

Okrem skupinovo špecifického polysacharidu C, na základe ktorého sa S. pyogenes radí podľa Lancefieldovej do antigénnej skupiny A, sú pre neho významné aj ďalšie tzv. povrchové proteínové antigény. Medzi uvedené povrchové proteínové antigény, ktoré sú zároveň aj jeho faktormi virulencie, patrí M proteín a proteíny blízke M proteínu. M proteín je hlavným antigénom a najvýznamnejším faktorom virulencie S. pyogenes. Kmene S. pyogenes bez M proteínu sú avirulentné894. M proteín má vláknitú štruktúru, preniká cez bunkovú stenu a puzdro a vyčnieva z povrchu bunky do priestoru. Vlákno M proteínu sa skladá z dvoch špirálovito stočených reťazcov ukotvených v bunkovej stene svojimi karboxyterminálnymi koncami. Na základe rôzneho antigénneho zloženia M proteínu je v súčasnosti známych viac ako 150 rôznych sérotypov. Hovoríme o tzv. M sérotypoch. Voči M sérotypom existuje typovo špecifická imunita daná prítomnosťou opsonizačných protilátok. Niektoré M sérotypy majú afinitu skôr k infekciám nosohltanu (M1, M3, M4, M5, M6, M12), iné k infekciám kože (M2, M49, M55, M57, M59, M60, M61). Reumatická horúčka sa vyskytuje častejšie po infekcii kmeňmi S. pyogenes, ktoré sú označované ako tzv. „reumatogénne“ a patria k sérotypom M1, M3, M5, M16 a M18. Glomerulonefritídu vyvolávajú tzv. „nefritogénne“ kmene streptokokov, patriace najčastejšie k sérotypu M1, M2, M4, M8, M12, M25, M49 a M57. Kmene, ktoré nie je možné bližšie určiť na základe M proteínu, sa typizujú pomocou proteínu blízkeho M proteínu, ktorý sa označuje tiež ako sérový opacitný faktor. Je to lipoproteináza, ktorá vyvoláva opacitu (zákal) séra895. Protilátky voči sérovému opacitnému faktoru sú typovo špecifické a korelujú s M typom. V súčasnosti sa na typizáciu jednotlivých kmeňov S. pyogenes používajú genetické sekvenčné metódy, ktoré umožňujú identifikáciu emm génu, ktorý kóduje M proteín a jeho zaradenie do príslušného emm typu. Hovoríme o tzv. emm typizácii kmeňov S. pyogenes. Doposiaľ je známych viac ako 240 rôznych emm typov896. Dominantným emm typom v Európe a Severnej Amerike je emm1. Medzi ďalšie hlavné emm typy patrí emm28, emm89, emm3, emm12, emm4 a emm6. Uvedených sedem emm typov sa vyskytuje u 50 – 70 % izolovaných kmeňov S. pyogenes, pričom nebola potvrdená súvislosť medzi konkrétnym emm typom a invazivitou. Jednotlivé emm typy S. pyogenes sú pôvodcami invazívnych i neinvazívnych ochorení897. Z ďalších faktorov virulencie S. pyogenes sú dôležité hemolyzíny, streptolyzín O a streptolyzín S898. 425

Streptolyzín O je oxygén-labilný hemolyzín, toxický pre leukocyty a monocyty. Detekcia protilátok (tzv. antistreptolyzín O, ASLO) voči nemu slúži na retrospektívnu diagnostiku nedávno prekonanej streptokokovej infekcie a taktiež na diagnostiku neskorých následkov streptokokových nákaz. Streptolyzín S je oxygén-stabilný hemolyzín, toxický pre fagocyty. Nie je antigénny. Ostatné významné faktory virulencie S. pyogenes sú uvedené v Tab. 6.49. Ochrannú funkciu voči infekcii S. pyogenes majú špecifické protilátky proti M proteínu. Protilátky triedy IgA bránia adherencii na slizničný epitel a kolonizácii slizníc a protilátky triedy IgG opsonizujú bakteriálne bunky, napomáhajú ich fagocytóze a bránia ich invázii do tkanív, resp. ich prieniku do krvi. Svoju ochrannú úlohu majú aj špecifické protilátky voči C5a peptidáze a streptokokovým pyrogénnym exotoxínom. Streptococcus pneumoniae S. pneumoniae je fakultatívne anaeróbnym, kataláza a oxidáza negatívnym kokom o veľkosti 0,5 – 1,25 μm. Vyskytuje sa jednotlivo, ale väčšinou býva usporiadaný vo dvojiciach alebo vo veľmi krátkych retiazkach. Usporiadanie vo dvojiciach je však pre neho typické a odtiaľ pochádza aj jedno z jeho prvých pomenovaní (Diplococcus pneumoniae), pričom tie časti dvojice kokov, ktorými sa vzájomne spájajú sú lancetovite zašpicatené (v tvare kópie). Z uvedeného dôvodu aj jedno z jeho ďalších pomenovaní z minulosti bolo Diplococcus lanceolatus, ktoré kládlo dôraz na toto typické spojenie. V prípade, že daný kmeň vytvára aj puzdro, tak takto usporiadané dvojice majú aj jedno spoločné puzdro. S. pneumoniae prvýkrát pozoroval v roku 1880 L. Pasteur v slinách a pomenoval ho ako Microbe septicemique du saliva. Kolónie S. pneumoniae sú na krvnom agare 1 – 2 mm veľké, obklopené zónou α-hemolýzy. Za anaeróbnych podmienok môže S. pneumoniae vytvárať β-hemolýzu účinkom produkovaného pneumolyzínu O. S. pneumoniae vyrastá buď v hladkých (S-forma, opuzdrené kmene) alebo drsných (R-forma pri neopuzdrených kmeňoch) kolóniách. Kmene, ktoré produkujú veľké množstvá kapsulárneho polysacharidu, vytvárajú nápadne hlienovité kolónie, ktoré môžu aj splývať (M- forma alebo mukoidná forma). S. pneumoniae neobsahuje skupinovo špecifický antigén podľa Lancefieldovej. 426

Faktory virulencie Streptococcus pneumoniae Medzi najvýznamnejšie faktory virulencie S. pneumoniae patrí polysacharidové puzdro, povrchové proteíny, extracelulárne enzýmy (invazíny) a toxíny899 (Tab. 6.50). Hlavným faktorom virulencie S. pneumoniae je polysacharidové puzdro, ktoré ho chráni pred fagocytózou. Akapsulárne kmene S. pneumoniae sú avirulentné900. Existuje viac ako 90 typov polysacharidových puzdier S. pneumoniae, pričom jednotlivé sérotypy sa líšia svojou virulenciou, svojou schopnosťou kolonizovať rôzne vekové kategórie (deti, dospelí) a rôzne orgány899. Tab. 6.50 Najvýznamnejšie faktory virulencie S. pneumoniae Faktor virulencie Funkcia/Význam Povrchové zložky Polysacharidové puzdro (kapsula) Antifagocytárna Povrchový adhezín A (lipoproteín) Adherenčná Povrchový proteín C Adherenčná Proteín A viažuci cholín Adherenčná; invazívna Extracelulárne enzýmy (invazíny) Hyaluronidáza Invazívna Neuraminidáza Invazívna (významná pri pneumokokovej meningitíde) Povrchový proteín A Antifagocytárna; získavanie železa (slúži ako špecifický receptor pre laktoferín) Toxíny Pneumolyzín Antifagocytárna; prozápalová; invazívna Autolyzín (cytolyzín) Prozápalová Plysacharid C Prozápalová Ostatné faktory virulencie S. pneumoniae sú faktormi invazivity a prozápalových reakcií. Faktorom virulencie S. pneumoniae zodpovedá aj poškodenie tkanív a zápalová reakcia organizmu. S. pneumoniae je prítomný v nosohltane najmenej 10 % zdravých dospelých jedincov. U človeka je pôvodcom respiračných infekcií, otitídy, meningitídy, menej často endokarditídy, septickej artritídy, peritonitídy, prípadne ďalších. S. pneumoniae môže byť u koní, taktiež v kolóniách morčiat a krýs, pôvodcom pneumónie. Avšak, kmene S. pneumoniae izolované pri koňoch predstavujú uzavretú skupinu, ktorá je geneticky odlišná od humánnych kmeňov S. pneumoniae901. 6.4.4 Rod Bacillus Zástupcovia rodu Bacillus sú Gram-pozitívne, v starších kultúrach Gram-labilné, aeróbne alebo fakultatívne anaeróbne, spóru tvoriace tyčinky s rovnými alebo zaoblenými koncami, veľkosti 0,4 – 0,8 × 0,9 – 10 μm. Sú usporiadané jednotlivo, vo dvojiciach alebo v krátkych retiazkach. 427

