Ugrás a tartalomhoz

Az orvosi mikrobiológia tankönyve

Tibor, Pál

Medicina Könyvkiadó Zrt.

2.4. DIAGNOSZTIKA, TERÁPIA, MEGELŐZÉS

2.4. DIAGNOSZTIKA, TERÁPIA, MEGELŐZÉS

Klinikai mikrobiológiai vizsgálatok

Pál Tibor

A klinikai mikrobiológiai vizsgálatok célja segítséget nyújtani a klinikusnak, hogy tisztázza a beteg tüneteinek esetleges fertőzéses eredetétés a kezelés lehetőségeit, azaz azonosítsa azetiológiai ágenst, illetve meghatározza annakantimikrobás szerekkel szemben mutatott érzékenységét.

A vizsgálati minta származhat olyan testtájékról, mely rendelkezik saját normál flórával (pl. bőr, felsőlégutak, hüvely, vastagbél), illetve olyan helyről, melyek normálisan sterilek: pl. vér, liquor, punktátumok. Az alsó légútak és a húgyutak nem rendelkeznek ugyan saját normál flórával, de az innen származó minták tartalmazhatnak kis mennyiségben kontamináló mikrobákat. Egy adott mikroba jelenléte a vizsgálati anyagban azonban még nem feltétlenül igazolja annak etiológiai szerepét. Mint majd az egyes kórokozók tárgyalásánál látni fogjuk, akár patogén organizmusok is jelen lehetnek bizonyos testtájakról származó mintákban a normál flóra részeként (pl. (pl. Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Neisseria meninigitidis a felső légutakban). Sőt, még egyébként normálisan steril mintákban is találhatunk oda a minta szennyezése révén került mikrobákat (pl. a bőr flórájával szennyezett vérminta). Az in vitro laboratóriumi vizsgálatok leletei tehát nem azonosak a mikrobiológiai diagnózissal (2.4.1.ábra).

2.4.1. ábra. Mikrobiológiai lelet - Mikrobiológiai diagnózis - Klinikai diagnózis

A leletek interpretálása révén, melyhez szükség van a klinikai adatok mellett az eredmények esetenkénti kvantitatív értékelésére is, születik meg a mikrobiológiai diagnózis, melyet a klinikus kézhez kap. Ez vezeti el a klinikust, a beteg anamnézise, tünetei, állapota, egyéb leletei összevetésével a klinikai diagnózis felállításához. A leletek interpretálásától a klinikai diagnózis felállításáig a folyamat hatékonyságának és megbízhatóságának elengedhetetlen feltétele a gyakorló orvos és a laboratórium közti folyamatos kapcsolat, kommunikáció, adataik, információik kicserélése. Ehhez, miként a mikrobiológusnak is ismernie kell a klinikum alapjait, a vizsgálatokat kérő klinikusnak is nagy vonalakban tisztában kell lennie a laboratórium technikai lehetőségeivel és korlátaival. Ezt elősegítendő, ebben a fejezetben röviden áttekintjük (a technikai részletek mellőzésével) a mikrobiológiai laboratórium által követett diagnosztikai megközelítéseket.

A minta vétele és beküldése

A klinikai mikrobiológia vizsgálatok sikerét a helyes mintavétel, a minta beküldésének módja és az ahhoz mellékelt információk alapvetően befolyásolják. A különböző mintavételi eljárásokat az egyes szervrendszerek fertőzéseit összefoglaló fejezetekben, illetve a mikrobiológiai gyakorlatok során tárgyaljuk. A minta beküldésénél alapvető, hogy egyrészt elkerüljük az érzékeny mikrobák elpusztulását, másrészt a kevésbé érzékenyek túlszaporodását. Ezt részben a laboratóriumba történő gyors szállítással, részben a megfelelő szállítási hőmérséklettel, illetve szükség esetén transzport közegek alkalmazásával érhetjük el.

Ha a minta 2 órán belül a laboratóriumba juttatható, általában nem igényel mást, mint gyorsaságot. Hosszabb szállítás esetén a vizeletmintát hűteni kell, a tenyésztésre szánt tupfereket transzport közegben célszerű szállítani. Ezek, (pl. Stuart, Amies, Cary-Blair médiumok) többnyire félfolyékony, nagy pufferkapacitású közegek, melyek tápanyagot általában nem tartalmaznak, ami megelőzi a kórokozónál esetleg gyorsabban növekvő normál flóra tagok elszaporodását. Némelyik aktív szenet tartalmaz, a mintában fellelhető antimikrobiális anyagok megkötésére. Gyakran találhatók bennük az anaerobok életben maradását segítő, a redoxpotenciált csökkentő komponensek, pl. tioglikolát. A hemokultúra-, illetve liquormintákat nem szabad hűteni, mivel ezekben az alacsony hőmérsékletre érzékeny mikrobák lehetnek. Esetükben már csak a klinikai diagnózis miatt is – szepszis, meningitis gyanú – a minta beküldésének gyorsasága létkérdés lehet. Azoknál a mintáknál, ahol nagy valószínűséggel számítani lehet anaerob mikroba jelenlétére (pl. punktátumok, sebváladékok), biztosítani kell, hogy a minta ne exponálódjék levegővel. Erre a legegyszerűbb, ha a mintát légmentesített, lezárt fecskendőbe, vagy anaerob transzport közegben szállítjuk. Különös gondot kell fordítani a molekuláris vizsgálatok céljából küldött mintákra. Ezek általában speciális tupfert, tartályt, közeget igényelnek elkerülendő a minta kontaminációját, a nukleinsavak lebomlását, és a majdani reakciót gátló anyagok jelenlétét.

A virológia vizsgálatra küldött mintáknál speciális, fehérjét, puffert, antibakteriális és antimikotikus szereket tartalmazó transzportközeget alkalmazunk. Szükség esetén maximum egy napig ebben a közegben 4 oC-on tárolható, szállítható a minta, de egyes vírusok (pl. RSV) károsodhatnak. –80 oC-on a vírusok megőrzik aktivitásukat a minta feldolgozásáig. A molekuláris vizsgálatok céljára küldött minták vételéhez nem használhatóak a közönséges vattapálcák, mert egyrészt a vatta maga tartalmaz az amplifikációt gátló anyagokat, másrészt ezek nem RN-áz és DN-áz mentesek. Ilyen vizsgálati anyagok vétele vagy tupfer nélkül (pl garatmosó folyadék, liquor) vagy kizárólag speciálisan erre a célra gyártott pálcával történhet (pl. méhnyak, orr). A közönséges mikrobiológiai transzport táptalajok sem használhatóak ilyenkor.

A mintát kísérő vizsgálatot kérő lap hivatalos dokumentum, melyet csak a vizsgálatot elrendelő orvos tölthet ki, írhat alá és pecsételhet el. Ő egy személyben felel a beteg adatainak helyes feltüntetéséért, illetve a laboratórium felé a szükséges információk szolgáltatásáért. A hiányos kérőlapot, mely alapján a minta és/vagy a beteg nem azonosítható egyértelműen, a laboratórium köteles visszautasítani. Amennyiben a betegre vonatkozó egyéb adatok (diagnózis, korábbi kezelés, feltételezett diagnózis) hiányosak, az nagymértékben csökkenti a helyes mikrobiológiai, és ennek következtében később a klinikai diagnózis felállításának esélyét.

A vizsgálatot kérő gyakorló orvosnak tisztában kell lennie azzal, hogy az adott mintából mik azok a kórokozók, melyeket a laboratórium „rutinszerűen”, külön kérés nélkül keres. Minden esetben, ha az anamnézis és a tünetek alapján olyan kórokozó lehetséges szerepe merül fel, melynek tenyésztése, kimutatása túlmegy e napi rutin keretein (pl. meghosszabbított tenyésztési idő igény, más, rutin szerűen nem használt táptalajok, módszerek szükségessége), azt a vizsgálatkérő lapon jelezni kell: pl. „Brucella?”. Amennyiben a klinikusnak e tekintetben kétségei vannak, a rutinszerűen alkalmazott módszerekről, illetve egy etiológiai ágens felismerésének helyi lehetőségeiről minden laboratórium készséggel ad felvilágosítást.

Vizsgálati módszerek

A gazdaszervezet és egy potenciális kórokozó közötti találkozás bekövetkeztét (ami tehát nem feltétlenül jelent még etiológiai szerepet) direkt és indirekt módon igazolhatjuk. A direkt megközelítések során a mikrobának a vizsgálati anyagban való tényleges jelenlétét próbáljuk kimutatni annak mikroszkópos láthatóvá tételével, antigénjei, specifikus génjei, esetleg virulencia faktorai kimutatásával, illetve a mintából történő kitenyésztésével. Az indirekt eljárás során a szervezetnek a fertőzésre adott, a lehetséges kórokozóra fajlagos immunválaszát detektáljuk feltételezve, hogy azt valóban a kórokozóval történt találkozás váltotta ki. Az alábbiakban a leggyakrabban alkalmazott eljárások inkább a diagnosztikában betöltött szerepét, előnyeit és hátrányait, mint technikai részleteit tekintjük át. Utóbbiak vonatkozásában utalunk a korábbi tanulmányokra, illetve a mikrobiológiai gyakorlatok anyagára.

Direkt eljárások

Mikroszkópia

A mikroorganizmusok vizsgálati anyagban történő direkt láthatóvá tétele gyors, módszertől függően néhány percet vagy néhány órát igényel. Fajlagossága függ a módszertől (pl. az immun-festéseket alkalmazó eljárások meglehetősen specifikusak), és a kórokozótól is. Míg a legtöbb baktérium faj mikroszkóppal nem azonosítható, paraziták, férgek jellegzetes alakú petéinek kimutatása székletben, vagy egy nagyon jellegzetes morfológiájú kórokozó jelenléte bizonyos mintákban – pl. Gram-negatív diplococcusok húgycsőváladékban (Neisseria gonorrhoeae) – nagyon valószínűvé tehetik a diagnózist. A fajlagosság gyakori hiánya ellenére a mikroszkópia rendkívül fontos a mikrobiológia munkában. Általában ez az első vizsgálat, mely iránymutatást adhat a mikrobiológusnak a további vizsgálatok tekintetében. Sokszor a klinikus is számára is döntő és gyors (!) információt jelent egy mikroszkópos lelet (pl. agyhártyagyulladás esetén a liquor mintában látott mikroorganizmusok morfológiája). Gyakran a már kitenyészett mikrobák azonosításának is a mikroszkópos vizsgálat az első lépése.

A natív fénymikroszkópiának, tekintve, hogy a baktériumok kis mérete és magas víztartalma miatt csak nehezen, részletszegényen láthatóak, a bakteriológiában inkább csak kiegészítő szerepe van. Erre példa lehet, hogy sóoldatba szuszpendált székletben nagyszámban mozgó, hajlott pálcák vibriók vagy campylobacter jelenlétének gyanúját kelthetik. A módszer sokkal fontosabb a parazitológiában: az amőbák, trofozoit alakok, ciszták, peték felismerhetőek, egyesek jellegzetes alakjuk miatt akár azonosíthatóak is. Egy minta sejtes elemeinek KOH-dal történő feloldása után az esetleg jelenlévő, a kezelésnek ellenálló gombafonalak festés nélkül is jól láthatóak.

Az ún. sötét látóteres mikroszkópia során a sötét térben lévő mikrobákat egy speciális kondenzor úgy világítja meg, hogy a fény szóródik róluk, ami azt a látszatot kelti, mintha a tárgy (a mikroba) maga bocsájtana ki fényt sötét háttér előtt. A rendkívül nagy kontraszt megnövekedett feloldóképesség illúzióját adja (gondoljunk az ablakon sötét szobába betűző napsugár által felvillantott porszemekre, az ún. Tyndall-jelenségre). A módszer lehetővé teszi olyan élő, mozgó mikrobák megfigyelését is, melyeket egyébként, egyszerű fénymikroszkóppal nem látnánk. A sötét látóteres mikroszkópiát elsősorban a hosszú, de rendkívül keskeny spirocheták (pl. a vérbajt okozó Treponema pallidum) vizsgálatára használjuk.

Natív készítményben élő baktériumok, gombafonalak, féregpeték, ciszták viszonylag jól vizsgálhatóak fázis-kontraszt mikroszkóppal, bár e módszer használata is messze elmarad a különböző festési eljárások alkalmazása mögött.

A legtöbb esetben a festett készítményeket a festékek alkalmazása előtt fixálni kell (pl. hővel vagy metanollal), ami természetesen a sejt elhalásával, esetleg alakjának megváltozásával jár. Egyes eljárások során előzetes fixálás nélkül, a nedves készítményhez vagy szuszpenzióhoz keverjük a festéket. Ilyen például a székletminta szuspenziójából készült jódos (Lugol oldatos) preparátum, ahol a jód a ciszták és peték részleteit teszi jobban megfigyelhetővé, vagy a nedves készítményhez adott laktofenol-gyapotkék oldat a gombaelemek megfestésére. Szintén fixálás nélkül alkalmazható eljárás az ún. háttér vagy negatív festés, amit esetenként a festéket fel nem vevő tok kimutatására szoktunk használni, pl. agy-gerincvelői folyadékban Cryptococcus neoformans láthatóvá tételére.

Az egyszerű festéseket azért alkalmazunk, hogy gyakorlatilag bármilyen baktériumot vagy gombát, illetve a mintában lévő egyéb sejtes elemeket láthatóvá tegyünk. Metilénkék, fukszin alkalmazhatóak e célra. Előnyük, hogy a mikrobák alakja jobban megítélhető, mint az összetett festésekkel (pl. hogy egy diplococcus vese alakú, gömb vagy megnyúlt sejtekből áll).

Az összetett festési eljárások célja lehet az, hogy valamely sejtalkotót (pl. a spórákat, vagy a diftéria kórokozójának jellegzetes szemcséit – utóbbi az Albert- vagy Neisser-festés) fessünk meg. Sokkal gyakoribb, hogy az összetett festésekkel a mikroba sejtek között teszünk – festődési tulajdonságaik alapján – különbséget. Ezek közül a differenciáló festések közül a leggyakrabban alkalmazott a Gram-festés.

A Gram-festés

A módszer alapjait Hand Christian Gram dán patológus dolgozta ki, hogy az emberi szövetektől elkülönülten tegye láthatóvá a pneumoniában elhaltak tüdejében a mikrobákat. Később derült ki, hogy az eljárás alapvetően két nagy csoportra osztja a sejtfallal rendelkező eubaktériumokat: Gram szerint festhetőekre, azaz pozitívokra és nem festhetőekre, Gram-negatívokra. A különbség alapja a sejtfal kémiai szerkezete (lásd a Morfológia fejezetet), ami, mint később látni fogjuk, fontos biológiai, klinikai, terápiás következményekkel is jár (2.4.2. ábra).

2.4.2. ábra. A Gram-festés

A festés során először valamilyen bázikus anilin festékkel (kristály – ibolya, gentiana ibolya), majd higított jódoldattal kezeljük a sejtet, melynek során a festék–jód komplex bejut a sejtbe, és megfesti azt. Az alkohollal vagy acetonos alkohollal történő ún. differenciálás során az oldószer a Gram-negatív sejtből kivonja a festéket, míg erre a Gram-pozitívak esetén a rendelkezésre álló rövid idő alatt nem képes, azok megőrzik a komplex sötét lila színét. Hogy az elszíntelenedett Gram negatívokat is láthatóvá tegyük, a preparátumot végül vizes fukszinnal vagy szafraninnal festjük. Ez a Gram-pozitívak már amúgy is sötét színén nem változtat, míg a Gram-negatívak rózsaszínűek lesznek.

Tekintve, hogy a festésbéli különbség alapja, hogy a Gram-negatív sejtek falán keresztül a festék-komplex a sejtből alkohollal kioldható, minden olyan ok (pl. öregedő sejtek, sejtfal károsító antibiotikumok jelenléte), ami a Gram-pozitívak sejtfalának áteresztő képességét növeli – hamisan – Gram-negatív-szerűvé teheti őket.

Gyakorlatilag minden eubaktérium beosztható Gram szerint. A sejtfallal nem rendelkező mycoplasmák Gram-negatívan festődnek. A Gram szerint nem festhető néhány kivétel a mycobacteriumok, melyek sejtfaluk szerkezete szerint inkább Gram-pozitívok, de magas zsírtartalmuk miatt nem veszik fel a festéket. A spirochéták (pl. a Treponema pallidum) sejtfala a Gram-negatívokénak felel meg, de a sejt olyan keskeny, hogy egyszerű fénymikroszkóppal általában nem látható.

A másik gyakran használt differenciáló festés a Ziehl és Neelsen által kidolgozott eljárás. Alapja, hogy egyes, ún. saválló baktériumok sejtfaluk igen magas lipidtartalma miatt a festékeket bár nagyon nehezen veszik fel, de ha felvették, azt erős savak vagy lúgok hatására sem adják le. A saválló festéseket csak az ilyen kórokozók által okozott fertőzés gyanúja esetén használjuk. Az eredeti eljárás szerint a sejteket forró fenolos fukszinnal kezelve festjük, majd savas alkohollal próbáljuk meg elszínteleníteni őket. E mikrobák, pl. mycobacteriumok, esetén ez nem sikerül, míg az egyéb baktériumok és eukaryota sejtek leadják a festéket, teljesen elszíntelenednek. Ezeket metilénkékkel festve a készítménynek kék hátteret adunk, melyben a savállók piros színben tűnnek fel (lásd 3.3.79. ábra). Fokozhatjuk az eljárás érzékenységét, ha fukszin helyett fluoreszkáló festéket (pl. auramin-rhodamint) próbálunk a sejtekből kioldani, természetesen ilyenkor UV-mikroszkópot kell használnunk. Vannak ún. „gyengén saválló” mikrobák (pl. nocardiák, cryptosporidiumok), melyek ugyan a mycobactériumoknál alkalmazott erős sav hatására leadják a festéket, de gyengébb savval színtelenítve a preparátumot, még megtartják azt.

A keresett kórokozóra specifikus fluoreszkáló festékkel jelölt antitestekkel, a normál flóra mellett viszonylag gyorsan kimutathatóak olyan kórokozók, mint pl. a szamárköhögés kórokozója, a Bordetella pertussis, vagy a lépfenét okozó Bacillus anthracis. E direktimmunofluoreszcens eljárások előnye fajlagosságuk, illetve az, hogy sokféle baktériumot tartalmazó mintából közvetlenül, gyorsan kimutatható a keresett patogén. Hátrányuk alacsony érzékenységük (egy negatív vizsgálatra nem lehet biztosan negatív végeredményt alapozni), eszköz- (UV-mikroszkóp) és – mint minden fluoreszcens mikroszkópos eljárásnak – jelentős gyakorlatigényük.

A különböző szövettani mintákban kimutathatóak baktériumok, gombák, paraziták vagy szövettani festéseket (pl. hematoxilin-eozin, PAS, Giemsa) vagy célzottan „mikrobiológiai” festéseket, pl. Ziehl–Neelsen, vagy akár immunhisztológiai eljárásokat használva. Ezeket a vizsgálatok általában hisztopatológiai laboratóriumok végzik, és hátrányuk, hogy jelentős időt igényelhetnek a minta szövettani vizsgálatra való előkészítése miatt.

Elektronmikroszkópot a mindennapi diagnosztikai munkában kivételesen használunk. A ritka alkalmazásokra példa lehet a jellegzetes morfológiájú rotavírusok székletből történő kimutatása, bár erre is rendelkezésre állnak más, sokkal hozzáférhetőbb eljárások.

A kórokozók antigénjeinek kimutatása

Számos esetben a vizsgálati mintákban a jelenlévő mikrobák száma nem éri el a mikroszkópban láthatót, vagy olyan alacsony, hogy a tenyésztéshez ténylegesen beoltott térfogat nem tartalmaz élő mikrobát. Az is előfordul, hogy a mintában lévő kórokozó már elpusztult, sejtjei szétestek, akár a szervezet védekező mechanizmusai, akár az alkalmazott kezelés következtében, akár a minta túl hosszú tárolása során. Ilyenkor egyes kórokozók antigénjei még kimutathatóak lehetnek a mintában, elsősorban a fertőzés helyén (pl. számos tokos mikroba poliszacharid tok antigénje a liquorban, esetleg a szérumban). Virális antigének jelenléte a fertőzött sejteken/sejtekben szintén igazolhatja a tüneteket etiológiáját. A szérumban megjelenő mikrobiális antigének általában a szisztémás fertőzés irányába mutatnak elkülönítve azt egyes testtájak kolonizációjától: ezt szolgálja pl. a mannan vagy galaktomannan kimutatás invaziv candida, illetve aspergillus infekciók esetén. Antigének megjelenhetnek az eredeti fertőzés helyétől távoli mintákban is, mint például a legionella fertőzés során a vizeletben kimutatható, oldható antigének.

Az antigéneket antitestekkel mutatjuk ki, és ezek döntően befolyásolják az eljárások specifitását és érzékenységét. Az alkalmazott módszerek, bár szintén hatással lehetnek az előbbiekre, elsősorban a tesztek idő-, és felszereltség igényét határozzák meg.

Egyes esetekben a gyorsaság döntő lehet. Például meningitis esetén egy adott kórokozó liquorból kimutatott tok antigénje néhány perc alatt fontos iránymutatást adhat az antibiotikum kezelés irányát tekintve. Erre a célra általában a leggyakoribb lehetséges kórokozók antigénjei ellenes antitestekkel borított latex szemcsék szuszpenziójából készült kitet használjuk. A minta egy-egy cseppjét ezekkel tárgylemezen egyenként összekeverve a kicsapódás, a latex-agglutináció jelzi egy adott antigén jelenlétét.

Sokszor a gyorsaság mellett az egyszerű, akár az orvosi rendelőben való kivitelezhetőség a döntő, mint pl. az A csoportú streptococcusok antigének felsőlégúti váladékból, vagy chlamydia antigének nemi szervek váladékaiból történő kimutatása esetén. E célokra számos módszert alkalmaznak (latex agglutináció, optikai immunassay, kromatográfiás immunassay). Ezek fajlagossága általában kielégítő, így a pozitív eredmény valóban értékes lelet. A módszerek viszonylag alacsony érzékenysége miatt azonban a negatív eredmény más, érzékenyebb módszerekkel megerősítendő.

A legkülönbözőbb mikrobiális antigének laboratóriumban történő kimutatására a leggyakrabban az enzim kötésű immun assay (ELISA) módszer változatait használjuk. Ezek előnye, hogy viszonylag gyorsak, mindössze néhány órát és viszonylag kis felszereltséget igényelnek, nagy mintaszám esetén rendkívül jól automatizálhatóak, akár zárt rendszerben is működtethetőek a személyzet fertőzését csökkentendő, és kvantálhatóak. Alkalmazására példa lehet a Clostridium difficile toxinjainak, vagy rotavírusok kimutatása székletből.

Egyes mikrobákra jellemző antigéneket kimutathatunk azok kitenyésztése után is, így igazolva azonosításukat vagy éppen kórokozó természetüket. Ide tartoznak a különböző, általában tárgylemez agglutinációval vagy latex agglutinációval végzett szerotipizálási eljárások. Ezek során a specifikus antitesteket hígítva, vagy latex szemcsék felületére kötve adjuk a vizsgált mikroba szuszpenziójához. A szabad szemmel is látható agglutináció jelzi az antitestnek megfelelő antigén, pl. sejtfal, tok vagy csilló antigén jelenlétét. A sejthez nem kötött antigének, pl. toxin antigének tenyészetből történő kimutatására, hasonlóan közvetlenül a mintából történő kimutatásukhoz, elsősorban ELISA módszert használunk.

A kórokozókra specifikus gének kimutatása

Ez a diagnosztikának talán a leggyorsabban fejlődő ága, melynek során abból a feltételezésből indulunk ki, hogy a kórokozóra specifikus szekvenciák jelenléte igazolja az organizmus aktuális (vagy korábbi) jelenlétét. Bármilyen formáját alkalmazzuk e módszereknek, minden esetben az ismert, keresett szekvenciával komplementer oligonukleotidokat használunk akár próbaként (hibridizációs eljárások) akár primerként (amplifikációs eljárások). Ez természetesen, legalábbis elvileg, szabad kezet ad a fajlagosság megválasztása tekintetében: a próba vagy a primerek lehetnek klón-, típus-, faj-, genus-specifikusak, vagy ha éppen általában, bármilyen mikroba jelenlétének kimutatása a cél, baktériumspecifikusak attól függően, hogy mennyire konzervált génszakaszt célzunk meg az eljárás során.

A különböző hibridizációs teszteknélegy jelölt oligonukleotid szekvenciának a vizsgált mintához való kötődése révén igazoljuk a keresett mikroba (pontosabban az által hordozott komplementer szekvencia) jelenlétét. Az eredetileg egyeduralkodó izotópos jelölést egyre inkább kiszorítják a kromogén anyagok. Ez néhány esetben már oly mértékben egyszerűsíti az eljárást, hogy az akár egy jól felszerelt orvosi rendelőben is elvégezhető. A vizsgálati anyag lehet maga a beküldött minta, egy előtenyésztett kultúra üledéke, egy megfertőzött sejttenyészet, vagy azonosítás céljából a már kitenyésztett mikrobából készült szuszpenzió. A teszt végezhető makroszkóposan, ún. spot (folt) teszt formájában, de lehetőség van a mintán belül a kórokozóra fajlagos szekvencia mikroszkópos lokalizációjára is, azaz in situ hibridizációra. Ennek során alkalmazhatunk – akár hisztológiai festésekkel kombinálva – kromogén jelölést, pl. szövettani készítményben vagy kenetben vírusok által fertőzött sejtek kimutatására. Újabban terjed az UV-mikroszkópot igénylő, UV-fényben gerjedő festékkel jelölt oligonukleotid próbákat alkalmazó fluoreszcens in situ hibridizáció, a FISH módszer. Egyes hibridizációs módszerek lehetőséget adnak semikvantitatív kiértékelésre.

Jelenleg már számos, a cél-szekvencia megsokszorozásán alapuló, amplifikációs eljárás ismeretes, de e legelterjedtebb még minding a hagyományos PCR, és annak különböző változatai. Ezek érzékenysége általában jelentősen meghaladja a hibridizációs módszerekét, több teszttel akár 1-2 sejt jelenléte is detektálható lehet a mintában. Ez lehet óriási előny, de hátrány is: nem minden esetben bír az alacsony csíraszám klinikai relevanciával. Az amplifikációs módszerek előnye, hogy velük, több primer párt, ún. multiplex rendszereket használva, több fertőző ágens jelenlétét tudjuk egyidejűleg vizsgálni.

A módszerek relatíve gyorsak, maguk a tesztek ritkán igényelnek néhány óránál több időt. E tekintetben azonban figyelembe kell venni, hogy ez akkor igaz, ha a tesztek tényleges megkezdésétől mért időt számítjuk. Legtöbb laboratórium az igényelt vizsgálatokat összevárja, és nem minden molekuláris tesztet futtat minden nap. Részint a vizsgálati idő lerövidítése, részint a mennyiségi értékelés lehetősége miatt volt nagy jelentőségű az olyan kvantitatív eljárások, mint a valós idejű(real time) PCR bevezetése. Ezekkel az utóbbi időben egyes betegségek döntő, máshogy nem, vagy csak nehezen vizsgálható aspektusairól kaphatunk a kezelést, prognózist meghatározó információkat (pl. „virus-load” vizsgálatok HIV- vagy hepatitis C-fertőzésben).

Úgy a hibridizációs, mint az amplifikációs eljárások egyre jobban automatizálhatóak. Hátrányuk még mindig jelentős költségük, eszköz és speciális („nukleinsav-mentes”) helyiség igényük. A szakirodalmat olvasva úgy tűnhet, hogy gyakorlatilag minden elképzelhető mikroorganizmusra rendelkezésre áll már molekuláris detektáló módszer. Figyelembe kell azonban venni, hogy ezek többsége egyelőre „csak” tudományos közleményben leírt, nem validált, „házi” eljárás. Ezeknek csak egy töredéke kapható a kereskedelmi forgalomban (azaz legalább egy cég belső minősítésén már „átment”), és még sokkal kevesebb azok száma, melyek rendelkeznek valamely mérvadó, független egészségügy hatóság (pl. az USA Food and Drug Administration, FDA) nagy mintaszámon alapuló jóváhagyásával. Mindezzel együtt nem nehéz megjósolni, hogy a már jelenleg is széleskörű alkalmazás mellett is a molekuláris módszerek a jövő egyik fontos, ha nem a legfontosabb útját jelentik.

Virulencia (faktor) kimutatás

E vizsgálatok során valamely virulencia faktor (általában toxin) tényleges aktivitását mutatjuk ki élő célsejteken vagy kísérleti állatokban (pl. Clostridium difficile toxin aktivitás kimutatása széklet szuszpenziójából vagy Clostridium botulinum toxin kimutatása vérsavóból és ételmintából). A módszerek kellő fajlagosságát azzal tudjuk biztosítani, hogy az észlelt toxikus hatást – párhuzamos tesztben – specifikus antitestekkel gátolni tudjuk. Természetesen e módszerek elsősorban referencia laboratóriumok eszköztárában lelhetőek fel, egyéb laboratóriumok igyekeznek alternatív (pl. antigén detektáláson alapuló) eljárásokat alkalmazni e fertőzések diagnosztikájában.

