Haemophilus influenzae sérotyp a –⁠ jako příčina hnisavé meningitidy šestiměsíčního kojence

Overview

Haemophilus influenzae sérotypu b (Hib) byl historicky nejvýznamnějším patogenem způsobujícím invazivní infekce. V posledních desetiletích byl zaznamenán nárůst výskytu jiných sérotypů hemofilové infekce, zejména sérotypu e + f, ale zvláště invazivní hemofilové infekce způsobené netypovatelnými kmeny. Invazivní onemocnění způsobené Hia postihuje podobně jako Hib mladší děti a představuje významnou příčinu nemocnosti a úmrtnosti. K lepšímu pochopení klinických a epidemiologických charakteristik Hia jsou zapotřebí epidemiologické studie a aktivní mikrobiologický dohled invazivních onemocnění ve všech věkových skupinách na celém světě. Popisujeme šestiměsíčního, dosud zdravého, ale neúplně očkovaného kojence, který byl pro čtyřdenní anamnézu intermitentních horeček spojených s třesavkou, zvracením, spavostí až apatií a postupným rozvojem dehydratace hospitalizován pro podezření na sepsi a hnisavou meningitidu. Z hemokultury i mozkomíšního moku byl potvrzen Haemophilus influenzae a identifikací kapsulárních antigenů v národní referenční laboratoři pro hemofilové nákazy byl identifikován sérotyp a (Hia). Dvoutýdenní parenterální antibiotická léčba cefotaximem vedla k vyléčení bez vážnějších neurologických komplikací.

Klíčová slova:

deti – meningitida – Haemophilus influenzae sérotyp a

Úvod

Haemophilus influenzae je pleomorfní gramnegativní tyčka, která běžně kolonizuje a infikuje lidský dýchací trakt. H. influenzae se šíří především z člověka na člověka kapénkami vzdušnou cestou nebo přímým kontaktem s respiračními sekrety infikovaných či kolonizovaných jedinců. Člověk je jediným známým rezervoárem tohoto patogenu. Nosohltan je nejčastějším místem dlouhodobé kolonizace. Vzácně mohou H. influenzae kolonizovat dolní část genitálního traktu; přímý kontakt s genitálními sekrety nebo aspirace plodové vody může vést k infekci u novorozenců. Inkubační doba není známa. Invaze do tkání je dalším klíčovým patogenetickým rysem. Invazivní onemocnění označuje infekci s invazí do tkání nebo prostředí, které jsou primárně sterilní (krev, likvor aj.). Mezi invazivní klinické syndromy způsobené H. influenzae patří meningitida, bakteriemie, epiglotitida, septická artritida, celulitida, hnisavá perikarditida, endokarditida a osteomyelitida. Většina invazivních infekcí je způsobena H. influenzae typu b (Hib).

Izoláty H. influenzae se charakterizují buď jako neopouzdřené (nebo netypovatelné) kmeny, nebo jako opouzdřené kmeny na základě jejich polysacharidového pouzdra. Ze šesti kapsulárních typů (a, b, c, d, e, f) je H. influenzae sérotypu b (Hib) považován za kmen s nejvyšší patogenitou. Onemocnění způsobené Hib se projevovalo širokým spektrem klinických příznaků, od mírných, jako je horečka nebo otitida, až po závažná invazivní onemocnění, jako je meningitida, epiglotitida a sepse. V éře před zavedením vakcinace byl invazivní Hib hlavní příčinou bakteriální meningitidy u malých dětí. Země, které zavedly pediatrické očkovací programy proti Hib, téměř eliminovaly toto onemocnění u dětí (1, 2). Konjugované vakcíny proti Hib jsou vysoce účinné proti invazivnímu onemocnění Hib, snižují nosičství Hib mezi očkovanými dětmi a omezují přenos i invazivní onemocnění u neočkovaných dětí.