Zástupcovia rodu Bacillus sú väčšinou pohybliví pomocou bičíkov, ktoré sú umiestnené najčastejšie po celom povrchu bunky (peritrichy) alebo iba na jednej strane bunky (laterálne). Výnimkou v pohyblivosti je B. anthracis a B. mycoides, ktoré sú nepohyblivé. Rod Bacillus zahŕňa psychrofilných, mezofilných i termofilných zástupcov. Vo vzťahu k pH prostredia sa jedná o neutrofilné, acidofilné alebo alkalifilné baktérie. Optimálna kultivačná teplota sa pohybuje od 15 °C do 55 °C902. Rod Bacillus má v súčasnosti viac ako 100 zástupcov903. Zástupcovia rodu Bacillus sú izolovaní z vonkajšieho prostredia, najmä z pôdy a vody, ďalej z potravín, odpadov potravinárskej výroby, humánnych a veterinárnych klinických vzoriek. Väčšina zástupcov rodu patrí však k apatogénnym bakteriálnym druhom. Zástupcovia rodu Bacillus, najmä vďaka svojej schopnosti sporulovať, produkovať viaceré antibiotiká a širokú škálu enzýmov, sú v prírode veľmi rozšírení. I napriek tomu, že veľká časť patrí k saprofytom a apatogénnym druhom, niektorí zástupcovia majú medicínsky význam. Z hľadiska humánnej medicíny je významná skupina: a) Bacillus cereus sensu lato: B. anthracis, B. cereus sensu stricto, B. cytotoxicus, B. thuringiensis a B. wiedmannii; b) Bacillus subtilis sensu lato: B. licheniformis, B. pumilus a B. subtilis sensu stricto (Tab. 6.51). Tab. 6.51 Zástupcovia rodu Bacillus izolovaní pri infekciách človeka Druh Infekcia B. anthracis Antrax (kožná, intestinálna alebo inhalačná forma) B. cereus a) alimentárna intoxikácia alebo otrava z potravín („food poisoning“) vyvolaná termostabilným emetickým toxínom B. cereus, b) gastroenteritída vyvolaná termolabilným diarhogénnym (hnačkovým) enterotoxínom B. cereus, c) non-GI infekcie (infekcie iné ako gastroenteritída, významné však pre svoj nozokomiálny charakter): náhla septikémia, meningitída a abscesy mozgu, pneumónia, endokarditída, endoftalmitída, infekcie mäkkých tkanív. B. thuringiensis Bakteriémia, infekcie rán, periodontitída, gastroenteritída B. cytotoxicus Alimentárne intoxikácie alebo gastroenteritídy obdobné ako pri B. cereus B. wiedmannii Gastroenteritídy obdobne ako pri B. cereus B. subtilis Endokarditída, pneumónia s bakteriémiou, dermatitída, respiračné infekcie, otrava z potravín B. licheniformis Oftalmitída, vred rohovky po traume, peritonitída so septikémiou, otrava z potravín B. pumilus Infekcie kože Zástupcovia rodu Bacillus, iní ako B. anthracis, sú najčastejšie izolovaní z humánnych klinických vzoriek pri infekciách rán, infekciách očí, uší, endokarditíde, meningitíde, bakteriémii, septikémii, infekciách respiračného, močového a gastrointestinálneho traktu904. 428

K infekciám sú vnímaví predovšetkým imunokompromitovaní pacienti, novorodené deti a pacienti so zavedenými katétrami. K mnohým predispozičným faktorom, ktoré môžu mať podiel na infekciách zástupcami rodu Bacillus, patrí predovšetkým alkoholizmus, intravenózna aplikácia drog, intravaskulárne zavedené kanyly, katétre, prípadne iné prístroje, zariadenia alebo náhrady. Osobitnú skupinu tvoria alimentárne intoxikácie alebo otravy z potravín („food poisoning“) vyvolané najčastejšie termostabilným emetickým toxínom B. cereus alebo gastroenteritídy vyvolané termolabilným diarhogénnym (hnačkovým) enterotoxínom B. cereus905. Faktory virulencie Bacillus anthracis Medzi základné alebo primárne faktory virulencie B. anthracis patrí kapsula a antraxový toxín, ktoré sú kódované dvoma veľkými plazmidmi virulencie (pXO1 a pXO2)906. Expresia uvedených faktorov virulencie je za in vivo podmienok ovplyvnená viacerými faktormi. Predovšetkým fyziologickou teplotou hostiteľa a koncentráciou CO2, prípadne aj koncentráciou hydrogénuhličitanu sodného. Kapsula Kapsulu tvoria všetky virulentné kmene B. anthracis. Je kódovaná capBCADE operónom, ktorý je lokalizovaný na plazmide virulencie pXO2 o veľkosti 96 kbp. Príkladom akapsulárneho a zároveň aj avirulentného kmeňa B. anthracis je Sterneho vakcinačný kmeň, pri ktorom došlo k prirodzenej strate pXO2 plazmidu, nie však plazmidu pXO1907. Extracelulárna polypeptidová kapsula kyseliny γ-D-glutámovej je síce slabým imunogénom, ale chráni B. anthracis pred fagocytózou makrofágmi908 (Tab. 6.52). Antraxový toxín Antraxový toxín je označovaný tiež ako antraxový tripartitný proteínový komplex alebo ako tripartitný proteínový toxín, prípadne len ako exotoxínový komplex B. anthracis909. Uvedené označenie antraxového toxínu vychádza zo skutočnosti, že tento proteínový komplex sa skladá z troch zložiek: edematogénneho faktora (EF), letálneho faktora (LF) a protektívneho antigénu (PA). Každá zložka antraxového toxínu má molekulovú hmotnosť približne 80 kDa. Všetky tri zložky antraxového toxínu sú kódované génmi, ktoré sú lokalizované na plazmide virulencie pXO1 o veľkosti 181,7 kbp (Tab. 6.52). 429

Tab. 6.52 Primárne faktory virulencie B. anthracis Lokalizácia génov Faktor virulencie Funkcia plazmid pXO2 (96 kbp)* capA, capB, capC polypeptidová kapsula Inhibuje fagocytózu vegetatívnych foriem kyseliny γ-D-glutámovej B. anthracis makrofágmi plazmid pXO1 (181,7 kbp)* cya (EF – edematogénny faktor) edematózny toxín EF: na kalmodulíne závislá adenylátcykláza pagA (PA – protektívny antigén) PA: sprostredkúva prenos EF do cytoplazmy hostiteľskej bunky lef (LF – letálny faktor) letálny toxín LF: Zn2+-závislá proteáza, ktorá spúšťa respiračné vzplanutie makrofágov a s tým spojenú nadprodukciu cytokínov (IL-1β, TNFα) pagA (PA – protektívny antigén) PA: sprostredkúva prenos LF do cytoplazmy hostiteľskej bunky * Pre porovnanie, veľkosť celého genómu (chromozómovej DNA) B. anthracis virulentného kmeňa Ames je 5,23 Mbp. Kmeň Ames B. anthracis bol izolovaný v roku 1981 v štáte Texas (USA) z kravy, ktorá uhynula na antrax. Bol to zároveň ten istý kmeň, spóry ktorého boli na jeseň roku 2001 zasielané v obálkach americkou poštou vybraným adresátom vo východnej časti USA. Ani jeden z uvedených faktorov sám osebe toxickým nie je. Iba ich vzájomnou kombináciou vznikajú binárne toxíny, nazývané tiež ako dvojzložkové alebo ako A-B toxíny. Podjednotka A uvedených toxínov je zodpovedná za enzymatickú aktivitu toxínu a podjednotka B je zodpovedná za väzbu toxínu na receptor v bunkovej membráne cieľovej hostiteľskej bunky a za translokáciu a uvoľnenie podjednotky A v cytoplazme hostiteľskej bunky. V prípade antraxového toxínu sa jedná o A2B toxín, nakoľko v tomto toxíne sú dve enzymatické podjednotky A (edematogénny a letálny faktor) a protektívny antigén je podjednotkou B. Protektívny antigén plní takto funkciu Trójskeho koňa, ktorý zabezpečí prestup obidvoch faktorov do cytoplazmy hostiteľskej bunky. Má schopnosť viazať na seba tri až štyri molekuly edematogénneho a/alebo letálneho faktora. Edematogénny faktor (EF, označovaný tiež ako faktor I) je na kalmodulíne závislá adenylátcykláza a v kombinácii s protektívnym antigénom vytvára edematózny toxín, ktorý mení v bunke adenozíntrifosfát (ATP) na cyklický adenozínmonofosfát (cAMP). Vysoký obsah intracelulárneho cAMP vedie k metabolickému kolapsu a úniku tekutín a iónov z bunky. V postihnutom tkanive vzniká edém. Edematózny toxín inhibuje taktiež funkciu neutrofilov a stimuluje produkciu mediátorov zápalu. Letálny faktor (LF, označovaný tiež ako faktor III) patrí medzi metaloproteázy (Zn2+-závislé proteázy) a v kombinácii s protektívnym antigénom vytvára letálny toxín. Letálny toxín je svojou proteolytickou aktivitou zodpovedný za stimuláciu nadprodukcie cytokínov (predovšetkým interleukínu-1β /IL-1β/ a faktora nekrotizujúceho nádorové bunky α /TNFα = 430

Tumor Necrosis Factor/). Letálny toxín spôsobuje smrť makrofágov, neutrofilov, dentritových, endoteliálnych a niektorých epiteliálnych buniek. Protektívny antigén (PA, označovaný tiež ako faktor II) je väzobným proteínom pre edematogénny aj letálny faktor, zodpovedným za ich translokáciu endocytózou cez bunkovú stenu hostiteľskej eukaryotickej bunky. Protektívny antigén je dobrým imunogénom a je buď súčasťou vakcín pripravených zo živých kultúr oslabených vakcinačných kmeňov B. anthracis s prítomným plazmidom pXO1 alebo je súčasťou vakcín, ktoré pozostávajú z protektívneho antigénu naviazaného na nosiči hydroxidu hlinitého. Toxigénne vlastnosti B. anthracis neboli však poznané až do roku 1954. Dovtedy sa predpokladalo sa, že príčinou smrti pri antraxe je upchatie kapilár hostiteľa vegetatívnymi formami B. anthracis. Vysvetľovala to tzv. „log jam“ teória. Táto teória slepej uličky alebo teória uviaznutia sa opierala o skutočnosť, že v krvi infikovaných zvierat sú obrovské počty vegetatívnych foriem B. anthracis (109/ml), ktoré obrazne povedané uviaznu v drobných kapilárach a upchajú ich obdobne ako upchá veľké množstvo splavovaného dreva rieku. Neskôr sa experimentálne preukázalo, že k smrti zvierat dochádza už pri počte 106 vegetatívnych foriem B. anthracis na ml krvi a navyše, aj krvná plazma zvierat uhynutých na antrax zbavená všetkých bunkových zložiek a injikovaná zvieratám vyvolá príznaky antraxu910. V roku 1954 Harry Smith (1921 – 2011), anglický profesor mikrobiológie, objavil a popísal antraxový toxín a v 80-tych rokoch 20. storočia boli u virulentných kmeňov B. anthracis objavené dva plazmidy virulencie označené ako plazmid pXO1 a plazmid pXO2. Faktory virulencie Bacillus cereus Viacerí zástupcovia Bacillus cereus skupiny sú vybavení toxínmi, prípadne ďalšími faktormi virulencie, ktoré sú im spoločné. Výnimku tvorí antraxový toxín, ktorý je produkovaný iba B. anthracis a niektorými kmeňmi B. cereus (B. cereus biovar anthracis) a insekticídne, kryštály tvoriace toxíny (Cry a Cyt toxín), ktoré sú produkované iba B. thuringiensis911. Medzi najvýznamnejšie faktory virulencie B. cereus patrí tvorba termostabilného emetického toxínu a termolabilných enterotoxínov912. Navyše, B. cereus môže produkovať niekoľko ďalších toxínov (hemolyzínov Hly I, Hly II a Hly III) a enzýmov (fosfolipázy a proteázy)913. Nie menej významným faktorom virulencie B. cereus je aj jeho schopnosť tvoriť rezistentné spóry, ktoré sú hydrofóbne. Tie majú schopnosť adherovať k inertným povrchom (sklo, guma, nehrdzavejúca oceľ a pod.), z ktorých sa relatívne ťažko odstraňujú, najmä pri tzv. krátkych programoch v umývačkách riadu. Navyše, pri vyšších teplotách sú spóry aktivované, vyklíčia 431

