Brucelóza

Sir David Bruce, skotský lékař a mikrobiolog, který objevil a popsal původce nejen brucelózy, ale i spavé nemoci

Minulost brucelózy je úzce spjata s oblastí Středozemního moře. V roce 1751 popsal britský armádní lékař případy chronické choroby s opakující se horečkou u vojáků na ostrově Menorca. Příznaky se nápadně podobaly nemoci, kterou již o 2000 let dříve popsal Hippokratés.[3] Na objasnění původu nemoci a jejím popisu se podíleli opět tři jiní britští vojenští lékaři působící na Maltě (odtud maltská horečka) během Krymské války. Prvním z nich byl J. A. Marston, jenž charakterizoval příznaky onemocnění na základě vlastní infekce. Nejvýznamnějšího objevu však dosáhl Dr. David Bruce, který v roce 1887 izoloval a popsal původce ze sleziny vojáků zemřelých na následky toho horečnatého onemocnění. Bakterii zařadil do rodu Micrococcus a pojmenoval jako Micrococcus melitensis.[3] Později byla bakterie přejmenována podle jejího objevitele na Brucella melitensis.[2] Deset let po objevu Dr. Bruce publikoval další britský lékař M. L. Hughes detailní popis klinických případů a patologických nálezů zjištěných u celkem 844 pacientů. Onemocnění pojmenoval jako vlnitá horečka dle charakteristického projevu nemoci u lidí. Ve stejné době izoloval dánský vědec Bernard Bang bakterii (sám původce pojmenoval jako Bacillus abortus, dnes je známá pod označením Brucella abortus) z placenty a potracených plodů u skotu. Odtud vzniklo označení Bangova nemoc u skotu. Teprve v roce 1917 bakterioložka Alice Evans zjistila, že původce abortů u skotu objevený Bangem a bakterie popsaná Brucem ve Středomoří jsou téměř identické a liší se pouze některými antigenními vlastnostmi.[3] Během 20. století byly postupně popsány další druhy brucel u jiných zvířat. V roce 1956 byl objeven druh B. ovis jako původce infekčního zánětu varlat u beranů. O rok později byla izolována B. neotomae z potkanů v pouštích Utahu v USA.[1] V roce 1966 byl odhalen druh B. canis jako původce hromadných infekčních potratů u psů.[6]

Brucelózu způsobují bakterie rodu Brucella. Jedná se o gramnegativní, tyčinkovité, aerobní, nesporulující bakterie, které se v hostitelském organismu vyskytují intracelulárně (uvnitř buněk).[3] V současné době je známo celkem osm druhů brucel, které se liší především primárním hostitelem. Taxonomie brucel je dosud stále nejasná a nevyřešená.[1] Na základě sekvenace genů ribozomální RNA se brucely řadí mezi alfaproteobakterie a mají blízký fylogenetický vztah k rodům Agrobacterium, Rickettsia, Rhizobium a Rhodobacter.[7] Grimont a kol. provedli analýzu DNA více než 51 kmenů brucel a ve své práci uvádějí, že jednotlivé druhy brucel jsou si natolik fylogeneticky blízké, že se jedná o jeden druh označovaný jako Brucella melitensis s řadou různých biovarů a kmenů.[8] Kvůli rozdílům v hostitelském spektru jednotlivých druhů a rozdílům v klinických projevech však nebyl tento koncept všeobecně přijat[1] a v běžné praxi se stále používá původní druhové označení.[2]

Mapka výskytu Brucella melitensis u zvířat v Evropě za období první poloviny roku 2006.