V posledních dvou desetiletích se začaly objevovat zprávy o Hia jako původci závažných onemocnění. Ačkoliv nejvyšší incidence invazivního onemocnění Hia byly hlášeny z oblastí obývaných severoamerickými původními obyvateli, jako jsou severní Kanada a Aljaška (3, 4), v poslední době bylo stále více případů zaznamenáno i v jiných částech Spojených států, včetně Utahu, Severní Dakoty, Jižní Dakoty a Texasu, především u malých dětí. Nedávno publikovaná data shromážděná prostřednictvím aktivního bakteriálního dohledu, který zahrnoval přibližně 14 % populace USA, ukázala, že incidence invazivního onemocnění Hia mezi lety 2002 a 2015 vzrostla průměrně o 13 % ročně (3). Genetická struktura virulentního kmene Hia se podobá virulentním kmenům Hib, zejména zdvojeným uspořádáním lokusu pro kapsulární pouzdro. Invazivní onemocnění způsobené Hia typicky postihuje malé děti a může vést k závažným klinickým stavům, jako jsou meningitida, sepse, nebo septická artritida (5, 6). Sporadické případy byly hlášeny i v dalších částech světa. V 21 evropských zemích, které od 90. let sledují invazivní infekce H. influenzae, je roční incidence invazivního onemocnění Hia 0,12 na 1 000 000 dětí mladších 5 let (7, 8). V České republice byl v roce 1999 zahájen celorepublikový program surveillance invazivních onemocnění způsobených H. influenzae sérotypu b (Hib). Koncem roku 2008 byl tento program rozšířen i na sledování invazivních onemocnění způsobených H. influenzae „non-b“, kam patří opouzdřené kmeny H. influenzae a, c, d, e, f a neopouzdřené kmeny H. influenzae netypovatelný (HiNT). V letech 2009–2022 způsobil H. influenzae (ve všech věkových skupinách) 314 invazivních onemocnění.

Udávaná smrtnost (case fatality rate) invazivního onemocnění Hia u dětí je 14–16 %. Z klinického hlediska se virulence kmenů Hia zdá být nerozlišitelná od Hib. Velký úspěch konjugované vakcíny proti Hib, podobnost kapsulí Hia a Hib a onemocnění způsobená těmito dvěma sérotypy poskytují základ pro vývoj konjugované vakcíny proti Hia, která by mohla vyvolat ochranné protilátky u kojenců a chránit proti onemocnění Hia. Pro lepší pochopení globálního rozšíření infekcí Hia a identifikaci populací se zvyšujícím se výskytem těchto infekcí je nutné zlepšit epidemiologický dohled.

Popis klinického případu

6měsíční dívka s čtyřdenní anamnézou intermitentních horeček (maximální teplota 39 °C), sníženým perorálním příjmem tekutin, byla spavá až apatická, opakovaně zvracela a měla sníženou diurézu a středně těžkou dehydrataci. Pro podezření na meningitidu a sepsi byla hospitalizována na JIP spádového dětského oddělení v Šumperku. Po mikrobiologických (hemokultura) a laboratorních odběrech byla zahájena iniciální ATB léčba v kombinaci ampicilin a gentamicin i. v. a parenterální rehydratace krystaloidy. Po konzultaci s lékařkou JIRP DK Olomouc byla doporučena deeskalace iniciální ATB léčby na parenterální monoterapii cefotaximem (4 × 300 mg i. v.). První dávku cefalosporinu dostala ještě na JIP dětského spádového oddělení.

Již první laboratorní vyšetření prokázalo výrazné zvýšení zánětlivých ukazatelů (CRP 156 mg/l (norma 0–5 mg/l), prokalcitonin 47,93 µg/l (norma pro věk 0–0,05 µg/l), leukopenii 2,94 × 10⁹/l, anémii (Hb 89 g/l, erytrocyty 3,42 × 10¹²/l, trombocyty 184 × 10⁹/l). Diferenciální rozpočet leukocytů (mikroskopicky) prokázal výrazný posun doleva (neutrofilní segmenty 22 %, neutrofilní tyče 4 %, neutrofilní metamyelocyty 22 %, lymfocyty 53 %)).

