Nemenstruální forma syndromu toxického šoku - onemocnění registrovaná v Národní referenční laboratoři pro stafylokoky CEM SZÚ 1983–2025

Souhrn

Cíl: Zjistit faktory virulence zodpovědné za vypuknutí syndromu toxického šoku u kmenů zaslaných z terénních laboratoří celé České republiky v souvislosti s tímto onemocněním. Metody: K prokázání produkce toxinu TSST-1 a stafylokokových enterotoxinů byla v prvních letech použita metoda imunodifuze na mikrosklíčku, později reverzní pasivní latexová aglutinace. V současnosti je ke zjištění přítomnosti genů toxinů používána metoda polymerázové řetězové reakce. Stejnou metodou byly zjišťovány geny dalších toxinů kmenů S. aureus: exfoliatinů A, B a D, Pantonova-Valentinova leukocidinu a genů mecA a mecC, které jsou zodpovědné za rezistenci k methicilinu/cefoxitinu a ostatním betalaktamovým antibiotikům. Pomocí jednoduchého formuláře byly získány informace, které potvrdily diagnózu syndrom toxického šoku (A48.3). Výsledky: Za 42 let v rozmezí 1983–2025 byla potvrzena toxinogenita původce onemocnění u 174 případů nemenstruálních případů syndromu toxické šoku. Toxin TSST-1 (samostatně, nebo v kombinaci s enterotoxinem) produkovalo 60 % sledovaných kmenů. Pouze na některý typ enterotoxinů bylo pozitivních 40 % kmenů. Většina kmenů byla k methicilinu citlivá, kmenů pozitivních na mecA gen bylo sedm (4,0 %). Pouze u jednoho kmene byly zjištěny geny pro Pantonův-Valentinův leukocidin. Nejčastější variantou stafylokokové infekce, ze které se syndrom toxického šoku rozvinul, byla pyodermie. U dalších případů to byly infekce spojené s nemocniční péčí a ranné poúrazové infekce. Z celého souboru skončilo onemocnění úmrtím u 38 pacientů, což činí vysokou smrtnost 21,8 %. Závěr: Syndrom toxického šoku je závažné multiorgánové stafylokokové onemocnění, které může ve vážných případech končit úmrtím. Vzhledem k pestrému spektru příznaků je určení klinické diagnózy někdy obtížné. Je velice důležité rozpoznání stafylokokové toxinové etiologie a nasazení včasné adekvátní terapie.

Klíčová slova:

Staphylococcus aureus – syndrom toxického šoku – TSST-1 – stafylokokový enterotoxin

ÚVOD

Syndrom toxického šoku je multisystémové onemocnění, které vyvolávají toxinogenní kmeny Staphylococcus aureus produkující toxin syndromu toxického šoku (TSST-1), a/nebo některý typ stafylokokového enterotoxinu (SE). Vzácně může toto onemocnění vyvolat Streptococcus pyogenes s produkcí pyrogenních toxinů. Tyto exotoxiny, řazené do skupiny tzv. superantigenů, aktivují imunitní systém přímou vazbou na receptory T-lymfocytů, přičemž dochází k nekontrolované aktivaci. To se projeví šokovým stavem a multiorgánovým postižením. Jedná se o velice závažný stav, který může končit až úmrtím pacienta.

Hlavní klinické příznaky syndromu toxického šoku jsou:

• vysoká teplota (≥ 38,9 o C);
• kožní vyrážka (od petechií až po skarlatiniformní exantém);
• rapidní snížení krevního tlaku (≤ 90 mm syst.);
• olupování vrchních vrstev epidermis, které se objevuje asi 2 týdny po prvních příznacích (nejčastěji na ploskách prstů).

Kromě těchto bývají přítomny další zdravotní postižení, jako gastrointestinálního traktu, svalstva, sliznic, ledvin, jater, krevního oběhu i centrální nervové soustavy (Case definition –⁠ CDC 2011 [1], update 2022 [2]).

Stafylokokový syndrom toxického šoku (STŠ) existuje ve dvou formách. První je menstruální forma, která je spojena s vaginálním výskytem toxinogenních kmenů Staphylococcus aureus, poruchami imunity a používáním vaginálních tampónů. Druhá, nemenstruální forma, představuje komplikaci již probíhající stafylokokové infekce (popáleniny, rány, …). Vzniká, když se toxigenní kmen S. aureus v ložisku namnoží a vyprodukuje dostatečné množství toxinu, které pronikne do krevního oběhu. Klinické příznaky obou forem jsou stejné, avšak u nemenstruální formy bývá průběh závažnější.