Tenyésztés

Számos, az orvosi gyakorlatban előforduló kórokozó (a baktériumok többsége) tenyészthető. A „tenyészthető” kifejezést általában az in vitro, táptalajon(-ban) szaporodó mikrobákra használjuk. A csak élő sejtekben, sejttenyészetekben, esetleg kísérleti állatokban szaporodó vírusok, illetve obligát intracelluláris baktériumok (pl. chlamydiak, rickettsiák) által okozott fertőzések felismerésére, tekintve az eljárások állat-, sejt- és berendezésigényét, a legtöbb laboratórium ha csak lehet más, (molekuláris, immunológiai vagy szerológiai) módszert alkalmaz. Egyes, egyébként tenyészthető mikrobák rutinszerű szaporítását különösen veszélyes voltuk miatt próbáljuk elkerülni alternatív diagnosztikai eljárások alkalmazásával (pl. francisellák, coxiella, számos vírus). A tenyésztést ritkán alkalmazzuk a parazitológiában (pl. a Trichomonas vaginalis, amőbák szaporíthatóak in vitro). Ugyanakkor a legtöbb bakteriális és gombás fertőzés igazolásában a tenyésztés, egyéb módszerekkel kiegészítve, még ma is a leggyakrabban alkalmazott diagnosztikai módszer.

Mindenképpen a tenyésztés jelenti egy adott mikroba vizsgálati anyagban való jelenlétének legegyértelműbb igazolását: „ha kitenyészett, ott volt” (ha csak nem szennyezés történt – nem ritka dilemma a diagnosztikai munkában). Előnye, hogy módot nyújt kvantitatív interpretálásra (egy feltételezett kórokozó aránya a normál flóra többi tagjához viszonyítva – pl. egy felső légúti minta esetén, vagy éppen abszolút értékben: pl. mekkora a csíraszám a vizeletmintában). Gyakorlatilag ez az egyetlen eljárás, mely után lehetőség van az antibiotikum-érzékenységvizsgálatáraés a járványügyi célból történő tipizálásra.

A tenyésztés időigénye a mikroba típusától, fajától függően jelentősen változik. A legtöbb baktérium esetén ez minimum egy napot, azonosításuk és antibiotikum érzékenységi vizsgálatuk szerencsés esetben további egy napot igényel csak, bár vannak ettől sokkal hosszabb, napokig, akár hetekig tartó inkubálást igénylő mikrobák is (pl. brucellák, több gomba faj, számos Mycobacterium faj). Természetesen, ha a klinikusnak ilyen kórokozóra van gyanúja, azt a laboratóriummal meg kell osztani a túl rövid inkubációs idő által okozott álnegatív eredményt elkerülendő.

A táptalajok (idegen szóval médiumok) hivatottak a mikrobák tápanyagigényét in vitro kielégíteni. Lehetnek folyékonyak, szilárdak, és ún. félkemény (szemiszolid) táptalajok. A szaporodó mikrobák a folyékony táptalajt fátyolossá, zavarossá teszik, míg szilárd médiumokon a baktériumok, élesztőszerű gombák telepek formájában növekednek. A telepek morfológiája jellemző lehet a genusra vagy fajra, így az az azonosítás egyik fontos tényezője (2.4.3. ábra).

A telep sejtjei egyetlen sejtből származó populációt képviselnek, egy faj azonosítására csak ilyen homogén populáció sejtjeit lehet felhasználni. Egy vegyes, azaz több faj reprezentánsait tartalmazó tenyészetből (pl. széklet, felső légúti váladék) tehát először a „kórokozó-gyanús” telepeket továbboltva „tiszta” tenyészetet kell létrehozni az identifikáláshoz – ez természetesen megnyújthatja az eredmény kiadásának idejét.

A Táptalajok fajtái

Eltekintve a főleg tudományos vizsgálatokban használt, pontosan ismert szén- és nitrogénforrást, pl. glükózt és N-tartalmú sókat, esetleg aminosavakat és vitaminokat tartalmazó táptalajoktól (definiált táptalajok, minimál táptalajok) a diagnosztikai gyakorlatban azok alapja valamilyen komplex szerves anyag – pl. hús – kivonata, főzete: gyakorlatilag valamilyen „húsleves”, angolul nutrient broth. Ez természetesen kiegészíthető az igényesebb mikrobák számára egyéb, különleges tápanyagokat tartalmazó szervek, pl. állati agy főzetével, élesztő kivonatával, fehérje hidrolizátumokkal vagy vitaminokkal, növekedési faktorokkal. Ma már nem az alapanyagokból főzzük ezeket a táptalajokat, a kereskedelmi forgalomban porított formában kaphatóak.

A folyékony táptalajokat az agar-agar (röviden „agar”) tengeri moszatból kivont poliszacharidokkal szilárdíthatjuk meg. Ennek 1,5–1,7% koncentrációja által biztosított szilárdság már a legtöbb baktérium esetén elegendő a telepképzéshez. A mindennapi laboratóriumi szóhasználatban a szilárd táptalajt általában „lemeznek”, a megszilárdított húslevest tartalmazót „agar lemeznek” hívjuk – jóllehet maga az agar-agar önmagában nem bír tápértékkel. Mint azt már a Morfológia fejezetben a csillók tárgyalásakor említettük, egyes, rendkívül aktív mozgásra képes fajok, mint pl. a Proteus mirabilis, még ezen a táptalajon is képes a mozgásra, az ún. rajzásra (lásd 2.112. ábra, B). A legtöbb csillós faj mozgásához azonban ún. félkemény, 0,5–07% agar koncentrációjú táptalaj kell, a gyakorlatban ezt használjuk a mozgás, csillóképzés fenotípusos kimutatására.

A táptalajok tovább gazdagíthatóak pl. 5–10% natív vér (általában birka, esetleg ló, nyúl vagy emberi vér) hozzáadásával. Az ún. véres agar lehetővé teszi a különböző hemolítikus aktivitással rendelkező anyagok termelésének kimutatását. A telepek körüli teljes vér-oldást béta hemolízisnek (2.4.3. ábra, B) nevezzük, míg a hemoglobin lebontásából származó zöldesen pigmentált zóna a telepek körül az alfa hemolízis (2.4.3. ábra, C). (Nehezen érthető okokból szokták a hemolízis hiányát gamma típusú hemolízisnek is nevezni). A főzött vért tartalmazó, tápanyagokban még gazdagabb táptalaj a csokoládé agar.

2.4.3. a. ábra. A baktériumtelepek morfológiája. a: vegyes tenyészet, különbözô morfológiájú telepek. b: alfa haemolysis, c: béta haemolysis

2.4.3. b. ábra.

2.4.3. c. ábra.

A táptalajokat kiegészíthetjük a baktériumok között különböző biokémiai reakcióik, képességeik alapján különbséget tevő szubsztrátokkal, indikátorokkal, melyek általában a telepek ilyen-olyan elszíneződését eredményezik. Ezeket az ún. differenciáló táptalajokat kiterjedten alkalmazzuk a vizsgálati anyagok feldolgozása során, tekintve, hogy lehetőséget teremtenek a megjelenő telepek egy-két biokémiai bélyeg (pl. laktóz bontás képessége) alapján történő előzetes szűrésére.

Vegyes flórát tartalmazó minták, elsősorban széklet feldolgozása során gyakran ún. szelektív táptalajokat használunk. Folyékony formában ezeket szelekítv dúsító médiumoknak nevezzük. Céljuk, hogy a normál, kísérő flóra gátlása mellett a keresett kórokozó növekedését ne gátolják, annak feldúsulását okozva. A szelektivitás alapja általában valamilyen olyan vegyszer jelenléte pl. epesav vagy sói, melyekre a kórokozó pl. salmonellák sokkal kevésbé érzékeny, mint a kísérő flóra tagjai. Hasonló okokból szokás a koleragyanús mintát lúgos peptonvízben előinkubálni („dúsítani”) elősegítendő a magas pH-t jól toleráló Vibrio cholerae szelektív növekedését. A néhány órán át dúsított mintákat oltjuk ki differenciáló, illetve szelektív differenciáló táptalajokra, mely utóbbiak a differenciálás alapjául szolgáló szubsztrátok mellett szintén tartalmaznak a normál flórát gátló anyagokat. Antibiotikumok hozzáadásával is tehetünk táptalajokat szelektívvé. E módon elérhető a Gram-negatív vagy Gram-pozitív flóra szelektív visszaszorítása, vagy pl. csak egy relatíve szűk csoport (pl. MRSA) kitenyésztése.

Gyakran fordul elő, hogy a mintában az előre nem ismert potenciális kórokozó(k) csíraszáma akár olyan alacsony is lehet, hogy egy egyszerű leoltás (ilyenkor a néhány 10–100 μl-ben lévő baktériumokat fogjuk csak kitenyészteni) nem hozna eredményt. Ilyenkor a mintát először (vagy a közvetlen szilárd táptalajokra oltással párhuzamosan) tápanyagokban rendkívül gazdag, folyékony dúsító táptalajokba oltjuk. Természetesen ennek csak olyan minták feldolgozása esetén van értelme, ahol a kórokozó mellett várhatóan nincs kísérő, normál flóra. A várható kórokozótól függően hosszabb-rövidebb dúsítás után e táptalajokból kíséreljük meg lemezekre oltva a patogén kitenyésztését. A vérmintákat minden esetben dúsítjuk (ezt nevezzük hemokultúrának), és a sebváladékok, punktátumok többségénél is az előzetes (szilárd táptalaj előtti) dúsítás növeli a „találati valószínűséget”.

A mikrobák azonosításában felhasznált biokémiai markerek vizsgálatához is, az esetek többségében, a sejtek osztódása, aktív metabolizmusok szükséges. Amennyiben a táptalajt arra használjuk, hogy benne vagy rajta egy már kitenyésztett mikrobának valamilyen biokémia tulajdonságát vizsgáljuk (pl. cukorbontás) indikátor, vagy „biokémiai” táptalajról beszélünk. Ha egy táptalajon több biokémiai tulajdonság is vizsgálható, azt politróp táptalajnak nevezzük (pl. a TSI – Triple sugar-iron agar). A mikrobák identifikálása a gyakorlatban e reakciók sorozata alapján történik. Ma már ezek egyrészt panelek formájában kaphatóak (pl. API rendszer), illetve jól automatizálhatóak (pl. Vitek-rendszer).

Minden olyan mintát, melyben anaerob kórokozók jelenlétére (is) számítani lehet (sebváladékok, punktátumok, általában vér), anaerob módon, speciális táptalajokon is fel kell dolgozni, esetleg dúsítani. Az oxigénmentes környezetet légmentesen lezárt, az oxigént kémiailag megkötő vegyszereket tartalmazó dobozokban („anaerob jar”), esetleg az egész munkafolyamat számára légmentes környezetet lehetővé tevő anaerostatokban biztosítjuk. Az anaerob tenyésztés, identifikálás gyakran hosszabb időt vesz igénybe, mint az legtöbb aerob mikroba azonosítása. Nem ritka, hogy a végleges, anaerob tenyésztés eredményét is tartalmazó mikrobiológiai diagnózist csak napokkal az előzetes, „aerob lelet” után kapja kézhez a klinikus.

A vírusok tenyésztéséhez élő sejtre van szükségünk. Természetesen e módszerek legegyszerűbbjeihez is felkészült virológiai laboratóriumra van szükség.

A vírusok tenyésztése

A vírusokat gyakran in vitro tenyészett sejteken szaporítjuk. A sejtkultúrák több formáját használhatjuk. A primer tenyészetek állati szövetekből, humán embrióból indíthatóak, és korlátozott osztódás számig tarthatóak fent. Előnyük, hogy a sejtek fiziológiás tulajdonságaikat megtartják. Például a HIV tenyészthető perifériás vér mononukleáris sejtjeiből indított tenyészetben. A diploid sejtvonalak mintegy 50–60 osztódásig fenntartható, általában fibroblaszt jellegű sejtek, melyek embrionális tüdőből, tonsillából, bőrből indíthatóak. Igen sokféle vírus tenyésztésére alkalmasak. A folyamatos sejtvonalak változatos emberi és állati, általában tumoros eredetű immortalizált sejtekből állnak. A Vero majomveséből, a HEp-2 emberi gégerákból, a HeLa humán cervix carcinomából, a CHO kínai aranyhörcsög ováriumból származik. Vannak olyan sejtvonalak (pl. MDCK – kutya vese, T84 – emberi colon adenocarcinoma), melyek megfelelő körülmények között tenyésztve képesek differenciálódni, polarizálódni elősegítve egyes ezt igénylő vírusok tapadását.

A tenyészetek beoltása előtt a mintában lévő baktériumokat, gombákat antibiotikumokkal, esetleg éteres kezeléssel pusztítjuk el, bár az utóbbi eljárás a burokkal rendelkező vírusokat is inaktiválhatja.

Azon vírusok esetén, melyek citopátiás hatással rendelkeznek, a tenyészetben létrejövő alaki változások, órisás sejtek, többmagvú sejtek, zárványok, synctitium képzés a gyakorlott vizsgáló számára már komoly útmutatást jelentenek. Hasonlóképpen iránymutató a sejtpusztulás, annak dinamikája, morfológiája.

A vírus sejtekben történő kimutatása, pontos azonosítása antigénjeinek vagy nukleinsavjának detektálásán alapul. Speciális eljárás a hemagglutininjeiket a fertőzött sejt felszínére transzportáló vírusok (pl. paramyxo-, és orthomyxovírusok) esetén azok kimutatása megfelelő vörösvérsejtek segítségével. Ezek az ún. hemadszorptio során a fertőzött sejtek felszínéhez tapadnak.

A sejttenyészetek mellett egyes esetekben még ma is szükség van állatoltásra, a vírus álaltokban való tenyésztésére. Ilyen pl. a rhabdovírusok, enterovírusok a szopósegerek oltása, illetve alkalmazásuk a Coxsackie A és B vírusok elkülönítésére.

A 7–12 napos embrionált tojást már kiterjedtebben alkalmazzák. Egyszerűbb dolgozni vele, mint állatokkal, immunológiailag inaktív, saját flórával nem rendelkezik. A szaporítandó vírustól függően a minta oltható a chorioallantois membránra (pl. herpes simplex, pxvírusok), ahol ezek jellegzetes foltot, „kiütést”, „pock”-ot képeznek. Olthatunk az amnionzsákba (influenza-, és mupsvírus), de e vírusok a tojáshoz történt adaptálódásuk után az allantoisba is olthatóak. Maga az embrio is felhasználható pl. a sárgalázvírus szaporítására. Az embrionált tojás alkalmazása az influenza A vírus vakcina tömegtermelésében a legelterjedtebb.

Indirekt módszerek – Az immunválasz vizsgálata

Az indirekt módszerek során a szervezetnek a kórokozókkal való találkozáskor kiváltott specifikus immunválaszát vizsgáljuk, és ennek kimutatása révén következtetünk a mikroba korábbi vagy aktuális jelenlétére. E diagnosztikai megközelítésnek számos hátránya van a direkt eljárásokkal szemben – nem véletlen, hogy nem ritkán kényszerből, „jobb híján” alkalmazzuk őket. Ilyen kényszer lehet például, ha a kórokozó egyáltalán nem tenyészthető, vagy ha tenyésztése sokkal körülményesebb, mint az immunválasz mérése (pl. számos vírusbetegség esetén). Jelentős hátránya e módszereknek, hogy a specifikus válasz kifejlődése időigényes, egy akut fertőzés során a válasz még nem feltétlenül éri el a detektálható, vagy szignifikáns szintet. Igaz, ez a késedelem előny is lehet: a különböző, a mikrobák által kiváltott immunválasszal összefüggő ún. „utóbetegségek”, mint pl. a Streptococcus pyogenes fertőzés utáni reumás láz, vagy a több enterális fertőzés után létrejövő reaktív arthritis esetén a tünetek észlelésekor az eredeti felsőlégúti, illetve enterális fertőzés már lezajlott. Ilyenkor a mikroba általában már nem, csak a kiváltott immunválasz detektálható.

Magas titerű, azaz intenzív válasz önmagában még nem jelent aktuálisan zajló fertőzést: az történhetett a régmúltban. Ennek eldöntésében segítséget jelenthet a humorális válasz vizsgálatakor, ha az alkalmazott módszer lehetővé teszi annak a különböző Ig osztályokban történő elkülönített vizsgálatát. A magas IgM titer általában akut fertőzésre utal, míg annak hiánya magas IgG jelenlétében inkább egy korábbi fertőzés mellett szól. Az akut fertőzés igazi bizonyítéka a titer minimum négyszeres emelkedésének kimutatása: igaz, ehhez 7–10 nap időközzel levett minták összehasonlító vizsgálata szükséges. Természetesen akut betegségben és döntéshelyzetben az eredmény inkább csak utólag erősíti meg vagy cáfolja a megkezdett kezelés helyességét – bár ennek értékét sem szabad alábecsülnünk.

További hátrányt jelent, hogy nehéz megbízhatón elkülöníteni a tényleges fertőzés, az esetleges védőoltás és a más, esetleg rendszertanilag távoli mikrobákon jelenlévő hasonló, keresztkapcsolatokat mutató, ún. heterofil antigének által kiváltott válaszokat. A vakcina zavaró hatására példa lehet bizonyos típusú hastífusz elleni oltásokat követő szerológiai vizsgálat, vagy a tuberkulózis elleni vakcina után végzett bőrpróba. Bélbaktériumok gyakran hordoznak heterofil antigéneket melyek, a beteget kolonizálása során a későbbi (pl. brucella vagy rickettsia fertőzés gyanúja esetén végzendő) szerológiai vizsgálatban reakciót adó ellenanyagok termelését válthatják ki.

Kétségtelen előnyük e módszereknek, hogy remekül alkalmazhatóak egy populáció adott kórokozóval történt „átfertőzöttségének” megállapítására, az ún. szeroepidemiológiai vizsgálatokra.

A celluláris válasz vizsgálata

Ennek in vitro vizsgálatára a technikai nehézségek miatt rutin szerűen ritkábban kerül sor, mint az antitestek vizsgálatára. Mindemellett pl. a tuberkulózis diagnosztikájában egyre gyakrabban alkalmazzuk a vizsgált személy limfocitáinak antigén stimulus utáni inteferon gamma termelését mérő eljárásokat (IGRA – Interferon Gamma Release Assay, pl. a Quantiferon teszt). A specifikus T sejtes válasz jelenlétét vizsgálhatjuk in vivo is. Ennek során a kórokozóval való találkozást a késői túlérzékenység kimutatásával, bőrpróbával (pl. tuberkulózis esetén a tuberkulin vagy Mantoux teszt, lepra esetén a lepromin teszt) valószínűsítjük.

A humorális immunválasz vizsgálata

Ezeket nevezzük szerológiai vizsgálatokak. E tesztek többsége lényegesen egyszerűbb, mint a T sejtes válasz méréséé. Tekintve, hogy a humorális válasz néhány olyan fertőzésben is kifejlődik, ahol a védekezés szempontjából sokkal hatékonyabb a celluláris oldal (pl. brucella vagy Salmonella Typhi fertőzések, számos vírus infekció), a szerológiai eljárások ezek diagnosztizálására is felhasználhatóak. Az eljárások során a beteg szérum mintájának általában sorozathigításait vizsgáljuk. A legnagyobb hígítás, ahol még – módszertől függő módon – észleljük a keresett reakciót adja a minta titerét.

Térhálót eredményező módszerek

Az alkalmazott módszerek többsége két nagy csoportba sorolható. Az első csoportba azok az eljárások tartoznak, ahol a pozitív reakciót az antigén és az ellenanyag között kialakuló térháló jelenti. Természetesen ehhez úgy az antigénnek, mint az antitestnek legalább két kötőhellyel kell rendelkezni, ami némileg behatárolja az alkalmazási területüket. Az eljárásokkal korlátozottan tudunk csak az egyes Ig osztályok között különbséget tenni: ma már alig használt eljárás a szérum merkaptoetanol kezelése, amivel az IgM reaktivitása eliminálható az IgG-é megtartása mellett. E reakciók általában mutatják az ún. „zóna jelenséget” is, azaz előfordulhat, hogy a beteg savójában olyan sok a fajlagos ellenanyag, hogy hígítatlanul, vagy alacsony hígításokban még nem ideális az antigén: ellenanyag arány: itt reakciót nem látunk. Ha tehát csak alacsony szérum hígításokat vizsgálunk (pl. spórolás miatt), tévesen azt a következtetést vonhatjuk le, hogy a beteg nem rendelkezik ellenanyagokkal, jóllehet épp az ellenkezője igaz, a szérum mintát tovább hígítva a reakció pozitívvá válna.

Vizes közegben, ha az egyik komponens legalább „sejtnyi méretű”, a térháló megjelenését szabad szemmel látható agglutináció formájában észleljük. Az agglutináció alkalmazásáról korábban volt már szó a szerotipizálásnál. A módszer kvantitatív változata a cső agglutináció: A beteg szérumának csövekben történő sorozathígításaihoz adjuk a vizsgálandó antigént (pl. O, K vagy H antigént) hordozó mikroba sejtek szuszpenzióját, majd inkubálás után azt vizsgáljuk, hogy melyik az a legnagyobb higítás, amelyben még látható agglutináció. A róla elnevezett eljárást eredetileg F. Widal alkalmazta a XIX. század végén hastífuszos betegek specifikus antitestjeinek vizsgálatára, de a Widal-típusú csőagglutinációt számos más kórkép felismerésére is használunk, illetve használtunk a múltban (pl. yersiniozis, brucellozis, rickettsia fertőzések).

Ha olyan ellenanyag mennyiségét kívánjuk vizsgálni, mely nem korpuszkuláris méretű antigénre fajlagos, az antigént előzetesen „sejtnyi méretűvé növeljük” azáltal, hogy valamilyen nagyobb objektum, pl. vörösvértest felszínére kötjük. Az ilyenkor létrejövő reakciót hemagglutinációként, pontosabban ún. indirekt hemagglutinációként észleljük. Indirektnek azért nevezzük, mert a VVT agglutinációja nem saját epitópjai, hanem egy rákötött idegen antigén miatt jön létre. Az eljárás mikro változatát kiterjedten használjuk a szifilisz diagnosztikájában (lásd TPHA – Treponema Pallidum Haemagglutination teszt).

A térháló géles közegben (pl. agar vagy agaróz gélben) nem korpuszkuláris komponensek (antigén és antitest) között precipitátum formájában alakul ki. E gél-precipitációs eljárásokat a szerológiában már egyre kevésbé alkalmazzuk.

Második antitest alkalmazásán alapuló módszerek

A reakciók másik nagy csoportjánál az antigén és a beteg szérumából származó antitest között kialakult kapcsolatot (azaz a specifikus antitestek jelenlétét) azok antigén természetét kihasználva, egy rájuk fajlagos, valamilyen módon megjelöltmásodik antitesttel tesszük észlelhetővé. A jelölés lehet izotópos, kromogén vagy fluoreszcens. A reakció során az egyik komponens, szerológiai vizsgálatoknál az antigén, egy szilárd fázishoz (műanyag lemezhez vagy gyöngyhöz, tárgylemezhez, sejttenyészethez, szűrőpapírhoz stb) kötött, ami lehetővé teszi a nem kötött antitestek egyszerű eltávolítását, kimosását. Az antigént tartalmazó szilárd fázishoz adjuk a beteg szérumának hígításait. E módszerek előnye, hogy akár monovalens komponensek is résztvehetnek a reakcióban, nincs zóna jelenség, a legtöbb módszer érzékeny, jól kvantálható és több közülük jól automatizálható is. Talán legfontosabb előnyük, hogy a második, tehát a beteg antigénhez kötött antitestjével reagáló antitest helyes megválasztásával kényelmesen tudjuk elkülöníteni a különböző Ig osztályokban, akár alosztályokban megjelenő válaszokat.

Úgy az izotópos, mint a fluoreszcens jelölésű immunológiai módszereket sokkal kiterjedtebben használjuk antigének kimutatására, mint az immunválasz mérésére. Alkalmazásuknak határt szab az izotópok esetén speciális laboratórium igényük, illetve a fluoreszcens eljárások nehezebb kvantálhatósága, a némileg szubjektív értékelés és a jelentős gyakorlat-igény. Az immunfluoreszcencián alapuló szerológiai eljárásokat máig használjuk egyes vírus fertőzések elleni válasz mérésére, a vírussal fertőzött sejttenyészetekhez adva a beteg higított savóját.

A kromogén rendszereknél a jelölés olyan enzimmel (általában tormagyökér peroxidázzal vagy alkalikus foszfatázzal) történik, melyek képesek valamilyen színváltozással járó reakciót katalizálni, aminek intenzitása fotométerrel mérhető. Az ELISA-n alapuló szerológiai módszerek során a lemezeket közvetlenül, vagy egy antitest segítségével adszorbeált antigénnel érzékenyítjük, és ezen vizsgáljuk a beteg szérumának hígításait. Egyszerűsíthető és gyorsítható a módszer (az ár csökkentéséről nem beszélve), ha előre kalibrált módon csak egyetlen higítást vizsgálva az azzal kapott színreakció intenzitásából következtetünk az antitestek mennyiségére. Egyre terjednek azok a tesztek, ahol a titer pontos meghatározására helyett, vizsgálandó Ig osztályonként egyetlen hígításból kapunk „pozitív”, „negatív” és „köztes” eredményt.

Az ELISA módszernek számos bonyolult változata is ismert (pl. a kompeptitív ELISA-k, az antigén-antitest kapcsolat erősségét, illetve az ellenanyag aviditását mérő rendszerek) melyek tárgyalása meghaladja e fejezet kereteit.

A western-blot reakcióknál a szilárd fázis egy előzetesen elektroforézissel alkotórészeire csíkok formájában szétválasztott antigén keverék speciális szűrőpapírra másolva. A beteg savójával ezen végzett immunreakcióval pontosan megállapítható, hogy az antigén keverékből annak mely komponensivel szemben rendelkezik a beteg ellenanyaggal. A módszert gyakran használjuk a szűrővizsgálatként remek ELISA pozitivitása után az eredmény megerősítésére (pl. HIV vagy Treponema pallidum fertőzés gyanúja).

Egyéb szerológiai módszerek

Vannak szerológiai reakciók, melyek nem sorolhatóak be az előző két nagy csoportba. Technikai igényességük, az átlagos vizsgálatokét meghaladó pontosságigényük miatt, ha csak lehet (nem mindig lehet), ma már más alternatív módszereket (elsősorban ELISA-t) használnak helyettük. Ebbe a csoportba sorolható például a komplement kötési reakció. Ennek során a beteg szérumában jelenlévő specifikus antitestek az antigénnel az ún. „fő reakcióban” reagálva felhasználják a rendszerhez adott komplementet, aminek következtében abból nem marad az ún. „indikátor reakció” számára: a specifikus ellenanyagokkal előzetesen érzékenytett vörösvértestek feloldásához. A beteg savójának adott hígításánál a hemolízis elmaradása azt jelzi tehát, hogy abban még a vizsgált antigén ellen volt ellenanyag. A módszer alkalmas számos vírus, vagy pl. a mycoplasmák elleni válasz vizsgálatára.

Az ún. neutralizációs tesztek közé tartoznak a vírus hemagglutináció gátlás tesztek. Olyan vírusok esetén alkalmazható (pl. influenza, rubeola), ahol a vírus célsejthez való kötődése modellezhető annak VVT-khez való kötődésével, és a vérsejtek következményes összecsapódásával. A teszt során ezt a modellt próbáljuk gátolni a beteg savóinak hígításaival. Előnye, tekintve a reakcióban szereplő virális antigéneknek (adhezinek) a fertőzésben betöltött kulcsszerepét, hogy az ellenük termelt ellenanyagok jelenléte nem csak a fertőzés tényét igazolja, de a védettséget is valószínűsíti.

Az antimikrobás szerek elleni érzékenység vizsgálata

A gyakorlatban ezt majdnem minden, tenyésztéssel igazolt bakteriális fertőzés esetén megkíséreljük, és egyre gyakrabban tesszük (nem utolsó sorban a terjedő rezisztencia miatt) szisztémás gombás fertőzéseknél is. Vírusok esetén, a tenyésztés igénye, és a rendelkezésre álló szerek korlátozott volta miatt erre csak esetenként, speciális laboratóriumokban kerül sor.

A baktériumok antibiotikum érzékenységének vizsgálatára az esetek többségében a korong diffúzión alapuló, semikvantitatív módszerrel kerül sor, mely általában az „érzékeny – mérsékelten érzékeny – rezisztens” eredmények kiadását teszi lehetővé (2.4.4. ábra, A).

2.4.4. a. ábra. Az antimikrobás szerek elleni érzékenység vizsgálatának módszerei. A (b) és (c) panelen a sárga nyíl az antibiotikum koncentráció csökkenésének irányát, a piros a MIC értéket mutatja. Magyarázatot lásd a szövegben

2.4.4. b. ábra.

2.4.4. c. ábra.

Lehetőség van egyes szerekkel szemben a kvantitatív vizsgálatokra is. Néhány esetben ennek klinikai relevanciája is van, lásd pl. a Streptococcus pneumoniae penicillin érzékenységét különböző kórképekben. A kérdéses antibiotikumból csőben, mikrotiter lemez lyukaiban (2.4.4. ábra, B) vagy szilárd táptalajban végezhető a sorozathígítás, melyhez a vizsgálandó baktérium pontosan meghatározott csíraszámát adjuk. A legkisebb koncentráció (μg/ml vagy újabban mg/L), mely még gátolja a mikroba növekedését az ún. minimális gátló koncentráció (Minimal Inhibitory Concentration, MIC). Jelentősen egyszerűsíti a vizsgálatot (és növeli a költségeket) a hossztengelye mentén pontosan titrált, növekvő koncentrációjú antibiotikumot tartalmazó E-tesztek (2.4.4. ábra, C), illetve a MIC értéket meghatározó automaták alkalmazása. Mindezen módszerek technikai részleteit illetően lásd a mikrobiológiai gyakorlatok anyagát.