     infekce nebyla v tomto státě nikdy hlášena

     infekce v tomto období nebyla hlášena

     potvrzené klinické onemocnění

     potvrzená infekce

     nejsou informace z této země

Brucelóza zvířat i lidí je rozšířena po celém světě, nicméně nejvýznamnější lokality výskytu nemoci jsou omezeny v několika endemických oblastech. Jedná se především o oblast Středozemního moře, Blízký a Střední východ, Střední a Jižní Amerika. Incidence brucelózy lidí je vždy spojována s výskytem pro člověka patogenních druhů brucel u zvířecí populace. Vysoké počty lidí nemocných brucelózou najdeme především v rozvojových zemí a zejména v zemědělských oblastech, kde je život lidí úzce spjat s hospodářskými zvířaty.[1] Zjištěné incidence brucelózy lidí v endemických oblastech kolísají od méně než 0,01 do více než 200 případů na 100 000 obyvatel ročně. Například v Jordánsku je hlášeno 33 případů brucelózy na 100 000 obyvatel za rok, v Kuvajtu dokonce 88 případů/100 000 obyvatel/rok. Naproti tomu v USA se pohybuje incidence kolem 0,04, což odpovídá zhruba 200 případů ročně po celých Spojených státech.[3] V EU bylo v roce 2004 hlášeno 1337 případů z celkem 21 členských zemí. Incidence brucelózy tedy činí ve státech Evropské Unie kolem 0,4 případů na 100 000 obyvatel za rok.[10]

Výskyt v USA

Mapa incidence infekce Brucella abortus u skotu v USA. Legenda: bílá – rok 2004, růžová – rok 2005, zelená – rok 2006, žlutá – rok 2007, modrá – rok 2008

Bizoni v Yellowstonském národním parku jsou hlavním zdrojem B. abortus v USA

Zajímavou skutečností ve výskytu brucelózy je, že přestože ve většině vyspělých států byla brucelóza skotu (B. abortus) již eradikována, tak v některých státech USA se brucelóza skotu stále vyskytuje, a to i přes dlouhodobé a rozsáhlé eradikační programy. Jednou z hlavních příčin je endemický výskyt B. abortus u volně žijících zvířat, zejména bizonů (Bison bison) a jelenů wapiti (Cervus elaphus canadensis).

Ve Spojených státech funguje již několik let program na eliminaci brucelózy u skotu a prasat s názvem Cooperative State Federal Brucellosis Eradication Program. Díky tomuto programu je výskyt bovinní brucelózy hlášen už jen ze 6 států, přičemž prevalence v těchto státech nepřesahuje 0,25 %. Názorným příkladem efektivity tohoto ozdravovacího programu jsou ekonomické hodnoty. Roční ekonomické ztráty způsobené brucelózou (pokles mléčné produkce, potracená telata a selata) v USA, které činily v roce 1952 více než 400 miliónů dolarů, činí v současnosti pouze 1 milión USD ročně. Za rok 2007 a počátek roku 2008 byla B. abortus u domácího skotu hlášena pouze ze států Montana a Louisiana. Eradikační program je zaměřen krom sérologického monitoringu skotu a mléka, rovněž na volně žijící stáda bizonů a jelenů wapiti, kteří jsou hlavním zdrojem brucelózy pro domácí dobytek.[19]

Nejvýznamnější oblastí s endemickým výskytem B. abortus v USA je oblast Yellowstonského národního parku (YNP), který se nachází na území států Wyoming, Montana a Idaho. Uvádí se, že více než 50 % populace bizonů z YNP je pozitivní na brucelózu. Brucelóza bizonů představuje krom samotného ovlivnění zdraví bizoní populace také zdroj infekce pro domácí dobytek a nebezpečí infekce pro lovce, kteří ulovená zvířata zpracovávají. Proto se koncem 90. let 20. století přistoupilo k plošné vakcinaci bizonů v celém YNP za použití vakcíny původně vyvinuté pro skot.[20]

Nepasterizované kozí či ovčí mléko je nejčastějším zdrojem infekce lidí ve Středomoří[4]

Jednotlivé druhy brucel se vyskytují u svých typických rezervoárových hostitelů (viz tabulka výše), nicméně k infekci je vnímavé daleko širší spektrum hostitelů. B. melitensis, která se nachází u ovcí, koz a velbloudů, je přenosná na skot, člověka, psa ale i další druhy zvířat.[4] Podobně také hlavní původce brucelózy skotu – B. abortus – je přenosný ze skotu na psa, ze skotu na člověka, ale dokonce i ze psa na člověka. Bovinní brucelózou se psi infikují pojídáním plodových obalů krav a mumifikovaných telat, které najdou na zemi ve stájích skotu.[22]