Po několikahodinovém pobytu na JIP spádového dětského oddělení byla odeslána na JIRP dětské kliniky, kde při přijetí měla tělesnou teplotu 37,1 °C, srdeční frekvenci 126/min, dechovou frekvenci 26/min, krevní tlak 102/56 mm Hg a saturaci kyslíkem 100 %. V analgosedaci byla provedena lumbální punkce: s vyšší hyperproteiorachií 1,10 g/l, hypoglykorachie 0,30 g/l, pleocytóza: leukocyty: 1 151 × 10⁶/l (mikroskopicky polymorfonukleáry 85,6 %). Krevní obraz prokázal leukopenii 5,2 × 10⁹/l a mikrocytární anémii. Pro anemizaci (erytrocyty 3,02 × 10¹²/l, hemoglobin 79 g/l) byla podána transfuze erytrocytární masy a Atenativ 500 i. j. (AT-III) pro jeho nízkou hladinu. Dále jsme kontrolovali mírně zvýšenou prokoagulační aktivitu séra (aPTT 132 s., protrombinový čas 29 %, trombocyty 157 × 10⁹/l). Další dny proběhla stabilizace stavu, postupná obnova perorálního příjmu. Kontrolní laboratorní vyšetření s poklesem zánětlivých parametrů, kontrolní LP s poklesem biochemických parametrů i pleocytózy (523 buněk/µl).

Mikrobiologická diagnostika 

Hemokultura: Haemophilus influenzae typ non-B. Kvalitativní citlivost na antibiotika: ampicilin, tetracyklin, ofloxacin a trimetrophrim/sulfamethoxazol citlivé, amoxicilin klavulanát citlivý při zvýšené expozici, cefuroxin rezistentní. Mikroskopie pozitivní hemokultury byla mikroskopicky negativní. Hemokultura: identifikace Haemophilus influenzae (biochemické testy): Haemophilus influenzae II; identifikace kapsulárních antigenů Haemophilus influenzae sklíčkovou aglutinací: Haemophilus influenzae sérotyp a; průkaz NK Haemophilus influenzae metodou RT-PCR: Haemophilus influenzae sérotyp a (Mgr. L. Nováková –⁠ Národní referenční laboratoř pro hemofilové nákazy, SZÚ Praha).

Průkaz DNA (PCR): Escherichia coli: negativní, Neisseria meningitidis: negativní, Streptococcus agalactiae: negativní, HSV1: negativní, HSV2: negativní, VZV: negativní, Haemophilus influenzae: pozitivní, Streptococcus pneumoniae: negativní, Listeria monocytogenes: negativní. Aerobní kultivace: nález Haemophilus influenzae +++. Stanovení kvantitativní citlivosti (MIC v mg/l) na antibiotika: cefotaxim 0,006 (citlivý). Stanovení kvalitativní citlivosti na antibiotika, chemoterapeutika: ampicilin, cefuroxim, kotrimoxazol, amoxicilin/kyselina klavulanová, tetracyklin citlivý, ciprofloxacin rezistentní.

Likvor: identifikace Haemophilus influenzae (biochemické testy): Haemophilus influenzae II; identifikace kapsulárních antigenů Haemophilus influenzae sklíčkovou aglutinací: Haemophilus influenzae sérotyp a; průkaz PK Haemophilus influenzae metodou RT-PCR: Haemophilus influenzae sérotyp a (Mgr. L. Nováková –⁠ Národní referenční laboratoř pro hemofilové nákazy, SZÚ Praha).