a vytvorené vegetatívne formy vytvárajú na povrchoch biofilm. Teplota 60 °C je jedným z iniciačných faktorov, pri ktorom dochádza ku klíčeniu spór. Emetický toxín (cereulid) Emetický toxín je cyklický peptid o nízkej molekulovej hmotnosti (1,2 kDa). Patrí do skupiny tzv. neribozomálnych peptidov, nakoľko je syntetizovaný cereulid peptidovou syntetázou Ces. Jeho syntéza je kódovaná skupinou ces génov megaplazmidu B. cereus pCER270 o molekulovej hmotnosti 270 kb914. Neribozomálne peptidy sú syntetizované pomocou enzymatických bunkových komplexov, tzv. syntetáz, nie však na ribozómoch, obdobne ako sú napr. syntetizované viaceré antibiotiká (cyklosporín, gramycidín, erytromycín, vankomycín) niektorými baktériami alebo vláknitými hubami915. Emetický toxín je produkovaný na konci logaritmickej (exponenciálnej) fázy počas replikácie vegetatívnych foriem B. cereus v jedle pri teplote od 12 °C do 37 °C. Jeho tvorba nie je spojená so sporuláciou. Ďalšia tepelná úprava jedla už nevedie k jeho zničeniu, nakoľko je veľmi stabilným a extrémne rezistentným toxínom voči teplote. Pri teplote 4 °C je aktívny minimálne 2 mesiace. Inaktivovaný je pri teplote 121 °C po 120 minútach alebo pri teplote 126 °C po 90 minútach. Navyše, je rezistentný voči proteolytickým enzýmom a širokej škále pH (2 ≤ pH ≥ 11). Z uvedeného dôvodu je emetický toxín zodpovedný za alimentárnu intoxikáciu alebo otravu z potravín („food poisoning“) vyvolanú B. cereus, nakoľko nie je inaktivovaný teplom pri príprave jedla, ani nízkym pH prostredia v žalúdku alebo proteolytickými enzýmami v čreve po jeho ingescii912. Enterotoxíny B. cereus produkuje viacero cytotoxínov a enzýmov, ktoré môžu mať priamy vzťah ku gastroenteritíde913. Pri gastroenteritíde človeka vyvolanej B. cereus sa v súčasnosti za najvýznamnejšie považujú tri enterotoxíny s cytotoxickou aktivitou označené ako HBL (označovaný aj ako Hbl), Nhe a CytK. Všetky tri enterotoxíny sú na rozdiel od emetického toxínu termolabilné, kódované génmi (hbl, nhe a cytK), ktoré sú lokalizované na chromozóme. Takmer všetky kmene B. cereus izolované pri gastroenteritídach sú nositeľmi nhe génov, na rozdiel od hbl a cytK génov, ktoré sú prítomné len asi u 30 – 70 % izolovaných kmeňov B. cereus. 432

Hemolyzín BL (HBL = H-hemolyzín, B-proteín B, L-proteíny L1, L2) toxín je tripartitný komplex, obdobne ako antraxový toxín, ktorý sa skladá z troch proteínov: L1, L2 a B, každý o molekulovej hmotnosti ~ 40 kDa. Proteín B zodpovedá za väzbu toxínu na receptor v bunkovej membráne enterocytov a za translokáciu L1 a L2, lyticky aktívnych proteínov, ktoré sú zodpovedné za deštrukciu bunkovej membrány enterocytov913. HBL toxín má dermonekrotický účinok, ďalej hemolytický účinok na erytrocyty viacerých živočíšnych druhov, je cytotoxický pre Vero bunky, zvyšuje permeabilitu cievnych stien a spôsobuje akumuláciu tekutiny v podviazaných črevných kľučkách králika. Bolo preukázané, že HBL toxín sa podieľa aj na patogenéze infekcií iných ako sú infekcie gastrointestinálneho traktu916. Nhe (Nhe = Non-hemolytic enterotoxin) toxín je taktiež tripartitný komplex, obdobne ako HBL toxín, ktorý sa skladá z troch proteínov: NheA, NheB a NheC, pričom proteín NheA je podobný proteínu L2 a proteín NheB je podobný proteínu L1. Bol izolovaný prvýkrát v Nórsku v roku 1995 pri kmeni B. cereus, ktorý bol pôvodcom rozsiahlej epidémie gastroenteritídy917. Nhe toxín je cytolytický pre epiteliálne bunky v dôsledku osmotickej lýzy vyvolanej tvorbou pórov v bunkovej membráne hostiteľských buniek918. CytK toxín (teraz označovaný ako CytK-1) bol izolovaný prvýkrát vo Francúzsku v roku 1998 pri kmeni B. cereus, ktorý bol pôvodcom rozsiahlej a ťažkej nekrotickej enteritídy s krvavou hnačkou, prevažne starších ľudí, po konzumácii zeleninového pyré, v ktorom bolo prítomných 3,2 x 105 zárodkov B. cereus/gram jedla. Traja z postihnutých na následky infekcie zomreli919. V roku 2004 bola pri kmeni B. cereus popísaná aj druhá forma CytK, v súčasnosti označovaná ako CytK-2 forma, ktorá v porovnaní s CytK-1 má oveľa menší cytotoxický potenciál. Vyčlenením kmeňov B. cereus CytK-1+ bol v roku 2013 vytvorený samostatný druh Bacillus cytotoxicus920. Hbl a Nhe toxín patria do skupiny A-B toxínov. CytK toxín je póry tvoriacim cytotoxínom, ktorý je podobný α-toxínu Staphylococcus aureus. Je tvorený jedným proteínom o molekulovej hmotnosti 34 kDa. Nateraz nie je ešte úplne jasný mechanizmus účinku uvedených enterotoxínov pri infekcii B. cereus, hlavne ich podiel na celkovej enterotoxicite. 6.4.5 Rod Listeria Zástupcovia rodu Listeria sú Gram-pozitívne, fakultatívne anaeróbne, krátke tyčinky so zaoblenými koncami, veľkosti 0,4 – 0,5 × 0,5 – 2,0 µm. Sú usporiadané jednotlivo alebo 433

v krátkych retiazkach. Netvoria kapsulu, ani spóru. Sú pohyblivé pomocou bičíkov (peritrichy) pri teplote 20 – 25 °C. Pre ich pohyb je charakteristické otáčanie sa okolo osi. Listérie tolerujú široký rozsah teplôt, pH a koncentrácie NaCl. Rastú v rozmedzí od 2 °C do 43 °C, pri pH od 5,5 do 9,6 a prítomnosti 10 % NaCl. Zástupcovia rodu Listeria sa vyskytujú celosvetovo, najmä v miernejšom a chladnejšom klimatickom pásme a sú bohato zastúpení v prírode (pôda, vegetácia, voda, vrátane odpadovej vody). Niektorí sú patogénmi ľudí a zvierat. Pomenovanie čeľade Listeriaceae a rodu Listeria je po Josephovi Listerovi (1827 – 1912), anglickom lekárovi, otcovi modernej chirurgie, ktorý od roku 1867 začal zavádzať do chirurgie antisepsu založenú na používaní obväzov namočených v kyseline karbolovej921. Rod Listeria má v súčasnosti 27 zástupcov922. Medzi patogénov človeka patrí L. monocytogenes, pôvodca listeriózy človeka. Z humánnych klinických vzoriek, i keď vzácne, bola izolovaná aj L. seeligeri, L. innocua, L. ivanovii a L. welshimeri. Medzi patogénov zvierat patrí v tejto skupine L. monocytogenes a L. ivanovii. Z veterinárnych klinických vzoriek je vzácne izolovaná aj L. innocua (Tab. 6.53). Tab. 6.53 Zástupcovia rodu Listeria patogénni pre človeka a zvieratá Zástupca rodu Listeria Druh vnímavého hostiteľa Klinický prejav infekcie L. monocytogenes Ovce, hovädzí dobytok, kozy Encefalitída (nervová forma), aborty, septikémia, endoftalmitída (očná forma) Hovädzí dobytok Mastitída (vzácne) Kone Aborty, encefalitída (vzácne) Ošípané Aborty, septikémia, encefalitída Psy, mačky Aborty, encefalitída (vzácne) Vtáky Septikémia Človek Aborty, meningitída, meningoencefalitída a septikémia L. ivanovii Ovce, hovädzí dobytok Aborty L. innocua Ovce Meningoencefalitída (vzácne) Faktory virulencie Listeria monocytogenes Zo zástupcov rodu Listeria sú faktory virulencie najlepšie preštudované pri L. monocytogenes, nakoľko je primárnym patogénom človeka a zvierat (Tab. 6.54). L. monocytogenes, ktorá môže byť prítomná aj v intestinálnom trakte človeka a zvierat, je fakultatívne intracelulárnym patogénom retikuloendotelového systému, pôvodcom listeriózy človeka s typickými príznakmi, ktoré zahŕňajú aborty, meningitídu, resp. meningoencefalitídu a septikémiu921. Boli popísané aj nesystémové prípady listeriózy, iba s príznakmi gastroenteritídy. 434