Jak je patrné z tabulky, člověk je vnímavý k celkem čtyřem druhům brucel: B. melitensis, B. abortus, B. suis a B. canis.[23] Nejvíce virulentní pro člověka jsou druhy B. melitensis (biovary 1-3) a B. suis (biovary 1 a 3). B. abortus a B. canis způsobují obecně lehčí formu brucelózy, avšak i tyto druhy mohou vyvolat život ohrožující komplikace.[1] Uvádí se, že nejčastější příčinou brucelózy lidí na světě je B. melitensis. Ve státech v oblasti Středozemního moře jsou téměř všechny případy brucelózy lidí způsobeny právě druhem B. melitensis. Například při jedné studii ve Španělsku bylo zjištěno, že u celkem 2107 pacientů s diagnostikovanou brucelózou byl v 98 % původcem B. melitensis. I přes fakt, že B. abortus je hojně rozšířena po celém světě, je daleko méně častějším původcem onemocnění lidí.[4]

Člověk se může nakazit pouze od zvířat, mezi lidmi se nemoc prakticky nepřenáší.[3] Naproti tomu Světová zdravotnická organizace (WHO) uvádí, že přenos z člověka na člověka je možný, avšak extrémně vzácný. Dochází k němu pouze při velmi blízkém kontaktu s nemocnou osobou nebo pohlavním stykem.[4] Hlavní způsob přenosu infekce u lidí je přímý kontakt s infikovanými zvířaty a požitím kontaminované potravy z nemocných zvířat. Největšímu riziku infekce jsou vystaveni lidé pracující se zvířaty – chovatelé, veterináři, pracovníci jatek.[2][3] Zdrojem infekce jsou všechny sekrety (mléko) a exkrety (moč, trus) infikovaných zvířat, jakož i jejich orgány a svalovina.

Měkké sýry připravené z tepelně neošetřeného mléka jsou v endemických oblastech nejrizikovější potravinou[4]

Nejvíce bakterií Brucella spp. obsahuje plodová voda a plodové obaly infikovaných samic zvířat. Brucelóza se přenáší rovněž i vzduchem ve formě aerosolu, poraněnou kůží a všemi sliznicemi (spojivka). Práce s brucelami v prostředí mikrobiologických laboratořích je tudíž značně riziková a podíl infekcí laboratorních pracovníků představuje zhruba 2 % ze všech případů onemocnění brucelózou u lidí.[24] Brucelóza představuje jedno z nebezpečných alimentárních onemocnění, kdy k infekci dochází konzumací mléka a mléčných výrobků z nepasterizovaného mléka.[3] Velmi rizikovými výrobky je máslo, zmrzlina a měkké sýry připravené z tepelně neošetřeného mléka ovcí, koz, skotu nebo velbloudů. Právě měkké sýry z nepasterizovaného mléka jsou častým zdrojem infekce ve Středomoří a na Středním Východě. Při technologickém zpracování měkkých sýrů (např. balkánský sýr) dochází ke zkoncentrování brucel v sýru a ty pak vydrží uvnitř sýru infekceschopné po dobu několika měsíců. Ostatní mléčné výrobky jako jsou tvrdé sýry, kysané mléčné výrobky představují daleko nižší riziko, jelikož bakterie nepřežívají proces fermentace. Svalovina nemocných zvířat obsahuje pouze nízké počty bakterií a nepředstavuje riziko pro člověka. Navíc málokteré masné výrobky se konzumují syrové. Určité riziko mohou představovat orgány a krev z nemocných zvířat, neboť v některých zemích je zvykem připravovat pokrmy ze syrových jater nebo přimíchávat krev do mléka.[4]

U zvířat dochází k přenosu přímým kontaktem s infikovaným zvířetem. Infekce je přenosná z matky na plod. Významným epizootologickým faktorem brucelózy zvířat je i fakt, že je pohlavně přenosná. Plemenní býci, kanci, berani ale i psi mohou vylučovat brucely ve svém semeni po celý život a jsou tak nebezpečným zdrojem infekce. Z těchto důvodů je na místě pečlivé vyšetřování zvířecích samců určených k plemenitbě.

