Záchyt kmenů Staphylococcus aureus pozitivních na Pantonův - Valentinův leukocidin u pneumonií v České republice 2022–2024

ÚVOD

Kmeny Staphylococcus aureus produkující Pantonův-Valentinův leukocidin (PVL) vyvolávají obvykle infekce kůže, měkkých tkání, pneumonie a další invazivní infekce. Velice nebezpečné jsou abscedující pneumonie, které probíhají dramaticky a je u nich popisována vysoká smrtnost –⁠ až 75 %. Pacienty jsou nezřídka zdraví jedinci, bez žádného předchozího kontaktu s nemocničním zařízením [1, 2].

Často jsou onemocnění uváděna po prodělané chřipce, covidu nebo jiné virové respirační infekci. Toxinogenní S. aureus –⁠ může být i nosičský kmen na nosní sliznici –⁠ nasedá na poškozený epitel dolních cest dýchacích, rozvíjí se sekundární pneumonie. Postupně dochází k rozvoji sepse až k septickému šoku, což se stupňuje v multiorgánové selhání [3].

Deset let po popisu druhu S. aureus byla v roce 1894 zjištěna u některých kmenů schopnost lyzovat leukocyty [4]. Toxin zodpovědný za tuto vlastnost byl pojmenován podle anglických bakteriologů P. N. Pantona a F. C. O. Valentina, kteří poprvé popsali souvislost tohoto toxinu s infekcemi měkkých tkání v roce 1932 [5].

Z chemického hlediska je PVL dvousložkový toxin. Obě části jsou polypeptidy s relativní molekulovou hmotností 32 kDa, resp. 34 kDa [6]. Separované složky samotné (používá se označení LukS-PV a LukF-PV) nemají žádnou biologickou aktivitu, avšak při společném účinku vytváří transmembránový pór, který způsobuje rozklad leukocytů a tím nekrózu okolní tkáně. Destrukce leukocytů snižuje schopnost pacienta se účinně bránit stafylokokové infekci pomocí leukocytózy.

PVL pozitivní kmeny patří k vysoce virulentním kmenům S. aureus, způsobující nejzávažnější klinické stavy a je jim věnována veliká pozornost [7]. V roce 2023 uvádí DaSilva 50% prevalenci PVL pozitivních kmenů izolovaných od pacientů s invazivní infekcí v univerzitní nemocnici v Brazilii [8]. Ve světové literatuře převládá názor, že jsou to hlavně komunitní kmeny meticilin-rezistentní S. aureus (CA-MRSA) –⁠ např. [1].

Přítomnost genů kódujících toxin PVL sledujeme v Národní referenční laboratoři (NRL) pro stafylokoky u kmenů S. aureus od roku 2007. Za posledních 10 let se jejich četnost zvýšila z 9,6 % v roce 2015 na 18,0 % v roce 2024.

Poprvé jsme potvrdili PVL pozitivní kmen jako etiologické agens letální pneumonie 22letého mladíka, který po 4 dnech horečky a bolesti na hrudi byl o Vánocích 2007 hospitalizován v kladenské nemocnici a po dvou dnech pobytu na anesteziologicko-resuscitačním oddělení (ARO) zemřel. Byl to zřejmě první případ, který byl v Česku popsán [10]. Tragicky skončilo i onemocnění desetiměsíčního kojence, který byl hospitalizován ve třech pražských nemocnicích s pneumonií a mediastinitidou [11]. Prvních dvanáct případů jsme podrobně analyzovali v článku v roce 2016 [12]. Z pohledu infektologa je úmrtím končící onemocnění 29letého muže popsáno v článku [13]. O dalších dvanácti invazivních onemocněních jsme referovali v časopise Zprávy CEM [14]. V tomto článku uvádíme dalších 13 závažných onemocnění z let 2022–2024, kdy jsme mohli upřesnit diagnózu „PVL –⁠ pneumonie“ detekcí genů kódujících toxin PVL.

MATERIÁL A METODY

Kmeny Staphylococcus aureus byly zaslány do NRL pro stafylokoky z devíti Oddělení klinické mikrobiologie nemocnic z Prahy, Brna, Uherského Hradiště a dalších míst v České republice. Nejčastěji byly izolovány ze sputa. Několikrát byly zaslány shodné kmeny i z hemokultur, v jednom případě z karbunkulu na bradě. Ve dvou případech byl toxinogenní kmen S. aureus zachycen až dodatečně při pitvě plic.

Identita kmenů S. aureus byla ověřena testem na zjištění produkce hyaluronidázy [15], PCR reakcí detekující přítomnost genu nuc (kóduje produkci termostabilní nukleázy) a metodou hmotnostní spektrometrie MALDI-TOF (Microflex LT, Bruker Daltonics).

