Oddajemy w ręce Czytelników numer poświęcony wybranym zagadnieniom mikrobiologii chorób infekcyjnych. Mikrobiologia chorób zakaźnych, chociaż należy do bardzo młodych dziedzin nauk medycznych rozwinęła się w ostatnich dwóch dekadach z ogromną dynamiką, głównie dzięki zastosowaniu badań molekularnych w diagnozowaniu czynników etiologicznych chorób ludzi i zwierząt. Obecnie klasyczne metody hodowania mikroorganizmów zostały uzupełnione szybkimi testami genetycznymi potwierdzającymi procesy chorobowe i ważniejsze funkcje mikroorganizmów. Epidemiologia molekularna pozwala na identyfikowanie dróg transmisji choroby, określanie czynników ryzyka tej transmisji, może charakteryzować interakcje zachodzące pomiędzy gospodarzem i patogenem, wykrywać mikroorganizmy, których nie udaje się wyhodować in vitro, pozwala lepiej rozumieć patogenezę mikroorganizmów na poziomie molekuł.

Oddając w ręce lekarzy artykuły omawiające nowoczesne badania w niektórych działach mikrobiologii chorób infekcyjnych mamy nadzieję, że przyczynią się one do zrozumienia wielu kierunków obecnie prowadzonych badań naukowych, a nowoczesna diagnostyka jaką dysponujemy przyniesie korzyści w procesie opieki nad chorymi.

Pomimo, że żyjemy w XXI wieku, prace dotyczące chorób wywołanych przez bakterie z rodzaju Mycobacterium należą ciągle do istotnych problemów zdrowotnych wśród innych chorób zakaźnych. Dwa główne gatunki – Mycobacterium leprae i Mycobacterium tuberculosis, jedne z najstarszych bakterii na świecie powodują wciąż śmierć wielu milionów ludzi.

Artykuł poglądowy na temat Mycobacterium leprae przypomina, że trąd stanowi ciągle ważny, światowy problem zdrowotny występując nie tylko w krajach trzeciego świata, ale w wielu krajach rozwiniętych w tym również w Europie. WHO szacuje liczbę ludzi dotkniętych trądem na 10-12 mln. Pomimo swojej wielowiekowej historii, diagnostyka trądu jest bardzo trudna, przede wszystkim z powodu występowania choroby w wielu formach i odmianach klinicznych, ale również z powodu braku metod hodowania bakterii in vitro. Wiele zjawisk związanych z przeżywaniem prątków poza organizmem człowieka, przypuszczalnej transmisji pomiędzy ludźmi i zwierzętami, a może i ze środowiska, gdzie bakterie przeżywają, jest stale niewyjaśnionych. Długotrwałe leczenie dapsonem w monoterapii doprowadziło do wystąpienia form opornych na leki i dopiero zarekomendowane przez WHO w latach 80. XX w. leczenie wielolekowe zaczęło przynosić pożądane efekty. Poznanie w latach 90. XX w. genomu M. leprae spowodowało odkrycie wielu nieznanych dotąd cech przeżywania bakterii w środowisku człowieka, wprowadzenie molekularnej diagnostyki mikrobiologicznej do praktyki klinicznej, umożliwiło identyfikację specyficznych białek, dając szansę na rozwój testów immunodiagnostycznych, a w przyszłości opracowanie nowych leków i szczepionek.

Inna choroba wywołana Mycobacterium tuberculosis gruźlica należy do grupy największych zabójców ludzi. Zgony spowodowane gruźlicą zajmują po HIV i AIDS drugie miejsce, zabijając każdego roku około 3 mln ludzi. Gruźlica, chociaż znana jako choroba od wieków, a od ponad 100 lat znany jest jej czynnik przyczynowy i dostępne są leki do jej leczenia, nie wygasa, a nawet przeciwnie, w wielu regionach świata narasta. Znaczne pogorszenie się sytuacji epidemiologicznej gruźlicy w świecie stało się faktem i nie można już traktować tej choroby jako „choroby przeszłości”. Światowa Organizacja Zdrowia uznała w końcu ubiegłego wieku gruźlicę jako zagrożenie dla zdrowia ludności w skali całego Globu. Do rozprzestrzeniania się choroby i jej transmisji pomiędzy ludźmi przez kontynenty przyczyniają się niepokoje etniczne, konflikty wojenne, również łatwe turystyczne i zarobkowe przemieszczanie się ludzi po świecie. Szybkie diagnozowanie chorych i włączanie leczenia przeciwprątkowego, te dwa elementy należą do najważniejszych metod walki z gruźlicą. Gruźlica oporna na leki, a szczególnie jej odmiany MDR-TB i XDR-Tb stanowią poważny problem zagrażający zdrowiu i zwalczaniu choroby w wymiarze globalnym. Podczas gdy gruźlica lekowrażliwa jest chorobą całkowicie wyleczalną w standardowym czasie 6 miesięcy, leczenie form opornych wymaga często 2 i więcej lat, a wyleczenie uzyskuje się zaledwie u połowy chorych nowowykrytych i około 1/3 wcześniej leczonych. Również wskaźnik umieralności jest wysoki. Zbieranie danych o częstości występowania gruźlicy lekoopornej u chorych nowowykrytych (lekooporność pierwotna) i wcześniej leczonych (lekooporność nabyta) stała się obowiązkiem narzuconym przez WHO w latach w 90. XX w. Artykuł zamieszczony w niniejszym numerze omawia wyniki 4 kolejnych badań prowadzone wg protokołu WHO w Polsce.