Na standardním oddělení pokračovala v ATB terapii cefotaximem (Taximed), byla kojena s dokrmováním, nezvracela, afebrilní, váhově prospívala, kontrolní mikrobiologická kultivace likvoru byla negativní. Při propuštění byla afebrilní, chovala se normálně, neurologické vyšetření prokázalo mírně asymetrický spontánní PMV. Hmotnost 7 500 g (za dobu hospitalizace + 500 g), ATB byla podávána po konzultaci s ATB centrem celkem 14 dní, po imunologickém vyšetření byly výsledky bez známek imunodeficitu. Propuštěna do péče PLDD a dětského neurologa v dobrém celkovém klinickém stavu, maminka byla informována, poučena, souhlasila s postupem. Imunologické vyšetření prokázalo normální subpopulace T -⁠ a B-lymfocytů a normální hladiny sérových imunoglobulinů (CD3 5,080 × 10⁹/l, CD4 3,732 × 10⁹/l, CD8 1,272 × 10⁹/l, CD16 + 56 1,255 × 10⁹/l, CD19 1,912 × 10⁹/l, IRI 2,934 × 10⁹/l). Rozšířené imunologické vyšetření bylo naplánováno měsíc po ukončení léčby.

Diskuze

Soeters a kol. publikovali největší epidemiologickou studii invazivního onemocnění Hia ve Spojených státech za desetileté období 2008–2017 (3). Výsledky významně doplňují dříve publikovaná data o rostoucí incidenci invazivního onemocnění Hia za poslední dekádu a zdůrazňují závažnost jeho klinických projevů. Infekce primárně postihuje děti mladší 5 let a téměř u poloviny případů se projevuje jako meningitida, často s vážnými neurologickými následky (Graf 1). Tyto charakteristiky invazivního onemocnění Hia spolu s vysokou úmrtností připomínají invazivní onemocnění Hib v éře před zavedením vakcíny. Podobně jako u Hib je kapsula Hia důležitým faktorem virulence, který přispívá ke vzniku invazivního onemocnění. Molekulární typizace Hia odhalila odlišné klonální skupiny, z nichž některé jsou spojeny se závažným průběhem onemocnění a vysokou smrtností. Podobnosti mezi kapsulami Hia a Hib, jejich klinickým obrazem a imunologií infekce naznačují, že bivalentní konjugovaná vakcína obsahující kapsulární polysacharid-protein Hia–Hib by mohla poskytovat ochranu proti těmto dvěma významným sérotypům H. influenzae (10).

Konjugované vakcíny proti Hib však nezabraňují onemocněním způsobeným H. influenzae jiných sérotypů, což zvyšuje možnost vzniku onemocnění vyvolaných virulentními kmeny s kapsulí jinou než typu b. Detekce meningitidy způsobené H. influenzae jiného než typu b se po rozšířeném používání Hib konjugovaných vakcín zvýšila, a to v důsledku zlepšeného dohledu a využití molekulárních metod, které snížily chyby v sérotypizaci spojené s aglutinací na sklíčku (10, 11). Ve studiích na zvířatech bylo zjištěno, že Hia je po Hib nejvirulentnější opouzdřený kmen H. influenzae (3). Případy meningitidy způsobené H. influenzae typu a v této studii postihovaly podobné věkové skupiny a měly podobnou smrtnost jako případy Hib. Naproti tomu případy způsobené sérotypy e, f a neopouzdřené kmeny se vyskytovaly ve vyšším věku a měly obecně příznivější prognózu.

Invazivní onemocnění způsobená H. influenzae se v České republice i po zavedení rutinní Hib vakcinace stále vyskytují, ale došlo ke změně hlavního původce onemocnění. Závažná Hib onemocnění jsou v současné době jen ojedinělá a hlavním původcem invazivního hemofilového onemocnění se stal neopouzdřený HiNT (netypovatelný) (2). Hlavním původcem invazivního hemofilového onemocnění v období 2009–2022 byl neopouzdřený HiNT, který vyvolal 187 případů (60 %). Opouzdřený Hif byl izolován 30× (9 %) a opouzdřený Hie byl původcem 16 invazivních onemocnění (5 %). Ostatní typy H. influenzae  (typ a, c, d) nebyly ve sledovaném období izolovány (Graf 2). Opouzdřené kmeny Hib způsobily ve sledovaném období 19 invazivních onemocnění (6 %). Zatímco u Hib onemocnění byla nejčastěji hlášená meningitida a na druhém místě epiglotitida, nyní převažuje sepse a na druhém místě je hlášena pneumonie, případně meningitida. V roce 2022 po „covidovém období“ však došlo k výraznému zvýšení výskytu invazivních hemofilových onemocnění s nejvyššími počty úmrtí na ně od roku 2009. Podobná situace byla zaznamenána i v jiných zemích.