Geny lukS­PV a lukF­PV, které jsou zodpovědné za produkci obou komponent PVL, byly detekovány multiplex PCR reakcí [16].

Stejnou metodou byla zjišťována i přítomnost genů pro exfoliatiny ETA, ETB, ETD, pro základní enterotoxiny typů A, B, C a D a toxin syndromu toxického šoku TSST-1. Dále byla sledována přítomnost genů mecA, a mecC, které kódují produkci alternativního penicilin vazebného proteinu PBP2a u kmenů MRSA.

Citlivost kmenů S. aureus k antibiotikům byla zjištěna v NRL pro antibiotika CEM SZÚ pro 5 antibiotik difuzním diskovým testem a pro dalších 11 antibiotik metodou MIC (viz tabulka 3). Interpretace byla provedena podle “Tabulky klinických breakpointů EUCAST” v.15.0, platných od 1. 1. 2025.

VÝSLEDKY

Od září 2022 do konce roku 2024 bylo do NRL pro stafylokoky zasláno 13 kmenů S. aureus izolovaných z klinického materiálu v souvislosti se závažným průběhem abscedující pneumonie, u kterých jsme prokázali pozitivitu na toxin PVL. Celkem to bylo 6 mužů a 7 žen (tabulka 1).

S výjimkou jednoměsíčního kojence se stáří nemocných pohybovalo od 17 do 77 roků, s mediánem 44,5 roku. V anamnéze měli pacienti v předchorobí obvykle udávanou několikadenní dušnost, kašel, febrilie a únavu. Hospitalizováni byli pro zhoršující se stav a velice rychle byli přeloženi na oddělení JIP, případně i na ARO. V devíti případech došlo k úmrtí. Kromě produkce PVL byla u jednoho kmene zjištěna pozitivita na exfoliatin D, žádný z původců neobsahoval gen pro toxin syndromu toxického šoku TSST-1, ale u některých byly potvrzeny ještě geny pro některý typ enterotoxinu. Z celku 13 kmenů byl u 8 zjištěn mecA gen (tabulka 2).

Citlivost k 16 antibiotikům pro 12 kmenů (jeden nebyl omylem uschován) je prezentována v tabulce 3. K cefoxitinu bylo rezistentních 7 producentů PVL (z 12), řada kmenů byla rezistentních k dalším antibiotikům (tetracyklinu, erytromycinu ad.). Všechny kmeny byly citlivé k linezolidu, ceftarolinu a dalším antibiotikům, jeden byl citlivý ke všem 16 sledovaným antibiotikům včetně penicilinu (tabulka 3).

Doba hospitalizace se pohybovala od několika hodin po 6 týdnů (viz tabulka 1). U všech 4 přeživších pacientů byl nasazen linezolid.

DISKUSE

Abscedující pneumonie způsobené PVL produkujícími kmeny S. aureus patří k velice závažným, život ohrožujícím onemocněním. V prezentovaném souboru z let 2022–2024 zemřelo 9 pacientů (smrtnost 69 %!). Podobně v našich předchozích studiích z let 2007–2013 jsme měli 7 úmrtí z 12 případů a z let 2015–2021 zemřelo 6 pacientů ze 12. Stoupl počet případů za rok: v prvních dvou obdobích to bylo v průměru 1,7/rok, v prezentovaném souboru 4,3 případů za rok. Zvýšil se i podíl kmenů MRSA vůči MSSA: v prvních dvou studiích to byly 4 z 12, resp. 1 z 12, tentokrát to byla více jak polovina: 8 ze 13 kmenů S. au­ reus (tabulka 4).

V literatuře je popsána řada kazuistik onemocnění mladých sportovců, které rychle skončily exitem [3, 17]. V anamnéze bývá popisována velice často respirační viróza [17]. V prezentovaném souboru 13 pacientů byl u čtyř potvrzen virus chřipky, u jednoho covid-19.

Za celou dobu sledování od roku 2007 do konce roku 2022 bylo v NRL pro stafylokoky zaznamenáno celkem 37 těžkých případů PVL pneumonie [12, 14], z toho 22 (59,4 %) skončilo smrtí pacienta, a to téměř vždy po velice rychlém průběhu onemocnění. Podle ročního období se odehrávalo 21 (56,8 %) případů v zimě, kdy byla i nejvyšší četnost úmrtí –⁠ obrázek 1.

Podle výsledků, které jsme získali z NRL pro antibiotika, měly MRSA kmeny odlišné citlivosti. Tři kmeny, které byly k cefoxitinu citlivé, byly shodně rezistentní pouze k penicilinu, ale pocházely z různých lokalit i byly izolovány v jiných datech. Nebyly v epidemiologické souvislosti. V souboru byl i jeden celkově citlivý izolát neprodukující betalaktamázu a tedy citlivý i k penicilinu (tabulka 3).