Botulismus je vzácné, ale závažné onemocnění způsobené bakterií Clostridium botulinum, která se vyskytuje v půdě. Produkuje neurotropní toxin. Existují tři druhy botulismu, a to botulismus z potravin, botulismus z ran a botulismus kojenců. Potravinový botulismus vzniká konzumací potravin kontaminovaných tímto toxinem. Rány infikované bakteriemi produkujícími toxin mají za následek ranný botulismus. A kojenecký botulismus vzniká, když spory C. botulinum vyklíčí a produkují toxin v trávicím traktu kojenců při konzumaci bakterií, obvykle z medu. Všechny tyto tři formy botulismu mohou být smrtelné a představují naléhavé lékařské zákroky.

C. botulinum je anaerobní, grampozitivní, tyčinkovitá bakterie tvořící spory, která produkuje botulotoxin. Botulotoxin je jedním z nejsilnějších známých toxinů (přibližně jeden mikrogram je pro člověka smrtelný), který způsobuje těžké neuroparalytické onemocnění. Existuje sedm sérologicky odlišných typů botulinum neurotoxinu – typy A, B, C, D, E, F a G1. Porovnání sekvencí 16S rRNA ukázalo, že kmeny C. botulinum tvoří čtyři odlišné shluky, které odpovídají čtyřem fyziologickým skupinám (I-IV), což podpořilo historické klasifikační schéma založené na biochemických a biofyzikálních parametrech2. Kmeny skupiny I (proteolytické kmeny C. botulinum) produkují jeden nebo někdy dva toxiny typu A, B nebo F; kmeny skupiny II (neproteolytické kmeny C. botulinum) produkují toxiny typu B, E nebo F; kmeny skupiny III produkují toxiny typu C nebo D a kmeny skupiny IV produkují toxin typu G3,4.

Botulinum neurotoxin typu A (BoNT/A) je nejrozšířenějším a nejlépe charakterizovaným sérotypem BoNT. Z průzkumu vědecké literatury vyplývá, že o BoNT/A existuje přibližně třikrát více publikací než o dalším nejčastějším sérotypu, BoNT/B5. Ve Spojených státech bylo v letech 2001 až 2007 Centru pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC) nahlášeno celkem 139 případů botulismu z potravin. Většina těchto případů byla způsobena intoxikací BoNT/A (76 případů) nebo BoNT/E (46 případů), přičemž pouze 10 případů bylo přímo spojeno s konzumací potravin kontaminovaných BoNT/B. Ve stejném období však byl BoNT/B původcem 387 z 663 případů dětského botulismu (58,4 %) zaznamenaných CDC6.

Botulotoxin působí tak, že blokuje nervové funkce a vede k ochrnutí dýchacího a pohybového aparátu. Konkrétně toxin působí tak, že blokuje produkci nebo uvolňování acetylcholinu v synapsích a nervosvalových spojích. Smrt nastává v důsledku selhání dýchání. Mezi příznaky patří dvojité vidění, rozmazané vidění, pokleslá víčka, nezřetelná řeč, potíže s polykáním, sucho v ústech a svalová slabost. Ve všech případech je onemocnění způsobeno toxinem produkovaným C. botulinum, nikoliv bakterií samotnou. Lékaři mohou zvážit diagnózu botulismu, pokud anamnéza a fyzikální vyšetření pacienta nasvědčují botulismu. Tyto indicie však často k určení diagnózy nestačí. Jiná onemocnění, jako je Guillainův-Barrého syndrom, cévní mozková příhoda a myasthenia gravis, mohou vypadat podobně jako botulismus a k vyloučení těchto dalších onemocnění mohou být zapotřebí speciální testy. Tato vyšetření mohou zahrnovat skenování mozku, vyšetření mozkomíšního moku, test nervového vedení (elektromyografie neboli EMG) a test na přítomnost edrofoniumchloridu (Tensilon) u myastenie gravis.