U človeka dochádza k infekcii najčastejšie po konzumácii potravín kontaminovaných L. monocytogenes. K infekcii sú najvnímavejšie gravidné ženy, novorodenci, starší ľudia a imunokompromitovaní jedinci. Tab. 6.54 Faktory virulencie L. monocytogenes Faktor virulencie/Gén, resp. gény Funkcia/Význam zodpovedné za jeho expresiu Internalín A (inlA) Povrchový proteín o molekulovej hmotnosti 80 kDa. Internalín A sprostredkúva adherenciu a inváziu L. monocytogenes do epiteliálnych buniek intestinálneho traktu a placentárnych buniek prostredníctvom špecifickej interakcie s E-kadherínom, receptorom hostiteľskej bunky. Internalín B (inlB) Povrchový proteín zodpovedný za intracelulárnu inváziu hepatocytov. Internalín B obsahuje miesto bohaté na leucín, vďaka ktorému sa viaže na receptor hostiteľskej bunky pre hepatocytový rastový faktor. Internalín C (inlC) Povrchový proteín zodpovedný za intracelulárnu inváziu. Internalínu podobný proteín (irpA) Doposiaľ neznáma úloha pri diseminácii infekcie. Listeriolyzín O (LLO) (hly) LLO je hemolyzín aktivovaný tiolmi (zlúčeniny podobného zloženia ako alkoholy). Podieľa sa na intracelulárnej invázii, prežívaní L. monocytogenes vo fagozóme a jej úniku z fagozómu do cytoplazmy. Jedná sa o cytolyzín tvoriaci póry v membráne. Je príbuzný streptokokovému streptolyzínu O. L. ivanovii produkuje iný typ hemolyzínu, nazývaný ivanolyzín. Fosfolipáza C – fosfatidylinozitol Lecitináza. Podieľa sa na rozrušení membrány primárneho fagozómu špecifická fosfolipáza C (PI-PLC) a uvoľnení L. monocytogenes do cytoplazmy. Fosfolipáza C – fosfatidylcholín špecifická Podieľa sa na rozrušení dvojitej membrány vakuoly pri šírení fosfolipáza C (PC-PLC) L. monocytogenes z bunky do bunky. Aktín polymeračný proteín (AktA) (actA) Povrchový proteín o molekulovej hmotnosti 90 kDa. Iniciuje polymerizáciu aktínu do aktínových vlákien na jednom póle L. monocytogenes, čím zabezpečuje jej pohyb v cytoplazme hostiteľskej bunky a umožňuje jej prestup z bunky do bunky. Proteín PrfA (Prf = Positive regulatory Kľúčový regulátor faktorov virulencie L. monocytogenes, ktoré sa uplatňujú factor) (prfA) pri jej intracelulárnom pôsobení v závislosti od teploty, pH prostredia a výživy. Proteín PrfA reguluje aj svoju vlastnú expresiu a to pozitívne i negatívne. Invazívny proteín (Iap = Invasion Veľký extracelulárny proteín nazývaný tiež ako proteín p60, ktorý sa associated protein) (iap) podieľa na intracelulárnej invázii L. monocytogenes. Metaloproteáza (mpl) Podieľa sa na proteolytickej aktivácii fosfatidylcholín špecifickej fosfolipázy C (PC-PLC). Flagelín (fla) Bičíkový proteín s degradačnou aktivitou na mureín bunkovej steny. L. monocytogenes je fakultatívne intracelulárnym patogénom retikuloendotelového systému a z pohľadu patogenézy ochorenia by sa jej faktory virulencie dali rozdeliť do dvoch kľúčových oblastí: a) faktory virulencie, ktoré sa podieľajú na jej adherencii a invázii923; b) faktory virulencie, ktoré sa podieľajú na jej intracelulárnom prežívaní a prestupe z bunky do bunky924. Do prvej skupiny faktorov virulencie patria predovšetkým internalíny a internalínu podobný proteín, ktoré sprostredkúvajú adherenciu a invazivitu L. monocytogenes do hostiteľských buniek. Infikované môžu byť nielen tkanivové bunky, ale aj fagocyty (Tab. 6.54). 435

Do druhej skupiny faktorov virulencie patrí predovšetkým listeriolyzín a fosfatidylinozitol špecifická fosfolipáza C, ktoré sa podieľajú na prežívaní L. monocytogenes vo fagozóme a jej úniku z fagozómu do cytoplazmy. Po uvoľnení L. monocytogenes z fagozómu dochádza v cytoplazme k jej replikácii a invázii do susedných buniek. Jej prestup z bunky do bunky umožní polymerizácia aktínu do aktínových vlákien na jednom póle L. monocytogenes, ktoré zabezpečia nielen jej pohyb v cytoplazme hostiteľskej bunky, ale aj prestup do susedných buniek. Polymerizáciu aktínu iniciuje aktín polymeračný proteín (AktA). Na rozrušení dvojitej membrány vakuoly (tvorená bunkovými stenami dvoch susedných buniek) pri šírení L. monocytogenes z bunky do bunky sa podieľa fosfatidylcholín špecifická fosfolipáza C (Tab. 6.54). Po prestúpení L. monocytogenes do susednej bunky sa proces jej intracelulárneho prežívania vo fagozóme, replikácie v cytoplazme a prestupu do ďalšej bunky opakuje. 6.4.6 Rod Eysipelothrix Zástupcovia rodu Erysipelothrix sú Gram-pozitívne, fakultatívne anaeróbne, rovné alebo mierne ohnuté tyčinky, veľkosti 0,2 – 0,4 × 0,8 – 2,5 µm. Sú usporiadané jednotlivo, v pároch, skupinách alebo v krátkych retiazkach, ktoré vytvárajú útvary podobné písmenu V. Sú nepohyblivé, netvoria kapsulu, ani spóru. Rod Erysipelothrix má v súčasnosti piatich zástupcov: E. inopinata, E. larvae, E. piscisicarium, E. rhusiopathiae a E. tonsillarum925. Z hľadiska medicínskeho má z rodu Erysipelothrix najväčší význam E. rhusiopathiae, pôvodca červienky viacerých druhov zvierat, vrátane vtákov a rýb a jednej z troch základných foriem infekcie človeka926. E. rhusiopathiae sa vyskytuje ubikvitárne v krajinách mierneho pásma Európy, Severnej a Južnej Ameriky, Ázie a Austrálie. V Afrike sa vyskytuje iba v severných častiach kontinentu (Maroko, Tunisko, Alžírsko). Faktory virulencie Erysipelothrix rhusiopathiae Medzi významné faktory virulencie E. rhusiopathiae patrí neuraminidáza, hyaluronidáza, kapsula, adhezíny, superoxiddismutáza a povrchové proteíny927 (Tab. 6.55). Pri kmeňoch E. rhusiopathiae nebola doposiaľ zistená produkcia žiadneho toxínu. Nateraz však nie je presne známy mechanizmus patogenézy a proces invázie E. rhusiopathiae do vnútorných orgánov a tkanív alebo do krvného systému hostiteľa. Je to čiastočne i preto, že kmene E. rhusiopathiae sa významným spôsobom líšia vo svojich faktoroch virulencie. 436

Veľmi dôležitú úlohu pri adherencii a invázii E. rhusiopathiae do endotelových buniek krvných ciev má však neuraminidáza. Obdobný mechanizmus je aj pri invázii E. rhusiopathiae do buniek synoviálneho tkaniva kĺbov. Poškodenie chrupavky kĺbu je pravdepodobne výsledkom imunologickej odpovede na infekciu. Tab. 6.55 Faktory virulencie E. rhusiopathiae Faktor virulencie Funkcia/Význam Kapsula (buď vo forme sliznatej vrstvy alebo Rezistencia voči opsonínmi sprostredkovanej fagocytóze glykokalyxu) a ochrana pred intracelulárnym usmrtením vo fagozóme makrofágov. SpA proteín Povrchový proteín, ktorý patrí do skupiny protektívnych proteínov (antigénov). Povrchové proteíny RspA a RspB Povrchové adhezívne proteíny, ktoré sa viažu k fibronektínu o molekulovej hmotnosti 220 kDa (rspA) a kolagénu typu I a IV a podieľajú sa na tvorbe biofilmu. a 85 kDa (rspB) Neuraminidáza (sialidáza) Extracelulárny enzým, ktorý uvoľňuje terminálne rezíduá kyseliny sialovej z glykoproteínov, glykolipidov a oligosacharidov hostiteľských buniek. Hyaluronidáza Extracelulárny enzým, ktorý sa podieľa na diseminácii patogénu v tkanivách. Superoxiddismutáza Enzým dôležitý z pohľadu intracelulárneho prežívania, nakoľko vo fagozóme makrofágov potláča účinok oxidatívnych metabolitov. Ostatné povrchové proteíny (P64, P43) Povrchové proteíny, ktoré patria do skupiny protektívnych proteínov (antigénov). Virulentné kmene produkujú relatívne veľké množstvá neuraminidázy, ktorá je v konečnom dôsledku zodpovedná za poškodenie ciev, tvorbu trombov a hemolýzu. I keď sa hyaluronidáza považuje za enzým, ktorý sa podieľa na diseminácii patogénu v tkanivách hostiteľa, jej úloha v patogenéze infekcie zostáva však stále kontroverzná, nakoľko je produkovaná virulentnými i avirulentnými kmeňmi a jej ne/produkcia nezodpovedá a/virulentnosti konkrétneho kmeňa928. Kapsula má zase dôležitú úlohu pri rezistencii voči opsonínmi sprostredkovanej fagocytóze a ochrane pred intracelulárnym usmrtením vo fagozóme makrofágov927. K adhezívnym proteínom, ktoré sa podieľajú aj na tvorbe biofilmu, patria povrchové proteíny RspA a RspB. Z ostatných povrchových proteínov boli pri E. rhusiopathiae okrem SpA proteínu popísané 64, 66 a 43 kDa proteíny, ktoré sú označované ako P64 (64 a 66 kDa proteín) a P43 (43 kDa proteín)929. Uvedené povrchové proteíny patria do skupiny tzv. protektívnych proteínov, resp. antigénov, nakoľko špecifické protilátky vytvorené voči uvedeným proteínom majú protektívny charakter u imunizovaných zvierat (ošípané, myši)927. K infekcii človeka dochádza prestupom E. rhusiopathiae do jeho organizmu cez rany a kožné abrázie930. K iným cestám infekcie je človek relatívne rezistentný, i keď nie je vylúčená infekcia orálnou cestou, napr. pri požití kontaminovaného a tepelne nedostatočne opracovaného mäsového výrobku. Interpersonálny prenos nebol preukázaný. 437