Incidence je nízká, obvykle se udává 0,5 případu/100 000 osob za rok [3]. Nicméně se jedná o onemocnění s vážným průběhem, kdy je důležité rychle zjistit stafylokokovou etiologii a nasadit vhodnou antibiotickou terapii. Určení správné diagnózy může být někdy obtížné kvůli různým kombinacím příznaků a onemocnění může imitovat úplně jinou infekci.

MATERIÁL A METODY

Celkem 174 kmenů S. aureus, izolovaných v souvislosti s nemenstruální formou STŠ (NonMen-STŠ), bylo zasláno ke zjištění faktorů virulence do Národní referenční laboratoře pro stafylokoky Centra epidemiologie a mikrobiologie Státního zdravotního ústavu (NRL/St) ze 13 krajů České republiky včetně Prahy. Identifikaci kmenů S. aureus byla prováděna pomocí screeningového testu na clumping-faktor (Pastorex Staph Plus, BioRad) a detekcí hyaluronidázy [4]. Geneticky byl druh S. aureus potvrzen přítomnosti genu nuc kódujícího produkci termostabilní nukleázy metodou polymerázové řetězové reakce (PCR) [5]. Od roku 2011 byly stafylokokové kmeny identifikovány i metodou hmotnostní spektrometrie MALDI-TOF.

Produkce toxinu TSST-1 a stafylokokových enterotoxinů (SEA–SEE) byla v prvních letech zjišťována imunodifuzním testem podle Ouchterlonyho, prováděným v mikroměřítku na podložních sklíčkách (MSGDT = micro-slide-gel-diffussion-test) [6]. K detekci byla používána antiséra, která NRL/St získala v roce 1983 od prof. M. S. Bergdolla z Food Research Institutu v Madisonu. (Ten nejdříve pojmenoval TSST-1 jako enterotoxin F.) Jako pozitivní kontroly sloužily purifikované toxiny, rovněž od prof. M. S. Bergdolla. Citlivost tohoto testu byla 0,3 µg toxinu v ml supernatantu. Za 15 let do roku 1997 bylo vyšetřeno přes 7 000 kmenů S. aureus.

Druhou metodou, která byla ke zjištění pozitivity na TSST-1 a SE v NRL/St zavedena, byla reverzní pasivní latexová aglutinace (RPLA) [7]. Byly používány sety TST-RPLA a SET-RPLA (Denka Seiken, Japonsko), které obsahují latexové partikule senzibilizované monoklonálními protilátkami proti TSST-1 a SEA-SED. Citlivost tohoto testu je 1–2 ng/ml. V letech 1998–2016 bylo vyšetřeno přes 9 000 kmenů S. aureus.

V současnosti je přítomnost genů kódujících příslušné faktory virulence zjišťována metodou Endpoint PCR [8, 9]. Jedná o geny kódující produkci toxinu syndromu toxického šoku TSST-1 a hlavní enterotoxiny (SEA-SED). Při negativním výsledku u těchto toxinů, v případě suspektní toxinové etiologie, je sledována přítomnost genů ještě dalších typů enterotoxinů: SEE, SEG, SEH, SEI, SEK, SEL, SEM, SEP a „like-enterotoxin“ SElJ. Obdobně je zjišťována i přítomnost genů kódujících Pantonův-Valentinův leukocidin a exfoliatiny A, B a D [10, 11]. Stejnou metodou je sledována přítomnost mecA a nově i mecC genu, které kódují produkci alternativního penicilin-vazebného proteinu PBP 2a a jsou zodpovědné za rezistenci k methicilinu/cefoxitinu a ostatním betalaktamovým antibiotikům [12]. V letech 2017–2025 bylo vyšetřeno přes 6 500 kmenů S. aureus.

VÝSLEDKY

Za 42 let v období 1983–2025 byla v NRL/St potvrzena toxinogenita původce onemocnění u 174 případů NonMen-STŠ. V průměru to činí 4 kmeny za rok. Za stejné období bylo potvrzeno 120 případů menstruální formy STŠ (Men-STŠ). V roce 2025 bylo v souvislosti s NonMen-STŠ zasláno 6 toxigenních kmenů (a 5 dalších v souvislosti s menstruální formou STŠ).

Úmrtím skončilo onemocnění u 38 pacientů (21,8 %). Z těch bylo 16 mužů a 22 žen v rozmezí stáří 1–95 roků.