Mint majd látni fogjuk, egy mikroba sok esetben többféle, különböző hatékonyságú mechanizmussal lehet rezisztens egy szerrel szemben. A mechanizmusra esetleg (közel sem mindig) lehet következtetni a több hasonló szerrel szemben mutatott rezisztenciák összehasonlítása vagy a MIC értékek alapján. Sok esetben azonban ehhez speciális (általában még több időt igénylő) vizsgálatok szükségesek. Az igazi gondot az jelenti, hogy számos esetben az egyszerű szemikvantitatív, de néha még a mennyiségi módszerek sem fedik fel a tényleges rezisztenciát, mint azt gyakran látjuk pl. a különböző, különosen az újabban terjedő, béta-laktám rezisztencia mechanizmusok esetén (lásd később). Sajnos a rezisztenciavizsgálatok során meglehetősen egyszerűsített in vitro vizsgálatok eredményeiből próbálunk következtetések levonni egy antibiotikummal szemben mutatott in vivo rezicsztenciára, annak klinikai alkalmazhatóságára nézve. Ma már tudjuk, hogy esetenként ettől el kell tekintenünk, és a laboratórium a kapott rezisztencia eredményeket nem csak mechanikusan közli a klinikussal, hanem interpretálnia kell azokat. Gyakori, hogy a laboratórium egy izolátum esetében az adott antibiotikumcsoporttal szemben in vitro mutatott, esetleg félrevezető érzékenységi eredmény közlése helyett a klinikust egy rezisztenciamechanizmus meglétéről tájékoztatja. Erre ma már mindennapi példa, hogy függetlenül attól, hogy az adott izolátum in vitro érzékenységet mutatott-e vagy sem egyes béta laktámokkal szemben, a klinikus felé azt közöljük, hogy a törzs az ezeket bontani képes enzimeket termel (ESBL – extended spectrum beta-lactamase – lásd később) vagy ezek hatékonyságát meggátló mutációval rendelkezik (pl. Methicillin Rezisztens Staphylococcus aureus, MRSA).

A mikrobiológiai diagnosztika időigénye és a kezelés megkezdése

Az e fejezetben ismertetett eljárások leggyakoribb sorrendjét, időigényét és az antibiotikum kezeléshez való viszonyát a 2.4.5. ábra, A részefoglalja össze.

2.4.5. ábra. A mikrobiológiai vizsgálatok idôigénye. a: a leggyakrabban használt módszerek idôigénye, b: a leggyakoribb vizsgálati anyagok esetén a végleges mikrobiológiai diagnózishoz szükséges minimális idô. A színes nyilak az adott minta esetén a negatív eredmény kiadásához szükséges minimális idôt jelzik. (Az adatok tájékoztató jellegûek, ettôl egyes kórokozók vagy laboratóriumok esetén lehetséges akár jelentôs eltérés is)

Látható, hogy az antibiotikumokkal szemben mutatott érzékenységre vonatkozó, annak tényleges vizsgálatán alapuló információ általában az utolsó, ami rendelkezésre áll, minimum 2 nappal (de esetenként akár lényegesen többel) a minta beküldése után. Ugyanakkor az antimikrobás kezelés megindításával nem várhatjuk meg a végleges mikrobiológiai eredményt. A legtöbb fertőzés esetén a kezelést a beteg észlelésekor azonnal meg kell kezdeni „empirikusan”, azaz a tapasztalat alapján. Az esetek jelentős részében döntő, esetleg élet-halál kérdése lehet az ilyenkor helyesen megkezdett („eltalált”) kezelés. Tekintve azonban, hogy ekkor még az adott izolátum tényleges in vitro érzékenységi adatai nem állnak rendelkezésre, a kezelés szempontjából ez egy bizonytalan, szürke zóna. Ekkor a kezelő orvosnak, és a vele igény esetén konzultáló mikrobiológusnak két kérdésre kell választ adnia: „Mik az adott kórkép legvalószínűbb kórokozói?, illetve ”Mi e kórokozók legvalószínűbb antibiotikum érzékenysége?”. Az első kérdés megválaszolása elsősorban a tanult ismereteken alapul, a második esetén ehhez járul a tapasztalat, ahol a helyi tapasztalat szerepét is fontos hangsúlyozni. Ismernünk kell az adott kórház, terület, ország jellemző rezisztenciaadatait, hogy a helyes döntést meghozzuk. A helyes döntések meghozatalában pótolhatatlan segítséget nyújthatnak egy-egy életet veszélyeztető, a kezdeti terápiás tévedésre rendkívül érzékeny kórkép esetén (pl. meningitis, szepszis) a gyors, előzetes, később még megerősítést igénylő részeredmények, mint pl. a mikroszkópiáé, antigén kimutatási gyorsteszteké, esetleg a molekuláris módszereké.

Az ábra B paneljén az egyes vizsgálati minták esetén a teljes pozitív eredményhez, illetve a negatív vizsgálati eredményhez szükséges minimális időt tüntettük fel.

Járványtani, tipizáló vizsgálatok

Bár e vizsgálatokat általában nem a klinikai mikrobiológiai laboratóriumok végzik, eredményeik eljuthatnak a gyakorló orvoshoz is, illetve közvetlen hatással lehetnek munkájára, így röviden megemlékezünk róluk. Céljuk, hogy általában egy azonos fajhoz tartozó kórokozó törzsei, izolátumai közötti hasonlóság vizsgálata (azaz tipizálása) alapján valószínűsítsük vagy kizárjuk a közöttük lévő járványtani kapcsolatot. Ennek értelmében, ha a törzsek azonosak vagy nagyon hasonlóak, származhatnak közös forrásból. Ha viszont nagyon különbözőek, biztosan nincs szármázási helyük (pl. beteg, vélt hordozó, élelmiszer, élettelen tárgy stb.) között kapcsolat. Ily módon igazolhatjuk pl., hogy egy osztályon előforduló MRSA fertőzéseket azonos törzs okozta-e és megtalálhatjuk forrását (hogy elimináljuk azt), vagy az esetek egymástól független, sporadikus törzsek által okozottak. Választ kaphatunk olyan kérdésekre, hogy például az adott időintervallumban észlelt salmonellás esetek mind azonos forrásból fertőződtek-e, és honnan. Virulens, antibiotikumrezisztens klónok követhetőek így nyomon akár kontinenseken át.

A fenotípusos vizsgáló módszereket (pl. biotípus, antibiotikum rezisztencia), melyek előzetes eredményként akár egy gondos klinikai labor (vagy klinikus) figyelmét is felhívhatják hasonló törzsek halmozódására, egyre inkább felváltják a molekuláris módszerek. Fontos előnyük, hogy lényegében azonos módszerekkel bármilyen mikroba vizsgálható. Ezek mind a genom bázissorredjének vizsgálatán alapulnak. Vizsgálhatjuk ezt indirekt módon, pl. különböző primereknek a genom-templáthoz történő kapcsolódása során keletkező PCR termékek amplikon-hosszai által adott elektroforetikus minták összehasonlításával. Ugyancsak indirekt eljárás, amikor restrikciós enzimek hasítási helyeinek gyakoriságát, azaz a Restriction Fragment Length Polymorphismot (RFLP) vizsgáljuk. Ez történhet kiválasztott, PCR-rel amplifikált szakaszokon (PCR-RFLP), de történhet a teljes genomon is. Tekintve, hogy utóbbi eljárás nagyon nagy fragmenteket eredményez, elválasztásukhoz speciális elektroforézis, az ún. pulzáltatott mezejű (Pulsed Field Gel Electrophoresis) kell, mely nevének rövidítése (PFGE) az egész tipizáló módszerre „ráragadt”. A fenti eljárások által eredményezett elektroforetikus minták összehasonlítását számítógép végzi és határozza meg ez alapján a törzsek hasonlóságának mértékét.

A direkt eljárások során a mikrobiális (virális, bakteriális stb.) genom szekvenciáinak közvetlen számítógépes összehasonlítása történik. Ezt is végezhetjük csak egy génre korlátozottan, de egyre terjed az ún. Multi Locus Szekvencia Tipizálás, az MLST. Baktériumok esetén ilyenkor általában 7 ún. háztartási (tehát a baktérium metabolizmus szempontjából fontos, nagy változásoknak kevésbé kitett) gén mintegy 6–700 bp szekvenciáit hasonlítjuk össze.

Antibiotikumok és kemoterápiás szerek

A vírusok ellen ható szerek

Kónya József

A vírusellenes hatóanyagok a vírusreplikáció különböző lépéseire hatnak. Szűkebb értelemben a jól meghatározott kémiai struktúrával rendelkező szerves molekulákat, esetleg egyszerű fehérjéket tekintjük hatóanyagnak. Tágabb értelemben ide soroljuk az antivirális immunglobulin-készítményeket, amelyek elsősorban az infektív virionok neutralizálásával gátolják a vírusfertőzés terjedését a szervezetben. A vírusellenes hatóanyagok kifejlesztését jelentősen hátráltatta az a tény, hogy a vírusok – a baktériumokkal ellentétben – a szaporodásuk során többé-kevésbé a gazdasejt bioszintetikus folyamataira vannak utalva, azaz korlátozott azoknak a lépéseknek a száma, amelyeket a résztvevő vírusfehérjéken keresztül szelektíven lehet gátolni. Ebből következik, hogy minél egyszerűbb egy vírus felépítése, szaporodási folyamata, annál kisebb az esély a hatékony antivirális kemoterápia kialakítására. A jelenleg ismert, klinikailag hatékony antivirális szerek a bonyolultabb felépítésű vagy életciklusú víruscsaládok (Herpesviridae, Retroviridae, Orthomyxoviridae) egyes fajaira hatnak. Az antivirális hatóanyagok fejlesztése szempontjából további nehézséget jelent az, hogy a hatásos koncentrációt minden esetben intracellulárisan, azaz a vírusszaporodás helyén kell elérni.

A klinikai hatékonysággal rendelkező szerek a vírusszaporodási folyamat következő szakaszaira hatnak:

Penetráció gátlása

Dekapszidáció gátlása

Virális polimerázok gátlása

Virális fehérjeszintézis gátlása

Poszttranszlációs gátlás, virionok összeszerelődésének gátlása

Infektív virionok kiszabadulásának gátlása

Penetráció (membránfúzió) gátlása

Maraviroc. A CCR5 kemokin receptor és a HIV gp120 közötti kölcsönhatást gátolja. Alkalmazási lehetőségét korlátozza, hogy a CXCR4 HIV variánsokra nem hat.

Enfuvirtid. Szerkezetileg a HIV gp41 36 aminosav hosszú fragmentje, mely gátolja a virion és a gazdasejt membránjának fúzióját. A gp41 kódoló HIV-szekvenciák mutációi miatt könnyen kialakulhat rezisztencia a szerrel szemben.

Dekapszidáció gátlása

Amantadin, rimantadin. Alapszerkezetüket egyedi, 10 C-atomból álló, többszörösen egymásba fonódó gyűrűrendszer jellemzi (2.4.6. ábra).

2.4.6. ábra. Az amantadin és a rimantadin kémiai szerkezete

Csak az influenza A vírusra hatnak, az M2 mátrix fehérjét gátolva. Az M2 protein kationcsatornát képez az influenza A vírus burkában. A penetráció után az influenzavírus bekerül az endoszómákba, ahol a savas vegyhatásra (pH~5) az M2 csatornák aktiválódnak, és protonokat engednek be a virion belsejébe. Ennek hatására a virális genomot hordozó ribonukleoprotein (vRNP) komplexről leválik az M1 mátrix fehérje, ami viszont a virion struktúra felbomlása után lehetővé teszi a vRNP akadálytalan bejutását a gazdasejt magjába. A vírusburokban rögzülő M2 proteint csak az A vírus képez, az influenza B vírusról azt feltételezik, hogy ennek a funkciónak az ellátására egy másik RNS szegmens által kódolt NB fehérje specializálódott, amelynek működésére valószínűleg nem hatnak a fenti szerek. Az amantadinnal és rimantadinnal szemben az M2 protein egyetlen pontmutációjával rezisztencia alakul ki.

Virális polimerázok gátlása

Ide tartozik a legtöbb ismert antivirális szer, amelyek kémiai felépítésük szerint lehetnek nukleozid analógok és nem nukleozid típusú hatóanyagok. A polimerázgátló hatóanyagok általános hatásmechanizmusát a 2.4.7. ábrán és a következő pontokban foglalhatjuk össze:

2.4.7. ábra. Virális polimerázok gátlása (Pol – polimeráz)

Hatásmechanizmus

A nem nukleozid típusú polimerázgátló szerek a sejtbe lépés után közvetlenül kapcsolódnak a megfelelő polimerázhoz és kompetitív antagonistaként gátolják a polimeráz aktivitást. Szelektivitásuk alapja, hogy szignifikánsan magasabb az affinitásuk a virális polimerázhoz, mint a gazdasejtéhez.

A nukleozid analóg szerek fiziológiás körülmények között csak nukleozid formában jutnak be a sejtekbe. Ha nukleotid formában adnánk őket a sejtekhez, akkor is a felvétel előtt defoszforilációval visszaalakulnának nukleoziddá. A gátlószer aktív formája viszont a nukleozidanalóg-trifoszfát (N*TP). A nukleozid analógok sejten belüli foszforilációját ugyanazon enzimek végzik, mint a fiziológiás nukleozidokét. Az első foszforiláció a limitáló (szabályzott) lépés, a résztvevő emzimek az 5’nukleotidáz, a citidin-kináz valamint a timidin-kináz. Az utóbbi lehet gazdasejt eredetű vagy az a-herpeszvírusok által fertőzött sejtekben vírus eredetű. A következő foszforilációs lépést a gazdasejt dAMP-, dCMP-, dGMP- ill. dTMP-kinázai katalizálják, majd dNDP-kináz alakítja ki a szintézishez szükséges nagy energiájú dNTP-t.

Ettől részben eltérő az acikliklus nukleozid-foszfonátok (Np*) aktiválása. Ezek a vegyületek szerkezetileg nukleozid monofoszfátoknak (NMP=nukleotid) felelnek meg. A nukleozid-foszfonátok a defoszforilációval szemben stabilak és jó hatásfokkal jutnak be az intracelluláris térbe. Így elkerülik a limitáló lépésnek számító első foszforilációt, közvetlen szubsztrátjai a gazdasejt redundáns dNMP-kináz majd dNDP-kináz aktivitásának, amelyek végül aktív dNTP analóggá (Np*PP) alakítják.

Az aktív forma kialakulásával a nukleozid analóg antivirális szerek kettős hatást fejtenek ki a nukleinsavak szintézisére vírussal fertőzött sejtben: kompetitíven gátoljáka polimeráz enzimaktivitást illetve alternatív szubsztrátként beépülnek. Az utóbbi hatásnak kétféle következménye lehet: Egyrészt a módosított bázisok miatt instabil DNS molekula alakul ki. A bázispárképződés sérül, ami a DNS genom további replikációját és transzkripcióját akadályozza. Másrészt láncterminációjön létre, sok nukleozid analóg beépülésével lehetetlenné válik a nukleotidlánc további 5’-3’ irányú szintézise, mert az ilyen nukleozid analógoknak nincs 3’OH csoportjuk. A dideoxi-nukleozidok csak abban térnek el a természetes nukleozidoktól, hogy a C3 atomhoz nem kapcsolódik OH csoport. (A láncterminációs elven alapuló nukleinsav-szekvenálás szintén 2,3 dideoxi-nukleotidokkal történik.)

A másik megoldást egyes aciklikus nukleozid analógok képviselik, amelyekben a cukorgyűrű hiányzik (ezért aciklikus). Helyette olyan szerves oldallánc található, amelynek konformációja a dezoxiribóz C1-O-C4-C5-OH részéhez szerkezetileg hasonló. Ha a szerves oldalláncon nincsen alkoholos OH csoport a dezoxiribóz 3’OH csoportjának megfelelő helyzetben (pl. aciklovir, adefovir), akkor láncterminációt okoznak.

A nukleozid analóg antivirális szerek szelektivitása két alapvető mechanizmuson alapulhat: Hasonlóan a nem nukleozid típusú antivirális szerekhez, szignifikánsan magasabb az affinitásuk a virális polimerázokhoz. Azonban már terápiás dózisban is kismértékben hatnak az egészséges sejtek DNS-polimerázaira is, ami miatt az antivirális szer fajtájától és az egyéb gyógyszereléstől függően több-kevesebb gyakorisággal toxikus mellékhatások (pl. vesekárosodás, csontvelőkárosodás, demielinizáció) léphetnek fel. Az aciklovir (lásd később) hatásmechanizmusú vegyületek szelektivitását tovább javítja, hogy nemcsak a virális DNS-polimerázhoz nagyobb az affinitásuk mint a gazdasejtéhez, hanem még az első foszforilációs lépést is csak víruseredetű kinázok végzik. A gazdaszervezetben azok a sejtek pusztulnak el a DNS szintézis blokkolása miatt, amelyekben a vírusszaporodás elkezdődött, míg a vírussal nem fertőzött sejtekben az aciklovir nem alakul át aktív formává. Ezért az aciklovir kezelés viszonylag ritkán jár mellékhatásokkal és azok sem toxikus mellékhatások.

Orvosbiológiai jelentőség

Az ide tartozó hatóanyagok többsége vagy herpesvírusokkal vagy retrovírusokkal (és pararetrovírusokkal) szemben hatásos. Biológiai hatásukról általánosságban azt lehet elmondani, hogy egy-egy hatóanyag több vírus polimerázát is gátolhatja, azonban ez a gátlás különböző erősségű lehet az egyes vírusok vonatkozásában. Részben ezért, részben az egyéb farmakológiai jellemzők miatt az egyes hatóanyagoknak többnyire jól körülhatárolt indikációs területe alakult ki (2.4.1. táblázat).

2.8. táblázat - 2.4.1. táblázat. Polimerázgátló antivirális hatóanyagok terápiás alkalmazásai

α-herpesz-vírusok

β-herpesz-vírusok

Hepatitis B vírus

HIV

Egyéb

Foscarnet

+

+

NNRTI

+

Pirimidin nukleozid analógok

+

Vidarabin

+

Ribavirin

hepatitis C vírus, parainfluenzavírus, Lassa és Hantaan vírus

NRTI

AZT, DDC, D4T, DDI, ABC:

+

Lamivudin (3TC)Emricitabin

+

+

Aciklikus

nukleozid analógok:

Aciklovir,

Penciklovir

+

Ganciklovir

+

Adefovir

+

+

Cidofovir

+

+

+

adeno-, pox- és papillomavírus

Tenofovir

+

+


NRTI: nukleozid típusú reverztranszkriptáz inhibitor, NNRTI: nem nukleozid típusú reverztranszkriptáz inhibitor

A virális polimerázgátlók kémiai csoportosítása

Nem nukleozid típusú polimerázgátló szerek

Foscarnet (Na-foszfonoformiát). Kémiailag pirofoszfát analógnak felel meg (2.4.8. ábra) gátló hatását a virális DNS-polimeráz pirofoszfát helyéhez kötődve fejti ki. Minden humán herpesvírusra hat, de fő indikációs területe az immundeficienciák talaján kialakuló cytomegalovírus fertőzés és az aciklovir rezisztens a-herpesvírusok által okozott szisztémás fertőzések kezelése. A virális DNS-polimeráz megváltozásával alakulhat ki ellene rezisztencia.

2.4.8. ábra. A Foscarnet (Na-foszfonoformiát) kémiai szerkezete

Nevirapin, Delavirdin, Efavirenz. Csak a HIV-1 ellen hatásosak. Nem nukleozid típusú reverz transzkriptáz inhibitorok (NNRTI), a reverz transzkriptázon a dNTP-kötő hely közvetlen közelébe kapcsolódnak be. Gyorsan kialakul velük szemben rezisztencia, ezért csak más HIV-ellenes szerekkel kombinációban alkalmazzák. A felsorolt szerek között gyakorlatilag teljes keresztrezisztencia alakul ki. A rezisztenciához vezető reverztranszkriptáz mutációkat részletesen feltérképezték (2.4.2. táblázat)

Nukleozid analóg polimerázgátló szerek

Pirimidin nukleozid analógok

Idoxuridin (IDU), trifluridin (TFT), brivudin (BVDU). A timin bázis kritikus 5-metil csoportjának halogénezett szubsztituensei kapcsolódnak a dezoxiribózhoz (2.4.9. ábra).

2.4.9. ábra. Pirimidin és purin nukleozid típusú polimerázgátlók kémiai szerkezete

Szelektív toxicitásuk csekély, ezért lokális kezelésekre (szemcsepp, kenőcs) használják. A BVDU-t korábban néhány országban szisztémás kezelésre is alkalmazták. Az a-herpesvírusok által okozott megbetegedésekben hatásosak.

Purin nukleozid analógok

Vidarabin (adenin-arabinozid). A molekulában a dezoxiribózt arabinózra, a ribóz egyik izomerjére cserélték (2.4.9. ábra), amelynek 3’OH csoportjáról sztérikus okból nem folytatódhat az elongáció, tehát láncterminátorként működik. Azonban a gazdaszervezet biokémiai folyamataiban több ponton is folyik adenozinkonjugáció, amit szintén befolyásol, ezért relatíve toxikus. Az a-herpesvírusokra hat.

Ribavirin. Olyan guanozin-analóg, amelyben részleges puringyűrű található. Pleiotrop hatású, több celluláris és virális biokémiai folyamatot is befolyásol. A gazdasejt inozin-5-foszfát dehidrogenáz enzimjén keresztül gátolja a GMP (GTP) szintézist. Ribavirin-trifoszfát formában gátolja a virális mRNS sapka- (cap) struktúrájának kialakulását és az elongációját. RNS vírusokkal szemben széles spektrumú az aktivitása. Parainfluenzavírus, respiratory snycytial vírus és influenzavírus fertőzésekben aerosol formában alkalmazható. Szisztémásan adva hepatitis C vírusfertőzésben és egyes haemorrhagiás lázat okozó fertőzésekben (Hantaan-vírus, Lassa-vírus) hatékony.

Pirimidin dideoxinukleozid analógok

Zidovudin (AZT, azidotimidin), Zalcitabin (DDC, dideoxicitidin), Stavudine (D4T, didehidro-dideoxitimidin), Lamivudin (3TC, 2’deoxi-3’tiacitidin), Emricitabin. A HIV reverztranszkriptáz enzimét gátolják (2.4.10. ábra).

2.4.10. ábra. Dideoxinukleozid típusú polimerázgátlók kémiai szerkezete

A lamivudin nemcsak a HIV-re hat, hanem a hepatitis B vírus ellen is hatékony kemoterapeutikum. A nukleozid típusú reverztranszkriptáz gátló (NRTI) szerek láncterminációs mechanizmussal gátolnak. Rezisztens HIV-variánsok általában lassabban szelektálódnak ki, mint a nem nukleozid típusú HIV-reverz-transzkriptáz gátlók ellen. Az egyes NRTI hatóanyagok között többnyire mérsékelt vagy elenyésző a keresztrezisztencia, egyes hatóanyagok (pl. AZT+DDC) szinergista módon hatnak. Sajnálatos módon, kombinált alkalmazásuk esetén a monoterápiában jelentkező mutációktól eltérő, multinukleozid rezisztenciamutációk alakulhatnak ki (2.4.2. táblázat).

A lamivudin és az emricitabin mind a hepatitis B, mind a HIV-vírusokkal szemben hatékony.

Purin dideoxinukleozid analógok

Didanosin (DDI dideoxinozin), Abacavir (ABC, carbociklikus guanozin származék). NRTI típusú HIV ellenes szerek (2.4.10. ábra). A DDI-t az első foszforiláció (DDI-monofoszfát) után a gazdasejt átalakítja dideoxi-AMP-vé majd végül dideoxi-ATP lesz az aktív gátló vegyület. Az abacavir egy másik dideoxinukleozid analógnak, a carbovirnak az alternatív elővegyülete (= profarmakon = prodrug). A carbovirban a cukorgyűrűt 5 C-atomos telítetlen gyűrűre cserélték ki. A carbovir első foszforilációs lépését a többi nukleozid analóghoz hasonlóan celluláris nukleozid kinázok végzik, amelyek enzimaktivitását szigorú celluláris szabályozás korlátozza (lásd feljebb a nukleozid analógok hatásmechanizmusánál). Az abacavir foszforilációja viszont többlépcsős kerülő úton történik, majd az abacavir-monofoszfát dezaminációs reakcióban carbovir-monofoszfáttá alakul, ami viszont tovább alakul carbovir-trifoszfát aktív gátló vegyületté.

Az entecavir szintén purin- (guanin-) analóg, elsősorban hepatitis B ellen hatékony. Rezisztencia lassan alakul ki vele szemben.

Aciklikus nukleozid analógok

Aciklovir, Valaciklovir (aciklovir-L-valin észter). Az aciklikus nukleozid analógok fő jellemzője, hogy a dezoxiribóz cukorgyűrűjét, egyéb nem gyűrűs (aciklikus) szerves oldallánccal helyettesítették (2.4.11. ábra).

2.4.11. ábra. Az aciklikus nukleozid/nukleotid analógok kémiai szerkezete

Az aciklovir megjelenése nagy áttörést jelentett az antivirális terápiában, mert ez volt az első olyan szer, amelyet kevés mellékhatása miatt jóval biztonságosabban lehetett alkalmazni, mint korábbi toxikus szereket (lásd Hatásmechanizmus ). A valaciklovir előnye, hogy szájon át adva jól felszívódik, felszívódás után szétválik aciklovirra és valinra. Az első foszforilációs lépés gyakorlatilag csak a vírussal fertőzött sejtben megy végbe, de ott is csak akkor, ha a vírus timidin-kinázt vagy hasonló hatású foszfokinázt termel. Elsőként választandó szer a-herpesvírus fertőzésekben, különösen az újszülöttkori fertőzésekben.

Hatásmechanizmusát tekintve láncterminátor. A virális rezisztencia kialakulásának mechanizmusai: virális timidin-kináz hiánya vagy csökkent termelődése, a virális timidin-kináz vagy a virális DNS-polimeráz megváltozott szubsztrát specificitása.

Penciklovir, Famciklovir. a-herpeszvírus ellenes hatásuk van. A famciklovir a penciklovirnek a szájon át is felszívódó észterszármazéka, felszívódás után a famciklovir visszaalakul penciklovirrá. A penciklovir foszforilációja az aciklovirhoz hasonlóan megy végbe, de a penciklovirt a virális timidin-kináz jóval hatékonyabban foszforilálja, mint az aciklovirt és a penciklovir-trifoszfát lassabban bomlik le a gazdasejtben, mint az aciklovir-trifoszfát. Nem okoz láncterminációt. A virális rezisztencia az aciklovirhoz hasonló mechanizmussal alakul ki, de a timidin-kináz szubsztrát specifitását érintő mutációk szintjén nincs keresztrezisztencia az aciklovir és a penciklovir között, ezért a penciklovir egyes aciklovirrezisztens a-herpesvírusokra is hat.

Ganciklovir. Fő indikációs területe az aktív cytomegalovírus fertőzés kezelése. A vírusgenom által kódolt foszfokináz (protein-kináz) alakítja ganciklovir-monofoszfáttá, majd a csoport többi tagjához hasonlóan ganciklovir-trifoszfáttá alakítva gátolja a virális DNS-polimerázt. Rezisztencia kialakulhat a foszfokináz és a DNS-polimeráz gének mutációja miatt. Szerkezetéből következően nem láncterminátor, ennek ellenére a vírussal fertőzött és ganciklovirral kezelt sejt csak rövid DNS-fragmentumok szintézisére képes.

Aciklikus nukleozid foszfonátok (aciklikus nukleotid analógok)

Adefovir, Cidofovir, Tenofovir. Nukleozid monofoszfát (nukleotid) analógok, közvetlen szubsztrátjai a gazdasejt dNMP-kinázainak, tehát függetlenek a celluláris vagy virális timindin-, vagy egyéb nukleozid-kináz aktivitástól. Széles spektrumú DNS-vírusellenes hatással rendelkeznek, hatékonyak az összes herpesvírusra (az aciklovirrezisztens a-herpeszvírusokra és a ganciklovirrezisztens cytomegalovírusokra is) valamint a hepatitis B vírusra. Az adefovir láncterminátor, míg a cidofovir nem okoz láncterminációt. Az utóbbi a herpesz- és hepadnavírusok mellett még hatásos lehet adeno-, pox- és papillomavírusokra. A tenofovirelsősorban HIV ellen hatékony.

HIV vírus kromoszomális integrációjának gátlása

Raltegravir. A HIV-genom replikációjában a reverz transzkripció után következő lépést, a vírus által kódolt integrázt gátolja a raltegravir.

Virális fehérjeszintézis gátlása

Fomivirsen. A fomivirsen antiszenz oligonukleotid, amely intraocularisan alkalmazható CMV retinitisben. Az mRNS-hez kötődve megakadályozza CMV immediate early 2 protein transzlációját.

Methisazon. Ma már inkább történeti jelentősége van, a poxvírusok késői mRNS szintézisét gátolja. A feketehimlő felszámolásakor elsősorban profilaktikus céllal alkalmazták a fertőzés veszélynek kitett kontakt személyekben. Azóta szövődményes vaccinia oltás vagy fertőzés kezelésében jöhet szóba alkalmazása.