Prameňom infekcie sú pre človeka zvieratá a objekty, zariadenia a predmety nimi kontaminované. K infekcii môže dôjsť nielen pri ošetrovaní a práci so zvieratami, ale človek môže byť infikovaný aj pri práci s produktmi živočíšneho pôvodu. Dôležitým prameňom infekcie sú pre človeka taktiež ryby, mäkkýše a kôrovce, nakoľko E. rhusiopathiae je často izolovaný z ich povrchov, najmä z vonkajšej sliznatej vrstvy kože rýb. Z uvedeného dôvodu patrí červienka človeka medzi zoonózy a je profesijnou nákazou veterinárnych lekárov, ľudí pracujúcich v poľnohospodárstve, rybnom priemysle, na bitúnkoch, v hydinárňach, v mäsospracujúcich podnikoch, prípadne v ďalších podnikoch a zariadeniach, pri ktorých prichádzajú do priameho kontaktu so zvieratami alebo produktmi živočíšneho pôvodu. Inkubačná doba pri červienke človeka sa pohybuje od dvoch do siedmich dní. U človeka poznáme tri základné klinické formy choroby931: a) lokalizovanú alebo kožnú (erysipeloid); b) difúznu alebo generalizovanú a c) septikemickú formu. 6.4.7 Rod Clostridium Zástupcovia rodu Clostridium (z gr. closter = vreteno) sú Gram-pozitívne, anaeróbne, rovné alebo zakrivené tyčinky, veľkosti 0,3 – 2,0 × 1,5 – 20 µm organizované jednotlivo, v pároch alebo v krátkych retiazkach. Niekedy, najmä pri farbení preparátov priamo z klinického materiálu alebo pri farbení preparátov zo starších kultúr, prípadne farbení kultúr, ktoré už začali sporulovať, môže dôjsť k odfarbeniu klostrídií, ktoré sa potom v mikroskope javia ako Gram- labilné alebo Gram-negatívne. Zástupcovia rodu Clostridium sú podľa svojho vzťahu k teplote rozdelení do skupiny psychrofilných, mezofilných a termofilných klostrídií. Klostrídie sú prítomné predovšetkým v pôde, vo vode (sladkovodnej aj morskej) a jej sedimentoch, v odpadovej (splaškovej) vode, v čerstvých potravinách (mlieko, mäso, ryby) a hmyze. Niektoré druhy klostrídií, napr. C. perfingens sú súčasťou normálnej črevnej mikroflóry človeka a zvierat a sú kontinuálne vylučované féces do prostredia, čím môžu zároveň slúžiť aj ako indikátory fekálneho znečistenia vody932. V prírode sa klostrídie vyskytujú obyčajne ako saprofyty, kde sa zúčastňujú rozkladu organických látok na kyseliny, alkoholy, rôzne druhy minerálov, CO2 a H2. Rod Clostridium má v súčasnosti viac ako 150 zástupcov933. 438

Najvýznamnejší zástupcovia rodu Clostridium, patogénni pre človeka, sú uvedení v Tab. 6.56. Tab. 6.56 Najvýznamnejší zástupcovia rodu Clostridium patogénni pre človeka Skupina klostrídií/Zástupca rodu Choroba Clostridium Neurotoxické klostrídie C. tetani Tetanus C. botulinum (typ A – F) Botulizmus (typ A, B, E, F) Botulizmus (typ G) C. argentinense (predtým Clostridium botulinum typ G) Botulizmus (typ E) Botulizmus (typ F) C. butyricum C. baratii Histotoxické klostrídie Clostridium perfringens typ A Klostrídiová celulitída (plynová flegmóna, t.j. postihnutie tkaniva kože a podkožia) a myonekróza (gangraena Clostridium novyi typ A emphysematosa, plynová gangréna), t.j. difúzne sa šíriaca Clostridium septicum nekróza kože, podkožia a svalstva (angl. gas gangrene) Clostridium chauvoei Myonekróza Clostridium histolyticum Myonekróza (teraz Hathewaya histolytica) Neutropenická enterokolitída Clostridium sordellii Plynová gangréna (teraz Paeniclostridium sordellii) Myonekróza Enterotoxigénne a enteropatogénne klostrídie Myonekróza Clostridium perfringens typ A Klostrídiová enterotoxikóza Enterotoxínová enteritída typ B Nekrotizujúca enteritída (angl. pig bel) typ C Nekrotizujúca enteritída (angl. pig bel) Enterotoxínová enteritída typ D Enterotoxínová enteritída Clostridium difficile Pseudomembranózna enterokolitída (teraz Clostridioides difficile) Zvláštnosťou klostrídiových infekcií človeka alebo zvierat je skutočnosť, že klostrídie ako jedny z mála baktérií majú schopnosť sporulácie, ktorá im umožňuje prežívať mesiace i roky v nepriaznivom prostredí, tvoria viaceré veľmi účinné exotoxíny a niektoré z nich patria i k najúčinnejším jedom v prírode vôbec934. A v neposlednom rade, pre získavanie energie v anaeróbnom prostredí využívajú fermentáciu, jednoduchý a vývojovo najstarší spôsob získavania energie. Je to dané aj tým, že klostrídie predstavujú fylogeneticky starú skupinu baktérií, ktorá je blízka archaeabaktériám. Zástupcovia rodu Clostridium vyvolávajú u človeka tri typy infekcií (Tab. 6.56): a) neuroinfekcie (neurotoxické klostrídie); b) nekrotizujúce toxoinfekcie mäkkých tkanív a vnútorných (vnútrobrušných) orgánov obsahujúcich svalovinu (histotoxické klostrídie) a 439

c) infekcie čreva – enterotoxikózu, nekrotizujúcu enterokolitídu, pseudomembranóznu enterokolitídu a enterotoxínovú hnačku (enterotoxigénne a enteropatogénne klostrídie). Neurotoxické klostrídie Neurotoxické klostrídie sú u človeka a zvierat pôvodcami tetanu a botulizmu935. Cieľovými bunkami neurotoxických klostrídií sú neuróny. Medzi najdôležitejšie faktory virulencie neurotoxických klostrídií patrí produkcia neurotoxínov, ktoré pôsobia na nervový systém, samé však do neho neprenikajú. I napriek tomu, že mechanizmus účinku obidvoch neurotoxínov (tetanového i botulínového) je rovnaký (blokujú uvoľňovanie neurotransmiterov), vyvolávajú však dve rôzne ochorenia s odlišnými klinickými príznakmi, nakoľko pôsobia na dvoch rôznych miestach nervového systému (Tab. 6.57). Tab. 6.57 Porovnanie toxínov C. tetani a C. botulinum C. botulinum Charakteristika toxínu C. tetani Botulínový neurotoxín = botulínový Antigénne typy toxínu Tetanový neurotoxín = tetanospazmín toxín (sedem antigénnych typov A – G) Chromozóm, plazmid (A, B, E, F a G), (jeden antigénny typ) fág (C a D) Lokalizácia génov Plazmid Potraviny, krmivo, príležitostne rana kódujúcich produkciu alebo črevo Zložený z dvoch častí: ťažkého toxínu reťazca, ktorý je zodpovedný za väzbu neurotoxínu na cieľovú bunku Miesto produkcie Rana a ľahkého reťazca (proteáza, Zn2+- endopeptidázová aktivita), ktorý je Štruktúra toxínu Zložený z dvoch častí: ťažkého toxickou časťou neurotoxínu. Mechanizmus pôsobenia reťazca, ktorý je zodpovedný za väzbu Toxín pôsobí periférne. neurotoxínu na cieľovú bunku Štiepi SNARE proteíny, ktoré a ľahkého reťazca (proteáza, Zn2+- sprostredkúvajú fúziu vezikúl endopeptidázová aktivita), ktorý je obsahujúcich acetylcholín toxickou časťou neurotoxínu. s presynaptickou membránou periférnych nervov. Účinky toxínu sa Toxín pôsobí centrálne. prejavia najmä na periférii, jednak Viaže sa na špecifické gangliozidy na paralýzou (ochrnutím) priečne povrchu nervových buniek a pozdĺž pruhovaných svalov spôsobenou nervových vlákien postupuje do CNS. blokádou prenosu nervového vzruchu Z komplexu SNARE proteínov štiepi na nervovosvalovej platničke a jednak VAMP proteín (synaptobrevín), čím reakciou vegetatívneho nervového v nervových synapsách zablokuje systému, ktorá je daná postihnutím uvoľnenie inhibičných eferentných cholinergných nervov. neurotransmiterov, pričom excitačné K trvalému poškodeniu nervových neurotransmitery (prenášače vzruchov) alebo svalových buniek však sa uvoľňujú i naďalej, čo má za nedochádza. následok výrazné svalové spazmy. Ochabnutie Druh paralýzy Spazmus (kŕč) (ochrnutia) 440

