Sekcija za preventivno medicino, Rogaška Slatina,13.11.2015

Invazivne meningokokne okužbe – globalna grožnja

Metka Paragi

TamaraKastrin

Verica Mioč

Samo Jeverica

ZAKAJ MENINGOKOK?

• Možnosti epidemičnega širjenja

• Velika genetska spremenljivost / virulenca

• Javnozdravstveni razlogi / cepiva

Kolonizacija nosnožrelnega predela lahko vodi v:

NOSILSTVO MENINGOKOKNO BOLEZEN

Človek predstavlja edini rezervoar bakterije N. meningitidis. Prisotna je v nosnožrelnem prostoru.

Število nosilcev niha od 8 - 20% glede na populacijo, starost, regijo in socioekonomski status.

V povprečju predstavlja 5-10% in je najvišja pri adolescentih in mlajših odraslih.

V tem času razvijejo proti seroskupini specifičen imunski odgovor.

Stopnja in trajanje kolonizacije oz. možnost

prehoda v bolezen je rezultat odnosa med gostiteljem

(imunski status) in bakterijo (pili, zunanji membranski

proteini – Opc in Opa).

Manjši del nosilcev razvije invazivno bolezen.

Menigokok je sposoben z menjavanjem oz.

spreminjanjem (genetska transformacija) zunanjih

antigenskih determinant »uiti« gostiteljevemu

imunskemu sistemu oz. njegovim baktericidnim

protitelesom.

Pomemben delež bolnikov, predvsem v

endemičnih situacijah, predstavljajo osebe s

prirojenimi boleznimi imunosti, kot so s

pomanjkljivostmi komplementa C3, C5-C9,

imunoglobulinov, properdina in s funkcionalno ali

anatomsko asplenijo.

Pomanjkanje komplementne aktivnosti v povezavi z bakterijskimi

okužbami

Okvare v alternativni poti

so povezane z zmanjšano

zmožnostjo opsonizacije in

s tem povečane možnosti

za okužbe zlasti z

kapsuliranimi bakterijami

Okvare v C3 komponenti

so povezane z nepopolno

opsonizacijo, z zmanjšano

baktericidno aktivnostjo

(okvarjena formacija

litičnega kompleksa) kar

vodi v številne okužbe z

kapsuliranimi bakterijami.

Okvare litičnega

kompleksa so povezane z

povečanimi možnostmi za

okužbe, zlasti z

meningokokom, vendar z

manjšo obolevnostjo in

smrtnostjo kot okvare v

C3.

Properdin

Pomanjkanje komplementne aktivnosti

izpostavlja paciente večji možnosti za

zbolevanje na dva načina:

• nezadostne opsonizacije (okvare v klasični in alternativni poti aktivacije); večinoma mlajši bolniki, zlasti infekcije z bakterijami, ki imajo ovojnice; meningokoki seroskupine B, A in C.

• napak v litični aktivnosti (okvare litičnega kompleksa); večinoma starejši bolniki, nagnjenost k meningokoknim infekcijam je zelo velika, ponovne meningokokne bolezni (več kot 50 %) Zlasti naj bi bile pogostejše okužbe s seroskupinami Y in W135 ter manj z B, A in C.

Bolezni, ki jih povzroča meningokok, so različnih oblik od neinvazivnih bolezni do

nevarnih invazivnih bolezni s fulminantno sepso in odpovedjo več organov

KLINIČNI SINDROMI:* Invazivne bolezni Neinvazivne bolezni

Meningitis (30 - 50%) Konjunktivitis

Bakteriemija, sepsa (7 - 10%)

-prehodna meningokokcemija

-fulminantna sepsa

-kronična meningokokcemija

Pljučnica

Meningitis + sepsa (40 %) Sialadenitis

Artritis (septičen, reaktiven) Adneksitis

Perikarditis(septičen,

reaktiven)

Vnetje v mali medenici

Osteomielitis

Peritonitis

Endoftalmitis/panoftalmitis

Periorbitalni celulitis

*Čižman M, Pokorn M. Urgentna medicina 2000; 8:

113-116.

Možnosti epidemičnega širjenja

• Zaradi velike nalezljivosti (kapljična okužba) se lahko

hipervirulentni kloni zelo hitro razširijo med populacijo.

Za hipervirulentne klone je značilno, da se razširjajo

klonalno (razširitev enega klona).

• Tako obstaja stalna nevarnost epidemij/pandemij, ki se

nekontrolirano pojavljajo povsod po svetu, tako v

industrializiranih deželah, kot v nerazvitih deželah Afrike

in Azije.

Meningokoke razporejamo v 13 seroskupin od tega je epidemiološko in klinično

pomembnih le nekaj: B (sporadični primeri mlajši otroci – Evropa), C epidemično

širjenje adolescenti in mlajši odrasli, W, Y in A.