Nejčastější variantou stafylokokové infekce byly pyodermie: 44 (25,3 %). Dále 30 (17,2 %) izolátů pocházelo ze zhnisaných ran pooperačních a 29 (16,7 %) kmenů bylo ze zhnisaných ran poúrazových. Nejvyšší procento úmrtí bylo u infekcí krevního řečiště: 11 ze 17 případů (obr. 1).

Na obrázku 2 je prezentováno rozdělení etiologických agens, kmenů S. aureus, podle produkce toxinů. Nejčastěji se jednalo o producenty TSST-1 v kombinaci s enterotoxinem –⁠ obvykle typu A (79 kmenů, tj. 45,4 %). TSST-1 toxin byl výlučně produkován 25 kmeny (14,4 %). Celkem 70 kmenů (40,2 %) produkovalo pouze nějaký typ enterotoxinu, nejčastěji SEC a SEB (tab. 1).

Kmen pozitivní na toxin Pantonova-Valentinova leukocidinu (PVL) byl prokázán pouze u jednoho kmene z případu STŠ u  16leté dívky, které zhnisala rána po oholení podpaží a následně se rozvinul STŠ. Kmen byl dále pozitivní na TSST-1 a SEC.

Většina kmenů byla k methicilinu citlivá, kmenů mecA pozitivních bylo sedm (4,0 %).

DISKUSE

U všech případů STŠ zaregistrovaných v NRL pro stafylokoky za celé období 1983–2025 byly pomocí jednoduchého formuláře získány informace, ze kterých bylo možné ověřit diagnózu A48.3 [2]. Distribuce případů NonMen-STŠ podle lokality nemocnic, z nichž byl kmen a klinické informace zaslány, je velice nerovnoměrná. Nejvíce kmenů –⁠ etiologických agens (1/3 z celého souboru) bylo z Plzně, dále z Prahy a Českých Budějovic.

Ze 149 případů byly získány o průběhu onemocnění podrobnější informace. V těch byl u 92 (61,7 %) případů uveden těžký průběh, 66 pacientů bylo přeloženo na jednotku intenzivní péče a z nich 46 (30,9 %) na anesteziologicko-resuscitační oddělení.

V souboru pacientů s NonMen-STŠ bylo 93 mužů (53,4 %) a 81 žen. Nejmladší byli dva novorozenci a tři několikatýdenní kojenci, nejstarší byla 95letá žena. Distribuce podle věkových skupin je uvedena v grafu na obrázku 3.

V prezentovaném souboru onemocnění byla vysoká smrtnost: 38 pacientů (21,8 %), největší podíl úmrtí je logicky v nejstarší věkové skupině. Naproti tomu všech 120 případů Men-STŠ, registrovaných v NRL/St ve stejném období, skončilo úzdravou [13]. V řadě zahraničních publikací je prezentováno, že nemenstruální případy STŠ mají oproti menstruálním závažnější průběh včetně mnohem vyšší smrtnosti. Francouzští autoři [14] podrobně rozebírají 34 případů NonMen -⁠ -STŠ, které byly registrovány francouzským Národním stafylokokovým referenčním centrem v Lyonu v letech 2003–2006. Z nich sedm pacientů (20,6 %) zemřelo po velice rychlém průběhu. Naproti tomu všech 21 pacientek s Men-STŠ přežilo, shodně jako v našich souborech. Roli určitě hraje, že v souboru Men-STŠ jsou zdravé ženy v mladším věku, zatím u pacientů v nemenstruálních případech je podstatně větší věkové rozmezí a stav je zhoršen komorbiditami.

V souladu s francouzskou publikací [14] je i zjištění, že u případů NonMen-STŠ je mnohem vyšší procento etiologických agens, které byly pozitivní pouze na některý typ enterotoxinu: 40,2 %, oproti 8,3 % u Men -⁠ -STŠ. Stejná informace je už v jedné z prvních publikací v roce 1986, kde jsou uvedeny jako agens případů STŠ také kmeny pouze s produkcí enterotoxinů [15]. Je zajímavostí, že náš první zaznamenaný případ STŠ, kdy v únoru 1983 zhnisala 30letému muži rána po operaci kýly a stav se zkomplikoval STŠ, byl zařazen až dodatečně. Původcem byl S. aureus „pouze“ s produkcí SEC.