Poszttranszlációs gátlás, virionok összeszerelődésének gátlása

HIV proteáz inhibitorok

Saquinavir, Ritonavir, Indinavir, Nelfinavir, Amprenavir. A HIV vírus proteáz enzime a Gag, illetve Gag-Pol poliproteineket szabdalja fel struktúrfehérjékre és aktív enzimekre. A szubsztrát primer szerkezete (aminosavsorrend) alapján nem lehet megjósolni a hasítási helyeket. A proteázgátló szerek kifejlesztését nagyban elősegítette az enzim szerkezetének röntgen-krisztallográfiás meghatározása és a gátlóvegyületek tudatos kémiai tervezése a szubsztrátkötő hely térszerkezetének a figyelembe vételével. A kezelés hatására kialakuló rezisztencia mutációkban szinte teljes a keresztrezisztencia, kivételt az amprenavir jelent, amelynek a többivel szemben csak részleges keresztrezisztenciája alakul ki (2.4.2. táblázat).

2.9. táblázat - 2.4.2. táblázat. A HIV szaporodását gátló hatóanyagok iránti rezisztenciát eredményező leggyakoribb mutációk

Inhibitor

Mutált kodon

Primer mutáció

Szekunder mutáció

Nukleozid RT inhibitor

Zidovudin

70., 215.

41., 67., 219.

Didanozin

74.

65., 69., 184.

Zalcitabin

nem ismert

65., 69., 184.

Lamivudin

184.

nem ismert

Stavudin

65., 74.

74.

Abacavir

184.

65., 74., 115.

Multinukleozid

151.

68.-71.

Nem nukleozid RT inhibitor

Delavirdin

103., 181.

236.

Nevirapin

103., 106., 181.

nem ismert

Efavirenz

103., 108.

188., 190.

PR inhibitor

Saquinavir

48., 90.

63., 71., 84.

Ritonavir

82.

63., 71., 84.

Indinavir

46., 82.

63., 71., 84.

Nelfinavir

30.

63., 71., 84.

Amprenavir

50.

46., 47., 84.


RT: reverz transzkriptáz; PR: proteáz

Itt említjük meg a kombinált antiretrovirális terápia alapelveit.

Amennyiben egyszerre több ponton is támadjuk a vírus replikációját, akkor nagyon lecsökken a replikáció mértéke. Az új variánsok megjelenése a replikáció mértékével és a mutációs rátával van egyenes arányban, tehát a visszaszorított vírusreplikáció nemcsak alacsonyabb sejtpusztulással jár, hanem a rezisztenciamutációk kialakulásának esélyét is csökkenti. A kombinációkba olyan hatóanyagokat kell összeválogatni, amelyek között minimális keresztrezisztencia létezik. A jelenleg elterjedten alkalmazott HIV ellenes kombinált terápia 2 reverz transzkriptázt gátló és 1 proteázt gátló (PI) gyógyszerből áll. A kombinációban szereplő 2 reverz transzkriptáz inhibitor egyike mindig nukleozid analóg (NRTI), a másik inhibitor vagy NRTI vagy nem nukleozid típusú (NNRTI), azaz a kombinált antiretrovirális terápia egyszerű képlete:

NRTI + NRTI + PI

NRTI + NNRTI + PI (nem alakul ki multinukleozid rezisztencia)

A kezelés során rendszeresen végeznek rezisztenciavizsgálatot. Ilyen módon állapították meg, hogy a különböző hatóanyagoknál a rezisztencia mutációk megjelenési sorrendjüket tekintve primer és szekunder csoportba oszthatók (2.4.2. táblázat). A különböző, nem nukleozid típusú reverz transzkriptáz inhibitorok (NNRTI) esetén már a primer mutáció szintjén lényeges keresztrezisztencia észlelhető. A proteáz inhibitorok ellen a szekunder mutációk szintjén alakul ki a keresztrezisztencia. A keresztrezisztenciák szempontjából a nukleozid analóg reverz transzkriptáz inhibitorok (NRTI) alkotják a legheterogénebb csoportot.

Infektív virionok kiszabadulásának gátlása

Oseltamivir, zanamivir. Az influenzavírus neuraminidázát gátolják. A sejt felszíni poliszaharidok terminális helyzetű sziálsav komponense az influenza vírus receptora. Az influenzavírus burka a fertőzött sejt citoplazma membránjából alakul ki, tehát a vírus maga is hordozná saját receptorát, ha a neuraminidáz nem bontaná el. Nem megfelelő neuraminidáz aktivitás esetén a virionok és a sejttörmelék egymáshoz tapadnak, az aggregátumokból a legtöbb virion nem lesz képes újabb sejtet fertőzni, illetve az aeroszol képződéssel járó vírusürítés is gátlódik.

Az oseltamivir és zanamivir specifikusan gátolja az influenzavírus neuraminidázát. Ha a tünetek jelentkezésékor kezdik adagolásukat, jelentősen csökkentik a tünetek súlyosságát és időbeli lefolyását. Járványos időszakban, széles körben alkalmazva akadályozhatják a járvány terjedését. Alkalmazásuknak azonban határt szab, hogy feltehetően gyorsan alakul ki rezisztencia velük szemben.

Interferon, interferon induktorok

Interferon-alfa. Az interferonok a veleszületett védekezés egyik elemét alkotják. Részletes hatásmechanizmusukat más fejezet tárgyalja. A gyógyászatban alkalmazott interferon-alfát rekombináns úton állítják elő, kis mértékben különbözik a fertőzött sejtek által termelt természetes interferon-alfa molekuláktól, de antivirális hatása megegyezik azokkal. Természetes körülmények között, a fertőzött sejt által termelt interferonok csak a közvetlen környezetben fejtik ki hatásukat. Terápiás céllal azonban csak szisztémásan lehet adagolni, ezért mellékhatások lépnek fel.

Jelenleg fő indikációs területe a krónikus hepatitis C vírus (HCV) fertőzés. Az esetek jelentős része reagál a kezelésre, amit a perifériás vérben mért HCV kópiaszámmal lehet követni. Azonban az esetek kisebb részében a HCV fertőzés nem reagál az interferon-alfa kezelésre. Hatásos lehet még a humán herpeszvírus 8 ellen Kaposi-sarcomában és krónikus aggresszív hepatitis B vírus fertőzések egy részében.

Imiquimod (imidazo-kinolinamin származék). Stimulálja az interferon-alfának és több proinflammatorikus citokinnek a szekrécióját. Előnye az interferon-alfával szemben, hogy bőrön, illetve nyálkahártyákon krém formában alkalmazva lokálisan felszívódik, a citokinszekréció lokális, nincsenek szisztémás mellékhatások. Fő indikációs területe a humán papillomavírusok által okozott hámelváltozások. A szövettanilag jóindulatú, de klinikailag makacs, gyakran recidiváló esetekben alkalmazzák.

A baktériumok ellen ható szerek

Pál Tibor

Alapfogalmak

Kemoterápiás szereknek nevezzükazokat a gyógyszereket, melyekkel a szervezeten belül a mikrobák szaporodását meggátolni, illetve elpusztítani próbáljuk őket. Az antibiotikumok olyan kemoterápiás gyógyszerek, melyeket valamely élő szervezet, gomba vagy baktérium termel. Feltételezik, hogy az antibiotikumtermelés az azonos környezetet lakó fajok közötti vetélkedés során biztosít előnyöket az azt szekretáló sejtek számára. Erre utal, hogy számos, mára a humán kórokozók között is elterjedt antibiotikum-rezisztencia gén származik környezeti mikrobákból (pl. számos béta-laktamáz gén, lásd később).

A kemoterápiás szerek és az antibiotikumok között a különbség ma már nem éles: vannak olyan szerek (pl. a kloramfenikol), melyeket eredetileg fermentációs termékként állítottunk elő, de ma már az olcsóbb, kémiailag szintetizált változatát használjuk. A legtöbb, gyakorlatban alkalmazott szer valójában félszintetikus: a biogén úton termelt alapvegyületet módosítjuk kémiai eljárásokkal a hatásfok, hatásspektrum, illetve a farmako-kinetikai tulajdonságok javítása céljából. Ezért az elfogadott gyakorlatnak megfelelően a továbbiakban a két fogalmat szinonimaként használjuk.

Az antibiotikumok lehetnek baktericid szerek, melyek a mikroba pusztulását okozzák, és bakteriosztatikusak, melyek a sejt osztódását gátolják, állítják le. Utóbbiak kuratív hatásához feltétlenül szükség van az ép immunrendszer működéséhez, azaz bakteriosztatikus szereket immunkompromittált betegeknek lehetőleg nem adunk.

Egy szer egy adott törzzsel szemben mutatott hatékonyságát az ún. Minimális Gátló Koncentráció (Minimal Inhibitory Concentration, MIC) fejezi ki. A MIC a szer azon legkisebb koncentrációja, mely az adott törzs növekedését gátolja. Meghatározása kettős cső-, mikrolemez-, vagy agarlemez-hígítással, E-teszttel vagy automatákkal történik (lásd a Klinikai mikrobiológiai vizsgálatok fejezetet). A növekedés elmaradása takarhat valódi baktericidcid hatást, de sztatikus hatást is. Az a minimális koncentráció, amely a sejtek 99,9%-át elöli, a Minimális Baktericid Koncentráció (MBC). Míg egyes szerek egyáltalán nem képesek elölni a mikrobákat, néhány szer esetén a két érték között csak dóziskülönbség van. Az antibiotikumok többsége azonban, legalábbis a terápiásan alkalmazható dózistartományban vagy bakteriosztatikus vagy baktericid. Tekintve, hogy MIC értéke minden hatásos szernek van, a gyakorlatban ezt szoktuk meghatározni. Korábban ezt csak szelektált esetekben tettük (pl. a Streptococcus pneumoniae szisztémás fertőzésből vagy meningitisből származó izolátuma esetén a penicillin, illetve béta-laktám MIC ismeretének terápiás következménye lehet – lásd a Streptococcusfejezetet). Ma már, az automaták elterjedésével, sokkal gyakrabban végezzük e vizsgálatot, hiszen a pontos értékek felhívhatják a figyelmet a korongdiffúziós módszerrel nem feltétlenül észlelhető rezisztencia mechanizmusok meglétére (pl. ESBL-termelés, lásd később).

Az antibiotikumok mellékhatásai

Jóllehet az antibiotikumok alkalmazásakor a cél a fertőző organizmus elpusztítása, de legalábbis szaporodásának leállítása, azok egyszerre két élő organizmusra hatnak: a mikrobára és a gazdaszervezetre. A pro-, és eukaryota sejtek közötti szerkezeti és funkcionális különbségek lehetőséget teremtenek arra, hogy a hatás a kettőre eltérő mértékű legyen. Eltérő mértékű ugyan, de nem minden határon túl: a legtöbb antibiotikum az alkalmazott dózistól függően rendelkezik a gazdaszervezetre gyakorolt mellékhatásokkal. A kemoterápiás index, azaz a gazdaszervezet által még tolerálható, és a mikrobával szemben már hatásos dózis aránya jelentősen eltérő az egyes szerek esetén. Biztonságosan magas a béta-laktám szerek esetén, de már a szintén a sejtfal szintézisre ható glikopeptideknél vagy a fehérje szintézist gátló aminoglikozidoknál olyan alacsony, hogy ezek szisztémás alkalmazásakor, különösen vesebetegeknél, gyakran szükség van vérszintjük folyamatos ellenőrzésére.

Az antibiotikumok gazdaszervezetre gyakorolt, hatásmechanizmusukkal általában összefüggő direkt hatása mellett számolnunk kell az allergiás reakciók lehetőségével, mely pl. a béta-laktám szerek esetén meglehetősen gyakori. Előfordulhat, hogy magának a mikrobára gyakorolt hatásnak lehetnek a gazdára nézve negatív következményei: a széteső mikrobákból toxinok, toxikus anyagok szabadulhatnak fel: ez az alapja a több spirális mikroba által okozott fertőzés kezelésekor tapasztalható, lázzal járó ún. Jarish–Herxheimer-reakciónak, és emiatt nem javasolt pl. a súlyos enterohemorrhagiás Escherichia coli fertőzések antibiotikus kezelése. Az utóbbi években egyre fokozottabban ismerjük fel, és vesszük figyelembe e szereknek a normál flóra tagjaira gyakorolt (mellék)hatását. E flóra kiirtása, egyensúlyának megbomlása a kívánt terápiás hatása esetleges elérése mellett, súlyos, akár életveszélyes állapotokat is létrehozhat (pl. hemorrhagiás colitis az antibiotikus kezelés hatására a bélben kialakuló toxin-termelő Clostridium difficile túlsúly okán).

Az antibiotikumok támadáspontja

Az antibiotikumokat általában támadáspontjuk alapján csoportosítjuk (2.4.12. ábra). Hathatnak szerkezeti elemekre (pl. sejtmembrán), interferálhatnak azok szintézisével (pl. sejtfal szintézist gátló szerek), befolyásolhatják a DNS replikációt, a mRNS szintézist, a fehérje szintézis különböző lépéseit és gátolhatnak metabolikus folyamatokat (pl. folsav szintézis).

Látható, hogy a peptidoglikán („sejtfal”) szintézistől és a folsav szintézistől eltekintve olyan célpontokról van szó, aminek megfelelői, mégha nem is teljesen a prokarióta változatnak megfelelő formában, de megtalálhatóak a humán sejtekben is.

2.4.12. ábra. Az antibiotikumok támadáspontjai. Magyarázatot lásd a szövegben

Az antibiotikum-rezisztencia

Az antibiotikumokkal szemben a mikroorganizmusok rendelkezhetnek természetes, primér rezisztenciával. Ez a faj vagy genus sajátja, ennek alapján minden oda tartozó törzs ellenálló az adott szerrel szemben. Alapja lehet valamilyen strukturális sajátosság. Erre példa a pseudomonasok külső membránja, mely kevésbé átjárható számos antibiotikumra nézve, mint a többi Gram-negatív baktériumé. Lehet élettani tulajdonság, például az anaerobok nem rendelkeznek az oxidatív energianyeréshez kapcsolt olyan transzport folyamatokkal, melyek az aminoglikozidok felvételéhez szükségesek, vagy az enterococcusok nem szintetizálnak folsavat, így az azzal interferáló szulfonamidok nem hatnak rájuk).

Bár a természetes rezisztencia megléte is sok gondot jelenhet a beteg kezelése során, a másodlagos, szerzett rezisztencia az, mely az utóbbi évtizedek talán a legnagyobb új kihívást jelenti a medicina számára. Kialakulására két mód van: mutációk, és rezisztencia gének horizontális gén-átvitellel történő felvétele révén. Ez utóbbiak során a mikroba gyakran tesz szert egy lépésben multirezisztenciára, lévén, hogy a mobilis elemek (pl. R plazmidok) gyakran több rezisztencia gént is hordoznak (lásd a Genetika fejezetet). Megfelelő, antibiotikumban gazdag körülmények között tehát nem csak az egyes rezisztens klónok terjednek, hanem az azt kódoló gének is. E jelenséget szokás újabban az R gének járványának, az R plazmidok epidemiológiájának nevezni.

Az antibiotikumok spektrumát a mikrobák azon csoportja alkotja, melyben az adott szerrel szemben nincs természetes rezisztencia. Ettől függetlenül a szerzett ellenállás miatt mára már a törzsek többsége is rezisztens lehet, akár teljesen ki is zárva az adott antibiotikum fajjal szemben való alkalmazhatóságát. Ennek alapján például a staphylococcusok bennfoglaltatnak a penicillin hatásspektrumába, de mára már ritka a penicillinérzékeny törzs. Elkülönítünk szűk spektrumú szereket (pl. a penicillin), melyek általában csak Gram-pozitív vagy csak Gram-negatív sejtekkel szemben hatásosak, sőt, általában a csoporton belül sem minden fajjal, genusszal szemben. A széles spektrumú antibiotikumok számos fajra, genusra hatásosak a mindkét sejtfal típust hordozó csoportból. Fontos azonban, hogy a terjedő rezisztencia miatt számos, amúgy széles spektrumúként nyilvántartott szer klinikai alkalmazhatósága mára csökkent (pl. tetraciklinek).

A gyakorlatban, ha csak lehet (azaz a biztos mikrobiológiai diagnózis és érzékenységi minta ismeretében), a szűk spektrumú szereket előnyben részesítjük. Ennek két oka van: egyrészt korlátozott alkalmazásukkal csökkenthetjük az ellenük kialakuló rezisztenciát. Másrészt a széles spektrumú szerek alkalmazásakor nagyobb az esély a normál flóra egyensúlynak megbontására – annak minden negatív következményével.

Számos olyan mechanizmust ismerünk, melyek révén a mikrobák sikerrel állnak ellen az antibiotikumoknak. Ezek legfontosabb csoportjait a 2.4.13. ábra mutatja.

2.4.13. ábra. A legfontosabb antibiotikum rezisztencia mechanizmusok egy hipotetikus A → B fiziológiás reakció segítségével szemléltetve. Magyarázatot lásd a szövegben

Számos baktérium termel a különböző antibiotikumokat lebontó enzimeket. Ezek közül kétség kívül a legnagyobb jelentősége, az érintett antibiotikum család kiterjedt alkalmazása miatt, a béta-laktamázoknak van, de jelentősek pl. az aminoglikozidokat, kloramfenikolt hatástalanító enzimek is. A legtöbb ilyen enzim a környezetben élő mikrobákból származik, mobilis elemeken terjed, de gyakoriak a kromoszómán található, abba (már) integrált változatok is. Gyakori, hogy az új, humán kórokozó háttérben sorozatos mutációk biztosítják, hogy az enzim hatásossága megmaradjon, illetve növekedjen az eredeti antibiotikum gyógyszeripar által kifejlesztett újabb és újabb változatai ellen is.

A permeabilitási korlát, az antibiotikumot kizáró mechanizmus jelentkezhet Gram-negatívok csak meghatározott tulajdonságú (kis, hidrofil) molekulákat áteresztő külső membránja szintjén, mint természetes rezisztencia mechanizmus. E mikrobákat ez eleve ellenállóvá teszi a nagyobb, hidrofób szerekkel (pl. glikopeptidek) szemben. A porin fehérjék mutáció révén való csökkenése, eltűnése további szerzett rezisztenciához vezethet. Permeabilitási korlátot jelenthet a sejtmembrán is: az aminoglikozidokat meghatározott transzport mechnizmusokkal eleve nem rendelkező mikrobák nem tudják felvenni. E rezisztencia mechanizmus kialakulhat mutáció révén is, de tekintve, hogy e transzportfolyamatokra a sejtnek ténylegesen szüksége van, az így keletkezett rezisztens mutánsok szaporodó képessége csökkent.

Az utóbbi években egyre nagyobb jelentőséget tulajdonítunk az ún. multi-drog efflux pumpáknak. E mechanizmusok fiziológiás szerepe a mikroba sejtbe természetes környezetében (pl. a bélben) bejutó toxikus anyagok (pl. epesavak) eltávolítása. Tekintve azonban, hogy e pumpák fajlagossága korlátozott, számos pumpa rendszer akár többféle antibiotikumot is képes így eltávolítani a sejtből a több antibiotikummal szembeni ellenállás (Multi Drog Rezisztencia, MDR) egyik fontos mechanizmusaként. Előfordul, hogy egy-egy pumpa önmagában nem okoz magas fokú rezisztenciát, de elősegíti a klinikailag már jelentős mértékű ellenállás más mechanizmusokkal történő kialakulását (pl. flurokinolonok esetén). A Gram-negatívokban ez a tetraciklin rezisztencia legelterjedtebb mechanizmusa.

Az antibiotikum célmolekulájának megváltoztatásaaz egyik legfontosabb rezisztencia mechanizmus. Létrejöhet az antibiotikumot kötő hely aminosav sorrendjének mutációokozta megváltozása révén (pl. a penicillinkötő fehérjék megváltozása a S. pneumoniaeban, vagy különböző mikrobák giráz enzimjének változatai a kinolon rezisztencia esetén). Felvehet a baktérium olyan gént is, mely az antibiotikumot a továbbiakban nem kötő változatot kódol (pl. a PBP2a –t kódoló gén felvétele a Meticillin Rezisztens Staphylococcus aureus, MRSAtörzsekben). Előfordul, hogy az antibiotikum a célmolekula enzimatikus megváltoztatása miatt nem kötődik (pl. a riboszomális kötőhelyek metilációja makrolid vagy aminoglikozid rezisztenciát eredményez, vagy a sejtfal prekurzorok terminális –D-ala-D-ala végének megváltoztatása glikopeptid rezisztenciát okoz).

A célmolekula védelme viszonylag újabban felfedezett rezisztencia mechanizmus. A mikroba olyan fehérjét termel, melynek jelenlétében az antibiotikum nem fér a célmolekulához. A mechanizmus ismert, mint a tetraciklin rezisztencia egyik lehetséges mechanizmusa, de az utóbbi években, mint plazmid-kódolt kinolon rezisztenciamechanizmus kapott különös figyelmet (lásd ott).

Tekintve, hogy a szervezetbe juttatott antibiotikumdózis csak korlátozott mennyiségű célmolekulával tud kapcsolatba lépni, a célmolekula túltermelése egyes esetekben hatásos rezisztenciamechanizmusnak bizonyul, mint azt a szulfonamid- és trimetoprimrezisztencia esetén látjuk.

Egyes esetekben a mikroba az antibiotikum által gátolt reakciót megkerüli, afeladatot másként végzi el. Előfordul, hogy ezt olyan új (általában plazmid kódolt) enzim termelése révén éri el, mely nem érzékeny a szer hatására. Ez történik egyes szulfonamid és trimetorpim rezisztens organizmusok esetén a folsav szintézist érintő enzimekkel. Lényegében hasonló eset az is, amikor – a természetes rezisztencia megnyilvánulásaként – a gátolt reakcióra nincs is szükség, mint a folsavat nem szintetizáló, így a folyamatot gátló szulfonamidokra nem érzékeny enterococcusoknál.

A klinikailag releváns szintű (kellően magas MIC értékű) rezisztencia függően az organizmustól, a szertől és a rezisztencia mechanizmusától kialakulhat egy lépésben (akár mutáció, akár génfelvétel révén), de lehet több, egyenként alacsonyabb szintű ellenállást biztosító rezisztencia mechanizmus fokozatos akkumulációjának eredménye is. Nem ritka, hogy az egy törzsben összegyűlő ilyen mechanizmusok teljesen eltérő genetikai háttérrel (plazmid és mutáció) rendelkeznek, eltérő mechanizmusokat kódolva (pl. a fluorokinolonok esetén a plazmid kódolt célmolekulát védő mechanizmus, vagy egy efflux pumpa jelenléte mellett a célmolekula megváltozását előidéző pontmutáció(k)).

A folsav szintézisre ható antimetabolitok

Tekintve, hogy szemben a legtöbb baktériummal, az emberi szervezet nem szintetizálja a purin és pirimidin bázisok, illetve aminosavak előállításában kofaktorként közreműködő folsavat, minden olyan szer, mely a bakteriális folsavszintézist gátolja, szelektíve toxikus a mikrobákra. A 30-as évek elején figyelték meg, hogy egy festék, a Prontozil bomlástermékének, a para-aminobenzol szulfonamidnak az antibakteriális hatását ez magyarázza. Azóta e vegyület sok származékát, a szulfonamidok és szulfonok több változatát állították elő. Bakteriosztatikus hatásuk alapja, hogy a folsavszintézis egy korai lépése során a reakció egyik szubsztrátjával, a para-aminobenzoesavval (PABA) mutatott szerkezeti hasonlóságuk miatt kompetitíven gátolják az azt katalizáló dihidropteroát-szintáz enzimet (2.4.14. ábra).

2.4.14. ábra. A folsav antagonisták hatása. Magyarázatot lásd a szövegben

A legtöbb streptococcus, a staphylococcusok és bélbaktériumok eredetileg érzékenyek voltak a szulfonamidokkal szemben, de a szerzett rezisztencia mára rendkívül elterjedt. Ennek részint mutáció lehet az oka, mely a PABA-termelést oly mértékben fokozza, hogy a szer alulmarad az enzim kötőhelyéért folyó vetélkedésben, részint olyan enzimváltozat termelése, mely nagyobb affinitást mutat a PABA-hoz. Plazmidhoz kötött rezisztenciamechanizmus a szert hatástalanító acetiltranszferáz termelése.

A szulfonamidok a baktériumok mellett hatnak a toxoplasmákra, malária plasmódiumokra, sőt a gombák közül a pneumocystisre is. Az enterococcusok, melyek folsavigényüket felvétel útján elégítik ki, természetes rezisztenciával rendelkeznek a szulfonamidokkal szemben. Ma elsősorban nem komplikált húgyúti fertőzések orális kezelésére használjuk e szereket.

A folsavszintézis egy másik lépését blokkolja a trimetoprim (2.4.14. ábra). A szer a dihidrofolsavból történő tetrahidrofolsav előállítást katalizáló enzim, a dihidrofolát reduktáz működését gátolja. Amellett, hogy hatása baktericid, és önmagában is jóval hatékonyabb, mint a szulfonamidok, a két szer szinergista módon hat. A trimetoprim-szulfametoxazol(elterjedt rövidítéssel TMP-SMX) keverék, melyben arányuk 1:5, rendkívül jó baktericid hatású szer. Jóllehet hatástalan az anaerobok és pseudomonasok ellen, számos Gram-negatív és Gram-pozitív organizmus megtartotta érzékenységét. A húgyúti fertőzések mellett otitisek, sinusitisek, prostatitis kezelésében lehet jelentős szerepe, és értékes szer a chlamydia, nocardia fertőzések, illetve a Pneumocystis jiroveci okozta tüdőgyulladás kezelésében is. A Stenotrophomonas maltophilia törzsek általában érzékenyek, ami életmentő lehet az amúgy multirezisztenciára hajlamos kórokozó által okozott fertőzések esetén. Korábban kiterjedten alkalmaztuk enterális fertőzések kezelésére, de a salmonella és shigella törzsek között a rezisztencia mára már rendkívül elterjedt. A rezisztencia egyaránt előfordul kromoszomális és plazmid által kódolt módon is. Leggyakoribb mechanizmusai a cél-enzim túltermelése, illetve a trimetoprimhoz mutatott affinitásának csökkenése.

A sejtfal szintézisre ható antibiotikumok

A rendkívül összetett folyamat az antibiotikumok több csoportjának támadáspontja (2.4.15. ábra).

Ide tartoznak a legkiterjedtebben használt antiobiotikumok, a béta laktámok, a főleg MDR törzsekkel szemben alkalmazott glikopeptidek, a viszonylag ritkábban használt bacitracin és foszfomicin és a tuberkulózis kezelésében alkalmanként szerephez jutó cikloszerin. A sejtfal szintézis elméletileg rendkívül kedvező célpont az antibiotikumok szelektív toxicitása szempontjából, hiszen a gazdaszervezet nem rendelkezik peptidoglikánnal. Ez általában igaz a béta-laktám antibiotikumokra, melyek, az esetleges allergiás reakcióktól eltekintve egyike, a legbiztonságosabb antibiotikum csoportnak. Ugyanakkor a glikopeptidek rendelkeznek bizonyos toxicitással.

2.4.15. ábra. A sejtfal szintézisre ható antibiotikumok támadáspontjai. Magyarázatot lásd a szövegben

Béta-laktám antibiotikumok

A béta-laktám antibiotikumok, azaz a penicillinek, cefalosporinok, karbapenemek és monobaktámok közös szerkezeti eleme a béta-laktám gyűrű (2.4.16. ábra). Hatásmechanizmusok alapja, hogy a sejtfal szintézise során a peptidoglikán alegységek közötti peptidkötést létrehozó transzpeptidáz enzimhez (azaz a penicillinkötő fehérjékhez, PBP) kötődve gátolják azok működését (2.4.15. ábra, illetve 2.1.9. ábra a Morfológia fejezetben).

A béta laktámok baktericid szerek. A peptidoglikán szintézis gátlása következtében a sejtfal szerkezete gyengül, autolítikus enzimek szabadulnak fel. Elsősorban ezek miatt, illetve a belső nagy ozmotikus nyomásnak a továbbiakban ellenállni nem képes sérült sejtfal miatt a sejt feloldódik. E hatásmechanizmus természetesen azt jelenti, hogy a béta-laktámok csak osztódó sejtekre hatnak, azaz nem kombinálhatjuk őket -sztatikus szerekkel. Ugyanakkor „sejtfalgyengítő” hatásuk jól kihasználható más antibiotikumokkal, aminoglikozidokkal való kombinálásuk során például az utóbbiakat nehezen felvevő enterococcusok által okozott infekciók kezelésében is. Természetesen peptidoglikánnal nem rendelkező sejtekre (pl. mycoplasmák) hatástalanok. Mellékhatásaik közül a legfontosabb a túlérzékenység. A csoporton belül nem teljes a kereszt-allergia, a penicillin érzékenyek mintegy 10% érzékeny a cefalosporinokra is.

A penicillinek

Alexander Flemming 20-as évek végi felfedezésének eredményeként az első valódi antibiotikum a 40-es években használatba kerülő penicillin volt. A béta-laktám és tiazolidin gyűrűhöz kapcsolt benzol gyűrűből álló benzil-penicillinnel (penicillin G) (2.16. ábra) drámai hatás volt elérhető számos Gram-pozitiv mikroba (streptococcusok, S. aureus, több anaerob), a Gram-negatív Neisseriák és a szifilisz kórokozója, a Treponema pallidum okozta infekciók kezelésében. Mindemellett alkalmazásának korlátai korán nyilvánvalóvá váltak. Egyrészt a szer sav-érzékeny, így csak parenterálisan adható. Másrészt számos kórokozó természetes rezisztenciával rendelkezik ellene, de talán még ennél is fontosabb, hogy több fontos patogén (pl. S. aureus) nagyon könnyen tesz szert szerzett rezisztenciára a béta laktám gyűrűt hasító penicillinázt kódoló plazmid felvételével. A sav-, és penicillináz érzékenység és a szűk spektrum egyértelműen megszabták a következő évek, évtizedek kutatási irányát. Mindemellett az eredeti szer a mai napig megtartotta hatékonyságát a S. pyogenes és a T. pallidum, és jelentős mértékben a N. meningitidis ellen. Biztos laboratóriumi diagnózis birtokában a penicillin változatlanul alkalmazható az e kórokozók által okozott fertőzések kezelésében.