Poważnym mankamentem testów lekooporności prątków gruźlicy poza długim czasem oczekiwania na wynik (4-5 tyg.) jest brak dostępności dobrze wystandaryzowanych metod, co powoduje trudności w klinicznej interpretacji zjawiska lekooporności. Trudności ze standaryzacją antybiogramu prątków gruźlicy są tylko częścią problemów metodycznych dotyczących również innych procedur diagnostycznych, takich jak: wyhodowanie szczepu, bakterioskopia i typowanie Mycobacterium do gatunku. Testy lekooporności prątków są badaniem wysoko specjalistycznym i wg zaleceń WHO powinny być wykonywane w laboratoriach III stopnia referencyjności. Kolejny artykuł omawia ww. problemy i wyniki badań nad oceną nowego, automatycznego, systemu hodowlanego wprowadzonego w Polsce do hodowania i badania lekooporności prątków gruźlicy.

Jak wspomniano wyżej WHO zobligowało wszystkie kraje świata do prowadzenia regularnych badań epidemiologicznych, dotyczących czterech głównych leków przeciwprątkowych. Do grupy leków I rzędu należy również pyrazinamid (PZA), u którego z powodu braku wystandaryzowanej metody przez wiele lat nie wykonywano testów lekooporności. Praca, którą prezentujemy jest częścią pierwszych polskich badań nad występowaniem oporności na PZA wśród prątków gruźlicy u polskich chorych. Z badań wynika, że częstość ta jest niespodziewanie wysoka i dotyczy nie tylko szczepów izolowanych od chorych wcześniej leczonych, ale również nowowykrytych. Wobec powyższego test lekooporności na PZA powinien wejść w Polsce do badań rutynowych.

Nadzór nad gruźlicą, oprócz wczesnego wykrywania chorych prątkujących i ich leczenia, obejmuje również śledzenie dróg transmisji zakażenia, w pierwszym rzędzie u osób z bliskiego otoczenia chorego, w celu wykrycia lub wykluczenia u nich gruźlicy. Oprócz tego dochodzenie epidemiologiczne powinno objąć wszystkie osoby, które miały krótszy lub dłuższy kontakt z chorym. WHO proponuje badać tych ludzi grupując ich w „kręgi epidemiologiczne”, wyznaczone wg czasu trwania oraz bliskości kontaktów z chorym. Pomimo, że od lat wiadomo o narażeniu na zachorowanie u osób z otoczenia chorego, w wielu krajach wykrywanie chorych na gruźlicę wśród „kontaktów” nadal pozostaje na niskim poziomie, co powoduje niekontrolowane rozprzestrzenianie się choroby. Obecnie w dochodzeniach epidemiologicznych w gruźlicy, duże znaczenie mają molekularne metody identyfikacji wzorów DNA prątków. Dzięki nim możliwe jest wskazanie kierunku transmisji pomiędzy chorymi nie powiązanymi epidemiologicznie. Szacuje się, że metody genetyczne mogą zwiększyć o 40% liczbę wykrywanych transmisji niemożliwych do identyfikacji jedynie drogą konwencjonalnych dochodzeń. Autorzy artykułu w molekularnych badaniach własnych potwierdzili transmisję gruźlicy lekoopornej pomiędzy członkami badanych rodzin i zidentyfikowali szczególnie niebezpieczne szczepy prątków z rodziny molekularnej Mycobacterium tuberculosis Beijing 1.