Prvním případem, rovněž z roku 1983, kdy byl v NRL/St prokázán u NonMen-STŠ jako původce kmen s produkcí TSST-1 (a SEA) byla pooperační infekce 10leté dívky. Po katetrizaci ureteru dostala pyelonefritidu, z které progredoval STŠ. Během dvou dnů došlo ke zhoršení stavu a třetí den po operaci dívka umírá za zhroucení vnitřního prostředí i oběhu. Infekce spojené s nemocniční péčí jsou bohužel na druhém místě z původních variant stafylokokových onemocnění zkomplikovaných průběhem STŠ. Dalším případem byl i velice rychlý průběh STŠ u zhnisané operační rány v třísle po operaci varixů u 35leté ženy. Etiologickým agens byl S. aureus s produkcí TSST-1. Přes intenzivní péči, včetně pobytu na ARO, po 5 dnech od operace zemřela.

Výjimečným kmenem S. aureus s produkcí SEH bylo způsobeno onemocnění 65leté ženy. Zprvu se jednalo o purulentní meningitidu (toxinogenní kmen S. aureus byl izolován z likvoru i nosu), kterou zkomplikoval STŠ. Po několika dnech pobytu na oddělení ARO pacientka zemřela. V posledním roce byly v NRL/St zaregistrovány i 4 případy, kdy byl etiologickým agens kmen pozitivní na kombinaci enterotoxinů SEG + SEI. I tyto neobvyklé typy jsou v literatuře uváděny jako původci onemocnění včetně STŠ [16].

V 11 případech byla jako původní diagnóza udávána otorinolaryngologická infekce, často jako „stafylokoková angína“. Zajímavá byla dvě onemocnění, kdy byla po operaci nosu indikována nosní tamponáda.

U 30letého muže byla provedena septoplastika a mukotomie. Druhý pooperační den vystoupila teplota přes 39 o C. Následně došlo k atace průjmů a zvracení a výsevu scarlatinoformního exantému. Po infektologickém konziliárním vyšetření, kdy bylo vysloveno podezření na STŠ, byl nemocný přeložen na infekční kliniku. STŠ odpovídal i zánětlivý laboratorní obraz s alterací transamináz. Ve výtěru nosu byl izolován kmen S.  aureus, u kterého byla v naší laboratoři potvrzena produkce enterotoxinu C. Po celkové léčbě byl pacient v celkově dobrém stavu propuštěn do domácí léčby po 7 dnech pobytu na infekční klinice.

Druhý případ se týkal 18letého mladíka, u kterého krátce po operaci nosního septa došlo k septickému stavu, hypotenzi, výsevu exantému dominantně na DK, průjmu a dalších abnormalit udávaných u STŠ (hyperemie sliznic, renální problémy, zvýšené jaterní testy, snížení počtu krevních destiček, cefalea). Také u tohoto pacienta byly použity nosní tampony. Z výtěru nosu byl izolován S. aureus, u kterého jsme prokázali produkci TSST-1. Dodatečně (2 týdny po operaci) došlo i k olupování kůže na prstech rukou. Z  11 případů původní infekce ORL všichni pacienti přežili.

Ve světové literatuře je řada podobných případů popsána, právě ORL operace patří v incidenci STŠ k nejrizikovějším [17]. V české literatuře bylo publikováno v časopise Epidemiologie, mikrobiologie, imunologie v roce 2015 [18] souhrnné sdělení popisující epidemiologii, patogenezi, klinický obraz, klinickou diagnostiku a terapii tohoto onemocnění. V článku jsou prezentovány 3 kazuistiky, kdy u dvou se STŠ rozvinul po operaci nosu.

Podle variant původní stafylokokové infekce byla v NRL/St zaznamenán nejvyšší smrtnost u infekcí krevního řečiště, kdy ze  17 pacientů zemřelo 11. Naproti tomu všech 16 pacientů, kdy STŠ zkomplikoval zhnisanou popáleninu, přežilo [19].

ZÁVĚR

Syndrom toxického šoku je závažné multiorgánové stafylokokové onemocnění, které může ve vážných případech končit úmrtím. Na rozdíl od menstruálních případů STŠ, kdy všech námi zaregistrovaných 120 pacientek přežilo, skončilo ze 174 případů nemenstruálního STŠ 38 letálně (smrtnost 21,8 %). Vzhledem k pestrému spektru příznaků je určení klinické diagnózy někdy obtížné. Je velice potřebné rozpoznání stafylokokové toxinové etiologie a nasazení adekvátní terapie. V NRL pro stafylokoky CEM SZÚ v Praze jsme při optimálních podmínkách schopni zjistit a nahlásit toxigenitu TSST-1 a stafylokokových enterotoxinů do 4 hodin po dodání kmene na krevním agaru.

Poděkování
Autoři děkují mikrobiologům i infektologům za zaslání informací k jednotlivým případům STŠ. Poděkování patří i všem kolegyním, které v průběhu 43 let v NRL pro stafylokoky pracovaly.