 Nedostatečné porozumění faktorům odpovědným za vznik invazivního onemocnění Hia během posledních dvou desetiletí ztěžuje jakékoli predikce do budoucna. Přestože v některých částech světa existuje znepokojivý trend rostoucí incidence invazivního Hia onemocnění, epidemiologie této infekce vyžaduje další výzkum. Nicméně existuje možnost, že se Hia rozšíří do určitých zranitelných populací, například mezi imunokompromitované dospělé ve vyspělých zemích; tyto skupiny se zvětšují v důsledku stárnutí populace a rostoucí prevalence chronických onemocnění.

Potřebujeme novou vakcínu? Jak rozumně argumentují Soeters a kol., rostoucí incidence invazivního Hia onemocnění spolu s jeho klinickou závažností, která je srovnatelná s Hib, jasně ukazují na potřebu nových preventivních strategií, včetně vývoje vakcíny proti Hia, jež by mohla chránit ohrožené skupiny obyvatel (3). Přestože kandidátní konjugovaná vakcína proti Hia již dosáhla pokročilé fáze vývoje v Kanadě, její zavedení může ještě několik let trvat kvůli řadě výzev (10). Lze očekávat, že během této doby bude epidemiologie Hia lépe objasněna a cílové skupiny pro novou vakcínu budou přesněji definovány. Pozoruhodné je, že ve 21. století se onemocnění způsobená non-b sérotypem H. influenzae  stávají relativně častějšími než dříve. Aby bylo možné sledovat měnící se charakter invazivních onemocnění způsobených H. influenzae, je zapotřebí pečlivě dokumentovaných sledovacích dat, která zachytí skutečný rozsah problému. Vývoj nových vakcín proti jiným sérotypům než Hib představuje potenciální řešení, jak chránit některé zranitelné skupiny populace před invazivním onemocněním (11).

Přestože se onemocnění způsobené Hia zdá být vzácné, nedostatek systematického hlášení invazivních onemocnění způsobených H. influenzae  nebo dat o sérotypizaci může vést k podhodnocení výskytu této infekce na celosvětové úrovni.

Naše šestiměsíční pacientka s prokázanou hnisavou meningitidou se septickým průběhem infekce byla doposud zdravá dívka, která prodělala asi 3 týdny před onemocněním respirační, zřejmě virovou infekci. Zdrojem infekce byl 6letý bratr, který navštěvuje kolektivní zařízení. Infekce byla i důvodem odloženého očkování první dávkou Infanrixu hexa. Proto očkování proběhlo až jeden týden před onemocněním. Po krátké čtyřdenní anamnéze s rozvojem neuroinfekce při bakteriemii byla na základě klinických příznaků i laboratorních znaků určena diagnóza bakteriální meningitidy zapříčiněné Haemophilus influenzae sérotypu a (první diagnostika na území České republiky). Parenterálně podávána antibiotická léčba cefalosporinem III. generace (cefotaxim) byla úspěšná bez výraznějších neurologických následků.

Obě mikrobiologické laboratoře v Šumperku i Olomouci v souladu s programem surveillance invazivního onemocnění vyvolaného H. influenzae odeslaly vzorky z hemokultury i mozkomíšního moku do Národní referenční laboratoře pro hemofilové nákazy SZÚ Praha, kde mohlo dojít ke správné konečné typizaci kapsulárních antigenů H. influenzae sérotypu a.