Brucely vstupují do organismu poraněnou kůží, spojivkou, respiračním traktem či alimentární cestou (ústy) přes sliznice trávicího ústrojí.[3] Bakterie Brucella spp. jsou po proniknutí do organismu pohlceny fagocytujícími buňkami, zejména makrofágy a neutrofily.[1] Lymfatickými cestami jsou zaneseny do mízních uzlin či lymfatických buněk jater, sleziny, kde dochází k primárnímu pomnožení. Poté dochází k dalšímu šíření bakterií po těle pomocí krve – dochází k tzv. bakteriémii.[2] Brucely jsou schopné dlouhodobě přežívat a množit v buňkách monocytů, makrofágů v různých orgánových systémech, přičemž schopnost intracelulárního přežívání je umožněna řadou faktorů virulence. Brucely zabraňují uvnitř makrofágu fúzi fagozómu s lyzozomem a tím jsou schopné ve fagozómu přežívat a dál se replikovat.[25] Predilekčním místem dalšího množení bývá placenta a plodové obaly březích samic, případně tkáň varlat u samců.[2] Z imunitních obranných mechanismů se uplatňuje buňkami zprostředkovaná imunita typu Th-1.[1] Hlavním faktorem virulence brucel je lipopolysacharidový antigen označovaný jako S-LPS (z anglického smooth lipopolysacharide), který je zodpovědný za invazi bakterií do buněk, jejich přežívání a zároveň jsou proti tomuto antigenu imunitním systémem hostitele produkovány specifické protilátky. Proto se také S-LPS izolovaný z buněk brucel používá v imunodiagnostice.[26]

Brucelóza u lidí je multifunkčním onemocněním zasahujícím více orgánových systémů, a proto klinická manifestace nemoci je velmi variabilní. Příznakem s nejvyšší četností u nemocných brucelózou je dlouhodobá horečka, která je zjišťována u více než 93 % pacientů.[4] U zvířat patří mezi nejčetnější projevy brucelózy aborty u samic a záněty varlat a nadvarlat u samců.[2]

Pacient s brucelózou

U zvířat

Zduření kolenního kloubu u jelena karibu v důsledku infekce Brucella abortus

Rovněž u zvířat má brucelóza chronický průběh. Infekce mohou probíhat často subklinicky (bez příznaků) a aborty jsou často jediným příznakem onemocnění ve stádě.

U skotu dochází k potratům v kterémkoliv stádiu gravidity. U býků se onemocnění manifestuje sporadicky a většinou ve formě zánětu varlat a nadvarlat. Infikovaní býci jsou zdrojem infekce pro připouštěné krávy a navíc mohou být neplodní. Z epizootologického hlediska je bezpříznakové nosičství infekce u býků tou nejnebezpečnější formou nemoci. U obou pohlaví se mohou objevit artritidy, záněty šlachových pochev a podkožní záněty. U ovcí a koz se brucelóza projevuje potraty mezi 3. až 5. měsícem gravidity. Berany postihuje zánět varlat a nadvarlat. U prasnic dochází k abortům mezi 4. až 12. týdnu gravidity. U kanců se může vyskytovat zánět varlat a nadvarlat. U zajíců, jež jsou vnímaví k prasečí B. suis, se brucelóza manifestuje krom abortů také poševním výtokem, zánětem varlat a nekrózami na pohlavních orgánech.[2] U psů dochází v počáteční fázi infekce B. canis k přechodnému zvětšení mízních uzlin, zvýšení teploty se zjišťuje sporadicky. Typický je abort v intervalu 45.–49. dne březosti, je však možný během celé gravidity. Pohlavní cyklus nebývá u fen narušen. U psů se mohou objevit otoky (někdy i bolestivé) varlat, kůže v oblasti šourku vykazuje příznaky dermatitidy. Kloubní postižení či postižení nervového aparátu bývá pozorováno jen výjimečně.[28]

Jako u většiny chorob diagnostika brucelózy je založena na kombinaci anamnézy, klinického vyšetření a laboratorního vyšetření. Z laboratorních metod dominuje jak u lidí, tak ve veterinární oblasti sérologická diagnostika založená na průkazu specifických protilátek. Při pozitivním sérologickém vyšetření se infekce konfirmuje kultivací původce nebo PCR.[4][29]