Obidva toxíny sú Zn2+-endopeptidázy, ktoré zasahujú do fúzie vezikúl obsahujúcich neurotransmitery s presynaptickou membránou neurónu tým, že hydrolyticky štiepia jeden alebo viacero proteínov z tzv. SNARE komplexu936. Označenie SNARE je akronymom odvodeným od anglického Soluble N-ethylmaleimide- sensitive factor (NSF) Attachment REceptor. SNARE proteíny sú veľkou superrodinou proteínov, ktoré majú dôležitú úlohu pri vezikulárnom transporte efektorových látok vo vnútri bunky. V cicavčích bunkách bolo nateraz popísaných viac ako 60 rôznych SNARE proteínov. Doposiaľ najlepšie preštudované SNARE proteíny sú tie, ktoré sprostredkúvajú spojenie synaptických vezikúl s presynaptickou membránou neurónov. Práve tieto SNARE proteíny sú cieľovými proteínmi bakteriálnych neurotoxínov zodpovedných za botulizmus a tetanus. Hydrolýza proteínov SNARE komplexu vedie k degenerácii synapsy a k zablokovaniu uvoľňovania neurotransmiterov do presynaptickej štrbiny. Regenerácia synapsy trvá týždne až mesiace. Medzi zástupcov neurotoxických klostrídií patrí u človeka a zvierat C. tetani, pôvodca tetanu a C. botulinum, pôvodca botulizmu. Botulínový neurotoxín produkuje aj C. butyricum a C. baratii, ktoré sú tiež pôvodcami botulizmu človeka a C. sporogenes937. Neurotoxín C. tetani sa vytvára lokálne za anaeróbnych podmienok, najčastejšie v traumaticky poškodenom tkanive po germinácii spór, replikácii vegetatívnych foriem a ich autolýze. Vytvorený toxín sa následne prenáša po axónoch periférnych nervov, taktiež krvou a lymfou do centrálnej nervovej sústavy, kde sa viaže na neuróny a blokuje uvoľňovanie inhibičných neurotransmiterov na synapsách. Tým spôsobuje hyperaktivitu motorických neurónov, čo vedie k výrazným svalovým spasmom. Tetanový neurotoxín takto pôsobí na synaptické spojenia bez ohľadu na vzdialenosť od miesta svojej produkcie. Môže zasiahnuť aj axóny sympatického nervu a spôsobiť hyperaktivitu celého sympatického nervového systému938. Neurotoxín C. botulinum sa vytvára obyčajne v rozkladajúcom sa organickom materiáli alebo v spórami kontaminovaných konzervách mäsa alebo zeleniny po germinácii spór za anaeróbnych podmienok a následnej replikácii vegetatívnych foriem. Vytvorený toxín sa uplatňuje po požití potravy alebo u zvierat krmiva a následnej absorpcii z gastrointestinálneho traktu do krvného systému. Pôsobí na synapsách periférnych nervov, kde blokuje uvoľňovanie acetylcholínu, čo vedie k paralýze (ochrnutiu) svalov a k viscerálnej motorickej dysfunkcii v dôsledku ovplyvnenia motorických a autonómnych nervových systémov. U ľudí i zvierat sa môžu vzácne vyskytnúť aj iné formy botulizmu ako je alimentárny botulizmus. 441

Clostridium tetani C. tetani patrí medzi rovné, štíhle, obligátne anaeróbne, pohyblivé Gram-pozitívne tyčinky, veľkosti 0,4 – 0,6 × 2,0 – 5,0 μm. C. tetani tvorí sférické spóry, ktoré sú uložené terminálne a vegetatívnym bunkám dávajú typický tvar „paličiek na bubon“ alebo „tenisových rakiet“. Spóry sú vysoko rezistentné voči teplu a k ich deštrukcii dochádza až po 15 minútach pri teplote 121 °C. Tetanus Tetanus je často akútnou, veľakrát smrťou končiacou chorobou, ktorá je vyvolaná neurotoxínom C. tetani. Príznaky tetanu boli pravdepodobne prvýkrát popísané v papyruse Edwina Smitha, v ktorom je uvedený popis pacienta s ranami a príznakmi stuhnutého krku a krčných väzov939. Papyrus Edwina Smitha, ktorý je pomenovaný po obchodníkovi, ktorý ho kúpil v roku 1862, je najstarším známym chirurgickým pojednaním o úrazoch a jeho vznik sa datuje približne 1 600 rokov pred naším letopočtom. Predpokladá sa, že tento dokument mohol byť manuálom vojenskej chirurgie, nakoľko opisuje 48 prípadov zranení, zlomenín, rán, dislokácií a tumorov940. Pomenovanie choroby je však od Hippokrata (asi 460 pred n. l. – 370 pred n. l.). Hippokrates, ktorý žil a pracoval na gréckom ostrove Kos, popísal u námorníka neprimerané stiahnutie (hyperkontrakciu) kostrového svalstva, tzv. spastickú paralýzu a pomenoval ho ako tetanus, čo v gréčtine znamená pnutie, napätie, napínanie940. K infekcii C. tetani sú v rôznej miere vnímavé všetky cicavce, pričom kone, prežúvavce a ošípané sú k infekcii vnímavejšie ako mäsožravce. K infekcii je však najvnímavejší človek a kôň. Hydina je k infekcii rezistentná. U človeka sa môže tetanus vyskytnúť v generalizovanej forme, v lokalizovanej forme, ďalej ako novorodenecký alebo cefalický tetanus941. Pri generalizovanej forme tetanu človeka sa inkubačná doba pohybuje v rozmedzí od niekoľkých dní až po niekoľko týždňov. Môže byť však i oveľa kratšia. Avšak, pri inkubačnej dobe kratšej ako jeden týždeň je prognóza choroby vážna. Generalizovaný tetanus je charakterizovaný strnulosťou, ktorá postihuje celé telo a opakovanými záchvatmi kŕčov kostrového svalstva. Môžu sa vyskytnúť kŕče klonické (záchvevy/zášklby svalov trvajúce iba krátko) alebo tonické (svalstvo je silno stiahnuté na dlhší čas; veľmi bolestivé kŕče). Obvykle sa najprv prejaví kŕč žuvacích a obličajových svalov. Kŕče žuvacích svalov postupne nedovolia otvorenie úst a dochádza k zaťatému zovretiu čeľustí 442

(trismus). Potom nastupujú kŕče mimického svalstva, ktoré môžu navodiť tzv. sardonický úsmev (risus sardonicus). Často sa objavujú poruchy prehltávania. Neskôr sa kŕče rozširujú na svaly celého tela. A to predovšetkým na svaly chrbta, krku a brucha, keď sa telo v záchvatoch kŕčov napína do oblúka (opistotonus). Frekvencia záchvatov sa postupne zvyšuje a ich trvanie sa predlžuje. Pacient je pri plnom vedomí, navyše, kŕče sú pre neho veľmi bolestivé. K záchvatom kŕčov dochádza spontánne, ale môžu byť vyprovokované aj vonkajšími podnetmi, ako je hluk, svetlo, dotyk a pod. V tejto fáze choroby môže už dochádzať aj ku kŕčom životne dôležitých svalov hrtanu alebo bránice. V prípade postihnutia týchto svalov dochádza k dušnosti a riziku následného udusenia. Klinický stav pacienta je doprevádzaný zvýšeným krvným tlakom, tachykardiou, zvýšenou telesnou teplotou, výrazným potením sa a pocitmi úzkosti. Choroba je najčastejšie komplikovaná pneumóniou a infekciou močových ciest, vzácnejšie fraktúrami stavcov alebo ruptúrou svalov. Celkový vývoj choroby až k jej vrcholu trvá obyčajne 2 – 3 dni. V prípade, že dôjde k manifestácii kŕčov postihujúcich celé telo do 24 hodín od objavenia sa prvých príznakov, je prognóza choroby prakticky infaustná. Pri ťažkom generalizovanom tetane sú totiž postihnuté aj dýchacie svaly, vzniká laryngospasmus, postihnutý nemôže dýchať, nastáva asfyxia a udusenie. Lokalizovaný tetanus je vzácnejšou formou tetanu, príznaky ktorého sú na začiatku obmedzené iba na určité svalové skupiny, najčastejšie v okolí rany. V prípade periférneho poranenia i kŕče sa viažu iba na danú poranenú končatinu. Medzi lokalizované formy tetanu patrí aj tzv. cefalický tetanus, pri ktorom je postihnuté svalstvo inervované mozgovými nervami. Lokalizovaný tetanus býva niekedy iba predzvesťou generalizovaného tetanu. Novorodenecký tetanus vzniká po infekcii pupočného pahýľa942. Pri tejto forme tetanu dosahuje mortalita viac ako 90 %. V prvom týždni infekcie je príčinou mortality novorodencov predovšetkým zástava dýchania. V druhom týždni infekcie je príčinou mortality novorodencov predovšetkým sepsa. Našťastie, novorodenecký tetanus sa u nás nevyskytuje. Obdobne, ani tzv. gynekologický tetanus, ktorého riziko vzniku prinášali so sebou nelegálne interrupcie vykonávané za nedostatočných aseptických podmienok. Cefalický tetanus je lokalizovanou formou tetanu s postihnutím hlavových nervov. Vstupnou bránou infekcie je poranenie na hlave alebo zápal stredného ucha. Pri cefalickom tetane sú hlavnými príznakmi už spomínaný trizmus, tvárová paralýza a ochrnutie očných svalov. Prekonanie ochorenia nezanecháva imunitu, nakoľko tetanový neurotoxín je „vychytaný“ nervovým tkanivom skôr než sa dostane do kontaktu s imunokompetentnými bunkami. 443

