Botulismi on harvinainen mutta vakava sairaus, jonka aiheuttaa maaperässä esiintyvä Clostridium botulinum -niminen bakteeri. Se tuottaa neurotrooppista toksiinia. Botulismia on kolmenlaista eli elintarvikebotulismia, haavabotulismia ja imeväisbotulismia. Elintarvikebotulismi johtuu toksiinin saastuttamien elintarvikkeiden syömisestä. Toksiinia tuottavien bakteerien tartuttamat haavat aiheuttavat haavabotulismia. Imeväisbotulismia esiintyy, kun C. botulinum -bakteerin itiöt itävät ja tuottavat toksiinia imeväisten ruoansulatuskanavassa, kun he syövät bakteereita, jotka ovat yleensä peräisin hunajasta. Kaikki nämä kolme botulismin muotoa voivat olla tappavia, ja ne ovat lääketieteellisiä hätätilanteita.

C. botulinum on anaerobinen, grampositiivinen, itiöitä muodostava sauvamuotoinen bakteeri, joka tuottaa botuliinitoksiinia. Botuliinitoksiini on yksi voimakkaimmista tunnetuista toksiineista (noin yksi mikrogramma on ihmiselle tappava), joka aiheuttaa vakavan neuroparalyyttisen sairauden. Botuliinin neurotoksiinia on seitsemän serologisesti erilaista tyyppiä – tyypit A, B, C, D, E, F ja G1. 16S rRNA-sekvenssien vertailu osoitti, että C. botulinum -kannat muodostavat neljä erillistä klusteria, jotka vastaavat neljää fysiologista ryhmää (I-IV), mikä tukee biokemiallisiin ja biofysikaalisiin parametreihin perustuvaa historiallista luokitusjärjestelmää2. Ryhmän I (proteolyyttiset C. botulinum -kannat) tuottavat yhtä tai joskus kahta A-, B- tai F-tyypin toksiinia; ryhmän II (ei-proteolyyttiset C. botulinum -kannat) tuottavat B-, E- tai F-tyypin toksiineja; ryhmän III kannat tuottavat C- tai D-tyypin toksiineja; ja ryhmän IV kannat tuottavat G-tyypin toksiinia3,4.

Botulinum neurotoxin tyypin A toksiineja (BoNT/A) on laajimmin tutkituin ja parhaiten luonnehdituin BoNT- serotyyppi. Tieteellisen kirjallisuuden tarkastelu osoittaa, että BoNT/A:sta on noin kolme kertaa enemmän julkaisuja kuin seuraavaksi yleisimmästä serotyypistä, BoNT/B5:stä. Yhdysvalloissa ilmoitettiin vuosina 2001-2007 CDC:lle (Centers for Disease Control and Prevention) yhteensä 139 elintarvikevälitteistä botulismitapausta. Suurin osa näistä tapauksista johtui BoNT/A:n (76 tapausta) tai BoNT/E:n (46 tapausta) aiheuttamasta myrkytyksestä, ja vain 10 tapausta liittyi suoraan BoNT/B:n saastuttamien elintarvikkeiden nauttimiseen. Samana ajanjaksona BoNT/B oli kuitenkin aiheuttaja 387:ssä CDC:n rekisteröimästä 663:sta pikkulasten botulismitapauksesta (58,4 %)6.

Botuliinitoksiini vaikuttaa estämällä hermotoimintaa ja johtaa hengitys- ja tuki- ja liikuntaelimistön halvaukseen. Erityisesti toksiini vaikuttaa estämällä asetyylikoliinin tuotannon tai vapautumisen synapseissa ja hermo-lihasliitoksissa. Kuolema johtuu hengitysvajauksesta. Oireita ovat kaksoiskuvat, näön hämärtyminen, silmäluomien roikkuminen, epäselvä puhe, nielemisvaikeudet, suun kuivuminen ja lihasheikkous. Kaikissa tapauksissa sairauden aiheuttaa C. botulinum -bakteerin tuottama toksiini, ei itse bakteeri. Lääkärit voivat harkita botulismidiagnoosia, jos potilaan anamneesi ja fyysinen tutkimus viittaavat botulismiin. Nämä vihjeet eivät kuitenkaan usein riitä diagnoosin tekemiseen. Muut sairaudet, kuten Guillain-Barrén oireyhtymä, aivohalvaus ja myasthenia gravis, voivat näyttää samankaltaisilta kuin botulismi, ja näiden muiden sairauksien poissulkemiseksi saatetaan tarvita erityisiä kokeita. Tällaisia testejä voivat olla aivokuvaus, aivo-selkäydinnestetutkimus, hermojohtumiskoe (elektromyografia eli EMG) ja edrofoniumkloriditesti (Tensilon) myasthenia gravis -taudin varalta.

