Patogenita a virulence Cíle mikrobiologické diagnostiky Mikrobiologie (a imunologie) BOMI0111s + BTMI0111p Týden 2 Ondřej Zahradníček Zlé a hodné mikroby v těle.bmp Obsah této prezentace [USEMAP] [USEMAP] [USEMAP] Mikroby a makroorganismus (= organismus hostitele) – opakování •Z hlediska klinické mikrobiologie je významný vztah mikroorganismus – makroorganismus (což může být člověk, ale také zvíře či rostlina) •Může jít o symbiózu (přítomnost jednoho ovlivňuje růst druhého pozitivně), neutrální vztah či antibiózu (přítomnost jednoho škodí druhému) •Z potravního hlediska může jít o komensalismus, saprofytismus nebo parazitismus (výklad těchto pojmů viz středoškolské učivo, případně internet) •Ne vždycky se dají mikroby jednoduše „zaškatulkovat“. Často záleží na okolnostech, jestli bude mikrob „zlý“ nebo „hodný“ Patogenita mikroorganismů •Existují mikroby nepatogenní – neschopné vyvolat nemoc. Většinou jsou to ty, které vůbec nejsou schopny do organismu proniknout. •Existují mikroby podmíněně patogenní, které vyvolávají nemoci jen za určitých podmínek. Často jsou to prospěšné bakterie, které jsou většinou „hodné“ a jen výjimečně začnou „zlobit“, když se třeba dostanou kam nemají, nebo když zmutují •Existují i mikroby obligátně (= „povinně“) patogenní, které vyvolávají nemoc vždy, když se dostanou do těla v dostatečném počtu a vhodným způsobem (to „v dostatečném počtu a vhodným způsobem“ je důležitá podmínka) Virulence mikrobů •Virulence se dá pochopit jako míra patogenity organismu. Podmíněně patogenní druh mikroba může zahrnovat kmeny virulentnější a méně virulentní. Sami jistě víte, že jedna a tatáž nemoc může mít těžký nebo lehký průběh – rozdíly ve virulenci mezi jednotlivými bakteriemi nebo viry jsou je jeden z důvodů, proč to tak je •Virulence může být dána například produkcí mikrobiálních toxinů (jedů), schopností „přisát se“ na sliznici (třeba i ve formě biofilmu) či schopností vniknout do tkání. Hodné mikroby: běžná mikroflóra •Mnoho mikrobů nám pomáhá. Tím, že osidlují naše sliznice, zabrání tomu, aby je osídlily zlé patogenní mikroby. Některé pomáhají i jinak, například nám pomáhají tvorbou určitých vitamínů. •Nejvíc, asi kilogram, je jich v tlustém střevě •Hodně mikrobů je i v dutině ústní a v hltanu •U žen je mikrobní ekosystém v pochvě •I přes relativní nedostatek vody má svoji mikroflóru také kůže (poněkud se liší na různých místech) •Menší množství mikrobů se najde i na některých dalších místech těla. Jsou ale i místa, kde mikroby běžně nenacházíme (zejména krevní řečiště, kosti, svaly, nervový systém, ale i třeba močový měchýř) Mikroflóra jako ekosystém •Kdysi lidé mysleli, že všechny škůdce úrody jednoduše zahubí například DDT. Ukázalo se ale, že takový brutální zásah často nadělá víc škody než užitku, zvlášť když se použije nevhodným způsobem •Podobně složitý ekosystém je i třeba střevní mikroflóra. I proto dnes na střevní infekce většinou nedoporučujeme antibiotika, protože systém „rozhodí“ často ještě víc. Tři hlavní složky patogenity a virulence •Kontagiozita (nakažlivost) – schopnost přenášet se mezi hostiteli •Invazivita – schopnost vstoupit do hostitele, množit se v něm, šířit se jím, zkrátka schopnost překonávat obranu hostitele •Toxicita – schopnost poškozovat hostitele Šíření agens v makroorganismu •Vstupní brána •Místa primárního množení: okolí