A savstabil penicillinek jelentős eredményt jelentettek az orális adagolás lehetővé tételével. Ennek a csoportnak a tagjai a penicillin V, illetve a magyar fejlesztésű Maripen.

A penicillinázzal szembeni ellenálláshoz már kémiailag, szintetikus úton kellett az eredeti fermentációs terméket megváltoztatni létrehozva a félszintetikus származékokat. A meticillin, a nafcillin, illetve az egyben savrezisztens oxaxillin, dikloxacillin, bár hatás-spektrumuk semmivel nem szélesebb, mint az eredeti vegyületé, óriási lépést jelentettek: hatásosak voltak a rendkívül elterjedt penicillináz termelő S. aureus törzsek ellen („staphylococcus ellenes penicillinek”).

A spektrum kiszélesítésetekintetében az első sikereket a szintén félszintetikus, szájon át is adható ampicillin, és a még jobb farmakokinetikai tulajdonságokkal bíró amoxicillin jelentették. E szerek nagy jelentősége az volt, hogy a penicillinázt nem termelő Gram-pozitív organizmusok – ideértve az enterococcusokat is – mellett jól hatottak számos Gram-negatív kórokozóra (pl. bélbaktériumok, haemophilusok) is, igaz, csak a béta laktamázt nem termelő törzsekre. Bélbaktérium ellenes hatásuk azért is volt szerencsés, mert a vizeletben nagyon magas koncentrációt lehetett velük orális adagolás mellett is elérni, így igen jól beváltak a húgyúti fertőzések terápiájában. Azonban a pseudomonasokkal szemben ezek az ún. aminopenicillinek még hatástalanok voltak.

Az első pseudomonas ellenes béta laktámok a karboxipenicillinek, az eredeti benzil-pencillin molekula karboxilált változatai (pl. karbencillin) voltak. E hatásuk későbbi változataikban (pl. tikarcillin) még erősebb volt, sőt az utóbbi hatott a Gram-negatív anaerobokra is. Igaz, mindennek ára a karboxipenicillinekre általában jellemző gyengébb Gram-pozitív ellenes hatás volt. Parenterális adagolás után is magas koncentrációt értek el a vizeletben különösen alkalmassá téve őket a húgyúti fertőzések kezelésére.

Az ampicillin molekula -ureido származékai, az ureidopencillinek (azlocillin, mezlocillin, piperacillin) igen jelentős anti-pseudomonas hatásuk mellett szintén hatnak a Gram-negatív anaerobokra, sőt az enterococcusokra is. Ezzel szemben savérzékenyek (csak parenterálisan adhatóak), és úgy a Gram-pozitívok, mint a Gram-negatívok béta-laktamázai hatásosak ellenük.

A cefalosporinok és cefamicinek

A különböző cefalosporinok (2.4.16. ábra) és a közeli rokon cefemicinek szerkezete – az adott molekulától jelentősen függő mértékben – megakadályozza, hogy a staphylococcusok és/vagy a Gram-negatív bélbaktériumok, haemophilusok „egyszerű” béta-laktamázai hozzáférjenek és hasítsák a béta-laktám gyűrűt. Hatásspektrumuk (és kifejlesztésük időbeni sorrendje) alapján szokás őket generációkba sorolni. Agenerációk során általánosságban jellemző a hatásspektrum tágulása a Gram-negatívok felé, esetenként a Gram-pozitív oldalon mutatott hatásosság csökkenésével. A még kevéssé elterjedt V. generáció viszont jelentős spektrumszélesedést jelent az MRSA törzsek felé. Az egész csoportra érvényes, hogy az enterococusok és a Listeria monocytogenes ellen hatástalanok.

2.4.16. ábra. A béta-laktám antibiotikumok szerkezete. (A kék színnel jelzett struktúra a béta-laktám gyûrû, a piros nyíl a béta-laktamázok hasítási helyét mutatja)

Az első generációs cefalosporinok (pl. cefazolin, cefalotin, és az orálisan is adható cefalexin) az enterococcusoktól eltekintve kiváló Gram-pozitív ellenes hatással rendelkeznek. Ellenállnak a staphylococcusok által termelt béta laktamáznak, de érzékenyek a Gram-negatívak hasonló enzimjeire, így tehát a bélbaktériumok, haemophilusok közül csak az enzimet nem termelő törzsekre hatnak. A célzott Gram-pozitiv ellenes kezelés mellett elsősorban kevésbé súlyos lágyrészfertőzések terápiájában alkalmazzuk őket. Változatlanul szerepük van a pre-, és perioperatív kemoprofilaxisban.

A második generáció kifejlesztésekor a cél olyan szerek előállítása volt, melyek hatásosak a béta laktamázt termelő Gram-negatívok ellen is. Az eredmény egy olyan heterogén csoport lett (pl. cefamandol, cefuroxim, illetve az orálisan is adagolható cefaklor, cefuroxim-axetil), melyek megtartották (igaz, nem tágították) Gram-pozitív ellenes hatásukat, de ellenállnak számos (nem minden) bélbaktérium és a H. influenzae által termelt béta-laktamáznak is. Változatlanul nem hatnak azonban az enterococcusokra és pseudomonasokra. A csoport tagjait mind a mai napig kiterjedten használjuk lágyrész fertőzések, felsőlégúti, közösségben szerzett alsó légúti fertőzések kezelésében, sebészi profilaxisban. A szintén ide tartozó cefamicinek, a cefoxitin és cefotetan hatásosak az anaerob B. fragilis legtöbb törzsével szemben is, ami hasznossá teszi őket kevert, anaerob komponenst is tartalmazó, pl. intraabdominális fertőzések kezelésében.

A Gram-negatívok irányába a spektrum igazi kiszélesítését a harmadik generációjelentette. Ennek megfelelően e szerek gyakran használt neve a kiterjedt spektrumú (Extended Spectrum -) cefalosporinok. A fokozott Gram-negatív ellenes hatás ugyanakkor jelentős aktivitás csökkenéssel járt a Gram-pozitív oldalon. A cefotaxim, ceftriaxon,cefoperazon és ceftazidim, illetve az orálisan is adható cefixim, ceftibuten ma a súlyos, életet veszélyeztető Gram-negatív fertőzések kezelésének kiemelkedően fontos szerei. A cefoperazon és a ceftazidim emellett hat a pseudomonasokra is lehetőséget adva a súlyos nozokómiális fertőzésekben való alkalmazásukra. Főleg immunkompromittált betegek esetén gyakran kombináljuk a harmadik generációs szereket aminoglikozidokkal. Több harmadik generációs szer jó hatásfokkal penetrál a liquor térbe is. Ez különösen a ceftriaxon esetén fontos, hiszen az, amellett, hogy rendkívül hatásos a N. meningitidis ellen, hat a csökkent penicillin érzékenységű S. pneumoniae törzsek ellen is, azaz a meningitis két leggyakoribb kórokozója ellen. Emellett a harmadik generációs szereket széles körben használjuk súlyos alsó légúti fertőzések, endocarditisek, komplikált húgyúti fertőzések, gonorrhea kezelésére. Az utóbbi két évtizedben (sokszor túlzottan) széles körű alkalmazásuk jelentősen hozzájárult a velük szemben is hatásos ún. kiterjedt spektrumú béta-laktamázok (Extended Spectrum Beta Lactamases, ESBL) által okozott, mára aggasztó méreteket öltő rezisztencia elterjedéséhez.

A negyedik generációs szerek (cefepim, cefpirom) amellett, hogy streptococcus, staphylococcus és pseudomonas ellenes hatékonyágukból nem veszítettek, kíváló külső membránt penetráló képességük miatt jobban hatnak az olyan kórokozók ellen, mint az Enterobacter, Citrobacter. Gyakran ötödik generációsnaktekintik a ceftaroline-t és ceftobiprolt. Főleg az előző tűnik ígéretesnek, mint az első olyan cefalosporin, mely jól kötődik az MRSA törzsek PBP2a-jához is, így hatásos ezekkel a törzsekkel szemben is.

A monobaktámok

A monobaktámok (aztreonam) monociklusos vegyületek (2.4.16. ábra). Kizárólag Gram-negatív baktériumokra (bélbaktériumok, pseudomonasok, haemophilusok, neisseriak) hatnak, a Gram-pozitívok és anaerobok PBP-jéhez nem kötődnek, ellenük hatástalanok. A közönséges béta-laktamázok nem, de az ESBL-ek bontják őket. Viszonylag szűk hatásspektrumok egyben előny is lehet: alkalmazásukkor kevésbé kell számolni a normál flóra megbolygatásával, mint pl. a cefalosporinok esetén.

A karbapenemek

A karbapenemek (imipenem, meropenem, ertapenem) a legszélesebb spektrummal rendelkező béta-laktámok. Hatásosak a Gram-negatív pálcákra (beleértve a pseudomonasokat és acinetobaktereket is), Gram-pozitív baktériumokra (az MRSA és az enterococcusok kivételével) és anaerobokra is. Ennek következtében a súlyos, életet veszélyeztető, ismeretlen etiológiájú, vagy ismeretlen rezisztencia spektrumú fertőzések kezelésében mára a legfontosabb szerekké váltak. Az imipenemet a vesetubulusok dihidropeptidáza lebontja, így a szert az azt gátló cilasztatinnal kombináljuk, erre a meropenem esetén nincs szükség. Jó szöveti penetrációs képességgel rendelkeznek. Az imipenem túl gyors infúziója során idegrendszeri görcsök, esetleg gasztrointesztinális tünetek, bőrkiütések léphetnek fel, a meropenem kevésbé hajlamos ilyen mellékhatásokat okozni. Az ertapenem hasonló spektrummal rendelkezik, azzal a fontos megszorítással, hogy pseudomonasok és acinetobacterek ellen kevésbé hatásos, mint a másik két karbapenem. Mint az várható volt, az utóbbi tíz évben jelentősen elterjedt a főleg béta-laktamázokon, karbapenemázokon, illetve a porinokat érintő mutációkon alapuló karbapenem rezisztencia nem egyszer az utolsó fegyvert véve ki a kezelőorvos kezéből.

A béta laktamáz gátlók

A béta laktamáz gátlók (klavulánsav (2.16. ábra),szulbaktám, tazobaktám) olyan béta-laktámok, melyek „saját jogon” is rendelkeznek némi sejtfalszintézis-gátló hatással, azaz kötődnek a PBP-khez. Ezt csak kivételes esetekben használjuk ki a gyakorlatban: például egyébként semmire nem reagáló multirezisztens Acinetobacter baumannii fertőzések esetén számoltak be sikeres szulbaktámkezelésekről. Fő szerepük, hogy egyéb béta-laktámokkal kombinálva, affinitásuk révén telítenek egyes – sajnos nem minden – béta-laktamázt. Így meggátolják, hogy ezek az enzimek hatásukat a valóban aktív, baktericid szeren fejtsék ki. A gyakorlatban bevált kombinációk az amoxicillin/klavulánsav, ampicillin/szulbaktám, a tikarcillin/klavulánsav, és a piperacillin/tazobaktám.

A béta-laktámok elleni rezisztenciában a két legfontosabb mechanizmus, a béta-laktamáz termelés és a célmolekula (a PBP-k) megváltoztatása mellé társulhat a permeabilitás csökkenése és a fokozott efflux is.

A béta-laktám-rezisztencia

Az első felismert béta-laktamáz a staphylococcusok által indukáltan termelt, plazmid kódolt, szekretált penicillináz volt, melyre „válaszként” születtek a penicillináz rezisztens „staphylococcus ellenes penicillinek”, mint pl. a meticillin. Ezzel szemben a Gram-negatívok kromoszomálisan kódolt, konstitutív béta-laktamázai (ampC) a periplazmikus térben fejtik ki aktivitásukat. Lényegében a 2. generációs cefalosporinok megjelenéséig nem rendelkeztünk önmagában a Gram-negatív béta-laktamázoknak ellenálló béta-laktámokkal: az egyetlen lehetőség a béta laktamáz gátlók alkalmazása volt. A második, és a 3. generációs, ún. kiterjedt spektrumú cefalosporinok használata során hamarosan megjelentek az ezeket is bontani képes kiterjed spektrumú (Extended Spectrum) béta laktamázok, az ESBL enzimek. Ezek a 3. generációs szerek mellett szinte minden, ezeket megelőző béta laktámot bontanak a cefemicinek kivételével. Mára több csoportba soroltan (pl. TEM, SHV, CTX), több száz fajtáját ismerjük az ESBL enzimeknek. Többségükben plazmid által kódoltak, melyeken gyakran egyéb rezisztencia génekkel együtt fordulnak elő. In vitro a béta laktamáz gátlók gátolják őket, ennek in vivo alkalmazásával, bár nem terjedt el, egyes országokban folynak kísérletek. Túlzás nélkül állíthatjuk, hogy az ESBL-ek elterjedése napjaink infektológiájának egyik legégetőbb problémája. Részben a tény, hogy az ESBL-ek a karbapenemekre nem hatnak, hozzájárult az utóbbiak fokozott használatához. És ennek volt egyenes következménye a karbapenem ellenes rezisztencia terjedése – még tovább növelve a problémát. Egyre terjednek ugyanis úgy a pseudomonasok és acinetobacterek, mint a valódi kórokozó bélbaktériumok között a karbapenemekkel szemben is hatásos, kromoszomális, illetve plazmidon kódolt karbapenemázok, mint pl. a KPC (Klebsiella pneumoniae carbapenemase), az OXA tpusú enzimek, a divalens kationokat igénylő metalló-béta-laktamázokEzen utóbbiak közé tartoznak az IMI és VIM típusú enzimek, de ide tartozik a 2010 nyara óta óriási média-figyelmet és pánikot okozó New Delhi metalló-béta-laktamáz, az NDM-1 is. Korábban már említettük, hogy ahhoz, hogy egy Gram-nagtív mikroorganizmussal szemben egy béta-laktám hatásos legyen, a külső membránon keresztül be kell jutnia a periplazmikus térbe, lényegében a peptidoglikánhoz. De ugyanez, a periplazmába jutás a feltétele annak is, hogy az ott lévő béta-laktamázok hidrolizálni, közömbösíteni tudják a szert. Jó penetráció, azaz a periplazma nagy antibiotikumterhelése mellett az antibiotikum telítheti a bontó enzimet, a sejt érzékeny marad. De már egy, az adott antibiotikum, pl. karbapenem, ellen kevésbé hatásos béta-laktamáz (esetleg fokozott) termelése is eredményezhet rezisztenciát, ha csak kevés antibiotikum jut be a periplazmába a külső membrán fokozott szűrő hatása miatt. Ezt látjuk a Gram-negatív pálcák egyes karbapenem rezisztens törzseiben. Bár önmagukban nem okoznak klinikailag is jelentős karbapenem rezisztenciát, egyes bélbaktériumokban (pl. Klebsiella, Serratia, Enterobacter) az ESBL, a plazmid-kódolt AmpC vagy a kromoszomális AmpC túltermelése, amennyiben külső membrán porinok mutáció okozta elvesztésével, így az antibiotikum csökkent felvételével párosul, már okozhatja a karbapenem kezelés kudarcát. A porin mutációk P. aeruginosa esetén önmagukban is elegendőek lehetnek az imipenem rezisztenciához. E mikroba ugyancsak képes fokozott efflux mechanimzmussal oly mértékben eltávolítani a béta-laktámokat, ami már klinikailag is jelentős rezisztenciához vezet.

A célmolekula (a PBP-k) megváltozásán alapuló béta laktám rezisztencia elsősorban a Gram-pozitív organizmusokra jellemző. A „staphylococcus ellenes penicillinek” bevezetése után nem sokkal már megjelentek azok a törzsek, melyek egy lépésben nem csak ezekkel, de gyakorlatilag minden béta laktámmal szemben rezisztenssé váltak. Ezeket a törzseket hívjuk meticillin rezisztensS. aureus-nak, MRSA-nak. A rezisztencia alapja egy megváltozott PBP, a PBP2a termelését kódoló gén kazetta felvétele volt (lásd a Staphylococcus fejezetet). Ezzel szemben a S. pneumoniae-ban a célmolekula változása sorozatos mutációk révén, lépésenként történik. Függően attól, hogy a mutációk a PBP-kben milyen mértékű, a béta-laktámokkal szembeni affinitásváltozást hoztak létre, a törzsek pencillinnel szemben mutatott rezisztenciájának mértéke is változatos.

A glikopeptidek

A glikopeptidek az osztódó Gram-pozitív sejtekre ható baktericid szerek. Legfontosabb képviselőik a vankomicin és teikoplanin. A peptidoglikán egységek közötti peptidkötések kialakulását gátolják a kötésben résztvevő egyik doménhez, a -D-ala-D-ala szerkezethez kapcsolódva, ezzel szterikusan gátolva a csoport részvételét a reakcióban (2.4.15. ábra). Az normálisan ettől a dipeptidtől eltérő struktúrákhoz (–D-ala-D-laktát, illetve D-ala-D-ser) a glikopeptidek nem tudnak kötődni, ez ilyeneket tartalmazó mikrobák – pl. Lactobacillus, Pediococcus, Erysipelothrix és egyes Enterococcus fajok – természetes glikopeptid rezisztenciával rendelkeznek. Nagy méretük miatt a Gram-negatívok külső membránján a glikopeptidek nem tudnak keresztül hatolni, így azokra hatástalanok. A béta laktámoknál toxikusabb szerek, különösen vesebetegekben szükség lehet a vérszint ellenőrzésére.

Az eltérő hatásmechanizmus miatt a béta-laktámokkal nincs keresztrezisztencia. Ennek megfelelően elsősorban a béta-laktámokkal nem kezelhető Gram-pozitív (pl. MRSA, rezisztens enterococcus) véráram, endocarditis, csont- és lágyrész-, tüdőfertőzések kezelésében, illetve olyan az életet veszélyeztető kórképek empirikus terápiájában használjuk őket, ahol (és ameddig) az ilyen kórokozók szerepét a mikrobiológia diagnózis hiányában nem tudjuk kizárni. Bár a gyomorból nem szívódnak fel, lokális hatását használjuk ki C. difficile által okozott vérzéses vastagbél gyulladás kezelésekor.

Sajnos a két legfontosabb cél-organizmusban már megjelent a rezisztencia. Az enterococcusok több olyan plazmid-kódolt enzimmel is rendelkezhetnek, melyek a glikopeptidek támadáspontját jelentő -D-ala-D-ala szerkezet helyett olyan struktúrát (pl. -D-ala-D-laktát) szintetizálnak, melyhez a glikopeptidek nem tudnak kötődni. Ezeket a különböző van gének kódolják. A gyakorlatban legnagyobb jelentősége az E. faeciumban található, vankomicin és teikoplanin rezisztenciát egyaránt kódoló vanA génnek, és a csak teikoplanin rezisztenciát meghatározó vanB génnek van. Ezek a vankomicin rezisztens enterococcus törzsek (VRE) egyre nagyobb jelentőségre tesznek szert a klinikai gyakorlatban. Ráadásul e plazmidok, illetve a rezisztenciagéneket hordozó transzpozonok átkerültek a S. aureusba is, sőt ezt követően olyan, eredetileg már staphylococcus plazmidba integrálódtak, mely egyben más antibiotikumok elleni rezisztenciát is kódol. Az eredmény a VRSA, a vankomicin rezisztens S. aureus, egy valóban polirezisztens kórokozó. Szerencsére ezen törzsek előfordulása még igen korlátozott. Sokkal gyakoribbak a vankomicinnel szemben köztes, intermedier rezisztenciát mutató törzsek (VISA – vankomicin intermedier S. aureus). Ezekben a mérsékelt érzékenységért elsősorban a sejtfal, a peptidoglikán réteg megvastagodása, túltermelése a felelős.

Bacitracin

A Gram-pozitív mikrobákra ható polipeptid, melynek legfontosabb hatása a sejtfal szintézisének gátlása az alegységeket a sejtmembránon átszállító hordozó molekula recirkulációjának meggátlása révén (2.4.15. és 2.1.9. ábra). Mindemellett hat a sejtmembránra és a transzkripciót is gátolja. Baktericid, de toxicitása miatt elsősorban felszíni bőrfertőzések kezelésében használatos.

Foszfomicin

A foszfomicin egy foszfoenol-piruvát analóg, mely a sejtfalszintézis korai lépésében gátolja a foszfoenol-piruvátból és N-acetil glükózaminból az N-acetil galaktózamin szintézisét (2.4.15. ábra). Egyes sói szájon át is jól adagolhatóak és magas aktivitás érhető el velük a vizeletben. Hatásos az E. colival és enterococcusokkal szemben, ami különösen alkalmassá teszi nem komplikált cystitisek kezelésére. Ma is ez a fő indikációs területe, melynek további hangsúlyt ad az ilyen fertőzésket okozó ESBL termelő bélbaktériumok terjedése. E kórokozók esetén szisztémás alkalmazásának lehetősége is felmerül

Cikloszerin

A cikloszerin szintén a sejtfal szintézis egy korai lépését gátolja. A D-alaninnal meglévő szerkezeti hasonlósága alapján gátolja a D-ala-D-ala – dipeptid kialakulását, mely a peptidoglikán lánc peptid oldalláncának része (2.4.15. ábra). Kizárólag a tbc kezelésében használjuk.

A fehérjeszintézist gátló antibiotikumok

A hatásukat a bakteriális fehérjeszintézis gátlása révén kifejtő antibiotikumok szelektivitását a pro-, és eukaryota sejtek riboszómái között meglévő különbségek teszik lehetővé. Az ide tartozó antibiotikumok közül a 30S alegységen hatnak az aminoglikozidok, tetraciklinek és glicilciklinek, míg az 50S alegységhez kapcsolódnak a kloramfenikol, makrolidok és ketolidok, linkozamidok, streptograminok, oxazolidinonok. A legfontosabb fehérjeszintézist gátló szerek hatáspontját a 2.4.17. ábra mutatja.

2.4.17. ábra. A legfontosabb fehérjeszintézist gátló antibiotikumok támadáspontja. Magyarázatot lásd a szövegben

Aminoglikozidok

Az aminoglikozidok közé számos, a klinikai gyakorlatban használt szer tartozik. A sztreptomicin, neomicin, kanamicin, tobramicin, amikacin és gentamicin valódi fermentációs termékek, míg az amikacin és netilmicin félszintetikus származékok. Támadáspontjuk a 30S riboszomális alegység, de feltételezik, hogy az újabb szerek már az 50S alegységen is rendelkeznek kötőhelyekkel. Egyrészt megakadályozzák a 30S és 50S alegységekből és a mRNS-ből álló iniciációs komplex kialakulását, másrészt az egész riboszóma-mRNS kapcsolatot labilissá téve félreolvasásokat, illetve a mRNS korai leválást okozzák. A fehérjeszintézis gátlása végül is a membrán károsodásához vezet, ami baktericid hatásuk alapja. Különböző mértékben bár, de toxikusak a vesére, a hallóidegre és a vesztibuláris rendszerre, így – különösen vesebetegekben – vérszintjüket ellenőrizni kell.

A gentamicin, tobramicin, amikacin, netilmicin hatásos, elsősorban a Gram-negatív pálcák, bélbaktériumok, pseudomonasok, acinetobacterek okozta súlyos fertőzések kezelésében alkalmazott szerek, melyeket általában más antibiotikumokkal kombináltan használunk. Számos Gram-pozitív organizmus sejtfala gátolja felvételüket, amin szintén a sejtfalszintézist gátló béta-laktámokkal történő kombináció segíthet, pl. enterococcus okozta fertőzések kezelésében. A Gram-negatívok külső membránján átjutnak, de a citoplazma membránon való átjutásuk oxidatív folyamatokhoz kötött energiaigényes folyamat. Ennek megfelelően nem hatnak az anaerobokra, sem az anaerob környezetben (pl. tályogok bennéke) lévő egyéb, egyébként érzékeny mikrobákra. Az eukaryota sejtek membránján nem, illetve csak pinocitózissal jutnak át, így intracellulárisan elhelyezkedő mikrobákkal szemben hatásuk nincs, vagy igen korlátozott.

A bélből nem szívódnak fel, így csak parenterálisan adhatóak. Az ép vér-agy gátat nem penetrálják, bár a gyulladt gáton átjutnak, és ezért esetenként, egyéb lehetőségek híján, bevethetőek a meningitis kezelésében.

A sztreptomicint és kanamicint ma már szinte kizárólag egyéb szerekkel kombinálva a különböző mycobacteriális fertőzések, esetleg súlyos, invazív infekciók kezelésében (pestis, Francisella fertőzések) használjuk. A neomicin a legtoxikusabb az aminoglikozidok közül, csak helyi kezelésre (pl. szemcsepp) alkalmazzuk. Egyes helyeken sebészi beavatkozás előtt bél-dekontaminációra használják.

A leggyakoribb rezisztencia mechanizmus plazmidokon kódolt aminoglikozidok foszfo-, adenil-, és acetiltranszferázok működésén alapuló degradációja. A különböző szerek érzékenysége az enzimekkel szemben különböző, így a keresztrezisztencia nem teljes. Általában minden aminoglikozid hatását befolyásolja a célmolekula gyakran plazmid által kódolt metilációja, vagy mutációk révén történő megváltozása. A csökkent felvétel elsősorban pseudomonasokban vezethet rezisztenciához és alacsony fokú ellenállást leírtak efflux pumpák működése kapcsán is.

A tetraciklinek

A tetraciklinek számos Gram-pozitív és -negatív mikroorganizmussal (beleértve a mycoplasmákat, az intracelluláris chlamydiákat és ricketsiákat is) szemben hatásos, széles spektrumú antibiotikumok. A 30S alegységhez reverzibilisen kötődve gátolják a polipeptid szintézisben a „következő” aminosavat szállító aminoacil tRNS riboszómához való kötődését. Hatásuk bakteriosztatikus. Az eredeti fermentációs termékek, a klór-, és oxitetraciklin helyett ma már a félszintetikus, jobb farmakokinetikai tulajdonságokkal rendelkező, hosszabb felezési idejű származékokat, a doxiciklint és minociklint használjuk. A tetraciklinek orálisan is jól adagolható szerek. Magas koncentrációt érnek el az emlős sejtekben, ami jól kihasználható a fent említett intracelluláris kórokozók elpusztításában. A gyakorlatban ma már elsősorban az ilyen fertőzések kezelésére használjuk. Tekintve széles hatásspektrumát, adagolásakor nem ritka a bélflóra normál egyensúlyának megbomlása, a hasi diszkomfort, hasmenés. Intravénásan adva érgyulladást okozhat. Különösen terhes nőkben májkárásodást, vesebetegekben vesekárosodást válthat ki. A csontokban lerakódik, gyermekekben tartós adagolása csontfejlődési zavarokhoz és a fogak elszíneződéséhez vezethet. Mindezek miatt adása terheseknek és gyermekeknek kontraindikált. A Gram-negatív baktériumok a gyakori rezisztencia legelterjedtebb oka a multi-drog efflux pumpák működése. Emellett előfordul a porinokat érintő mutációk miatti csökkent felvétel, az antibiotikum enzimatikus hatástalanítása, illetve a riboszomális kötőhely megváltozása is.

A glicilciklinek

Általában új antibiotikum osztályként említik, de valójában a minociklin félszintetikus származéka (tigeciklin), és hatásmechanizmusa is megegyezik a tetraciklinével. Viszont az efflux pumpáknak sokkal kevésbé szubsztrátja, mint azok, így kevésbé távolítódik el a sejtből. Ráadásul a 30S alegységhez is erősebben kötődik, aminek az az eredménye, hogy a Gram-pozitív és Gram-negatív kórokozók széles köre ellen hatásos. Bár a proteusok és pseudomonasok ellen hatástalan, az A. baumannii törzsek jelentős része (egyenlőre) érzékeny. Azonban tekintve, hogy bakteriosztatikus szer, alkalmazása az e mikróbák által gyakran érintett immunkompromittált betegek esetén nem optimális.

A kloramfenikol

A kloramfenikolt eredetileg fermentációs úton állították elő, de ezt ma már az olcsó szintetikus eljárás váltotta fel. Tulajdonképpen ez volt az első igaz széles spektrumú szer, melynek történelmi jelentőségét nehéz lenne túlbecsülni. Jól hat a Gram-pozitív és Gram-neagtív organizmusok többségére, beleértve az intracelluláris és anaerob kórokozókat is. Sokáig játszott vezető szerepet olyan súlyos infekciók kezelésében, mint a hastífusz vagy a rickettsiózisok. Tekintve, hogy az agyhártyagyulladás leggyakoribb kórokozói, a N. meningitidis, S. pneumoniae, és a H. influenzae egyaránt érzékenyek voltak rá, kiválóan alkalmas volt a mikrobiológiai diagnózis kézhezvétele előtt a kezelés megkezdésére. Ezt remek farmakokinetikai tulajdonságai is lehetővé tették, szöveti eloszlása jó, átjut a vér-agy gáton, helyileg, orálisan, szisztémásan egyaránt adagolható.

