Clostridioides difficile – wyzwanie medycyny XXI wieku

Clostridioides (wcześniej: Clostridium) difficile to Gram-dodatnie, ściśle beztlenowe, sporujące bakterie, które są jedną z głównych przyczyn biegunek poantybiotykowych, zwłaszcza u pacjentów hospitalizowanych. Do istotnych czynników ryzyka zakażenia C. difficile należy przede wszystkim stosowanie antybiotyków,  szczególnie z grupy beta-laktamów, fluorochinolonów oraz klindamycyna, które zaburzają naturalną florę jelitową. Mikrobiota jelitowa nawet po dwóch latach od zakończenia antybiotykoterapii może nie powrócić do stanu sprzed terapii. Innymi czynnikami ryzyka rozwoju zakażenia C. difficile jest pobyt w szpitalu, immunosupresja, choroby nowotworowe, współistniejące choroby jelit oraz podeszły wiek pacjenta. Zakażenia C. difficile w ponad 70% dotyczą pacjentów hospitalizowanych, szczególnie w oddziałach intensywnej terapii.

Czynniki wirulencji Clostridioides difficile

Głównym czynnikiem wirulencji szczepów C. difficile są toksyny, zaś choroby jelit wywołane są wyłącznie przez szczepy toksynotwórcze. Aktywność toksyn powoduje niszczenie cytoszkieletu aktynowego komórek nabłonkowych w jelitach, rozrywanie połączeń międzykomórkowych oraz – w rezultacie – apoptozę komórek. Toksyny mogą także wnikać do erytrocytów i uszkadzać je. Wzrost zachorowalności i śmiertelności jest również skorelowany z pojawieniem się hiperwirulentnego szczepu, zwanego NAP1 (rybotyp PCR 027), który cechuje się wielolekoopornością, wytwarzaniem znacznej liczby przetrwalników oraz zdolnością produkcji toksyn A/B i binarnej. Rybotyp ten jest jednocześnie najczęściej izolowany w populacji europejskiej, w tym w Polsce. Rokrocznie obserwuje się wzrost liczby zakażeń, nie tylko u pacjentów hospitalizowanych, czyli najbardziej narażonych na ich wystąpienie, ale także u pacjentów pozaszpitalnych (w tym u dzieci). Co więcej, zakażenia C. difficile mają tendencję do nawracania – dane wskazują, że nawroty choroby dotyczą nawet ¼ wszystkich pacjentów.

Diagnostyka i terapia zakażeń wywołanych przez Clostridioides difficile

Z uwagi na wysoką śmiertelność pacjentów z zakażeniami wywołanymi przez C. difficile, a także ze względu na ryzyko powikłań, bardzo ważna jest szybka i precyzyjna diagnostyka zakażeń oraz ich właściwa terapia. W diagnostyce stosuje się głównie testy wykrywające aktywność dehydrogenazy glutaminowej oraz testy immunochromatyczne, wykrywające toksyny. Metodą rekomendowaną jest także test NAAT (Nuclein Acid Amplification). Wykorzystywany jest też posiew kału oraz metody molekularne (PCR).

Zalecenia terapeutyczne mówią o tym, aby w pierwszej kolejności odstawić antybiotykoterapię, jeśli objawy zakażenia pojawiły się w trakcie jej trwania. Jeśli to jest niewystarczające, stosuje się metronidazol lub wankomycynę. Terapia jest zwykle długotrwała i wyniszczająca dla pacjenta. Jedną z metod leczenia, o bardzo dobrych wynikach, jest przeszczep flory bakteryjnej (ang. Fecal Microbiome Transplantation, FMT). Próbki kału pobierane są od zdrowej osoby, najlepiej spokrewnionej z pacjentem, zaś transfer flory wykonuje się przy pomocy wlewu doodbytniczego. Metoda cechuje się wysoką skutecznością (około 90%), co potwierdzono w badaniach klinicznych. Metoda FMT coraz częściej jest stosowana w Australii, Stanach Zjednoczonych i niektórych krajach Europy. Jest rekomendowana także w Polsce, w uzasadnionych przypadkach i po rozważeniu innych opcji terapeutycznych.

Probiotyki a zakażenia C. difficile

W terapii wspomagającej leczenie zakażenia C. difficile zaleca się także stosowanie probiotyków. Dane literaturowe wskazują na pozytywny wpływ pewnych szczepów Saccharomyces boulardii, Lactococcus lactis oraz Lactobacillus acidophilus  na łagodzenie objawów zakażenia, obniżenie żywotności C. difficile oraz hamowanie produkcji toksyn. Drożdżaki S. boulardii są jednymi z najlepiej poznanych i scharakteryzowanych szczepów, które są stosowane w zakażeniach C. difficile. Mają one zdolność ograniczania wiązania toksyny A do receptorów, co wykazano w modelu szczurzym. Szczep Lactobacillus acidophilus LA-5 łagodzi objawy zakażenia wywołanego przez C. difficile i obniża stężenie toksyn, podczas gdy szczep Lactococcus lactis SL3 obniża żywotność szczepów C. difficile. Atutem wielu szczepów probiotycznych jest ich naturalna oporność na antybiotyki stosowane jako podstawowa terapia C. difficile. Pomimo, że trwają badania kliniczne odnośnie stosowania probiotyków w zakażeniach C. difficile (NCT03368105, NCT03647995), ciągle jednak brak jest oficjalnych zaleceń, co do ich stosowania u pacjentów.