vstupní brány, regionální lymfatické uzliny •Vlastní šíření (rozsev): lymfou, krví, „per continuitatem“ (to znamená postupným šířením), podél nervů •Cílový orgán/tkáň: typicky u viróz (tak dlouho putují organismem, až narazí na „svůj“ orgán či tkáň, např. neurotropní viry na nervovou tkáň a podobně) •Místa vylučování z makroorganismu: nemusí se shodovat se vstupní branou [USEMAP] Průběh typické akutní infekce v čase •Inkubační doba: salmonelóza 1–3 dny, chřipka 1–2 dny, tuberkulóza 2–8 týdnů, hepatitida B 90–100 dnů •Prodromy: ne vždy, nespecifické (zvýšená teplota, bolesti hlavy, pocit nemoci aj.), pár hodin až dnů •Typický syndrom infekční choroby jak ho popisují učebnice •Rekonvalescence od ústupu potíží do normalizace nálezů Průběh infekce – další možnosti •Relaps: původce stejný, infekce vzplane znovu během rekonvalescence •Recidiva: původce stejný, zůstává v těle, infekce vzplane znovu až po uzdravení (nemoc Brillova-Zinsserova = recidiva skvrnivky) •Reinfekce je nová infekce stejným původcem zvenčí (ne vždy se tyto tři pojmy tak přesně rozlišují, i když by se měly) •Superinfekce je nasedající infekce jiným původcem (např. VHD po VHB) •Koinfekce je současná infekce dvěma původci (např. VHD a VHB) Formy infekce •Inaparentní (bezpříznaková), jediným důsledkem je vznik protilátek (snad toto je rozdíl mezi infekcí a kolonizací) •Manifestní (zjevná) •subklinická: jen necharakteristické příznaky (většinou „nějaká viróza“) •abortivní: příznaky jen některé, či jen málo vyjádřené •klinická: typické příznaky jako z učebnice •fulminantní (foudroyantní): velmi prudká, blesková, dramatické příznaky Trvání infekce •Akutní: dny (rýma, salmonelóza) až týdny (většina infekcí) •Subakutní: měsíce – buď jako komplikace jakékoli infekce, nebo jako pravidlo (některé hepatitidy, bradavice, sepsis lenta) •Chronická: roky (tuberkulóza, lepra, dermatomykózy, parazitózy) •Fulminantní: bleskový průběh – hodiny (meningokoková sepse) Rozsah infekce •Lokální: brána vstupu + regionální uzliny, případně jen určitý orgán (rýma, dermatomykózy, bradavice, nekomplikovaná kapavka, orgánový absces) •Systémová: celý orgánový systém (chřipka, plicní tuberkulóza, meningitida, rozsáhlé pyodermie, pyelonefritida, zánět vaječníků) •generalizovaná* pravidelně (exantematické virózy, břišní tyf, skvrnivka) •nebo jako komplikace (sepse po poranění, při zánětu močových či žlučových cest, salmonelóza kojence) •*generalizace = z lokální se stane systémová infekce Výsledek infekce – I •Závisí na obou aktérech: •Mikroorganismus: •patogenita •virulence •dávka •vstupní brána •Makroorganismus: •druhová odolnost •odolnost jedince •nespecifická •specifická •mohutnost reakce 06 pili E coli www.mgm.stonybrook.edu/thanassi/interests.shtml. Pili – faktor virulence u Escherichia coli Výsledek infekce – II •Úplné uzdravení (restitutio ad integrum) banální respirační, urogenitální, střevní i dětské generalizované infekce •Uzdravení s následky obrny po encefalitidě, hluchota po otitidě, jizvy po abscesech, kaverny po plicní TBC •Perzistentní infekce, nestačí-li imunitní systém agens odstranit •Úmrtí (exitus letalis) [USEMAP] Mikrobiologická diagnostika •Existují laboratoře, které slouží k vyšetřování klinických vzorků. Nejde tedy o primárně výzkumné laboratoře. Cílem je zjistit, zda se v těle pacienta nachází patogen, případně