Potreba po genotipski tipizaciji za področje molekularne epidemiologije je pri

meningokokih še toliko večja zaradi njene velike genetske raznolikosti glede na

ostale bakterije.

Vsebuje mrežo značilnih genotipov, ki se med seboj lahko zelo malo ločijo. Tako

obstoj teh variant z manjšimi razlikami vodi v t.i. koncept klonskih kompleksov

(skupin, subskupin ali linij), ki se sicer ločijo med seboj, so pa še vedno dovolj blizu,

da lahko spoznamo izvorni klon. Večina epidemičnih klonov je dovolj stabilna že več

dekad, kar omogoča izvedbo epidemioloških študij.

Samo najbolj hipervirulentni kloni, takih je manj kot 10

klonskih kompleksov na svetu, so sposobni pri določeni

sprejemljivi populaciji povzročti lokaliziran izbruh, epidemijo

ali celo pandemijo!

Velika genetska spremenljivost / virulenca

Cepiva

Polisaharidna: Imajo dve veliki omejitvi pri svoji učinkovitosti, ki izvirata iz imunskega odziva na

polisaharide, ki je od celic T neodvisen (od timusa neodvisni antigeni):

• so slabo imunogena pri pri otrocih pod dvema letoma, pri katerih je največja možnost okužbe,

• ne vplivajo na nosilstvo oz. kolonizacijo z meningokoki.

Proti seroskupinam A, C, W in Y.

Konjugirana: lahko vzpodbudijo T-celice in izzovejo učinkovit imunski odziv tudi za vezani antigen, ki

vključuje dolgo trajajočo imunsko zaščito s spominskimi celicami in afinitetno zorenje protiteles in

vplivajo na nosilstvo.

Proti seroskupini C; C, Y oz. A, C, W in Y.

Novo cepivo proti seroskupini B z metodo rekombinacije v Sloveniji še ni na voljo.

Pri nas trenutno uporabljamo:

- konjugurano: A,C,W,Y

- konjugirano C

Kumulativna incidenca invazivnih obolenj povzročenih z bakterijami

H.influenzae, N.meningitidis in S.pneumoniae v Sloveniji

11

0

5

10

15

20

25

30

35

Leta

Inci

de

nca

/ 1

00

.00

0 o

tro

ci

S. pneumoniae

N. meningitidis

H. influenzae

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Leta

Inci

de

nca

/ 1

00

.00

0 o

dra

sli

S. pneumoniae

N. meningitidis

H. influenzae

OTROCI

0-14 let

ODRASLI

>14 let

Seroskupine invazivnih meningokokov

izoliranih v Sloveniji v letih 2009 do 2014

12

B 70%

C 17%

W 2% Y

9%

Z` 2%

13

Seroskupine invazivnih meningokokov po

starostnih skupinah izoliranih v Sloveniji v letih

2009 do 2014

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0-1 2-4 5-9 10-14 15-19 20-24 25-44 45-65 >65 Skupaj

Šte

vilo

Starostna skupina

B

C

W

Y

Z´

Najpogostejši klonski kompleksi (MLST tipizacija) invazivnih

izolatov bakterije N. meningitidis v Sloveniji

Klonski kompleks

Nedodeljeni

ST-32 kompleks/ET-5 kompleks

ST-41/44 kompleks/Linija III

ST-11 kompleks/ET-37 kompleks

ST-226 kompleks

ST-60 kompleks

ST-231 kompleks

ST-269 kompleks

ST-364 kompleks

ST-549 kompleks

ST-8 kompleks/kl. A4

ST-22 kompleks

ST-254 kompleks

ST-35 kompleks

ST-198 kompleks

ST-461 kompleks

ST-92 kompleks

Študija Jeverica et al.

• Slovenska nevladna organizacija (Legebitra).

• Prostovoljno testiranje za SPB (HIV, hepatitis B, syphilis,

pharyngeal gonorrhoea).

• Mesta odvzema vzorcev - Legebitra (tedensko) in dva gej

kluba (mesečno).

• 6/2012 – 9/2014 (28 mesecev)

• 832 MSM (16-68 let; povprečna starost 29 let)

• 5-10% možnih ponovitev

Metode

• Brisi na kulturo - bris žrela in tonzil in identifikacija z metodo MALDI-TOF

(Microflex LT, Bruker Daltonics) and API NH (bioMerieux).

• Določanje seroskupin meningokokov v NLZOH; aglutinacija na stekelcu

z uporabo specifičnih monoklonskih protiteles (Becton Dickinson) in RT-

PCR specifičnih meningokoknih genov za dokazovanje kapsule(sodC,

ctrA) in pomembnih serogrup B, C, Y, W, X and A specific genes (synD,

synE, synF, synG, xcbB, sacB).

• Izbrane seve so analizirali na Švedskem z metodo sekvenciranja celotnega

genoma (WGS - Whole Genome Sequencing ).