Inną metodą alternatywnego zwalczania zakażeń wywołanych przez C. difficile może być fagoterapia. Jednak jak do tej pory izolowano wyłącznie bakteriofagi mogące wchodzić w lizogenny cykl życia, które nie mogą być stosowane w terapii. Nie opracowano dotychczas terapii fagowej przeciwko C. difficile, ale są doniesienia potwierdzające zdolność bakteriofagów do eradykacji C. difficile w warunkach in vitro oraz w modelu chomiczym.

Profilaktyka zakażeń wywołanych przez C. difficile obejmuje przede wszystkim racjonalną politykę antybiotykami w szpitalach. Równie ważna jest higiena rąk personelu szpitalnego, czyszczenie pomieszczeń preparatami wykazującymi skuteczność także przeciwko sporom bakteryjnym, oraz stosowanie izolacji kontaktowej u pacjentów z podejrzeniem zakażenia.

Wzrastająca częstość zakażeń związanych z C. difficile jest zjawiskiem niepokojącym. Monitorowanie stosowania antybiotyków oraz edukacja personelu medycznego mogą przyczynić się do poprawy sytuacji pacjentów.

Autorki:

Dr n. med. Monika Pobiega – W Biophage Pharma S.A. kieruje pracami badawczymi w projekcie dofinansowanym o tematyce bakteriofagowej, autorka i współautorka licznych publikacji dotyczących mikrobiologii oraz bakteriofagów, absolwentka studiów magisterskich na WBBiB, studiów doktoranckich na WL CM UJ oraz studiów podyplomowych „Zarządzanie projektami” KSB UEK. Posiada certyfikat Prince2Foundation, certyfikat Kanban KMPI, pasjonatka mikrobiologii, a także Porozumienia bez Przemocy.

Mgr Estera Jachowicz – doktorantka I roku na WL CM UJ w Krakowie, realizuje projekt związany z C. difficile, magister kierunku Mikrobiologia UŁ. Autorka publikacji, wystąpień konferencyjnych. Pasjonatka sztuki, malarstwa oraz podróżowania.

Foto: Clostridioides difficile, barwienie metodą Grama, powiększenie 1000x. (Zdjęcie z kolekcji własnej, autor: E. Jachowicz)

Literatura:

1. Barker A. K., Ngam C., Musuuza J. S. i in. Reducing Clostridium difficile in the Inpatient Settings: A Systematic Review of the Adherence to and Effectivness of C. difficile Prevention Bundles, Infect Control Hosp Epidemiol. 2017; 38 (6): 639-650.
2. Borody T.J., Connelly N., Mitchell S.W. Fecal microbiota transplantation in gastrointestinal diseases. Pol Arch Med Wewn . 2015; 125: 852-858.
3. Crobach M.J.T., Planche T., Eckert C. i in. European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases update of the diagnostic guidance document for Clostridium difficile infection. CMI. 2016; 22: 63-81.
4. European Centre for Disease Prevention and Control. Clostridium difficile infections. In: ECDC. Annual epidemiological report for 2016. Stockholm; ECDC; 2018
5. Hell M., Bernhofer C., Stalzer P. i in. Probiotics in Clostridium difficile infection: reviewing the need for a multistrain probiotic. Beneficial Microbes. 2013; 4(1):39-51.
6. Hryniewicz W., Martirosian G., Ozorowski T. Zakażenia Clostridium difficile: Diagnostyka, terapia, profilaktyka. 2011. Narodowy Instytut Leków. Warszawa. 2011.
7. Kaur S., Vaishnavi C., Prasad K. K. i in. Effect of Lactobacillus acidophilus & epidermal growth factor on experimentally induced Clostridium difficile infection. Indian J. Med. Res. 2011; 133: 434-441.
8. Kotowska M., Albrecht P., Szajewska H. Saccharomyces boulardii in the prevention of antibiotic-associated diarrhoea in children: a randomized double–blind placebo-controlled trial. Aliment Pharmacol Ther. 2005; 21(5):583– 590.
9. McDonald L.C., Gerding N., Johnson S. i in. Clinical Practice Guidelines for Clostridium difficile Infections in Adults and Children: 2017 Update by the Infectious Diseases Society of America (IDSA) and Society for Healthcare Epidemiology of America (SHEA). Clin Infect Dis. 2018; 66.
10. Nale J. Y., Redgwell T. A., Millard A. i in. Effiacy of Optimised Bacteriophage Cocktail to Clear Clostridium difficile in a Batch Fermentation Model. Antibiotisc (Basel). 2018; 13:7(1) doi: 10.3390/antibiotics7010013
11. Nale J. Y., Spencer J., Hargreaves K. R. i in. Bacteriophage combinations significantly reduce Clostridium difficile growth in vitro and proliferation in vivo. Antimicrob. Agents Chemother. 2016; 60: 968-981.
12. van Nood E., Vrieze A., Nieuwdrop M. i in. Duodenal infusion of donor feces for recurrent Clostridium difficile. N. Engl. J. Med. 2013; 368: 407-415.