Varma diagnoosi voidaan tehdä, jos botuliinitoksiinia havaitaan ruuassa, vatsan tai suoliston sisällössä, oksennuksessa tai ulosteessa. Akuuteissa tapauksissa toksiinia löytyy toisinaan verestä. Botuliinitoksiini voidaan havaita useilla eri tekniikoilla, kuten entsyymi-immunosorbenttimäärityksillä (ELISA), sähkökemiluminesenssitesteillä (ECL) ja hiiren inokulaatio- tai ruokintakokeilla. Toksiinit voidaan tyypittää neutralisaatiotesteillä hiirillä. Toksisinfektiivisessä botulismissa organismia voidaan viljellä kudoksista. Munankeltuaisalustalla toksiinia tuottavilla pesäkkeillä on yleensä pinnan irisointi, joka ulottuu pesäkkeen ulkopuolelle. Nämä diagnostiset testit mainitaan kirjallisuudessa, mutta niitä ei ole helposti saatavilla Intiassa. Kaupallisten diagnostisten sarjojen, kuten ELISA-testien, saatavuuden puute, anaerobiviljelymahdollisuuksien puute useimmissa sairaaloissa ja yksityisissä laitoksissa sekä tekniset ja eettiset vaikeudet neutralisaatiotestin tekemisessä hiirillä tekevät botulismin diagnoosin vahvistamisesta hyvin haastavaa.

Tutkittaessa epäiltyjä botulismin taudinpurkaustapauksia Intiassa ELISA-testisarjojen puuttuessa käytimme hiirien neutralisaatiotestiä ja molekulaarisia testejä, kuten PCR:ää7. Botuliiniantitoksiinia, jota tarvitaan neutralisaatiotestien tekemiseen hiirillä, ei kuitenkaan ole helposti saatavilla, ja tämän testin tekemiseen tarvitaan suuri määrä hiiriä. Koska nämä testit eivät ole rutiininomaisia diagnostisia testejä, niihin liittyvät kustannukset ja hiirten tutkimiseen vaadittavat muodollisuudet viivästyttävät tuloksia.

Molekyylitesteillä ei voida havaita toksiinia, mutta niillä voidaan havaita vain BONT-geenit, jos organismia voidaan viljellä. BONT-geenit voidaan myös monistaa suoraan elintarvike- ja kliinisistä näytteistä, jos organismeja vielä esiintyy niissä.

Koska botuliinitoksiini on tärkeä bioterrorismin aiheuttaja, on kiireellisesti kehitettävä talon sisäisiä diagnostisia testejä. Tässä numerossa julkaistun Jainin ym.8 artikkelin tavoitteena oli kehittää botuliinin neurotoksiinin serotyypin B immunodetektorijärjestelmä synteettistä geenilähestymistapaa käyttäen. Työssä kehitettiin ELISA-testi botuliinin neurotoksiinin havaitsemiseksi ja arvioitiin myös pienin havaitsemisraja. Antigeenin vangitsemiseen käytettiin rekombinantti BoNT/B-spesifistä vasta-ainetta. Tulokset osoittivat, että rekombinantti BoNT/B voitiin havaita noin 15 ng/ml:n pitoisuuteen asti. ELISA on potentiaalinen tekniikka, joka voi korvata biotestin. Kehitetty ELISA-järjestelmä oli erittäin spesifinen ja nopea, ja sitä voitiin soveltaa suuren näytemäärän testaamiseen.

Aiemmin Scotcher ja muut5 raportoivat sandwitch-ELISA-menetelmästä BoNT/A-toksiinin osoittamiseksi käyttämällä spesifisiä monoklonaalisia vasta-aineita, joiden herkkyys ja spesifisyys oli hyvä. On kehitetty erilaisia ELISA-muotoja, joissa käytetään fluoresoivia tai kemiluminesenssisubstraatteja, jotka parantavat määrityksen herkkyyttä 10-100-kertaisesti, mutta vaativat erikoisempia laitteita9. Useita nopeita, herkkiä ja spesifisiä testejä, kuten reaaliaikainen PCR, immuuni-PCR jne. on kehitetty C. botulinum -solujen ja neurotoksiinigeenien osoittamiseksi. Ryhmämme10 kuvasi multipleksi-PCR:n botuliinin neurotoksiinin ja perfringens-toksiinin geenien samanaikaista osoittamista varten. Näitä menetelmiä voidaan kuitenkin käyttää vain vertailukeskuksissa. Siksi Jainin ym.8 kehittämä ELISA-menetelmä on tärkeä askel kohti botuliinitoksiinin nopeaa diagnosointia elintarvikkeista ja kliinisistä näytteistä.

Elintarvikkeiden ja imeväisten aiheuttaman botulismin tapausten määrä on muuttunut vain vähän viime vuosina, mutta haavabotulismi on lisääntynyt mustan tervaheroiinin käytön vuoksi erityisesti Kaliforniassa11. Vaikka botuliinitoksiini tuhoutuu perusteellisessa kypsennyksessä muutamassa minuutissa, itiö itse ei kuole tavanomaisessa merenpinnan korkeudella tapahtuvassa keittämisessä saavutettavassa lämpötilassa, jolloin se voi kasvaa ja tuottaa toksiinia, kun olosuhteet ovat sopivat. Ainoa tunnettu keino ehkäistä pikkulasten botulismia on välttää hunajan syöttämistä alle 12 kuukauden ikäisille pikkulapsille. Hoitona voidaan käyttää myrkkyjä, tehohoitoa tai tartunnan saaneiden haavojen leikkausta. Siksi oikea-aikainen diagnoosi voi pelastaa hengen.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.