A kloramfenikol a riboszóma 50S alegységéhez kötődve gátolja a peptidiltranszferáz működését, azaz az aminosavak közötti peptidkötések kialakulását. Hatása bakteriosztatikus. Jelenlegi használata erősen korlátozott, aminek csak részben oka az antibiotikum-rezisztencia. A kezelés, különösen a nagy dózissal történő tartós kezelések során súlyos mellékhatások is előfordulhatnak. Egyrészt – feltehetően a szintén 50S riboszóma alegységgel rendelkező mitokondriumokban is gátolva a fehérje szintézist – reverzibilis csontvelő depléciót, agranulocitózist okoz. Ennél is súlyosabb, a dózistól független és irreverzibilis következmény lehet az aplasztikus anémia. Tekintve, hogy a kloramfenikol lebontásához szükséges glukuronil transzferáz enzim működése csecsemőkben még nem megfelelő, bennük a hányással, shockkal, és jellegzetes szürkés bőrrszínnel járó „szürke baba”, „gray baby” szindróma alakulhat ki. Ennek veszélye miatt természetesen ebben a korcsoportban a szer egyáltalán nem használható. További mellékhatása, széles spektruma miatt, a normál bélflóra gyakori megzavarása. Mindezek miatt ma szinte kizárólag olyan sürgősségi helyzetekben alkalmazzuk, igaz, akkor általában sikerrel, amikor a kevesebb mellékhatással rendelkező szerek valamiért nem adhatóak (pl. a beteg béta-laktám allergiája, vagy a mikroba rezisztenciája). A fejlődő országokban, ahol a szer alacsony ára döntő szempont, ma is sikerrel és igen kiterjedten használják. A leggyakrabban előforduló rezisztenciamechanizmus alapja a plazmid által kódolt, az szert inaktiváló acetil-transzferáz termelése. Mindemellett előfordulnak porinmutánsok is, melyekben lényegesen csökkent a szer felvétele.

A makrolidok

A bakteriosztatikus makrolidok közé tartozik az eritromicin, illetve a szélesebb spektrumú, hosszabb felezési idejű azitromicin és claritromicin. Az 50S alegység 23S rRNS-éhez kötődve gátolják meg a tRNS-nek a riboszómán belül az aminosavkötő helyről (A) a peptidkötő helyre (P) történő átlépését, és így a peptidlánc szintézisét. Amellett, hogy általában „béta-laktám helyettesítő szernek” tekintjük (pl. allergia esetén) a Gram-pozitív fertőzések kezelésében, hat a Gram-negatívokra is. Az újabb származékok jó penetrációja miatt eredményes intracelluláris patogének (pl. Legionella, Chlamydia) ellen, de hatásos Mycoplasma, Corynebacterium, sőt Campylobacter fertőzések kezelésében is. További előnyük, hogy viszonylag ritkák a mellékhatások: főleg az eritromicin okoz emésztőszervi panaszokat. Sajnos rezisztencia több mechanizmussal is kialakulhat. Számos faj képes a 23S rRNS erm gén által kódolt metilálásával megakadályozni a makrolidok kötését. Hasonló eredményre vezet az rRNS gének mutációja is. Úgyancsak elterjedt, főleg streptococcusok között, a makrolidok efflux útján történő eltávolítása (mef gén – makrolid efflux).

A ketolidok

Általában új osztályba sorolják őket, de lényegében az eritromicin származékai a ketolidok. A klinikai gyakorlatban alkalmazott szer a telitromicin. Jelentősége, hogy a makrolidrezisztens pneumococcusok ellen is hatásos, ami különösen alkalmassá teszi közösségben szerzett tüdőgyulladások kezelésére.

A linkozaminok

A linkomicin és klindamicin a makrolidokkal szerkezetileg nem rokon, de azokkal egyező hatásmechanizmusú szerek. Szűk spektrummal rendelkeznek, Gram-pozitívokra és anaerob mikrobákra hatnak. Részint anaerob ellenes hatását, részint egészen ritka, még a csontokat is érintő penetrációs képességét szoktuk kihasználni rezisztens Gram-pozitív fertőzések, anaerob komponenst is tartalmazó kevert infekciók kezelésében. Használjuk olyankor is, mikor a béta-laktámok indukálta bakteriolysis révén kiszabaduló toxinok káros hatását akarjuk elkerülni (pl. S. pyogenes okozta necrotizáló fasciitis kezelésekor). A 23S rRNS metilálása által kiváltott makrolidrezisztencia egyben a linkozaminok elleni ellenállást is okozza.

A streptograminok

A két streptogramin, a quinupristin és a dalfopristin állandó kombinációban használatos, bár egyenként bakteriosztatikusak, de a kombinált gyógyszer baktericid. Az 50S alegységhez különböző helyeken kötődve a növekvő peptid lánc idő előtti leválását idézik elő. Gyakorlatilag kizárólag a rezisztens Gram-pozitív fertőzések (MRSA, VRE – E. faecium, de nem az E. faecalis, mely rezisztens) kezelésére használjuk

Az oxazolidinonok

A linezolid által reprezentált, viszonylag új antibiotikumcsoport az 50S alegységhez kötődve gátolja az iniciációs komplex kialakulását. Bár spektruma szűk, más szerekkel nincs keresztrezisztencia. Hasonlóan az előző csoporthoz, ennek alkalmazása is elsősorban a rezisztens Gram-pozitív coccusok, MRSA, VRE, esetleg pneumococcus által okozott fertőzések esetén jön szóba.

Mupirocin

Önálló csoportot képviselő szűk spektrumú, csak a Gram-pozitív coccusokra ható szer, mely a következő aminosav polipeptid láncba történő beépülését gátolja. Tekintve, hogy a szervezetben gyorsan lebomlik, csak helyileg, kenőcsök formájában alkalmazható. Igen hasznos az MRSA nazális hordozásának megszüntetésében, bár ritkán előfordulnak rezisztens mutánsok.

A nukleinsavakra, illetve szintézisükre ható antibiotikumok

A kinolonok é s flurokinolonok

A kinolonok és fluorinált származékaik, a fluorokinolonok a DNS replikáció és átírás során a DNS szuperhelikális konformációját szabályozó és biztosító girázhoz és a IV-es topizomerázhoz kötődő, azok működését gátló baktericid szerek. A Gram-negatív sejtekben elsősorban a girázhoz, a Gram-pozitívakban a IV-es topoizomerázhoz kapcsolódnak. Általában jól tolerált szerek, bár alkalmazásuk során kiütések, fotofóbia, emésztőszervi tünetek néha előfordulnak. Tekintve, hogy egyes állatkísérletek során, kölyök állatokban az ízületekben a porc normális beépülését gátolták, inkább óvatosságból, mint humán adatokkal alátámasztva terheseknek, kisgyermekeknek adása nem javasolt. Szájon át jól adagolhatóak, egyes fluorokinolonok esetén a parenterális adagolás is lehetséges. Szöveti eloszlásuk jó, a sejtekbe behatolnak.

A kinolonok (elterjedt képviselőjük a nalidix sav) ma már, az igen elterjedt rezisztencia miatt, kizárólag nem komplikált húgyúti fertőzések kezelésében jönnek számításba. Bár eredetileg hatékonyak voltak a Gram-negatív pálcák ellen, a P. aeruginosával és a Gram-pozitív coccusokkal szemben nem voltak alkalmazhatóak.

A fluorinált származékok első csoportja (ciprofloxacin, ofloxacin, levofloxacin) a bélbaktérium ellenes hatás megtartása, sőt fokozása mellett jól hatnak a pseudomonasokra is, sőt esetenként a staphylococcusokra, chlamydiákra is. Bár a rezisztencia terjed, és így vakon történő adásuk súlyos fertőzések során kockázatos lehet, a biztos diagnózis birtokában, amennyiben az ezt lehetővé teszi, a klinikai gyakorlat változatlanul fontos gyógyszerei. A legújabb származékok (gatifloxacin, moxifloxacin, trovafloxacin) spektruma főleg a Gram-pozitív coccusok és az anaerob Bacteroides fragilis felé tágult, igaz, hatékonyságuk ezzel párhuzamosan a pseudomonasokkal szemben jelentősen csökkent.

A rezisztenciát leggyakrabban a célmolekulák mutációk, esetleg sorozatos mutációk révén történő megváltozása okozza. Az egyéb mechanizmusok (pl. a felvétel porin mutációk miatti csökkenése, efflux, vagy az újabban felismert, az ún. qnr plazmidok által kódolt cél-molekula védelem) által kiváltott alacsonyabb fokú rezisztencia lehetőséget teremt az akár egy lépéses, már klinikailag is releváns ellenállás kialakulásához. Ennek megfelelően gyakori, hogy a rezisztencia multifaktoriális. A flurokinolonok közti keresztrezisztencia, bár nem teljes, de jelentős és kevés kivételtől eltekintve kinolon rezisztenciát is jelent. (Ez fordítva nem feltétlenül igaz, számos kinolonrezisztens mutáns még lehet flurokinolon érzékeny). Az egyes fajok esetén kiábrándítóan magas rezisztencia kialakulásához a szerek gyakran kontroll nélküli humán orvosi alkalmazása mellett jelentősen hozzájárult a hasonló állatorvosi gyakorlat, sőt az állattenyésztésben a mára már több helyen betiltott hozam-növelőként való alkalmazás.

Rifampicin

A Gram-pozitív baktériumokra és a mycobacteriumokra, de csak néhány Gram-negatív kórokozóra (Neisseria meningitidis, Haemophilus influenzae) ható rifampicin a DNS-dependens RNS polimeráz működésének gátlásával az RNS szintézist gátolja. Rezisztencia a kapcsolódási helyét érintő egy lépéses mutációval könnyen kialakul, így csak egyéb antibiotikumokkal együtt adható. A gyakorlatban elsősorban a TBC és a lepra kezelésénél alkalmazott kombinációban használjuk. Másik fontos alkalmazási területe a neisseria vagy haemophilus meningitiszes beteg közvetlen környezetében alkalmazott kemoprofilaxis. A félszintetikus rifabutint a TBC és egyéb, atípusos mycobactériumok által okozott kórképek kezelésében alkalmazzuk, különösen AIDS betegek esetén.

Metronidazol

A metornidazol számos protozoon mellett az anaerob baktériumokra is hat. Hatásmechanizmusa nem teljesen tisztázott. Egyrészt az elektronok elvonásával a sejt redukáló kapacitását csökkenti. Mindeközben a molekula gyűrűje felhasad, és a termék közvetlenül toxikus a DNS-re. Feltehetően emellett közvetlenül is gátolja a DNS-szintézist. Hatása baktericid. Anti-protozoon hatása mellett a gyakorlatban súlyos anaerob fertőzések kezelésében használjuk. A növekvő rezisztencia a B. fragilis és C. difficile izolátumok között egyre több aggodalomra ad okot.

Nitrofuránok

A nitrofurantoin kizárólag nem komplikált húgyúti fertőzések, hólyag gyulladások kezelésére használatos, orálisan adagolható szer. Szisztémás alkalmazását meggátolja, hogy a szövetekben gyorsan lebomlik. Hatásmechanizmusa nem ismert, de feltételezhetően a baktériumsejten belüli bomlásterméke károsítja a DNS-t. A legtöbb húgyúti kórokozó ellen jól hat, a rezisztencia – a proteusok és pseudomonasok kivételével – relatíve ritka. Értékes szer közösségben szerzett, de ESBL-termelő bélbaktériumok által okozott cystitisek kezelésében, különösen mivel meghatározott feltételek mellett terheseknek is adható.

A sejtmembránra ható antibiotikumok

Polipeptidek

A polimixinek ciklusos, kationos polipetidek, melyek detergens molekulákként inzertálódnak a sejtek membránjába tönkretéve az aktív transzportot és az ozmotikus barrier funkciót. Baktericid hatású szerek, a legtöbb Gram-negatív organizmussal szemben hatásosak (fontos kivételek a proteusok), de a Gram-pozitívakkal szemben nem aktívak. A polimixin B és E (utóbbi colisztin néven ismert) szisztémás adagolása során számolni kell vesetoxicitásukkal, ezért az utóbbi időben alkalmazásuk elsősorban helyi kezelésekre (fülcseppek, égett sebek kezelése) korlátozódott. A polimixin B, melynek szulfát sója igen rosszul szívódik fel, orális adagolás utánszóba jön bélműtéteket megelőző dekontaminációban. Az utóbbi időben, egyéb megoldás híján, egyre többször kényszerülünk a colisztin alkalmazására köszönhetően a polirezisztens Gram-negatív kórokozók (P. aeruginosa, A. baumannii, esetleg bélbaktériumok) elterjedésének. Az általuk okozott tüdőgyulladásban – általában nosocomialis, lélegeztetett betegekben, vagy cystás fibrosisban szenvedőkben – a colisztin jól bevált belélegeztetett, esetleg szisztémásan adagolt szerként, bár rezisztencia e szerrel szemben is ismert.

Lipopeptidek

A daptomicin viszonylag új, ciklikus lipopeptid, mely a Gram-pozitív sejtek membránjára hat. Bár toxikus szer (myopathiát okozhat), az terjedő multidrog rezisztens Gram-pozitív organizmusok (MRSA, VRE) szükségessé teszik esetenként alkalmazását szisztémás infekciókban, endocarditisben és súlyos lágyrészfertőzésekben.

Kizárólag a tuberkulózis kezelésében alkalmazott szerek

A mycobacterium fertőzések kezelésében többnyire olyan szereket használunk, melyeket egyéb mikrobák ellen nem, vagy alig veszünk igénybe - ez indokolja külön alfejezetbe gyűjtésüket. Az anti-tuberkulotikumokat első és második vonalbeli szerekre osztjuk. A kezelést „normál esetben” mindig első vonalbeli szerek kombinációjával végezzük, a sokkal bizonytalanabb hatású második vonal béli szereket a rezisztens törzseknek tartjuk fent. A legelterjedtebb séma szerint a kezelés 6 hónapig adandó izonikotinsav hidrazidból és rifampicinból áll, melyet az első két hónapban pirazinamiddal és etambutollal egészítünk ki. A kezelés mindig kombinált és hosszantartó. Ennek okaival, a kezelés alapelveivel a Részletes Mikrobiológia fejezetben foglalkozunk.

Az izonikotinsav hidrazid (INH vagy Isoniazid) a mycobactériumok sejtfalára jellemző mikólsav szintézisét gátló, baktericid szer. A baktérium sejt kataláza hatására alakul ki belőle a hatásos származék. Szöveti eloszlása nagyon jó, elsősorban a tüdőben aktívan szaporodó sejtekre hat, de hatásos a makrofágokban lévő mycobactériumokra is. Olcsó, és viszonylag jól tolerálható szer. Tekintve, hogy a piridoxin metabolizmussal interferál, a következményes neuritiszt elkerülendő a INH-val a vitamint együtt kell adni.

A rifampicinről a nukleinsav szintézist gátló szereknél már ejtettünk szót. Az INH –hoz hasonlóan hatásos az aerob jól szaporodó sejtekkel szemben, de egyben hatásos csökkent aktivitású, sőt kis mértékben, egyetlen szerként, az elsajtosodott közegben „alvó” mycobacteriumokkal szemben is.

A pirazinamid (PZA) a mikólsav előállításához szükséges zsírsav szintézist gátló baktericid szer. Előnye, hogy savas közegben is jó az intracelluláris és a kevésbé szaporodó baktériumok ellen is.

Az etambutol mycobactériumok sejtfalában található arabinogalaktán szintézist gátló bakteriosztatikus szer.

A streptomicint az aminoglikozidok között már tárgyaltuk. A tbc kezelsében, mint az etambutol alternatívája jön szóba.

A második vonal szerei hat osztályba sorolhatóak. Ezek az aminoglikozidok, polipeptidek, fluorokinolonok, tioamidok, szerin analógok, és a para-amino szalicilsav. Mint a felsorolásból látszik, ezek között több nem „mycobacterium-specifikus” szer is található.

Ezen felül felhasználhatóak még a sejtfalszintézist gátlók között már említett cikloszerin, egyes makrolidok vagy a linezolid.

A törzseket multi-drog rezisztensnek (MDR) tekintjük, ha INH és rifampicin rezisztensek. Extenziven drog rezisztensnek (XDR) korábban akkor tekintettük az izolátumot, ha mindemellett még legalább három második vonalbeli osztály képviselői ellen is rezisztens volt. Ez – gyakorlati megfontolásokból – változott az utóbbi időben: XDR a törzs ha az INH és rifampicin mellett a flurokinolonokkal és a három injektálható szer közül (amikacin, kanamicin, kapreomicin) legalább eggyel szemben ellenálló.

Az antibiotikus kezelés gyakorlata

Az antibiotikumokat az esetek többségében a fertőző betegségek kezelésére, terápiás célból használjuk. Eseteként az egyébként egészséges személy által hordozott mikroba eradikálását is ez szerekkel kíséreljük meg (pl. MRSA eradikálása az orrból, vagy a salmonella hordozók esetén a kórokozótól való megszabadítás kísérlete). Végül alkalmazhatjuk őket a kemoprofilaxis során. Egyes fertőző betegségek esetén (pl. N. meningitidis fertőzés kapcsán) a beteggel közvetlenül és rendszeresen érintkezőket részesíthetjük ilyen védelemben. Más esetekben pl. tartós béta laktám adagolással próbáljuk megelőzni a már többször S. pyogenes fertőzésen átesett, az ismételt reumás láz kialakulása miatt károsodott szívbillentyűvel rendelkező betegek újbóli fertőzését. Egyes műtéti beavatkozások esetén (pl. bélműtétek) előzetes és/vagy perioperatív antibiotikum adagolással kíséreljük meg a fertőzés kialakulását meggátolni. Végül, különösen veszélyeztetett betegcsoportoknál, pl. bizonyos implantátumokkal rendelkezőknél, vagy szívbillentyű-károsodottaknál már banális műtéti beavatkozások (pl. foghúzás) esetén is érdemes a kemoprofilaxist alkalmazni elkerülendő az óhatatlanul a véráramba jutó kisszámú mikroba e helyeken történő megtelepedését.

Az antibiotikum megválasztása, különösen a mikrobiológiai diagnózis előtt, nehéz feladat. Mint azt a Diagnosztikáról szóló fejezetben már láttuk, a minta beküldése és a rezisztencia vizsgálatok eredményét is tartalmazó végleges mikrobiológiai diagnózis között napok telhetnek el. Az antibiotikum kezelés az esetek többségében haladéktalanul megkezdendő. Hogy mivel, az függ a klinikai tünetektől, a kép súlyosságától, a fertőzés lokalizációjától, a feltételezett kórokozótól és annak vélhető antibiotikum rezisztenciájától.

Enyhébb kórkép, klinikai tünetek esetén a várható kórokozó és rezisztencia minta alapján vállalhatunk, sőt vállalnunk is kell némi kockázatot: ilyenkor nem helyes a lehető legszélesebb spektrumú kezelést választani, az esetleg még nagyobb kockázatot jelent mellékhatásai, illetve a rezisztencia kialakulásának lehetősége miatt. Ilyenkor (pl. nem komplikált húgyhólyag gyulladás, középfül gyulladás esetén), egy szűkebb spektrumú, de feltehetően hatásos szer alkalmazása a helyes megoldás, mégha elvileg elképzelhető is, hogy tévedünk. Amennyiben a tünetek nem javulnak, illetve az időközben megérkező mikrobiológia eredmények a várttól eltérő kórokozót és/vagy rezisztencia mintát igazolnak, megváltoztatjuk a kezelést.

Súlyos, életet veszélyeztető állapotban nincs helye a kockázat vállalásának: a vélhető kórokozók és gyakori rezisztencia mintájuk alapján széles spektrumú, nem ritkán kombinált kezelést kell haladéktalanul alkalmaznunk. Bár a klinikai gyakorlat szerint a kombinált kezelés nem jelent minden esetben feltétlenül jobb eredményt, mint egy a megfelelően megválasztott széles spektrumú szer használata, legalábbis elvileg vannak előnyei. Egyrészt általában a kombinált szerek különböző antibiotikum osztályok képviselői, így az egy sejtben meglévő, vagy a kezelés során azonos sejtben egyszerre kialakuló rezisztencia lehetősége kisebb. Ezen túlmenően két szer hathat szinergisztikusan is, erre jó példa a béta-laktámok és aminoglikozidok együtt-adása.

Szeptikus, meningitiszes betegek túlélési esélyét egyértelműen meghatározza, hogy a tünetek jelentkezése után mennyi idővel kapták az első hatásos antibiotikumot – és itt nem órák, de szó szerint percek számíthatnak! A széles lefedés után viszont, amennyiben a mikrobiológia vizsgálatok egyértelműen igazolják, hogy erre nincs szükség, meg kell gondolnunk a szűkebb spektrumú szerre való váltás lehetőségét, a kezelést deeszkalálnunk kell. Ez különösen igaz a nagyon széles spektrumú szereknél, például karbapenemek, glikopeptidek, esetén. Általában ez az a lépés, amitől a klinikusok félnek (lásd még „sikeres csapaton ne változtass”). Azonban egyértelmű, hogy adott esetben egy széles lefedést biztosító, de esetleg toxikus és drága szer (pl. vankomicin) semmi előnyt nem jelent a szűkebb spektrumú szerekkel folytatott kezeléssel szemben, ha pl. az izolált S. aureus törzs azokra is érzékeny. Ugyanígy felesleges lehet egy Gram-negatív szepszis kezelését karbapenemekkel folytatni, ha azt igazoltan egy poliérzékeny E. coli törzs okozta. A deeszkalálás elmulasztása igazoltan hozzájárul a széles spektrumú, „életmentő” antibiotikumok elleni rezisztencia terjedéséhez, az elképesztő költségeiről nem is beszélve.

A gombák ellen ható szerek

Simon Gyula

A gombaellenes szerek köre sokkal szűkebb, mint pl. a baktériumellenes készítmények tárháza. Ennek alapvető oka, hogy a gombák eukarióták, hasonlóan az emberi szervezet sejtjeihez. Éppen ezért a gombaellenes szerek jelentős része az emberi szervezetet is károsítja. Az ún. „hagyományos” szerek többnyire nem specifikus fertőtlenítő és antimikrobás készítmények. A modern antimikotikumokat néhány molekulából fejlesztették ki, főként támadási pontjuk alapján (2.4.18. ábra). Természetesen új molekulák tesztelése is folyamatosan történik. Egyúttal természetes hatóanyagok, növényi kivonatok gombaellenes hatását is vizsgálják a szakemberek, sőt ma már pl. a gombás körmök lézeres kezelése is egyre inkább teret nyer.

2.4.18. ábra. A gombaellenes szerek felfedezése

Ennél is fontosabb azonban, hogy elkülönítsük a népbetegség számba menő, szinte mindennapos gombás fertőzések kezelésére szóló és a szerencsére ritka, de életveszélyes, többnyire immunszupprimált betegek kezelésére alkalmas szereket. Előbbiek elsősorban a nagy populációnál alkalmazható, kevés mellékhatással és viszonylag szűk interakció-spektrummal rendelkező szereket jelentik, utóbbiaknál pedig az akár nagyobb kockázattal járó, de gyakran életmentő szereket is figyelembe kell venni. Rendkívül fontos, hogy e molekulák jelentős része szoros rokonságban áll egymással. Ennek iskolapéldája a fluconazol: a molekula eredetileg az életet veszélyeztető szisztémás candidosis terápiáját szolgálta, majd a HIV-fertőzöttek visszatérő oropharyngeális candidosiának profilaxisát biztosította. Később a hüvelyi fertőzések kezelésében, majd a körömgombásodások gyógyszereként is engedélyezték ezt a molekulát. Több éves kutatás eredményeként, sokmilliós költséggel kifejlesztett hatóanyagról van szó, melynek megtérülését nyilván nem néhány száz vagy ezer beteg gyógyulása biztosítja. Ez a molekula más szempontból is példaértékű: egyrészt rávilágított a MIC-értékek átértékelésének fontosságára (magas MIC-értékek mellett is jó in vivo hatékonysága), másrészt pedig olyan fogalmak létjogosultságára, mint a dózisfüggő érzékenység.

A ma valódi antimikotikumnak nevezhető szerek többsége (a korábbi általános „anti-parazita” szerekkel szemben) lényegében a gomba sejtmembránjának fő alkotójával, az ergoszterollal, vagy sejtfalával lépnek kapcsolatba. Más szerek a gomba DNS-szintézisét, vagy a sejtosztódást gátolják. Napjainkban az antimikotikumok 5 csoportját különböztetjük meg, bár ezek is nagyrészt mesterséges csoportosítás eredményei. Ezek:

azolok

allilaminok

echinocandinok

poliének

egyéb szerek (pl. griseofulvin és flucitozin /5-FC, 5-fluorocitozin/).

Ma már elsősorban az azol származékokkal kezdődik minden tankönyv, hiszen ezek a széleskörűen alkalmazott készítmények mind a felszínes, mind pedig az életet veszélyeztető mikózisokban.

Azolok

E szerek elsődlegesen a gomba citokróm P450 enzimjét, a 14-α-demetiláz képzését gátolják, az ergoszterol bioszintézist akadályozva. Az imidazolok (ketokonazol, mikonazol, klotrimazol, ekonazol) és rokon vegyületeik ma már szinte kizárólag lokális kezelésben használatosak, noha pl. a mikonazol egyes szisztémás betegségekben életmentő lehet. Ugyanakkor a triazolok (flukonazol, itrakonazol, vorikonazol, pozakonazol) sokkal nagyobb affinitással rendelkeznek a gomba-, mint az emlős sejtek citokróm P450 enzimjei felé, ezért biztonságosságuk felülmúlja a hagyományos imidazolokét. Ma már a triazolokat is „első és második generációs” csoportokra osztjuk, és ezek mind a felszínes, mind az invaziv gombás fertőzések kezelésében szerepet játszanak.

Első generációs triazolok

A flukonazol megfelelő aktivitással rendelkezi általában a Candida-fajokkal és a Cryptococcus neoformansszal szemben. Ugyanakkor jól ismert genetikailag kódolt rezisztenciája C. kruseivel és gyakori rezisztenciája egyéb non-albicans Candida fajokkal (elsősorban C. glabrataval) szemben. Fungisztatikus szer. Orális és IV formában is elérhető. Fontos jellemzője, hogy vízoldékony, orálisan alkalmazva felszívódása jó, biohasznosulása 90% körüli. A központi idegrendszerbe jól penetrál, húgyúti fertőzésekben is jól alkalmazható. A vizelettel ürül.

Az itrakonazol sarjadzógombák, dermatofitonok és számos penész ellen is hatékony, többek között az Aspergillus fajok individuális törzsei ellen is. Dermatofitonok egy részével szemben fungicid, más gombákkal szemben fungisztatikus hatású. Vízben nem oldódik, lipofil karakterű. Ma már számos formában (kapszula, infúzió, orális szuszpenzió) elérhető, előnyei mellett azonban részben farmakokinetikai, részben egyéb hátrányai vannak: pl. a táplálkozás, az ital-fogyasztás jelentősen befolyásolja a szer biológiai hasznosulását. A májban metabolizálódik és a széklettel ürül.

Második generációs triazolok

A vorikonazol szélesebb antifungális aktivitással rendelkezik pl. flukonazol-rezisztens Candida-törzsekkel szemben, bár a keresztreziztencia gyakran megfigyelhető. Bizonyos penész (Aspergillus-, Scedosporium és Fusarium) törzsek ellen is hatékony lehet, de ezt mindig in vitro tesztekkel kell ellenőrizni. A pozakonazol jelenlegi ismereteink szerint a legszélesebb in vitro gombaellenes aktivitással rendelkezik. Keresztrezisztenciája a flukonazollal rendkívül ritka, és ez az egyetlen triazol, mely megfelelő aktivitással rendelkezik a már korábban említett, egyébként rendkívül terápiarezisztens, járomspórás (Zygomycota) gombákkal szemben. E két szer mellékhatásai – esetleges hepatotoxicitás, a máj egyéb citokróm P 450 enzimrendszerhez kötődő metabolizmusok – valamint egyéb keresztreakciók ellenjavallják pl. a rifampicin egyidejű adagolását.

Allilaminok

Az ergoszterolszintézis gátlása az allilaminoknál a szkvalén-epoxidáz szintjén érvényesül. A terbinafin és a naftifin a két, gyakorlatban használatos allilamin származék. A naftifin csak lokálisan alkalmazható, a terbinafin orálisan is. Széles gombaellenes aktivitással rendelkeznek, dermatofitonokkal szemben többnyire fungicidek. A terbinafin gyakorlatilag a dermatomikológia leghatékonyabb készítménye. Orálisan alkalmazva 70–80%-ban szívódik fel, lipofil vegyület. A táplálkozás – ellentétben pl. az itrakonazollal – nem befolyásolja felszívódását. Túlnyomóan vizelettel, kisebb részben a széklettel távozik. Bizonyos invazív, penészek okozta fertőzésekben mono- vagy kombinált terápiában leírták hatékonyságát, ezek azonban sporadikus adatok. Mellékhatása elsősorban gastrointestinális, átmeneti májenzimérték-emelkedést okozhat. Krónikus májbetegeknél csak alacsonyabb dózisban alkalmazható.

Echinokandinok

A csoportnak három gyakorlati jelentőségű tagja van: a kaszpofungin, a mikafungin és az anidulafungin. Candida és Aspergillus fajok ellen egyaránt hatékonyak, de Cryptococcus neoformans és nem aspergillus penészek ellen nem hatásosak. Szisztémás candidosisban hatékonyságuk megegyezik az amphotericin B-vel, aspergillosisban azonban még kevés velük a tapasztalat. Toxicitásuk alacsony, mivel specifikusan a gomba sejtfalát támadják, az emberi szervezetben pedig nincs glükán. Nem a CytP450 rendszer révén metabolizálódnak, ezért más szerekkel interakciójuk minimális. A ciklosporin azonban kivétel ebből a szempontból.

Poliének

Az amphotericin B és a polién antimikotikumok a már kialakult sejtmembrán permeábilitását fokozzák, ionkiáramlás révén pusztítva el a gombasejtet.