Faktory virulencie Clostridium tetani C. tetani tvorí dva toxíny. Jedným je tetanový neurotoxín a druhým tetanolyzín943. Tetanový neurotoxín, označovaný tiež ako tetanospazmín, je hlavným faktorom virulencie C. tetani, zodpovedným za klinické prejavy tetanu. Tetanolyzín je oxygén labilným hemolyzínom a cholesterol-viažucim cytolyzínom (jeho receptorom je cholesterol), ktorý sa však nepodieľa na vyvolaní tetanu. Tetanolyzín je hemolyzínom typu streptolyzínu O s dermonekrotickým a leukocídnym účinkom. Tetanový neurotoxín je kódovaný génmi tzv. veľkého plazmidu. K jeho produkcii dochádza pri replikácii vegetatívnych buniek po germinácii spór v anaeróbnom prostredí. Tetanový neurotoxín je svojím charakterom Zn2+-endopeptidázou, ktorá hydrolyticky štiepi VAMP proteín (VAMP = Vesicle-Associated Membrane Protein) SNARE komplexu944. Je známy iba jeden typ tetanového neurotoxínu. Hydrolýza VAMP proteínu, známeho aj pod označením synaptobrevín vedie k zablokovaniu fúzie vezikúl obsahujúcich neurotransmitery s presynaptickou membránou neurónu, čím zároveň dochádza aj k zablokovaniu uvoľňovania neurotransmiterov do presynaptickej štrbiny. Tetanový neurotoxín je „dvojreťazcovou“ molekulou proteínu o veľkosti 151 kDa, ktorá pozostáva z ľahkého reťazca, ktorý má Zn2+-endopeptidázovú aktivitu a ťažkého reťazca tvoreného translokačnou doménou zodpovednou za tvorbu pórov v neurónoch, cez ktoré prechádza ľahký reťazec do nervovej bunky a spojovacou alebo väzobnou doménou zodpovednou za väzbu celej molekuly tetanového neurotoxínu na neurón. Jednotlivé časti tetanového neurotoxínu sú niekedy označované ako časť A, ktorá je hlavnou časťou toxínu zodpovednou za Zn2+-endopeptidázovú aktivitu, časti C, ktorá sprostredkúva väzbu toxínu na nervovú bunku a časti B, ktorá sprostredkúva prienik toxínu do nervovej bunky. C. tetani nepatrí k invazívnym patogénom. Navyše, tetanus je chorobou neprenosnou. V rane sa za prítomnosti fakultatívne anaeróbnej mikroflóry a nekrózy tkaniva vytvoria relatívne rýchlo anaeróbne podmienky, pri ktorých dochádza ku germinácii spór a replikácii C. tetani. Pri replikácii vegetatívnych foriem C. tetani dochádza k tvorbe tetanospazmínu, ktorý sa do prostredia uvoľňuje autolýzou bakteriálnych buniek ako prototoxín. Prototoxín je aktivovaný proteolytickými enzýmami. Tetanový neurotoxín sa po axónoch periférnych nervov, taktiež krvou a lymfou, prenáša do centrálnej nervovej sústavy až k neurónom miechy a mozgového kmeňa. Tu sa viaže na gangliozidy (kyselinu sialovú) motorických neurónov a blokuje ich funkciu tým, že na synapsách zabráni uvoľneniu inhibičných neurotransmiterov, ktorými je glycín a kyselina γ- aminomaslová (GABA = Gamma-Aminobutyric Acid). Zablokovaním uvoľňovania 444

inhibičných neurotransmiterov pretrváva stimulácia excitačnými neurotransmitermi, čím sa zníži prah dráždivosti motorických neurónov, zvýši sa reflexná odpoveď na periférne podnety a výsledkom sú tonické a klonické kŕče. Clostridium botulinum C. botulinum patrí medzi rovné, až zakrivené, anaeróbne, pohyblivé tyčinky, veľkosti 0,5 – 2,0 × 1,6 – 22,0 μm, ktoré sú v mladých kultúrach Gram-pozitívne. C. botulinum tvorí oválne spóry, ktoré sú uložené subterminálne. Spóry sú vysoko rezistentné voči teplu a k ich deštrukcii dochádza až po 15 minútach pri teplote 121 °C. C. botulinum je však heterogénnou skupinou mikroorganizmov, ktoré sa od seba odlišujú svojimi biologickými a ekologickými vlastnosťami. Podobné sú si iba v tom, že sú klostrídie a produkujú, i keď antigénne rozdielne, ale farmakologicky podobné neurotoxíny. Na základe uvedených skutočností sú kmene C. botulinum rozdelené do štyroch (I – IV) skupín945 (Tab. 6.58 a 6.59). Skupina I zahŕňa proteolytické kmene C. botulinum, ktoré tvoria botulotoxíny typu A, B a F946. Jednotlivé typy botulínových toxínov sa delia na niekoľko ďalších subtypov. Ich produkcia je kódovaná génmi na chromozóme alebo plazmide, pričom počet „neurotoxigénnych“ génov v genóme tejto skupiny klostrídií nie je väčší ako tri. U C. botulinum skupiny I sa môžu vyskytnúť aj netoxické kmene, t.j. kmene neprodukujúce ani jeden z botulínových toxínov alebo kmene produkujúce viac ako jeden typ toxínu, nie však viac ako dva, maximálne tri rôzne typy toxínov. Pre C. botulinum skupiny I je typické, že kmene tejto skupiny produkujú aj proteolytické enzýmy, ktoré zodpovedajú za spracovanie botulínového toxínu po jeho syntéze. Výsledkom spracovania neurotoxínu proteolytickými enzýmami je vytvorenie dvojreťazcovej štruktúry neurotoxínu, pričom jeho ľahký reťazec o molekulovej hmotnosti 50 kDa je k ťažkému reťazcu o molekulovej hmotnosti 100 kDa pripojený disulfidickou väzbou. Kmene C. botulinum skupiny II na rozdiel od kmeňov C. botulinum skupiny I uvedené proteolytické enzýmy neprodukujú a neurotoxín predstavuje jeden polypeptidový reťazec, ktorý je aktivovaný až po opracovaní hostiteľskými proteolytickými enzýmami. Kmene C. botulinum skupiny I sú mezofilné a vyskytujú sa najčastejšie v pôde, na rastlinách a v čreve cicavcov. Teplotná rezistencia ich spór je vysoká. Sú zároveň aj najčastejšími pôvodcami botulizmu človeka. Nie sú však pôvodcami botulizmu zvierat. 445

Tab. 6.58 Biochemické vlastnosti C. botulinum (I – IV) a ostatných významných zástupcov rodu Clostridium Zástupca Agar rodu Clostridium s vaječným Hydrolýza Trávenie Tvorba Glukóza Laktóza Sacharóza žĺtkom želatíny kazeínu indolu Lecitináza Lipáza C. tetani - -+ -v- - - C. botulinum I - ++ +-+- - C. botulinum II - ++ - -+- - C. botulinum III v++ - v+ - - C. botulinum IV - -+ +- - ? - (C. argentinense) C. chauvoei - -+ - -++ + C. septicum - -+ + -++ - C. novyi typ A +++ - -+- - C. novyi typ B +-+ +v+ - - C. novyi typ C - -+ - ++ - - C. haemolyticum + - + +++ - - C. perfringens +-+ + -++ + + = pozitívna reakcia, - = negatívna reakcia, v = variabilná reakcia Skupina II zahŕňa neproteolytické kmene C. botulinum, ktoré tvoria botulotoxíny typu B, E a F947. Jednotlivé typy botulínových toxínov sa delia na niekoľko ďalších subtypov. Ich produkcia je taktiež kódovaná génmi na chromozóme alebo plazmide. Pre kmene skupiny II C. botulinum nie je typická produkcia viac ako jedného typu toxínu, i keď sa môžu vyskytnúť aj netoxické kmene, t.j. kmene neprodukujúce ani jeden z botulínových toxínov. Tieto kmene sú psychrofilné a vyskytujú sa najčastejšie vo vode a u vodných živočíchov. Teplotná rezistencia ich spór je stredná. Sú zároveň aj pôvodcami botulizmu človeka a zvierat. Skupina III zahŕňa mezofilné kmene C. botulinum, ktoré produkujú botulotoxíny typu C a D, ktoré sa delia na niekoľko ďalších subtypov a sú kódované génmi na fágoch948. Kmene C. botulinum skupiny III neprodukujú iba botulotoxíny typu C a D, ale produkujú aj C2 toxín a C3 exoenzým, ktoré nepatria medzi neurotoxíny. Teplotná rezistencia ich spór je vysoká a patria medzi najčastejších pôvodcov botulizmu zvierat, vrátane vtákov. Nie sú však pôvodcami botulizmu človeka. Skupina IV zahŕňa proteolytické kmene C. botulinum, ktoré boli preklasifikované na C. argentinense. Produkujú botulotoxín typu G, ktorý nevytvára subtypy a jeho produkcia je kódovaná génmi na plazmide. Tieto kmene sú mezofilné. Boli izolované v roku 1970 v Argentíne a sú tiež pôvodcovia botulizmu ľudí949. Botulizmus človeka Pôvodcom botulizmu človeka je C. botulinum, predovšetkým kmene sérotypu A, B, E a v zriedkavých prípadoch aj kmene sérotypu F a G. Pôvodcom botulizmu človeka môžu byť aj kmene C. butyricum a C. baratii, ktoré produkujú botulínový toxín typu E, resp. typu F950 (Tab. 6.60). Medzi neurotoxín produkujúce klostrídie patrí pravdepodobne aj C. sporogenes937. 446

Botulizmus človeka patrí medzi tzv. alimentárne intoxikácie alebo otravy z potravín („food poisoning“), obdobne ako otravy z potravín vyvolané emetickým toxínom Bacillus cereus, enterotoxínmi Staphylococcus aureus, prípadne enterotoxínmi iných stafylokokov. Z uvedeného dôvodu najčastejšou formou botulizmu človeka je alimentárny botulizmus (Tab. 6.59). Medzi ostatné formy botulizmu človeka patrí: - intestinálny botulizmus; - ranový botulizmus; - inhalačný botulizmus a - iatrogénny botulizmus. Tab. 6.59 C. botulinum, vnímaví hostitelia a prameň intoxikácie/toxoinfekcie Toxín Prameň intoxikácie/toxoinfekcie Vnímaví hostitelia Typ A Mäso, konzervované potraviny Človek Typ B Mäso, konzervované potraviny Človek Toxoinfekcia, potrava Intestinálny botulizmus: - dojčenský botulizmus (orálna toxoinfekcia do veku 9 – 12 mesiacov), angl. floppy baby syndrom, infant botulism, - intestinálny botulizmus dospelých (angl. adult Typ C Toxoinfekcia, infekcia rany intestinal toxemia botulism) Ranový botulizmus: človek Krmivo Hovädzí dobytok, muly Mŕtve bezstavovce, larvy, hnijúca Vodné vtáctvo, hydina vegetácia, kadávery hydiny Konzervovaná (silážovaná) hydinová Dobytok, ovce, kone podstielka, siláž zlej kvality, seno alebo siláž kontaminovaná kadávermi hlodavcov Toxoinfekcia, krmivo Intestinálny botulizmus: žriebätá (do veku 2 mesiacov), angl. shaker-foal syndrome, šteňatá, kurčatá brojlerovej hydiny, morčatá, dospelé kone, dobytok Typ D Toxoinfekcia, infekcia rany Ranový botulizmus: kone Kadávery, kosti Dobytok, ovce Krmivo kontaminované kadávermi Kone Typ E Mŕtve bezstavovce, bahno rybníkov Farmovo chované ryby Vtáky živiace sa rybami, človek Typ F Ryby Človek Typ G Mäso, ryby Človek (Argentína) Pôda, pôdou kontaminovaná potrava (teraz Clostridium argentinense) Faktory virulencie Clostridium botulinum C. botulinum produkuje niekoľko proteínov s „toxickou“ aktivitou (botulínový toxín, C2 toxín a C3 exoenzým). Avšak, iba botulínový toxín je neurotoxínom. C2 toxín a C3 exoenzým, ktoré sú produkované kmeňmi C. botulinum skupiny III, nepatria medzi neurotoxíny943. 447