Skuteczność i bezpieczeństwo leczenia przeciwprątkowego mogą być zakłócone u ludzi łatwym nabywaniem oporności przez prątki pod wpływem kontaktu z lekiem, w tym szczególnie z dawkami suboptymalnymi. Jednym z czynników, które mogą wpływać na obniżenie stężeń głównego leku przeciwprątkowego izoniazydu (INH) w krwioobiegu jest proces acetylacji, zdeterminowany genetycznie mutacjami w genie NAT2. Różnice w dynamice acetylacji wpływają również na występowanie działań niepożądanych leku, głównie hepatotoksyczności, co pogarsza schematy leczenia. Autorzy prezentują nowoczesne badania nad molekularnym testem wykrywającym polimorfizm genów wpływających na szybkość procesu acetylacji u ludzi leczonych INH, wskazując jego przydatność w monitorowaniu leczenia gruźlicy.

Specyficzną cechą Mycobacterium tuberculosis jest przechodzenie mikroorganizmu w stan latencji (LTBI – zakażenia utajonego). WHO ocenia powszechność tego zakażenia na 1/3 ludności Globu. Ze względu na ryzyko progresji od zakażenia utajonego do aktywnej choroby identyfikacja osób z zakażeniem latentnym staje się kluczowym elementem w programach zapobiegania gruźlicy. Wykrywanie utajonego zakażenia prątkami gruźlicy ma również ważne znaczenie w innych schorzeniach, gdy zachodzi konieczność leczenia lekami biologicznymi, które mogą przyspieszyć proces przejścia utajonego zakażenia w aktywny proces gruźliczy.

Autorzy przedstawiają pierwsze porównania w naszym kraju dwóch dostępnych w Polsce testów interferonowych IGRA opartych na antygenach białkowych ESAT-6 i CEP 10, kodowanych w regionie RD1 genomu M. tuberculosis, nieobecnym w szczepie szczepionkowym M. bovis BCG. Testy IGRA porównują z odczynem tuberkulinowym. Omawiają wady, zalety i niezgodności wyników 3 testów.

Oprócz człowieka, gruźlica jest chorobą wielu gatunków zwierząt. Występuje u bydła, zwierząt wolno żyjących np.: żubrów, jeleni, dzików, rysi, borsuków, fretek i innych. W Polsce każdego roku gruźlica jest wykrywana u zwierząt utrzymywanych w ogrodach zoologicznych oraz na fermach hodowlanych. Zakażeniu sprzyjają kontakty, które zdarzają się na pastwiskach i łąkach. Transmisja gruźlicy może przebiegać w dwóch kierunkach: od zwierząt do ludzi i odwrotnie od ludzi do zwierząt. Dlatego bardzo ważne jest wczesne wykrywanie gruźlicy u zwierząt. Kolejny artykuł omawia identyfikację post mortem gruźlicy u żubrów, wskazując jak ważny w nadzorze nad chorobą u ludzi jest również ścisły nadzór nad chorobami zwierząt.

Do rodzaju Mycobacterium oprócz bezwzględnych patogenów należą również prątki niegruźlicze (MOTT – inne niż gruźlicze, NTB – niegruźlicze), które mogą być przyczyną nierozróżnialnych klinicznie i radiologicznie schorzeń u ludzi – mykobakterioz. Jednocześnie ich naturalnym miejscem przeżywania jest środowisko człowieka – głównie gleba i woda. Gdy są powodem choroby wymagają leczenia, na ogół dłuższego niż gruźlica i wieloma lekami. Dlatego prace molekularne nad najczęściej występującymi gatunkami prątków – czynników etiologicznych mykobakterioz należą do grupy nowoczesnych badań na świecie. Autorzy prezentują genotypowanie Mycobacterium kansasii, gatunku prątków MOTT najczęściej występującego w Polsce zarówno u chorych cierpiących na pylice płuc, POCHP, mukowiscydozę, choroby nowotworowe, AIDS u zakażonych wirusem HIV, jak i w środowisku.

Badania nad Bacillus anthracis wywołujących chorobę zakaźną zwaną wąglikiem trwają już ponad 100 lat, tj. od chwili odkrycia jej przez Roberta Kocha. Chociaż głównie wrażliwe na zachorowania są zwierzęta roślinożerne, choroba może występować u wszystkożernych, mięsożernych oraz u ludzi. U człowieka w zależności od drogi zakażenia wąglik może przebiegać w trzech postaciach: skórnej, związanej z uszkodzeniem i zakażeniem skóry, płucnej, jako skutek wdychania przetrwalników wąglika lub jelitowej na skutek spożywania zakażonej żywności lub wody. Nad celowością badań nad wąglikiem przemawia możliwość zaimportowania zakażonych produktów z krajów, w tym sąsiadujących z Polską, gdzie wąglik występuje nadal enzootycznie oraz jego naczelna rola jako czynnika broni biologicznej w aktach bioterrorystycznych. Autorzy zastosowali metody molekularne dla rozpoznawania B. anthracis i odróżnienia go od innych występujących w środowisku nie patogennych mikroorganizmów: B. cereus, B. mycoides i B. thuringiensis.