Konečnou diagnózu lze stanovit, pokud je botulotoxin identifikován v potravě, žaludečním nebo střevním obsahu, zvratcích nebo stolici. V akutních případech se toxin příležitostně nachází v krvi. Botulotoxin lze detekovat různými technikami, včetně enzymatických imunosorbentních testů (ELISA), elektrochemiluminiscenčních testů (ECL) a pokusů s očkováním nebo krmením myší. Toxiny lze typizovat pomocí neutralizačních testů na myších. U toxoinfekčního botulismu lze organismus kultivovat z tkání. Na žloutkovém médiu vykazují kolonie produkující toxiny obvykle povrchovou iridescenci, která přesahuje kolonie. Tyto diagnostické testy jsou uvedeny v literatuře, ale v Indii nejsou snadno dostupné. Nedostupnost komerčních diagnostických souprav, jako je ELISA, nedostatek zařízení pro anaerobní kultivaci ve většině nemocničních a soukromých zařízení a také technické a etické obtíže při provádění neutralizačního testu na myších činí potvrzení diagnózy botulismu velmi náročným.

Pro vyšetřování podezřelých případů propuknutí botulismu v Indii, protože nebyly k dispozici soupravy ELISA, jsme se uchýlili k neutralizačnímu testu na myších a molekulárním testům, jako je PCR7. Botulínový antitoxin potřebný k provedení neutralizačních testů na myších však není snadno dostupný a k provedení tohoto testu bude zapotřebí velký počet myší. Vzhledem k tomu, že tyto testy nejsou rutinními diagnostickými testy, náklady spojené s jejich provedením a formality nutné k indikaci myší zpožďují výsledky.

Molekulární testy nemohou detekovat toxin, ale mohou detekovat pouze geny BONT, pokud lze organismus kultivovat. Geny BONT lze také přímo amplifikovat z potravin a klinických vzorků, pokud jsou v nich organismy stále přítomny.

Jelikož je botulotoxin důležitým bioteroristickým činitelem, je naléhavě nutné vyvinout vlastní diagnostické testy. Článek Jaina a spol.8 publikovaný v tomto čísle byl zaměřen na vývoj imunodetekčního systému pro botulinum neurotoxin sérotypu B s využitím přístupu syntetického genu. Byl vyvinut test ELISA pro detekci botulinum neurotoxinu a byl také odhadnut minimální detekční limit. K zachycení antigenu byla použita rekombinantní protilátka specifická pro BoNT/B. Výsledky ukázaly, že rekombinantní BoNT/B lze detekovat až do koncentrace přibližně 15 ng/ml. ELISA je potenciální technikou, která může nahradit biologickou zkoušku. Vyvinutý systém ELISA byl vysoce specifický, rychlý a mohl být použit k testování velkého počtu vzorků.

Dříve Scotcher a spol.5 uvedli sendvičovou ELISA pro detekci toxinu BoNT/A s použitím specifických monoklonálních protilátek s dobrou citlivostí a specifitou. Byly vyvinuty různé formáty ELISA využívající fluorescenční nebo chemiluminiscenční substráty, které zvyšují citlivost testu 10-100krát, ale vyžadují specializovanější vybavení9. Pro detekci buněk C. botulinum i genů neurotoxinu bylo vyvinuto několik rychlých, citlivých a specifických testů, jako je PCR v reálném čase, imunitní PCR atd. Naše skupina10 popsala multiplexní PCR pro současnou detekci genů botulinum neurotoxinu a perfringens toxinu. Tyto metody však mohou být k dispozici pouze v referenčních centrech. Proto je ELISA vyvinutá Jainem a spol.8 důležitým krokem k rychlé diagnostice botulotoxinu v potravinách a klinických vzorcích.

Počet případů potravinového a kojeneckého botulismu se v posledních letech změnil jen málo, ale botulismus v ranách se zvýšil kvůli užívání černého dehtového heroinu, zejména v Kalifornii11. Ačkoli je botulotoxin zničen důkladným vařením v průběhu několika minut, samotné spory nejsou zničeny teplotou dosaženou při běžném vaření pod tlakem moře, takže mohou volně růst a produkovat toxin, pokud jsou k tomu vhodné podmínky. Jediným známým preventivním opatřením proti dětskému botulismu je vyvarovat se podávání medu dětem mladším 12 měsíců. Léčba může zahrnovat antitoxiny, intenzivní lékařskou péči nebo operaci infikovaných ran. Včasná diagnóza proto může zachránit život.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.