Na základe antigénnych rozdielov je známych sedem sérologicky odlíšiteľných typov botulínového toxínu (A – G), ktoré vytvárajú zároveň aj sedem sérotypov C. botulinum a sú označené ako sérotyp A, B, C, D, E, F a G951. Botulínové toxíny sú inaktivované počas 20 minút pri teplote 100 °C alebo počas 40 minút pri teplote 80 °C. Jednotlivé typy botulínových toxínov sa rozdeľujú do subtypov, ktoré sú označené poradovým číslom daného (séro)typu. Produkcia jednotlivých typov botulínového toxínu môže byť kódovaná génmi na chromozóme, plazmidoch alebo fágoch (Tab. 6.60). I keď kmene C. botulinum produkujú obyčajne jeden typ botulínového toxínu, nie je vylúčená ani produkcia dvoch typov toxínov tým istým kmeňom, ale v rôznych množstvách. V takýchto prípadoch sa potom produkcia toxínov označuje ako, napr. Ba, Ab, Af a pod., kde veľké písmeno označuje dominantný (séro)typ produkovaného botulínového toxínu. V prípade, že kmeň C. botulinum nesie gény pre produkciu dvoch toxínov, ale produkovaný je iba jeden z nich, potom sa produkcia toxínov označuje ako A(B), kde veľké písmeno, ktoré nie je v zátvorke označuje typ toxínu, ktorý je daným kmeňom produkovaný (Tab. 6.60). Tab. 6.60 Vlastnosti skupín I – IV C. botulinum a toxigénnych kmeňov C. butyricum a C. baratii (prevzaté z Mezencev R., Klement C.: Alimentárny botulizmus – staronová výzva pre verejné zdravotníctvo. Epidemiológie, mikrobiológie, imunológie. 2017, 66, č. 1, str. 39 – 48) C. botulinum C. C. baratii Vlastnosť Skupina I Skupina II Skupina III Skupina IV butyricum (Proteolytické) (Neproteolytické) E Neurotoxínový (C. argentinense) sérotyp A, B, F B, E, F C1, D G F Neurotoxínový A1-A10, B1, B4, E1-E3, C1, D, E4, E5 F7 subtyp B2-B3, B5-B7, E6-E11, F6 C1D, DC1 Ba, A(B), Ab, Af, Bf, F1-F5 Ne-neurotoxické C2, C3 toxíny Proteolytická + - ± + - - aktivitaa fág plazmid chromozóm Lokalizácia génu chromozóm, chromozóm, 40 °C 37 °C 30 – 45 °C ? pre neurotoxín plazmid plazmid 30 – 37 Teplota pre 35 – 37 °C 18 – 30 °C °C optimálny rast Teplota pre 10 °C 3 °C 15 °C 12 °C 12 °C 10 °C minimálny rast Minimálne pH pre 4,6 5,0 5,1 ? 4,8 ? rast 10 % 5% 3% >3% Inhibičná koncentrácia NaCl Teplotná vysoká stredná vysoká vysoká vysoká ? rezistencia spór aproteolytická aktivita voči mäsu, mlieku a vaječnej bielkovine 448

Medzi neurotoxické klostrídie patrí aj C. butyricum a C. baratii, ktoré produkujú botulínový toxín typu E, resp. F a sú tiež pôvodcami botulizmu človeka950 (Tab. 6.60). Medzi neurotoxín produkujúce klostrídie patrí pravdepodobne aj C. sporogenes937. Jednotlivé sérotypy C. botulinum sa od seba nelíšia iba antigénne, ale líšia sa aj v receptoroch, ktoré obsadzujú na neurónoch a v tzv. SNARE proteínoch, ktoré v neurónoch štiepia. Do komplexu SNARE proteínov, ktoré sú hydrolyticky štiepené botulínovými toxínmi patrí: proteín SNAP-25 (SNAP-25 = Synaptosomal-Associated Protein 25), proteín VAMP (VAMP = Vesicle-Associated Membrane Protein), známy aj pod označením synaptobrevín a proteín označený ako syntaxín. Botulínový toxín typu A a E hydrolyticky štiepi proteín SNAP-25, botulínový toxín typu B, D, F a G hydrolyticky štiepi proteín VAMP a botulínový toxín C hydrolyticky štiepi proteín SNAP-25 a syntaxín. Pre porovnanie, tetanový neurotoxín (tetanospazmín) C. tetani hydrolyticky štiepi proteín VAMP892. V prípade, že dôjde k štiepeniu jedného alebo viacerých proteínov SNARE komplexu, na presynaptickej membráne nervovosvalovej platničky a na nervovom zakončení v hladkom svalstve sa prestane uvoľňovať acetylcholín, zablokuje sa prenos vzruchov z nervových vlákien na svaly, čo vedie k paralýze (ochrnutiu) svalu a k viscerálnej motorickej dysfunkcii v dôsledku ovplyvnenia motorických a autonómnych nervových systémov (Tab. 6.57). Histotoxické klostrídie Histotoxické klostrídie sú u človeka najčastejšie pôvodcami klostrídiovej celulitídy (postihnutie tkaniva kože a podkožia) a myonekrózy (gangraena emphysematosa), t.j. difúzne sa šíriacej nekrózy kože, podkožia a svalstva. Medzi najdôležitejšie faktory virulencie histotoxických klostrídií patrí ich invazivita a produkcia histotoxických toxínov952. Cieľovými bunkami histotoxických klostrídií sú najmä svalové a epiteliálne bunky, erytrocyty a lymfocyty. Pôsobením toxínov histotoxických klostrídií dochádza k poškodeniu ich bunkovej steny, narušeniu medzibunkových spojov a aktínového cytoskeletu. Navyše, hydrolytické enzýmy, ktoré produkujú, napomáhajú degradácii mäkkých tkanív. Medzi najdôležitejších zástupcov histotoxických klostrídií patrí u človeka C. perfringens typu A. Pôvodcom myonekrózy môžu byť u človeka aj ďalšie histotoxické klostrídie, najmä C. novyi typ A, C. septicum, C. bifermentans (teraz Paraclostridium bifermentans), C. histolyticum (teraz Hathewaya histolytica) a C. sordellii (teraz Paeniclostridium sordellii)953. Bol popísaný 449

aj prípad myonekrózy človeka vyvolaný C. chauvoei, ktorý je však primárnym pôvodcom sneti šelestivej hovädzieho dobytka a oviec, prípadne aj ošípaných a vzácne aj kôz953. Medzi histotoxické, ale zároveň aj medzi enterotoxigénne, resp. enteropatogénne klostrídie je zaradené aj C. difficile (teraz Clostridioides difficile), nakoľko jeden z jeho toxínov, tzv. toxín B je cytotoxínom, ktorý sa spolu s toxínom A, ktorý je enterotoxínom a ďalšími faktormi virulencie, podieľa na postantibiotickej pseudomembranóznej enterokolitíde. Clostridium perfringens C. perfringens je nepohyblivou, rovnou, Gram-pozitívnou až Gram-labilnou tyčinkou s tupými koncami, veľkosti 0,6 – 2,4 × 1,3 – 19 μm, usporiadanou buď jednotlivo alebo v pároch. Zvláštnosťou C. perfringens je, že tvorí kapsulu a fimbrie a sporuluje zriedkavo. U človeka medzi histotoxické kmene C. perfringens patria kmene C. perfringens typu A, ktoré môžu byť u neho pôvodcami klostrídiovej celulitídy a myonekrózy954 (Tab. 6.56). Klostrídiová myonekróza Klostrídiové infekcie mäkkých tkanív boli bežné počas 1. svetovej vojny, keď súčasťou armády boli kone a poranenia vojakov, ktoré neboli zriedkavé, boli ľahko kontaminované spórami histotoxických klostrídií z prostredia (konský trus, pôda)955. V súčasnosti sú rizikovou skupinou ľudia pracujúci v poľnohospodárstve, u ktorých môže dôjsť k infekcii najčastejšie po poraneniach alebo úrazoch rôzneho rozsahu. Klostrídiová myonekróza (gangraena emphysematosa, plynová sneť, plynová gangréna, čo je pomenovanie infekcie prevzaté z anglického „gas gangrene“) je najnebezpečnejšou klostrídiovou infekciou človeka. Jej najčastejším pôvodcom je C. perfringens typu A954. K infekcii dochádza najčastejšie kontamináciou rany spórami zo stolice, pôdy alebo prachu953. Predpokladom infekcie je anaeróbne prostredie (ischémia, nekróza), pričom infekcia sa rýchlejšie rozvinie za prítomnosti cudzieho telesa a pridruženej aeróbnej mikroflóry. Ku klostrídiovej myonekróze môže dôjsť aj pri endogénnej infekcii, najčastejšie pri perforácii hrubého čreva, prípadne pri inej forme straty jeho integrity. Medzi najdôležitejšie faktory virulencie C. perfringens typu A, ktoré sa uplatňujú pri klostrídiovej myonekróze je letálny α toxín a z minoritných toxínov je to κ toxín a neuraminidáza. U niektorých kmeňov sa môže ešte z minoritných toxínov uplatniť θ, μ a ν toxín (Tab. 6.61). Klostrídiová myonekróza sa rozvinie v priebehu 6 hodín až 4 dní po infekcii a jej prejavom je difúzne sa šíriaca nekróza kože, podkožia a svalstva956. 450