A nisztatin és pimaricin vízben minimálisan oldódnak. Lényegében fungisztatikus szerek. Hatásspektrumukban elsődlegesek a sarjadzógombák. Rendkívül fontos, hogy a gyomor-béltraktusból nem szívódnak fel, a széklettel ürülnek. Lényegében a gastrointestinális fertőzések kezelésében van jelentőségük, bár inhaláció révén bronchopulmonáris fertőzésekben is értek el eredményeket. Lokális kezelésben nyálkahártya-candidosis az elsődleges célterület.

A hagyományos amfotericin B évtizedek óta használt szer az invazív gombás fertőzések kezelésében. Számos sarjadzógomba- és penész okozta fertőzésben alkalmazzák. A mai szigorú toxicitás- és mellékhatás-vizsgálatok mellett gyakorlatilag nem lenne engedélyezett a használata, de bizonyos betegségekben mind a mai napig nélkülözhetetlen. Ráadásul, sok esetben nem is bizonyított más készítmények klinikai prioritása ezzel az „ósdi” molekulával szemben.

Az amfotericin B vagy AMB dezoxikolát nagy hátránya, hogy toxikus, csak intravénásan adagolható, és nefrotoxikus hatása a terápiás dózistól függ. Az infúzióhoz kötődő mellékhatások és a következményes thrombophlebitis a preventív intézkedések ellenére is gyakran előfordulnak.

Az amfotericin B lipid-asszociált készítményeimellékhatásaikat tekintve sokkal előnyösebbek, hatékonyságuk szempontjából azonban nem nyújtanak szignifikáns előnyt a kezelés során. E modern szerek azonban többszörösébe kerülnek az eredeti molekulának. Hogy melyik szer élvez prioritást a kezelés során, függ az izolált kórokozótól és főként a klinikai lefolyástól. A készítmények adagolása lassú IV infúzióban történik. A hagyományos amphotericin B erőteljesebben csökkenti a szérum K szintet, vesetoxicitása, anaemizáló hatása is sokkal kifejezettebb, mint a az amfotericin B lipid komplexé, vagy a liposzómás amfotericin B-é. A primer rezisztencia csak szűk körben ismert e szerrel szemben, de szekunder rezisztencia az elhúzódó kezelés során kialakulhat.

Egyéb szerek

Antimetabolitok

A flucitozin (5-fluorocitozin) gombaellenes hatásspektruma viszonylag szűk, azonban szisztémás candidosisban és gyakran aspergillosisban is jól használható. Nagy hátránya, hogy szekunder rezisztencia gyakran alakul ki vele szemben. Éppen ezért monoterápiában nem alkalmazzák, amphotericin B-vel kombinálva gyakran szinergista hatású. Ma már kevésbé használatos készítmény

Antimikotikus antibiotikumok

A grizeofulvin az egyik legkorábban alkalmazott szer, melyet a Penicillium griseofulvum gombából izoláltak. Kizárólag dermatofiton gombákkal szemben hatásos. A mitózis gátlása révén fejti ki fungisztatikus hatását. Gyakori mellékhatásai miatt Európában ritkán alkalmazott szer.

Számos új vegyülettel, illetve ismert vegyületek módosításával folynak biztató kísérletek. Ezek azonban csak évek múlva jutnak el a felhasználókhoz.

Lokálisan alkalmazható készítmények

A festékek és festék/fém komplexek, a halogénezett fenol/benzol származékok és kénvegyületek mellett jódvegyületeket, alkoholokat, aldehideket, kvaterner ammónimvegyületeket is alkalmaz még az orvosi mikológia. Ezek jelentősége azonban erőteljesen csökkent, részben esetleges színük, szaguk, irritáló tulajdonságaik miatt. Ugyanakkor a ciklopiroxol amin viszonylag újabb készítmény, lokálisan alkalmazható számos kórokozócsoport ellen. Körömlakk formájában a körömgombásodás kezelésének is kiegészítője lehet. Ez utóbbi vonatkozik az amorolfinra is, mely az egyetlen morfolinszármazék antimikotikum.

Parazita ellenes szerek

Pusztai Rozália

A paraziták okozta fertőzések kezelésére alkalmas gyógyszerek csak korlátozott számban állnak rendelkezésre. Ennek oka részben, hogy a protozoonok és férgek igen különböző felépítésüek, életciklusuk speciális, szaporodásuk során egyesek több fázison mennek keresztül. Ezen túlmenően rendszertanilag is sokkal közelebb állnak a magasabb rendűekhez, mint pl. a baktériumok, így a szelektív toxicitás elérése sokkal nehezebb. Ráadásul e fertőzések természeténél fogva gyakori, hogy a szereket hosszantartóan kell adagolni, növelve a toxicitás lehetőségét. Mindeközben gyakori, hogy kompromisszumra kényszerülünk, és – szemben a bakteriális fertőzések kezelésével, ahol kötelező a kórokozó eliminációja – egyes parazitás fertőzések esetén néha, kényszerből megelégszünk a parazitaszám csökkentésével. Ez természetesen, reményeink szerint, megelőzi a szisztémás, krónikus fertőzések kialakulását.

Protozoonellenes szerek

A protozoonfertőzések kezelése a férgekénél jobban emlékeztet a baktériumoknál megismertekre. Itt is általában metabolikusan aktív, szaporodó formákra próbálunk hatni a készítményekkel.

Nehézfémionok. Az arzén-(melarsoprol) és antimontartalmú szerek a paraziták metabolizmusában fontos szerepet játszó enzimek szulfhidril csoportjait oxidálva okozzák elsősorban az energiatermelés zavarát. Bár a parazita sejtek jobban veszik fel őket, mint a gazdaszervezet sejtjei, meglehetősen toxikusak. A melarsoprol átmegy a vér-agy gáton, és hatásos a trypanosomiázis minden fázisában. Az antimon tartalmú szereket elsősorban a leishmaniázis kezelésében használjuk.

Kinolin és aminokinolin analógok. Ide tartoznak az antimaláriás hatású kinolon (kinin, kinidin, kinakrin), illetve az aminokinolin analógok (chloroquin, primaquin, mefloquin). A paraziták által fertőzött vörösvértestekben feldúsulnak. Hatásuk összetett, gátolják a fehérjeszintézist, a fertőzött VVT-kben toxikus bomlástermékek felszabadulását okozzák. A kinin, chloroquin, és mefloquin hatásos az erythrociter alakokkal szemben, így alkalmas mind profilaktikusan, mind terápiás célra, az akut szakasz kezelésére. Sajnos nem hatnak a P. vivax és P. ovale hypnozoitákra a májban. A primaquin ezzel szemben az extraerythrociter alakokra hat, ami az eradikáció feltétele.

A chloroquin rezisztencia, különösen a P. falciparum, kisebb mértékben a P. vivax törzsek között terjed, jelentősen korlátozva e kiváló, olcsó, jól tolerálható szer alkalmazhatóságát. Rezisztens esetekben a kinin, akár szisztémásan is, alkalmazható szulfonamidokkal, tetraciklinekkel kombinálva. chloroquin-rezisztens endémiás területre utazóknál profilaxisként, illetve az esetek kezelésében mefloquin használható.

Folsav antagonisták. A protozoonok nem képesek folsavat külső forrásból felvenni, azt maguk szintetizálják. Ezt – az antibakteriális szereknél elmondottak szerint – tudjuk gátolni antagonistákkal, pirimetaminnal, trimetoprimmal, szulfonamidokkal. A trimetoprim-szulfametoxazol hatásos toxoplasmaellenes szer, a pirimetamin szulfonamidokkal kombinálva a malária és a toxoplasmosis kezelésében használható.

Fehérje szintézis gátlók. Elsősorban a klindamicin, spiramicin, tetraciklinek használhatóak Entamoeba, Babesia, és Plasmodium fertőzések kezelésére. Az utóbbi szer alkalmas kloroquin-rezisztens falciparum maláriaellenes profilaxisra is. A klindamicin rendkívül jó szöveti terjedését a központi idegrendszer toxoplazma fertőzésének kezelésekor használhatjuk ki. A bélből fel nem szívódó parmomicint amoebiasis és gairdiasis kezelésében alkalmazzuk.

Diamidinek. E polikation természetű szerek (pentamidin) hatása feltehetően a DNS-sel létrehozott kapcsolatukon alapszik. Elsősorban a visceralis leishmaniasis és a korai, a központi idegrendszert még nem érintő trypanosomiasis kezelésére alkalmasak.

Nitroimidazolok. A metronidazolról az antibakteriális szerek között már esett szó. A trichomoniasis, giardiasis kezelése mellett, kiváló penetráló képessége miatt jól használható az invazív amoebiasis kezelésében is.

Sesquiterpének (pl. artemisin). A hemmel reagálva okozza toxikus szabadgyökök felszabadulását és ezáltal rendkívül jó antimaláriás szer. Mind a P. vivax, mind a P.falciparum törzsek schizontáira hat, mefloquinnal kombinálva hatásos a rezisztens törzsekkel szemben is.

Makrolidok. A makrolid antibiotikumok közül a spiramycint terhesek toxoplasmosisának kezelésében használjuk.

Féregellenes szerek

E fertőzések természeténél fogva nem ritka, hogy a megcélzott kórokozó metabolikusan kevésbé aktív, mint a protoozonfertőzések esetén az elpusztítandó kórokozók. A kezelés gyakori stratégiája, hogy a kifejlett férget próbáljuk bénítani, így érve el a szervezetből történő eltávozását.

Benzimidazolok (mebendazol, albendazol, tiabendazol). Hatásukban meghatározó, hogy részben a férgek energiatermelésével, részben sejtjeik mikrotubulusaival interferálnak. Mindennek következtében a kórokozó motilitása gátolódik. Igazi széles spektrumú féregellenes (és egyes protozoonokra is ható) szerek. Számos fonalféreg (Ascaris, Trichuris, Necator, Ancylostoma) és szalagféreg (Taenia, Hymenolepis, Echinococcus) ellen hatásosak. A tiabendazol a bőrben migráló lárvákra is hat. Az albendazolt a giardiasis, illetve immunkompromittáltak microsporidium okozta bélfertőzéseinek kezelésében használjuk.

Tetrahidropirimidinek (pirantel, oxantel) . A cholinerg receptorokhoz kötődve okozzák a fonalférgek izomrendszerének bénulását, a féreg bélből való kilökődését. Hatásosak az Enterobius, Ascaris, Ancylostoma, Trichuris fertőzésekben.

Piperazinok (piperazin, dietilkarbamazin). A féreg izmainak hiperpolarizációja révén hozzák létre annak petyhüdt bénulását. Feltehetően emellett fokozzák a microfilariákat fagocitáló sejtek aktivitását is. Hatásosak az Ascaris, Enterobius, Onchocerca fertőzésekben, a nyirokrendszer filariázisában. Sajnos a szer hatására növekedhet a filariákból az antigén kiszabadulás, fokozva a szövetroncsoló gyulladásos reakciót.

Avermectinek. A nematodák GABA-erg receptoraira hatva az ivermectin gátolja a klór-csatornák működését bénulást okozva. Hatásspektruma magában foglalja a Strongyloides, Ascaris, Trichuris, Enterobius genusokat.

Pirazinoisokinolinok. A praziquantel elsősorban a mételyekre és szalagférgekre hat. A hatása révén kialakuló emelkedett intracelluláris kálcium szint fokozott kontrakciókat és a tegumentum szétesését eredményezi. Az utóbbi teszi lehetővé, hogy a szervezet immunrendszerének effektor mechanizmusai a korábban kevésbé elérhető antigénekhez is hozzáférjenek: a parazitaellenes hatás végül is a szer és az immunrendszer együttműködésének eredménye. Rendkívül széles spektrumú szer.

Fenolok. A fenol gyűrűt tartalmazó, bélből fel nem szívódó szerek közül a niklozamid főleg a bél szalagférgeire hat gátolva azok energiatermelését és így mozgását.

A protozoonok és férgek okozta fertőzések kezelésére leggyakrabban alkalmazott gyógyszereket az 2.4.3. és 2.4.4. táblázat foglalja össze.

2.10. táblázat - 2.4.3. táblázat. Az ember patogén protozoonok elleni legfontosabb gyógyszerek

Protozoon

Gyógyszer

Entamoeba histolytica

metronidazol

emetin

Giardia lamblia

metronidazol

Trichomonas vaginalis

metronidazol

Cryptosporidium parvum

spiramicin

Trypanosoma brucei ssp gambiense és rhodesiense

suramin

melarsoprol

Trypanosoma cruzi

nifurtimox

Leishmania fajok

antimonkészítmények

amfotericin B

Plasmodium fajok

chloroquin

kinin

pirimetamin

proguanil

primaquin

mefloquin

halofantrin

artemisin és származékai

Toxoplasma gondii

pirimetamin + szulfonamid

spiramicin


2.11. táblázat - 2.4.4. táblázat. A legfontosabb féregellenes gyógyszerek hatásspektruma

Gyógyszer

Hatásspektrum

benzimidazolok*

bélben élő nematodák

niklozamid

cestodák

praziquantel

trematodák

cestodák

dietilkarbamazin

filáriák

ivermectin

Oncocerca volvulus

egyéb filáriák

Levamiz-ol

Ascaris lumbricoides

Ancylostoma duodenale

Necator americanus


* mebendazol, tiabendazol és albendazol

Sterilizálás és dezinficiálás

Pál Tibor

A sterilizálás és dezinficiálás(fertőtlenítés) a mikrobák számának különböző mértékű csökkentésétjelentik a fertőzések megelőzése céljából, függően a mikrobamentesség elvárt fokától (2.4.5. táblázat).

2.12. táblázat - 2.4.5. táblázat. A sterilizálás és dezinficiálás definíciója és rizikó csoportok szerinti alkalmazásuk

Definíció

Alkalmazási terület

(Rizikócsoport)

Példák a módszerekre

Sterilizálás

Az (elméletileg) összes mikróba elpusztítása fizikai és kémiai módszerekkel

Kritikus

Minden eszköz, ami steril szövettel, a keringési rendszerrel kapcsolatba kerül

(pl. implantátumok, tűk, sebészi eszközök)

Autokláv, etilén oxid gáz, UV- és gammasugárzás

Magas fokú dezinficiálás

A mikroorganizmusok elpusztítása a spórák kivételével

Félig-kritikus

Minden, ami a nyálkahártyákkal, illetve sérült bőrrel kapcsolatba kerül.

(pl. endoszkópok)

Főzés, hidrogén-peroxid, klór, glutáraldehid

Alacsony fokú dezinficiálás

A legtöbb vegetatív baktérium és vírus elpusztítása

Nem kritikus

Minden, ami csak az ép bőrrel kerül kontaktusba

(pl. ágynemű, sztetoszkóp, lázmérő)

Alkohol, quaterner ammónium vegyületek


A mikrobák különböző módszerekkel történő elpusztításának dinamikáját tanulmányozva azt látjuk, hogy egy adott dózis (koncentráció vagy hőmérséklet) esetén az alapvetően exponenciális: adott idő alatt a még életben lévő sejteknek mindig azonos hányada pusztul el (2.4.19. ábra). Ettől a dinamikától azonban akár jelentős eltérés is előfordulhat. Kevert mikrobiális flóra esetén a görbe kezdete, és főleg vége jelentősen ellaposodhat megnövelt expozíciós időt igényelve a kívánt hatás eléréséhez.

A különböző eljárások hatékonyságát az alkalmazott dózis és behatási idő mellett jelentősen befolyásolják az elpusztítandó mikrobák tulajdonságai és a környezet. A spórák nagyon ellenállóak a legtöbb behatással szemben, általában a mycobactériumok, gombák jellegzetes sejtfaluk okán jóval rezisztensebbek, mint a baktériumok vegetatív sejtjei. Jelentős különbség van a vírusok között is, míg a prionok általában nagyon ellenállóak. A környezet pH-ja, esetleg ionok jelenléte közömbösítheti az alkalmazott szerek hatását (pl. szappanok, azaz anionos detergensek hatástalanná tehetik a kationos detergenseket).

2.4.19. ábra. A mikrobák „ölési görbéje”. Magyarázatot lásd a szövegben

A különböző eljárások tekintetében, ha csak lehet, előnybe részesítjük a hőt. Olcsó, rendkívül jól dozírozható, nem toxikus és nem fejlődik ki ellene fokozott rezisztencia a kezelés során.

A tisztítás

A sterilezés és dezinficiálás során gyakran elfelejtkezünk az előzetes tisztítás fontosságáról. Pedig erre több szempontból is szükség van. Egyrészt, amint az a fenti 2.4.19. ábrán látható, a kiindulási csíraszám döntő hatással van az adott dózissal, adott ideig végzett eljárás után még életben maradó csírák abszolút számára (más szóval: ha kevesebbről indulunk, kevesebb marad). Legalább ennyire fontos, különösen a vegyszerekkel végzett eljárások során, hogy ezek többségének hatásfoka drámaian csökken, főleg szerves szennyező anyagok, pl. vér jelenléte esetén. Ezek előzetes lemosása szükséges a kívánt dezinficiens hatás eléréséhez.

A sterilizálás módszerei

A sterilizálás mindig élettelen tárgyak csíramentesítést jelenti, saját flórával rendelkező élő szöveteket nem lehet sterilizálni a szövetek életképességének megtartása mellett. (A sebészi bemosakodás nem jelent steril bőrfelszínt!)

Fizikai módszerek

Sz á raz h ő . A leégetés hatásos módja a mikroba mentesítésnek. Kiterjedten alkalmazzuk a laboratóriumi gyakorlatban pl. a bakteriológiai oltókacsok leégetésekor. Sürgősségi helyzetekben (kizárólag akkor) alkalmazható pl. pengék sterilizálására. Ipari méretekben kórházi hulladék égetése az incineráció. Az ún. hőlégszekrényekben 2 óra hosszat 160 oC-on, a levegő folyamatos keverésével csíramentesíthetőek üvegáruk, fémeszközök, porok (pl. hintőpor).

Nedves hő. A nedves hő általában hatásosabb, mint a száraz, tekintve, hogy a reaktív vízmolekulák hatásosan denaturálják a fehérjéket. Megbízhatóan ezt az ún. autoklávokban végezhetjük. Ezek tulajdonképpen olyan kuktafazékszerű szekrények, melyekbe a levegő előzetes teljes kiszivattyúzása után 1 atm túlnyomás segítségével 121 oC-ra melegített vízgőzt eresztünk. A gőznek telitettnek és száraznak kell lennie, azaz a lehetséges maximális mennyiségű vízgőzt kell tartalmaznia, de nem tartalmazhat vízcseppeket. Amennyiben biztosítjuk, hogy a gőz a sterilizálandó anyag minden részével kontaktusba kerüljön, 15 perc expozíciós idő elegendő a sterilitás eléréséhez. Ennek megtörténtét a fejlett autoklávokba beépített monitorok mellett az autoklávozandó anyagra ragasztott, a megfelelő hőhatás után színt váltó „autokláv szalagokkal” ellenőrizhetjük. Alkalmanként az autoklávok hatásfokát még ma is szokás biológiai próbával ellenőrizni: a megfelelően autoklávozott Bacillus stearothermophilus spórák elpusztulnak az eljárás során, belőlük a vegetatív sejt nem tenyészthető. Az eljárást sebészi textíliák, folyadékok sterilizálásra használjuk elsősorban.

Főleg a sürgősségi ellátásban van jelentősége az ún. „flash-autoklávoknak”, melyek 3 atm túlnyomáson előállított 134oC-os vízgőzt használnak mindössze 3 percig. A rövid expozíciós idő miatt az eljárás különösen érzékeny a technikai paraméterek be nem tartására.

Gáz. Az etilén oxid gáz egy alkiláló ágens, melyet 50–60 oC-on, 30% páratartalom mellett alkalmazunk. A gáz gyúlékony, robbanékony és daganatkeltő, alkalmazása után a sterilizált eszközöket, a berendezést órákig szellőzetni kell. Mindezek ellenére, megfelelő körülmények között, alkalmazható hőérzékenységük miatt nem autoklávozható tárgyak, műanyag eszközök sterilizálására. Nagyobb kórházak ma már rendelkeznek saját gázsterilizálóval. A béta-propiolakton hatásosabb az etilén-oxidnál, de hátránya, hogy rákkeltő hatása fokozottabb, és hogy kevésbé hatol át a csomagoló anyagokon.

Az etilén-oxid kedvezőtlen hatásai miatt egyre terjed a H2O2 pára (30%, 60 oC) és a plazma állapotú, ionizált H2O2 gőz alkalmazása, az utóbbi elsősorban a hőérzékeny endoszkópok csíramentesítésére. Mindkettő hatása a peroxidból felszabaduló rendkívül reaktív naszcens oxigén hatásán alapul.

Sugárzás. A Co60-ból származó gammasugárzás hatásos sterilizáló eljárás, egyszer használatos műanyag eszközeink (pl. fecskendők) többségét így sterilizáljuk ipari méretekben. Az ionozáló sugárzás egyrészt a DNS-ben hoz létre mutációkat, másrészt a sejten belüli vízből szabadít fel reakcióképes, toxikus szabad gyököket és hidrogén-peroxidot. Az UV-sugárzás, a DNS elnyelési maximumánál, a 240–280 nm hullámhossz tartományban a timin dimérek létrehozása révén fejti ki hatását. Bár elvileg képes sterilizálásra, alkalmazhatóságának jelentős korlátot szab rendkívül alacsony penetrációs képessége. Ennek következtében sterilizáló hatása csak a sugárforrás közvetlen közelében érvényesül. Alkalmazható inkubátorok, műtők levegőjének mikrobamentesítésére, bár a távolságok miatt ezeket nem sterilizálja, inkább dezinficiálja.

Kémiai sterilizálás

Egyes tankönyvek a perecetsavat és a 2% glutáraldehid oldatot sorolják ide, de ezek inkább magas fokban dezinficiáló szereknek tekinthetőek.

A dezinficiálás, fertőtlenítés módszerei

Fizikai módszerek

Sz ű r é s. Néha szokás a szűrést sterilizáló fizikai eljárásnak tekinteni, de ez legfeljebb csak a baktériummentesítés tekintetében igaz. A gyakorlatban használt szűrőkön a vírusok, prionok, de még egyes apróbb baktériumok (pl. mycoplasmák) is átmehetnek. Ennek ellenére a szűrőket – ma már szinte kizárólag a gyártás során pontosan beállítható pórus méretű cellulóz észter membrán filtereket – kiterjedten alkalmazzuk a gyakorlatban, szemben a korábban használt kolloid, üveg, és azbeszt (Seitz) szűrőkkel. Baktériummentesítésre a 0,47 μ, de még inkább a 0,2 μ pórusméret a megfelelő (az előbbieken a mycoplasmák „átcsúszhatnak”).

Nedves hő. Tekintve, hogy a víz normál nyomáson történő forralásával csak 100 oC érhető el, a vegetatív sejtek megbízható elpusztítására minimum 20 percre van szükség, de a spórák így is túlélhetnek.

A pasztőrözés élelmiszerek relatíve alacsony hőfokon (55–65 oC) történő kezelését jelenti általában 30 percig. A spórák biztosan, de a mycobacteriumok is túlélhetik az eljárást. Az eljárás alkalmazható inhalációs berendezések fertőtlenítésére is. A pasztőrözés terén számos, elsősorban az élelmiszertechnikában alkalmazott fejlesztés történt. A HTST (High Temperature Short Time) eljárás 72 oC-on 15–20 másodpercig, a UHT (Ultra High Temperature) módszer pedig 135 oC-on 2 másodpercig tart.

Kémiai eljárások

Az elsősorban élettelen felszíneken használt vegyszereket fertőtlenítő, dezinficiens szereknek nevezzük, míg a bőrfelszínen, esetleg nyálkahártyákon alkalmazottak az antiszeptikumok (mindennek ellenére a „bőr fertőtlenítése”, „dezinficiálása” elfogadott kifejezések).

Az alkoholok közül elsősorban az etilalkoholt és az izopropil alkoholt használjuk, az előbbit 70–95% -os, az utóbbit 90–95%-os koncentrációban. A víz feltétlenül szükséges a hatás eléréséhez, így a 100%-os oldat lényegesen kevésbé hatékony. Míg a spórák és számos vírus ellen hatástalanok, meglehetősen gyorsan elpusztítják a vegetatív sejteket, mycobacteriumokat, és a lipidtartalmú vírusokat. Mindennek ellenére hatásukhoz idő kell: a bőrfelszínre vérvétel vagy injekció előtt felvitt alkoholnak legalább egy perc hatásidőre szüksége van. Az alkoholokat kiterjedten használjuk kéz, és bőrdezinficiálásra, hatását sokszorosára fokozhatjuk jodofórok vagy klórhexidin (lásd később) hozzáadásával. Egyszerű eszközök, pl. hőmérők fertőtlenítésére is alkalmas.

A halogének közül a rendkívül hatásos, oxidáló, illetve fehérjedenaturáló hatású jódot régebben ún. tinktúra formájában (2% jód 50%-os alkoholban) használtuk elsősorban bőr, sebek környékének, műtéti területek fertőtlenítésre. Rendkívül hatásos, jelentős sporocid hatással is rendelkezik. Hátránya, hogy irritáló, erős festék és nem ritka a vele szemben kialakuló túlérzékenységi reakció sem. Ma már inkább hordozókkal (pl. polivinil pirrolidonnal – povidon jód) vagy nem ionos detergensekkel kombinálva (ezek a jodofórok) használjuk. A hatásosság megtartása mellett a jód fenti mellékhatásai így kevésbé érvényesülnek, bár túlérzékenyeken nem alkalmazhatóak ezek sem.

A klór szintén rendkívül hatásos és olcsó dezinficiens. Vizes oldatában a klór elsősorban a fehérjék szulfhidril (-SH) csoportjait roncsoló oxidáló szer, míg a hipokloritok elsősorban a sejt metabolizmusát blokkolják. Alkalmas a vegetatív sejtek és a legtöbb vírus, a hepatitis B vírus elpusztítására is, de a spórák és a protozoon cystak ellenállnak neki. Használjuk ivó- és fürdővizek tisztítása során, illetve felszínek fertőtlenítésére. Viszonylag széles, a savas tartományba eső pH-határok között működik, azonban lúgok, illetve szerves szennyezések könnyen inaktiválják. Olcsó, tömény formában vagy tablettázva sokáig eltartható, de feloldás után gyorsan veszít hatékonyságából. A textíliákat kifehéríti.

A hidrogén peroxid, pontosabban a belőle felszabaduló hidroxil gyök rendkívül erős oxidáló szer. 3–6%-os vizes oldata hatásos a vegetatív sejtek ellen, de 10–25%-os oldata a spórákat is elpusztítja. Különböző beültetendő műanyag eszközök, kontaktlencsék kezelésére alkalmas. Főleg régebben hatásosan alkalmazták anaerob mikrobákkal feltehetően szennyezett sebek átöblítésére, kihasználva a felszabaduló oxigén azokra toxikus hatását. Természetesen a jelentős kataláztermeléssel bíró baktériumokkal szemben kevésbé hatásos.

Felületaktív anyagok. Ezek hidrofil és hidrofób csoporttal egyaránt rendelkező vegyületek. Az anionos detergensek (pl. szappanok) hatásos tisztító szerek, bár direkt antibakteriális hatásuk nincs. Rendkívül fontos, hogy jelentősen csökkenthetik az utánuk alkalmazott kationos detergensek, pl. a kvaterner ammónium vegyületek hatását. Ennek megfelelően a szappanos kézmosás után azt gondosan le kell öblíteni, mielőtt az utóbbiakkal fertőtlenítenének kezünket. A kvaterner ammónium vegyületek, pl. a benzalkónium klorid, permeabilizálják a legtöbb baktérium sejtmembránját, bár a spórák és a legtöbb vírus ellen nem hatnak. Sajnos hatástalanok a mycobacteriumok, sőt egyes Pseudomonas és Acinetobacter törzsek ellen is. Hatásosságuk a koncentráció emelésével fokozható, de ekkor már nem alkalmazhatóak bőrön vagy nyálkahártyákon, hanem kizárólag élettelen felületeken.

Fenolok. A fenol egyike a legrégebb óta használt dezificienseknek, azok hatásosságát mind a mai napig a fenoléhoz (=1) hasonlítjuk. Ez az ún. fenol koefficiens. Származékai általában kiváló felületi dezinficiensek, kevésbé érzékenyek szerves anyagok jelenlétére, mint a legtöbb fertőtlenítő szer. A sejtmembránra hatnak, és szappanokkal kombinálva jelentősen növelhető tisztító hatásuk. A bőrre közvetlenül nem használjuk, de száj és toroköblögető szerek részeiként beváltak.

A bőrre is jól használhatóak a difenil származékok. Hexaklorofentartalmú szappanok rendszeres használatával a Gram-pozitív fertőzések ellen hatásos, többé-kevésbé tartós védelem alakítható ki. Alkalmazásának korlátot szab, hogy beszámoltak a szer felszívódásának tulajdonított neurotoxikus esetekről, elsősorban éretlen csecsemőkben. Ezzel szemben a klórhexidin nem toxikus, hatékonyabb, és szemben az előzővel, kifejezetten baktericid hatású és a Gram-negatív mikrobákkal szemben is van némi hatása. Kationos természetű, így szappanok hatástalanítják, viszont kiválóan használható alkoholos kézfertőtlenítőkben.