Oprócz wielu cech zjadliwości, oporności na antybiotyki, inną ułatwiającą przetrwanie mikroorganizmów w stadium inwazji jest zdolność tworzenia biofilmu. Wiele gatunków mikroorganizmów posiada tę zdolność. Biofilm to przytwierdzona do powierzchni ustrukturowana społeczność komórek bakteryjnych, wykazująca cechy fenotypowe różne od komórek występujących w formie planktonicznej, jak np.: obniżona wrażliwość na leki, większa inwazyjność i inne, co przyczynia się do przedłużania się stanu zapalnego i utrudnia proces gojenia. Ponadto różne gatunki bakterii tworzące biofilm mogą „współpracować” ze sobą pogłębiając problem. Kolejny artykuł omawia zdolność wyizolowanych od chorych szczepów gronkowca złocistego do tworzenia biofilmu i ich analizę genotypową. Artykuł jest poprzedzony obszernym omówieniem tworzenia się biofilmu i jego negatywnej roli w chemioterapii zakażeń.

Kolejny artykuł omawia trudności w klinicznej i mikrobiologicznej diagnostyce badania etiologii wysięków opłucnowych u ludzi. Gdy chodzi o przyczyny infekcyjne, w Polsce brakuje miarodajnych danych o częstości występowania różnych chorób z wysiękiem w jamie opłucnej. Autorzy na podstawie diagnostyki ponad 2500 chorych leczonych na oddziałach zabiegowych i zachowawczych z wysiękiem opłucnowym analizują wyniki posiewów bakteriologicznych i określają wzory lekooporności bakterii w powiązaniu z postawionym rozpoznaniem klinicznym.

W zakażeniach szpitalnych, na które są narażeni chorzy poddani procedurom medycznym ważnym czynnikiem są różne gatunki grzybów. Candida parapsiliosis, którą omawiają autorzy kolejnego artykułu jest ważnym czynnikiem drożdżakowatego, odcewnikowego zakażenia łożyska. Zjadliwość jest spotęgowana zdolnością do kolonizacji sztucznych powierzchni i tworzenie biofilmu. Ponadto gatunek, zakażając człowieka, występuje w wielu formach fenotypowych, nie łatwej do mikrobiologicznej identyfikacji, co utrudnia i tak skomplikowaną diagnostykę grzybów. Autorzy zaobserwowali występowanie zmienności genotypowej u około 20% hodowli otrzymanych od chorych. Candida parapsiliosis występowała w 4 głównych morfotypach ze zmiennością cech biochemicznych i zróżnicowaną zdolnością do wytwarzania biofilmu. Badania powyższe mają istotne znaczenie w diagnostyce grzybic u chorych.

Wśród licznych we współczesnym świecie zakażeń grzybiczych, najczęstszą ich lokalizacją pozostaje skóra i jej wytwory. Wiele gatunków grzybów bierze udział w tym procesie: dermatofity, grzyby drożdżopodobne oraz pleśniowe. Chociaż w większości przypadków grzybice powierzchniowe nie zagrażają życiu chorych, jednak w wielu przypadkach są uciążliwe i przenoszą się pomiędzy ludźmi. Dla osób z immunosupresją mogą stanowić wrota zakażenia dla grzybic układowych wywołanych przez grzyby pleśniowe. Pomimo ciągłego postępu w rozpoznawaniu i leczeniu powierzchniowych zakażeń grzybiczych stanowią one nadal poważny problem terapeutyczny i społeczny, a z uwagi na możliwość zakażania innych osób stanowią również problem epidemiologiczny. Autorzy w artykule analizują gatunki grzybów izolowanych od ponad 2000 chorych kierowanych przez lekarzy różnych specjalności z podejrzeniem o grzybicę powierzchniową. Autorzy omawiają metodykę mikrobiologiczną, wywiad prowadzony z chorymi przed wykonaniem badania i analizują gatunki izolowane z różnych okolic ciała, biorące udział w zakażeniach. Przedstawione dane mogą być pomocne w empirycznym stosowaniu leków, w sytuacjach, gdy nie ma możliwości wykonania pełnego badania mikrobiologicznego. Jednak, w każdym przypadku należy dążyć do wykonania takiej diagnostyki.

Celem diagnostyki mikrobiologicznej jest poszukiwanie patogenu i jego identyfikacja. Prawidłowe rozpoznanie zależy od pobrania materiału, sposobu jego transportu i/lub przechowywania oraz interpretacji wyników. Sam wynik bez prawidłowej interpretacji bakteriologicznej nie spełnia swojej roli i może być błędnie zrozumiany przez lekarza.