U lidí

Diagnostika brucelózy člověka je založena na detailním klinickém vyšetření (hematologické, biochemické, ultrasonografické, rentgenologické vyšetření apod.) v kombinaci s laboratorní diagnostikou původce. Podezření na brucelózu vychází prvně z anamnestických údajů od pacienta.[1] Hlavními příznaky jsou dlouhotrvající opakující se horečka, celková slabost, bolesti svalů a kloubů. Důležitým prvkem v anamnéze je i zda pacient navštívil v nedávné době zemi s endemickým výskytem brucelózy, kde mohl přijít do kontaktu s nemocnými zvířaty či konzumovat mléko a mléčné výrobky z nepasterizovaného mléka. V zemích, kde se brucelóza vyskytuje u zvířat, je nutno zohlednit i povolání vyšetřovaného pacienta. Zemědělci, chovatelé dobytka a pracovníci jatek jsou totiž vystaveni mnohem vyššímu riziku infekce než ostatní populace.[4]

Imunoenzymatická reakce v reagenčních jamkách při metodě ELISA

Při klinickém vyšetření pacienta s brucelózou jsou nejčastěji zjištěny: hepatosplenomegalie (nebo jen zvětšení sleziny či zvětšení jater samostatně), anémie, zvětšení mízních uzlin, endokarditida, spondylitida, abscesy na játrech či slezině, pneumonie, bronchitida, meningitida, u mužů zánět varlat a nadvarlat, záněty močových cest, kožní změny atd.[23] Rozhodujícím faktorem při stanovení definitivní diagnózy je však laboratorní izolace a určení původce.

Brucely se diagnostikují klasickou kultivací bakterií na agarech a jejich barvením, sérologicky a v posledních letech i molekulárními metodami.[1] Bakterie Brucella spp. se izolují a kultivují nejčastěji ze vzorků krve. Kromě běžných krevních agarů lze brucely kultivovat i na specifických půdách jako je Farrellovo médium. Kultivace probíhá při teplotě 37 °C v atmosféře 5 % CO₂. Zcela dominantní úlohu v laboratorní diagnostice hrají sérologické metody, kdy se zjišťuje přítomnost specifických protilátek proti brucelovému antigenu. Mezi nejpoužívanější patří metody založené na aglutinaci (Rose Bengal test, pomalá zkumavková aglutinace, Coombsův test), reakci vazby komplementu (komplement fixační test) či enzymatické reakci (ELISA). Při těchto metodách se připravují lipopolysacharidové (S-LPS, viz Kapitola Patogeneze) antigeny, kterými se detekují protilátky z vyšetřovaného lidského séra. Problémem je, že takovýto S-LPS antigen obsahuje epitopy společné i pro jiné bakterie a může tedy docházet ke zkříženým reakcím např. s bakteriemi Yersinia enterocolitica O:9 nebo Escherichia coli O:159. Obezřetná interpretace pozitivních výsledků testu je tedy na místě a pro potvrzení je vždy nutné provést jiný sérologický test nebo kultivaci.[4] V posledních letech byla publikována řada studií zabývajících se diagnostikou brucelózy pomocí metod molekulární biologie.[30][31][32][33] Jde především o detekci brucelové DNA z krve pacienta pomocí klasické „end point PCR“. Nejnovější práce referují i o použití Real-time PCR k detekci Brucella spp.[34][35] Výhodou těchto metod je vysoká citlivost, přesnost, rychlost a v neposlední řadě i možnost druhového rozlišení, tedy zda se jedná o B. melitensis či B. abortus.