Aldehidek. A formaldehid és glutáraldehid alkiláló szerek, koncentrációtól függően minden mikrobát képesek elpusztítani, ezért egyesek a sterilizáló szerek közé sorolják őket. Az előbbi 37%-os vizes oldata a formalin. 20%-os töménységben előbb-utóbb már minden mikrobát elöl, mely 70% alkohol hozzáadásával tovább fokozható. Felhasználását erősen korlátozza, hogy a bőrön, nyálkahártyákon keresztül toxikus, irritatív. Ma szinte kizárólag gőz formájában helyiségek dekontaminálására használjuk, mely után a rendkívül intenzív szellőztetés kötelező. A glutárladehid oldat nagyon hatékony dezinficiens és kevésbé irritáló. Alkalmas olyan eszközök, endoszkópok baktériummentesítésére, melyek a fizikai behatásoktól (pl. hő) tönkremennének.

A sterilizálás, dezinficiálás jelentőségét az orvosi gyakorlatban nem lehet túlbecsülni. A tapasztalatok szerint a napi kórházi gyakorlatban nem a kritikus vagy félig kritikus alkalmazási területeken (Intenzív osztály, műtők) tanúsított nem kellő fegyelem jelenti a legnagyobb problémát – bár természetesen ez is rendkívül fontos. Ha egyetlen tényezőt kell megneveznünk a kórházi nosocomiális, antibiotikumrezisztens kórokozók terjedésének megakadályozására, a leghatásosabb kétség kívül az egészségügy minden területén a rendszeres fertőtlenítő kézmosás. Különösen Semmelweis Ignác hazájában ez minden egészségügyben dolgozó számára megszívlelendő, betartandó szabály kell, hogy legyen.

Védőoltások, immunprofilaxis, immunterápia

Pál Tibor

A fertőző betegségek többségére szervezetünk specifikus immunválasszal reagál, mely általában jelentős szerepet játszik a gyógyulásban. Megfelelő immunológiai memória kialakulása esetén megelőzheti a hasonló antigenitású mikrobával létrejövő ismételt fertőzést, de legalábbis enyhítheti annak klinikai megnyilvánulásait. Ezt a folyamatot természetes, azaz a fertőzés során kialakuló aktív immunizálásnak nevezzük. Természetes, miután nem külső emberi beavatkozás indítja el, és aktív azért, mert ennek során a gazdaszervezet saját maga aktiválja és tartja fent a védelemhez szükséges effektor mechanizmusokat. A folyamat mesterségesen is létrehozható, amennyiben a megfelelő antigént a megfelelő úton a szervezetbe juttatjuk a mesterséges aktív immunizálás, azaz a védőoltás során.

Hatásosságának feltétele, hogy a válasz vagy sikeresen pusztítsa el a mikrobát (intracelluláris kórokozó esetén esetleg az azt tartalmazó sejtekkel együtt) és/vagy olyan antigének, virulencia faktor(ok) működését gátolja, melyek a mikrobagazdán belüli túléléséhez szükségesek (pl. adhezinek, invazinok), illetve a patológiás hatás kialakításában központi szerepet játszanak (pl. toxinok). Ezeket az antigéneket szokás „protektív antigéneknek” nevezni.

Mód van arra is, hogy a gyorsaság érdekében, vagy az arra képtelen szervezet esetén „átvegyük a válasz feladatát” a szervezettől, közvetlenül a szervezetbe juttatva a specifikus ellenanyagokat. Ezt mesterséges passzív immunizálásnak nevezzük, hiszen ebben a gazdaszervezet aktívan nem vesz részt. Ennek természetes módja, mikor a magzat a placentán keresztül, illetve a születés után az újszülött a kolosztrum és anyatej révén kap IgG, illetve az utóbbiakban főleg IgA immunglobulinokat.

Az aktív és passzív immunizálás legfontosabb tulajdonságait a 2.4.6.táblázat mutatja.

2.13. táblázat - 2.4.6. táblázat. Aktív és passzív immunizálás

Aktív immunizálás

Passzív immunizálás

Antigént tartalmaz

Ellenanyagot tartalmaz

A hatás napok / hetek alatt

fejlődik ki

Azonnali hatása van

A védettség hosszabb távú

A védettség rövid távú

Memória kialakul

Memória nem alakul ki

Szükséges hozzá az immunválaszra

való képesség

Nem szükséges az immunválaszra

való képesség

Általában profilaktikus

célt szolgál

Több esetben terápiásan (is)

alkalmazható

B- és T-sejtes válasz is kiváltható

Csak a humorális védelmet segíti


Aktív immunizálás

Tekintve, hogy az immunválasz kifejlődéséhez idő kell, az aktív immunizálást szinte kizárólag profilaktikus céllal, a kórokozóval történő várható expozíció előtt végezzük. Ez alól ritka kivétel az olyan lassú kifejlődésű betegséget okozó kórokozóval történt fertőzés, mint a veszettség vírusa. Lényegében itt is megelőzésről, de az expozíciót követő profilaxisról van szó, hiszen azonnali oltással még jó eséllyel kialakítható a tünetek kialakulását (és gyakorlatilag a fatális kimenetet) megelőző védettség.

Az aktív immunizálás során különböző típusú antigéneket használhatunk. Ezeket alapvetően két nagy csoportra oszthatjuk: az élő baktériumsejteket, illetve aktív vírus partikulumokat tartalmazó, „élő” vakcinákra, és a csak különböző formájú antigéneket tartalmazó védőoltások vegyes csoportjára. Mindkét vakcinatípus rendelkezik előnyökkel és hátrányokkal (2.4.7. táblázat).

2.14. táblázat - 2.4.7. táblázat. Az élő, illetve inaktivált és alegység vakcinák összehasonlítása

Élő vakcinák

Inaktivált és alegység vakcinák

A beadás módja általában a

természetes utat követi

A beadás módja az esetek

többségében parenterális injekció

Általában egy dózis elegendő

Általában ismétlést igényel

Adjuvánst nem igényel

Gyakran igényel adjuvánst

Hosszan tartó védettséget biztosít

A védettség rövidebb tartamú

IgG, nyálkahártya expozíció

esetén IgA is termelődik

A nyálkahártya védettség

parenterális

oltás esetén hiányzik

Egyes fajtái természetes úton

terjednek, így az oltottak

arányát növelhetik

Nincs terjedés

Sejt közvetített válasz is létrejön

A sejtközvetített válasz

gyenge

Interferencia előfordul

Interferencia nincs

Reverzió veszélye egyes

vakcináknál előfordul

Reverzióra nincs esély

A hőérzékenység, eltarthatóság

gondot jelent

Az eltarthatóság egyszerűbb

A sejtek pusztulás miatt a

dozirozás nehezebb

A dozírozás egyszerű

Immunkompromittáltaknak, terheseknek nem mindegyik oltás adható

Immunkompromittáltak és terheseknek általában adható oltások


A zöld mezők relatív előnyöket, a rózsaszínek hátrányos tulajdonságokat jelölnek.

Élő vakcinák

Tekintve, hogy az élő vakcinák általában a természetes fertőzésnek megfelelő módon kerülnek a szervezetbe, illetve a gazdával való kölcsönhatásuk a virulens mikroorganizmusét utánozza, az általuk létrehozott válasz emlékezet a valódi fertőzés során kialakultra (különösen fontos ez a döntően sejtközvetített válasz által biztosított védettség esetén). A gazdaszervezetben szaporodnak, hosszabb ideig jelen vannak, így az immunrendszer számára kellően elhúzódó stimulust jelentenek az erős válasz és a memória kialakulásához. Egyes vakcinák (pl. orális polio vakcina OPV) esetén ennek további következménye, hogy emberről emberre terjedhetnek növelve a populáció átoltottságát.

A nyálkahártyákon át behatoló kórokozók elleni védelem szempontjából meghatározó jelentőségű, hogy a mukózális választ hoznak létre. Hátrányaik szintén „élő” mivoltukból származnak. Egyrészt egyes vakcináknál az egészségesekre is veszélyes revertánsok előfordultak (pl. OPV). Másrészt egészséges szervezettel szemben mutatott csökkent betegségokozó képességük még alkalmassá teheti őket immunkompromittáltak megbetegítésére. Egyes aktív vírust tartalmazó vakcinák hatása csökkenhet a szervezetben egyébként jelenlévő egyéb vírusokkal való interferencia miatt.

Ma már csak történelmi jelentősége van magának a virulens kórokozónak az alkalmazására. A varioláció során az ókori Kínában, Indiában, Kis-Ázsiában, illetve az Újkorban az angolszász országokban enyhébb lefolyású himlős esetekből vett váladékkal oltottak egészségeseket – természetesen jelentős veszélynek kitéve őket. A betegség eradikációjában a közelmúltig kötelező oltásként szerepet játszó himlőoltás során a tehén himlővírusát, a vaccinia vírust használtuk (lásd a jól ismert történetet Edward Jenner híres kísérletéről). Tekintve, hogy az eredeti gazdától, a szarvasmarhától eltérő fajra, az emberre ez az állati vírus eleve kevésbé patogén, bennünk a humán vírus által kiváltottnál lényegesen enyhébb lefolyású betegséget hoz létre, de védettséget okoz az ellen is.

Az élő oltóanyagok többsége attenuáltkórokozót tartalmaz.

Az attenuálás

Az attenuálás („virulenciacsökkentés”) során a kórokozó általában virulenciafaktorai kifejeződésében olyan mértékben szenved kárt, hogy kórokozó képessége a még eltűrhető mértékre csökken, de a protektív antigének antigenitása megmarad. Gyakran megmarad az attenuált mikroba azon képessége is, hogy a gazdaszervezettel létrejövő kölcsönhatása az eredeti fertőzésnek megfelelő behatolási kapun keresztül jöjjön létre, annak lefolyását követve (pl. orális fertőzés esetén szájon át adható, légúti fertőzés esetén a légutak nyálkahártyáján keresztül, spray formájában adható oltás).

Az attenuált baktériumsejtek egy másik csoportjánál a mutáció vagy deléció nem kifejezett virulenciafaktort, hanem olyan metabolikus folyamatot érint, mely a fertőzés során befolyásolja a mikroba valamely specifikus környezetben való túlélését. Erre példák a shigella- és salmonellafertőzések megelőzésre alkalmazott auxotróf mutánsok, melyek aromás aminosavszintézisük folyamataiban fellépő defektusaik miatt nem képesek intracelluláris miliőben (ahol ezen aminosavak nem állnak rendelkezésre) szaporodni.

Az attenuálás létrejöhet a kórokozó természetes, in vivo környezetétől eltérő in vitro passzázsa, „átoltogatása” során, azaz spontán módon. Ennek alapja, hogy szemben az in vivo környezettel, in vitro nincs szelekciós nyomás a virulencia faktorok génjein, az ezekben beálló spontán mutációk nem jelentenek e természetellenes környezetbe hátrányt. Tekintve, hogy gyakran a virulenciafaktorok termelésének „energetikai ára van”, ha nincs rájuk szükség, az azokat nem termelők egyenesen előnyt is élvezhetnek, a tenyészetben feldúsulhatnak. Így hozták létre Calmette és Guérin a tuberkulózis megelőzésére használatos, róluk elnevezett BCG-törzset (Bacillus Calmette és Guérin) egy M. bovis törzsből mely a 13 éves (!) átoltogatás során több deléciót szenvedett. (A ma használatos BCG-törzsek, oltások, nem egységesek. A egyes országokban az eredeti törzs fenntartása során kialakultak a jelentős eltéréseket mutató „helyi” változatok, melyek hatásosságukat tekintve különböznek). Hasonlóképpen, többszörös passzázs eredménye a Sabin által létrehozott orális polio vakcina (OPV), mely a vad törzs majomvesesejteken történő sorozatos tenyésztése során jött létre. Hasonlóan sorozatos sejtkultúra és/vagy embrionált tojásban végzett passzások eredményezték a mumpsz-, a kanyaró- és a rubeolaoltások során használt vírustörzseket is.

Ma már egyre inkább arra törekszünk, hogy a vakcinák kifejlesztése során pontosan ismert mutációkat, deléciókat hozzunk létre (ahelyett, hogy a sokáig ismeretlen okból attenuált spontán mutánsokról utólagos genom szekvenálással próbáljuk kideríteni annak okát). Ehhez természetesen ismernünk kell a virulencia faktorokat, génjeiket (lásd molekuláris Koch-posztulátumok a Patogenitás fejezetben), szerepüket. Mindezek birtokában jelentősen csökkenthető, sőt kizárható a reverzió, azaz a virulens vad típussá való visszaalakulás veszélye.

Inaktivált és alegységvakcinák

E vakcinák gyakran ismételt, általában parenterális oltásokat igényelnek, és a mucosalis, illetve sejtközvetített válasz esetén kevésbé hatékonyak. Ugyanakkor számos rendkívül hatásos vakcina található e csoportban, és előnyeik közül kiemelendő, hogy nem kell számolni a reverzió veszélyével, az interferencia lehetőségével. Természetesen e vakcinák sokkal nagyobb biztonsággal adhatóak immunkompromittáltaknak is.

Adagolásuk gyakran igényli adjuvánsok alkalmazását.

Az adjuvánsok

Az adjuvánsok önmagukban antigén tulajdonsággal nem rendelkező anyagok, melyek jelentősen növelik a humorális és celluláris immunválasz intenzitását. Hatásuk összetett, és e tekintetben jelentős eltérések vannak a különböző szerek között. Általában rendelkeznek depó hatással, azaz az antigénfelszívódás elhúzódását okozva növelik az antigéninger időbeni tartamát. Elősegítik a fagociták, különösen dendritikus sejtek antigén felvételét, több közülük képes a TLR-ekhez kötődni, fokozva ezzel a kezdeti gyulladásos reakciót, a válaszban résztvevő sejtek aktiválását. A szervetlen adjuvánsok közül kiterjedten használjuk az aluminium-hidroxidot, aluminium-foszfátot. A „víz-az-olajban” emulziók egyik példája a Freund-féle inkomplet adjuváns. Ez kiegészítve elölt mycobacteriumokkal a komplet Freund-adjuváns – egyike a leghatásosabb adjuvánsoknak, mely azonban reaktivitása miatt emberben nem alkalmazható. Jelenleg lipszómákkal, a lipid A módosított változataival, a szervezetben lebomló olajokkal folynak a humán alkalmazás céljából kísérletek.

Inaktivált oltóanyagként korábban kiterjedten alkalmaztunk elölt, teljes baktériumsejteket.Ezek közül a legjobban beváltak a közelmúltig a szamárköhögés, illetve a hastífusz megelőzésére használt teljes sejtes vakcinák voltak. Mindkettőt az utóbbi években, elsősorban fájdalmas, lázkeltő mellékhatásaik miatt acelluláris oltóanyagok váltották, illetve váltják fel. A számos országban a kötelező oltási séma részeként alkalmazott acelluláris pertussis vakcina több változata is létezik, melyek az inatktivált pertussis toxin mellett a filamentózus hemagglutinin, pertactin, és fimbria adhezineket és LPS-t tartalmaznak különböző kombinációkban.

Számos vírusbetegség elleni oltásunk tartalmaz inaktivált víruspartikulumokat. Ilyenek például az inaktivált polio (Salk) vakcina, az influenza, a hepatitis A, veszettség, a vírusos agyhártyagyulladások elleni oltások.

A nem teljes sejtet vagy vírus partikulumot tartalmazó alegységvakcinák egyik leghatásosabb csoportja a toxoid vakcinák. A toxoid kémiai úton detoxifikált, de antigenitását megtartott exotoxin molekula. Tekintve, hogy ezek igen jó antigén, rendkívül hatásos védettség hozható létre alkalmazásukkal. Ezen az elven alapulnak a tetanus és a diftéria elleni oltások. Egyes esetekben poliszacharid alegységvakcinák hordozó fehérjéiként is számításba jöhet alkalmazásuk a megfelelő T-helper válasz biztosítása céljából (lásd alább).

Jelentős eredményeket hoztak az invazív, magas mortalitással járó betegségek megelőzésében a tisztított tok poliszacharidot tartalmazó védőoltások. A tok ellenes antitestek elsősorban a baktérium opszonizációjában játszanak szerepet, illetve baktericid hatással rendelkeznek. Gondot jelentett, hogy a tisztított poliszacharid polimerek ún. T-independens antignek (lásd az Immunológia fejezetet), így – különösen kisgyermekekben – nagyon gyenge, illetve csak IgM-re korlátozódó választ váltottak ki, és nem indukáltak memóriát. A problémát a poliszacharid antigénfehérje hordozóhoz való kapcsolásával sikerült megoldani diftéria toxoidot vagy külső membránfehérjéket használva e célra. E konjugált védőoltások ma már csecsemőkben is alkalmazhatóak. Ennek különösen a Haemophilus influenzae B toktípusa elleni oltásnál van jelentősége, hiszen az anyai természetes védelem csökkenése (6–12 hónap után) a csecsemők, kisgyermekek 3-4 éves korukig az oltás (HIB vakcina) nélkül csak csekély védettséggel rendelkeznének az invazív fertőzések, elsősorban a haemophilus meningitis ellen. Tekintve, hogy a másik két tokos kórokozó, mellyel szemben rendelkezünk ilyen típusú védőoltással nem csak erre a fiatal populációra veszélyes, esetükben – felnőttek részére – rendelkezésre áll az oltás a nem konjugált, míg kisgyermekek részére a fehérjéhez konjugált változata. A Streptococcus pneumoniae 23 leggyakoribb toktípusát tartalmazó védőoltással (Pneumovac) különösen idősek, lépirtottak, sarló sejtes anémiában szenvedők vakcinálása javasolt elsősorban a tüdőgyulladás megelőzése céljából. Kisgyermekek számára jelenleg a 7-valens oltás (Prevenar) terjedt el, de már rendelkezésre áll a 10-, illetve 13-valens forma is.

Először a Neisseria meningitidis ellen is csak a felnőttek számára volt adható az A+C vagy A+C+W135+Y tisztított tokantigéneket tartalmazó védőoltás. A B tokcsoport poliszacharidját, lévén a humán antigénekkel olyan fokú hasonlóságot mutat, hogy a szervezet nem ismeri fel idegennek, nem tartalmazza a vakcina. Bár ez utóbbi problémát máig sem sikerült megoldani (alternatív antigénekkel, főleg külső membránfehérjéket tartalmazó vakcinákkal előrehaladott kísérletek folynak), ma már rendelkezésre áll a C tok poliszaharida antigént tartalmazó konjugált, csecsemőknek is adható változat.

Az egyéb alegységvakcinák olyan mikrobiális komponenseket tartalmaznak, melyeket ma már általában élesztőbe klónozva, abban expresszálva állítanak elő. Ennek példái a HBsAg-t tartalmazó Hepatitis B vakcina, és a 16 és 18-as típus ellen védő divalens, és a 6,11,16,18-as típusok ellen hatásos tetravalens Humán Papilloma Vírus(HPV) ellenes vakcinák.

Új, illetve kísérleti stádiumban lévő vakcinák

Nem minden kórokozót sikerül az immunogenitás megtartása mellett kellő mértékben attenuálni, illetve az elölt, inaktív kórokozót tartalmazó, vagy jelenleg már bevált módszerekkel készített alegységvakcinák nem minden patogén esetben eredményezik a kellő védettséget. Szükség lehet arra is, hogy egy adott kórokozó számos típusa, pl. szerotípusa ellen érjünk el egy oltással védettséget, amire a jelenlegi vakcinák nem mind alkalmasak. Éppen ezért intenzív kutatás folyik egyrészt a kórokozók protektív antigénjeinek feltárására, másrészt új, biztonságos védőoltástípusok kidolgozására.

A hibrid vakcinákegy eleve apatogén (pl. vaccinia vírus), vagy már sikeresen attenuált törzsbe (pl. retrovírusok, adenovírusok, Salmonella Typhi Ty21a) klónozott, egyébként valamilyen oknál fogva avirulenssé nem tehető fajból származó antigéneket tartalmaznak. Jelenleg több ilyen kísérleti virális és bakteriális védőoltás áll kifejlesztés alatt. Előnyük egyrészt, hogy – függően a klónozott antigénektől – elvileg akár több kórokozó, vagy típus ellen létrehozható velük védettség, másrészt az, hogy a hordozó törzs több különböző vakcina alapjául szolgálhat, azaz – ismét csak elméletileg – csak egyszer kell egy jól működő avirulens hordozót kifejleszteni.

Az antiidiotípus vakcinák elve, hogy a mikrobiális antigént felismerő antitest (idiotípus) variábilis régiója ellen termelődött antitest (az anti-idiotípus) lényegében az eredeti antigént képezi le (annak belső képe) (lásd 2.3.14. ábra). Ezzel immunizálva az eredeti mikrobiális antigén elleni válasz váltható ki.

A DNS-vakcinák lényegében az oltott szervezettel szintetizáltatják az antigént. A protektív antigén génjét egy eukaryota sejtekben expresszálódni képes plazmidba klónozva magával, a tisztított DNS-sel vakcinálunk bőrbe vagy izomba oltva. A sejtek felveszik a DNS-t, a gén expresszálódik, az antigén megtermelődik, és a sejtek felszínén prezentálódik a T-sejtek számára – immunválaszt eredményezve.

A fentiek közül egyes hibrid vakcinák állnak a legközelebb a tényleges, gyakorlati bevezetéshez

Passzív immunizálás

Tekintve, hogy az ellenanyagok hatása szinte azonnali, a passzív immunizálást használhatjuk a feltételezett expozició után a fertőzés, a tünetek megelőzése céljából (pl. sérüléssel kapcsolatos Hepatitis B prevenció), de lehetséges a terápiás célú felhasználása is (pl. toxinok okozta tünetek kezelésére). Tekintve, hogy hatásossága nem igényeli az aktív immunválasz képességét, alkalmazható súlyosan immunkompromittáltakban is.

A passzív immunizálás céljára használhatunk immunizált állatokból (pl. lóból) nyert szérumot. Ilyenek pl. a torokgyík estén alkalmazott antitoxin, vagy a Clostridium botulinum toxinjával, illetve a gázödémát okozó clostridiumok toxinjaival történő intoxikáció kezelése. Természetesen az eljárás veszélye a fajidegen immunglobulinok által kiváltott esetleges allergiás reakció, a szérumbetegség. A reakció általában az azonos fajból származó immunglubulin második (tehát egy korábbi szenzitizáló) oltása utáni alkalmazása után jön létre. Jelentkezhet I-es típusú túlérézkenységi reakcióként, mint azonnali anafilaxiás reakció, illetve követheti a III-ik típusú, immunkomplexek képzésén alapuló reakciók lefolyását, pár nappal a második oltás alkalmazása után, korai reakcióként. Amennyiben az oltás során olyan nagy mennyiségű immunglobulint alkalmazunk, aminek elhúzódó kiürülése, lebomlása miatt az érzékenyítést követően a „maradék” antigénnel már szinte egy második antigén expozícó jön létre, már az első oltást 10–12 nappal követően kialakulhat ez a kórkép. Végül előfordulhat, hogy az adott állat fehérjéivel oltástól független jön létre érzékenyítés (pl. étkezési fehérjék, foglalkozással összefüggő expozíció), és már az első oltást egy azonnali anafilaxiás reakció követi. Ezt hívjuk atópiás vagy primér szérum shocknak.

A kórkép veszélye miatt az állati immunglobulinnal való oltást mindenképpen meg kell előznie túlérzékenységi próbának. Az oltóanyag 10-szeres fiziológiás sóoldatos hígításából 0,1 mL-t adunk a bőrbe az egyik alkarba és a reakciót a csak sóval oltott másik kar reakciójával hasonlítjuk. Amennyiben a beteg érzékeny, lehetőleg másik fajból származó készítménnyel kell – az érzékenységi próba elvégzése után – próbálkozni. Tekintve, hogy erre ritkán van lehetőség, és az antitoxikus kezelés alkalmazásának felmerülése azt jelenti, hogy arra életmentő okból van szükség, megkísérelhetjük a beteg deszenzitizálását. A magyar orvosi gyakorlatban „bezredkázásnak” nevezett eljárás során a szérumot hosszabb idő alatt, emelkedő dózisban adjuk, először csak szubkután, majd később i.m. Az eljárás kizárólag az akut anafilaxiás reakcióra úgy farmakológiai, mint intenzív terápiás szempontból felkészült háttér biztosítása esetén alkalmazható csak.

A humán szérum immunglobulin készítmények nagyszámú egészséges ember összegyűjtött, összekevert plazmájából készül. Az átlag populáció által (nagy valószínűséggel) akár tünetmentesen is átvészelt betegségek ellen tartalmaz ellenanyagokat. Ma gyakorlatilag csak hepatitis A-s, illetve kanyarós beteg környezetében lévő aktívan nem immunizáltak, illetve betegségen át nem esettek védelmére használjuk.

A specifikus humán immunglobulinok hiperimmunizáltak plazmájából kerülnek előállításra. Jelenleg tetanus toxin (TETIG), varicella-zooster (VZIG), hepatitis B, veszettség és pertussis elleni készítmények állnak rendelkezésre.

A védőoltások alkalmazásának rendje

Az egyes országok egészségügyi hatóságai törvényi úton szabályozzák, hogy melyek a járványok megelőzése érdekében az adott országban – a kizáró okoktól eltekintve – mindenki számára kötelezően adandó, életkorhoz kötött, a megbetegedési veszély esetén és bizonyos foglalkozásokhoz kötötten kötelezően adandó védőoltások. Az országok előírhatják azt is, hogy adott területekre való utazáskor, vagy onnan érkezéskor milyen oltással kell rendelkezni. Mindezek mellett számos oltás csak ajánlott, akár utazáshoz kötötten, akár csak a fertőzés általános elkerülése céljából.

A magyarországi életkorhoz kötött kötelező védőoltások rendjét a 2.4.8.táblázat mutatja. Ezeket az oltásokat részint folyamatosan, a gyermekorvosi hálózaton keresztül, részint kampányszerűen, az iskola orvosi hálózaton keresztül adják be. Az utóbbi évek jelentős változásai a hazai oltási rendben az aktív vírust tartalmazó orális polio vakcina (OPV) felváltása a parenterális, inaktivált változattal (IPV) az előbbi esetén fennálló reverzió lehetősége miatt, illetve a teljes sejtes, elölt pertussis vakcina reaktivitása miatti lecserélése az acelluláris változattal.

2.15. táblázat - 2.4.8. táblázat. A 2009. évi magyar oltási naptár

Oltás

Életkor

Megjegyzés

Folyamatos oltások

Kötelező

Önkéntes

BCG

0–6 hét

Szülészeti intézményben

DTPa + IPV + Hib

PCV-7

2 hónap

DTPa + IPV + Hib

3 hónap

DTPa + IPV + Hib

PCV-7

4 hónap

MMR

PCV-7

15 hónap

DTPa + IPV + Hib

18 hónap

DTPa + IPV

6 év

Kampány oltások

dTap emlékeztető

11 év

VI. osztály, szeptember

MMR reavakcináció

11 év

VI. osztály, október

Hepatitis B

13 illetve 14 év

oltás, VII. vagy VIII. osztály, szeptember


BCG - Bacillus Calmette-Guérin (élő attenuált TBC-vakcina); DTPa – Diftéria és tetanus toxoid és acelluláris pertussis komponens; IPV – inaktivált polio vakcina; HibHaemophilus influenzae b konjugált tok poliszaharid; MMR – Morbilli (kanyaró), mumps és rubeola attenuált vírusokat tartalmazó oltás; dTap - Diftéria és tetanusz toxoid és acelluláris pertussis komponens – újraoltásra

A megbetegedés veszélye esetén kötelező védőoltásokadandóak a hastífuszos, diftériás, pertusszisos, kanyarós, rubeolás, mumpszos beteg környezetében lévő veszélyeztetetteknek, azaz a nem oltottakat, illetve egyes kórképek esetén az azon még át nem esetteket a vonatkozó rendszabályok szerint aktív immunizálásban kell részesíteni. Ugyancsak aktív védelemben részesítendőek a veszettség expozíciónak kitettek, illetve a hepatitis A-s beteg környezetében a veszélyeztetettek. A megfelelő passzív immunizálásban részesítendőek a Hepatitis A-s, illetve kanyarós beteg környezetében az aktívan nem immunizáltak és a betegségen át nem esettek.

A megelőző aktív védőoltás meglétét, annak idejét, illetve a sérülés jellegét (pl. roncsolt, kiterjedt, földdel szennyezett) figyelembe véve aktív vagy aktív és passziv tetanusz elleni védelemben részesítendő a sérültek meghatározott köre.

A foglalkozáshoz kötöttenegyes munkakörökben az expozíció veszélye miatt kötelezővé tehetőek, esetleg ajánlhatóak, ingyenesen nyújtottak egyes oltások. Ilyenek a hastífusz (csatorna munkások, mikrobiológusok, infektológusok), kullancs-encephalitis (erdőgazdasági dolgozók), hepatitis (egészségügyi dolgozók szükebb (A), illetve tágabb (B) köre), veszettség (pl. állatorvosok), diftéria (emlékeztető oltás, pl. infektológusok), tetanusz (emlékeztető oltás), meningococcus meningitisz (mikrobiológusok), influenza (egészségügyi dolgozók) elleni vakcinák.

Az utazáshoz kötött oltások közül, nemzetközi megállapodások szerint, az endémiás területre utazók számára kötelező a sárgaláz elleni oltás. Egyes országok ezen felül a beutazóktól, közegészségügyi megfontolásokból, megkövetelhetnek további oltásokat. Ezt teszi pl. Szaud-Arábia a mekkai zarándoklatra érkezőktől a meningococcus vakcina vonatkozásában. Emellett számos olyan oltás van, pl. tífusz, kolera, pertussis és diftéria, polio revakcináció, hepatits A, melyek endémiás területre utazóknak ajánlottak.

A megbetegedés elkerülése érdekében egyéni döntés alapján igénybe vehető oltások pl. a kullancs encephalitis, a hepatitis A, az influenza, a pneumococcus, a HPV, a rotavirus, vagy a bárányhimlő-ellenes aktív védőoltások.