i zjistit, jestli je aktuálně virulentní •Ideální by bylo zjistit, jestli jde opravdu o původce nemoci, která pacienta trápí. To ale většinou sama mikrobiologická diagnostika nedokáže – výsledek je potřeba dát do kontextu dalších informací o pacientovi (anamnéza, klinické vyšetření, další výsledky) O co se snaží laboratoř klinické mikrobiologie •1. Odhalit původce nemoci (patogena – ne tedy jakéhokoli mikroba náhodou přítomného v těle) •2. Někdy také: zjistit citlivost patogena na antimikrobiální látky (dělá se u bakterií a kvasinek, nedělá se u parazitů a vláknitých hub, u virů je to zatím ve fázi výzkumu) •3. Někdy také: určení faktorů virulence (např. u střevní anaerobní bakterie Clostridium difficile je nález bakteriálního toxinu (jedu) důležitější než samotný nález bakterie, která se v malých množstvím vyskytuje i ve střevě zdravých lidí a nemusí nutně škodit) Co je to (klinický) vzorek •Vzorek je to, co je odebráno pacientovi a přichází na vyšetření do laboratoře (obecně je samozřejmě vzorkem i kus horniny, potraviny apod., ale v klinické mikrobiologii nám jde o klinické vzorky). Nejčastěji se posílá •kusový či tekutý materiál ve zkumavce či jiné nádobce (krev, sérum, moč...) •stěr či výtěr na vatovém tamponu, obvykle zanořeném do transportního média •občas i něco jiného (otisk tkáně, nátěr na sklíčko) •Typický je případ, kdy jako vzorek použito něco, co by mohlo/mělo obsahovat hledané patogeny (u močové infekce moč, u angíny výtěr z krku a podobně). Toto neplatí u tzv. nepřímého průkazu, o kterém bude řeč dále Co je to kmen •Někdy je nejprve nutno ze vzorku (který obsahuje i pacientovy buňky a mikrobů tam může být víc najednou) izolovat čistou kulturu jediného mikroba (většinou bakterie nebo kvasinky) – takové čisté kultuře říkáme kmen •Kmen je čistá kultura („výpěstek“) mikrobů, vzniklá (teoreticky) z jedné buňky. Všechny buňky patřící ke stejnému kmeni mají stejné vlastnosti (kdežto v rámci jednoho druhu můžeme mít různé kmeny, trochu se vlastnostmi lišící) •Kmen nám nahrazuje jedince tam, kde s jedincem nemůžeme pracovat (např. metabolismus jedné buňky není reálně možné testovat) •Kmen získáme jedině kultivací (pěstováním) mikroba na pevné půdě. •Kochův objev, že bakterie lze takto pěstovat, měl zásadní význam v dějinách mikrobiologie. V praxi (vyšetření sputa) •Vzorek sputa à práce se vzorkem (kultivace, mikroskopie, popř. další) • •Kmen zlatého stafylokoka à práce s kmenem (bližší určení různými metodami, testování citlivosti na antibiotika) •Další kmeny à podle vzhledu patří k běžné mikroflóře, a tak s nimi už dále nepracujeme Přehled metod •(Toto je pouze úvodní přehled – jednotlivé metody jsou představeny v další části) •Metody přímé: Hledáme mikroba, jeho část či jeho produkt •Přímý průkaz ve vzorku – pracujeme s celým vzorkem •Identifikace kmene – určení kmene (izolátu) vypěstovaného na pevné půdě •Metody nepřímé: Hledáme protilátky. Protilátka není součástí ani produktem mikroba – je produktem makroorganismu Přehled metod přímého průkazu Metoda Průkaz ve vzorku Identifikace Mikroskopie ano ano Kultivace ano ano Identifikační metody ne ano Průkaz antigenu ano ano Pokus na zvířeti ano v praxi ne Molekulární metody ano v praxi ne* *netýká se molekulární epidemiologie – sledování příbuznosti kmenů Nashledanou příště… Foto: O. Z. P519_03sput_gnty_u2 [USEMAP]