Léčba brucelózy u lidí je vzhledem k širokému spektru projevů nemoci a častému rozvoji komplikací poměrně složitá a názory na ni se různí. Základ terapie představuje podávání antibiotik podporované dle potřeby symptomatologickou léčbou. Světová zdravotnická organizace (WHO) doporučuje k terapii brucelózy dospělých antibiotikum rifampicin (600 až 900 mg) a doxycyklin (100 mg) dvakrát denně minimálně po dobu šesti týdnů.[1]

Vzorec doxycyklinu

Pro lepší prevenci znovuvzplanutí nemoci se doporučuje 100 mg doxycyklinu perorálně po dobu 6 týdnů v kombinaci s intramuskulární aplikací streptomycinu (1 gram na osobu a den) denně po dobu 2 až 3 týdnů. Místo streptomycinu lze rovněž použít gentamicin.[5] Jako alternativní antibiotickou terapii lze použít chinolony, například kombinaci ciprofloxacinu s ofloxacinem.[1] U dětí do 8 let jsou lékem první volby rifampicin spolu s trimetoprim-sulfametoxazolem podávané perorálně po dobu 6 týdnů.[5] V případě vzniku cévních komplikací (endokarditidy, chlopňové vady) je nutno provést chirurgické ošetření na specializovaném kardiovaskulárním pracovišti.

Terapie všech hospodářských zvířat a volně žijících zvířat se neprovádí, ba je dokonce ve většině států zakázána. Nemocná zvířata jsou utracena.[38] U psů je terapie povolena, ale obvykle je neúspěšná a dochází k návratu klinických příznaků. Je doporučována kastrace nemocných fen i psů, všichni sérologicky pozitivní psi musí být vyřazeni z chovu. V terapii se uplatňují kombinace vysokých dávek aminoglykosidů a tetracyklinů.[39] Jiní autoři uvádějí úspěšnou léčbu brucelózy psů s použitím antibiotika enrofloxacinu.[40] Další doporučují eutanazii nemocných psů vzhledem k možnosti přenosu nákazy na další psy nebo na člověka. B. canis byla totiž prokázána v tkáních psů týdny, ba dokonce i měsíce po léčbě.[28]

Prevence brucelózy u lidí je klíčově závislá na eradikačních programech a tlumení nemoci u hospodářských zvířat, jakož i na dodržování veterinárně-hygienických zásad, neboť neexistuje žádná komerční bezpečná vakcína s vysokou ochranou před infekcí. V minulosti byly používány oslabené živé vakcíny proti B. abortus v Sovětském Svazu a Číně. Jejich účinnost byla však omezená a existovala možnost propuknutí onemocnění u vakcinovaného člověka z vakcinovaného kmene.[12] U zvířat je situace s očkováním lepší, nicméně v řadě států je vakcinace proti brucelóze zakázána z důvodu komplikace sérologické diagnostiky.[2] U skotu se v některých zemích používají živé oslabené vakcíny B. abortus kmen 19 nebo kmen RB51. Proti B. melitensis existují vakcíny Rev 1 nebo mutantní pur E.[12] Preventivní opatření v rámci České republiky tkví především v zamezení zavlečení původce z jiných států, důsledném dodržování veterinárně-hygienických předpisů, pravidelném sérologickém monitoringu u skotu, prasat, ovcí, koz a zajíců, jakož i preventivním sérologickém vyšetřování vzorků mléka dodávaných do mlékáren. V rámci mlékárenských podniků je důležitá kontrola pasterizace mléka. Pokud jde o prevenci jedince, doporučuje se nekonzumovat nepasterizované mléko ani výrobky z něj ve státech s endemickým výskytem brucelózy. V turisticky preferovaných zemí jako třeba Řecko, Španělsko, Malta či Tunisko je tedy rizikové konzumovat nepasterizované či nepřevařené ovčí, kozí, velbloudí mléko a mléčné výrobky z tamních venkovských domácích chovů a farem.[2]

Vzhledem k snadnému přenosu brucel vzduchem pomocí aerosolu patřila brucelóza, respektive samotní původci, a hypoteticky stále patří mezi kandidáty na biologickou zbraň.[3] Nevýhodou je však dlouhá inkubační doba nemoci.[2] V USA začal vývoj biologické zbraně s použitím kmenů B. suis v roce 1942. Během let 1944–1945 byla tato biologická zbraň poprvé testována na zvířatech. Následně byly americkou armádou vyráběny bomby obsahující B. suis pro americké letectvo v Arkansasu. Teprve v roce 1967 zastavila americká vláda vývoj a používání těchto biologických zbraní.[5] Ačkoliv bomby s brucelami nebyly nikdy použity, patří patogenní kmeny Brucella spp. stále mezi kandidáty na biologickou zbraň.[3]