Jeverica et al.

Nosilstvo N. meningitidis in gonokokna

okužba žrela v populaciji MSM v

Sloveniji, 2012-2014

Pozitivni

N n %

N. meningitidis 832 389 46.8%

N. gonorrhoeae 832 20 2.4%

Jeverica et al.

Serogrupe N. meningitidis pri nosilcih v

skupini MSM

Seroskupina n % NG 185 48.2% B 164 42.7% C 23 6.0% Y 10 2.6% W 2 0.5% Skupaj 384 100.0%

Jeverica et al.

19

Opisani primeri in izbruhi:

• Severna America (4) (Toronto, Chicago, New York, Los Angeles) • Evropa (3) (Berlin, Belgium, Paris)

• EPIDEMIČEN KLON:

• seroskupina C PorA 5-1, 10-8, FetA F3-6, MLST ST-11 (cc-11)

Kupferschmidt K, Science, 2013

Tsang RSW et al., J Clin Microbiol, 2003

Schmink S et al., J Clin Microbiol, 2007

Simon MS et al., Ann Intern Med, 2013

Marcus U et al., Euro Surveill, 2013

Aubert L et al., Euro Surveill, 2015

IMB (invazivne meningokokne bolezni) v

populaciji MSM

Jeverica et al.

IMB pri MSM

New York 12.6 : 0.16

Berlin 6.3 : 0.65

Paris 2.3 : 0.24

Normal ≈10%

Toronto 6:2 33%

Chicago 6:3 50%

New York

HIV positive

22:7 12:5

31% 42%

Berlin 5:3 60%

• SMRTNOST

• INCIDENCA

≈ 10x višja v MSM

≈ 3-6x višja v MSM

Tsang RSW et al., J Clin Microbiol, 2003

Schmink S et al., J Clin Microbiol, 2007

Simon MS et al., Ann Intern Med, 2013

Marcus U et al., Euro Surveill, 2013

Aubert L et al., Euro Surveill, 2015

Jeverica et al.

ZAKLJUČKI Jeverica et al

1. Presenetljivo visok odstotek nosilstva bakterije Nm v populaciji MSM v Sloveniji; 47%.

2. Populacija bakterij je bila genomsko heterogena.

3. Prisoten je bil že opisan epidemičen klon (5 primerov)

C: P1.5-1,10-8: F3-6: ST-11 (cc11)

Ali bi bilo cepljenje populacije MSM smiselno?

Sekvenciranje celotnega genoma (WGS)

invazivnih izolatov (NLZOH)

• Izbrali smo 10 izolatov odraslih bolnikov v zadnjih treh letih: – 5 grupa C

– 4 grupa B

– 1 grupa Y

• V skupini je bil tudi izolat bolnika (serogrupa C), ki je umrl (MSM).

Isolate Region Year Age_yr Sex Disease Source Serogroup MLST

Finetype

85Mo A 2012 18 female invasive CSF C ST-11 (cc11) P1.5,2: F3-3

87Mo A 2012 73 female invasive blood C ST-11 (cc11) P1.5-1,10-8: F3-6

89Mo B 2013 39 male septicaemia blood B ST-11 (cc11) P1.5-1,10-8: F-ND

90Mo A 2013 26 male invasive CSF C ST-11 (cc11) P1.5-1,10-8: F3-6

92Mo E 2014 23 female invasive blood B ST-11443 () P1.22,14-6: F1-66

93Mo B 2014 33 female meningitis blood Y ST-23 (cc23) P1.5-1,2-5: F5-8

94Mo C 2014 75 female invasive CSF B ST-8554 (cc269) P1.12-1,13-2: F5-2

95Mo* A 2014 33 male invasive CSF C ST-11 (cc11) P1.5-1,10-8: F3-6

96Mo E 2015 23 female meningitis CSF B ST-1403 (cc41/44) P1.7-2,4: F5-2

97Mo A 2015 25 female septicaemia blood C ST-11 (cc11) P1.5-1,10-8: F3-6

Vseh pet izolatov s serogrupo C in en izolat serogrupe B je pripadalo ST-11, klonskemu kompleksu 11.

Štiri od teh so bili tudi genetsko sorodni, saj so imeli enak “finetipe”: P1.5-1,10-8:F3-6. (*V skupini je bil tudi izolat bolnika (serogrupa C), ki je umrl (MSM).

REZULTATI WGS INVAZIVNIH IZOLATOV

Ali bi bilo cepljenje populacije MSM

smiselno?

Chicago Department of Public Health:

“Men who fall into the high-risk categories are encouraged to be

vaccinated as soon as possible; they can contact their doctor or

call 311 for more information. Chicago Department of Public Health

clinics are offering the vaccine for free, according to a news

release. Howard Brown also is providing free vaccinations for those

in the at-risk groups.”