Mikrobiologické nálezy u dětí s adeno-tonzilární hypertrofií

Overview

Úvod:
Přesná příčina vzniku adeno-tonzilární hypertrofie není jasná, je zvažována souvislost s chronickou či recidivující infekcí, a tedy i s mikrobními nálezy v hltanu. Faryngeální flora zahrnuje širokou škálu bakterií, jak komenzály, tak potenciální patogeny. Cílem práce bylo zjištění mikrobiologického profilu na sliznicích horních dýchacích cest a polykacích cest u dětí s poruchami dýchání ve spánku způsobených adeno-tonzilární hypertrofií a případný význam bakteriálního osídlení pro vznik onemocnění. Výzkum zahrnoval jednak běžně se vyskytující flóru a také obligátní a potenciální patogeny.

Materiál a metody:
Skupina 37 dětí s adeno-tonzilární hypertrofií indikovaných k chirurgickému řešení byla sledována v prospektivní studii. Na začátku operačního výkonu byl odebrán bioptický vzorek z hltanu, celkem 49 vzorků, 32 z adenoidní a 17 z tonzilární tkáně. Všechny odebrané vzorky byly vyšetřeny na přítomnost běžných orofaryngeálních patogenů. V případě pozitivního nálezu patogenů byla stanovena i citlivost na antibiotika.

Výsledky:
Nejčastějším mikrobiologickým nálezem byla běžná flora, tedy normální bakteriální osídlení sliznic, ovšem téměř ve dvou třetinách vzorků byl nalezen potenciální patogen. Nejčastěji Streptococcus pyogenes skupiny A, dále beta-hemolytický streptokok skupiny C a zlatý stafylokok. Všechny kmeny beta-hemolytického streptokoka byly citlivé na penicilin, rezistence na erytromycin byla zaznamenána ve 20 procentech. Kmeny zlatého stafylokoka byly dobře citlivé na cefoxitin a kotrimoxazol.

Závěr:
Mikrobiologický profil běžných baktérií v hltanu u adeno-tonzilární hypertrofie se neliší od nálezů u zdravých jedinců. Omezený efekt antibiotik a dobrou účinnost chirurgické terapie lze vysvětlovat tvorbou biofilmů na povrchu sliznic. Stav antibiotické rezistence zůstává v naší geografické oblasti příznivá.

Klíčová slova:
adenotomie, tonzilektomie, děti, adeno-tonzilární hypertrofie, orální flora, baktérie

ÚVOD

Člověk se rodí jako sterilní – bezmikrobní organismus, dokud jsou plodové bariéry neporušené (2, 8). První kontakt s bakteriemi je v okamžiku porodu, novorozenec je potom rychle kolonizován komenzálními mikroorganismy. Horní dýchací cesty jsou důležitým rezervoárem bakterií různých druhů, kdy jsou sliznice během života jedince v neustálém koloběhu kolonizovány, zároveň jsou bakterie eliminovány a opět dochází k rekolonizaci. Je zde více ekosystémů se svou charakteristickou bakteriální flórou. V nosní dutině se převážně vyskytuje Staphylococcus epidermidis, dále koryneformní bakterie a přibližně u jednoho jedince z deseti Staphylococcus aureus (2). Nazofaryngeální flora se stabilizuje do prvního roku života a nosohltan je hustě osídlen širokou škálou bakterií, která zahrnuje jak komenzály, tak potenciální patogeny, jako Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae nebo Moraxella catarrhalis (8). Pravděpodobně u každého jedince dojde alespoň jednou již během raného dětství k osídlení těmito potenciálními patogeny, většinou bez rozvoje klinických příznaků onemocnění. Alterace hostitelova imunitního stavu pak může přispět k uplatnění daného agens a vzniku nemoci. Kolonizace nosohltanu potenciálními patogeny byla u ročních dětí prokázána až v 54 % v případě Streptococcus pneumoniae a až v 72 % u Moraxella catarrhalis. Výskyt Hemophilus influenzae a jím způsobených onemocnění je poslední dobou ovlivněn zavedeným očkováním proti této bakterii (8, 11). Značné rozdíly v rozsahu kolonizace jednotlivými druhy bakterií byly zaznamenány v různých studiích v závislosti na podmínkách geografických a socio-ekonomických, které zahrnují bydlení, velikost rodiny, počet sourozenců, hygienické návyky, návštěvu kolektivních zařízení, kvalitu a dostupnost zdravotní péče a mnohé další (8). Rozdíly v bakteriálním osídlení nacházíme i v jednotlivých věkových kategoriích. V České republice byla přítomnost potenciálních patogenů v nosohltanu prokázána ve studii na 425 dětech ve věku 3-6 let celkem v 62,8 %. Z toho Streptococcus pneumoniae (38,1 %), Haemophilus influenzae (24,9 %) a Moraxella catarrhalis (22,1 %) vykazovaly trend snižování výskytu se stoupajícím věkem, na rozdíl od Staphylococcus aureus (16 %), kde byl trend opačný (17). Ústní dutina obsahuje velké množství bakterií, které je dáno zejména vysokým obsahem dostupných živin a počtem 100 miliard na jeden gram tkáně se podobá tlustému střevu. Vysoký obsah bakterií je zejména v zubním plaku, kde převažuje Streptococcus mutans. V hltanu nacházíme zejména streptokoky, nepatogenní druhy neisserií a koryneformní tyčky. Nekonstantní je přítomnost Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis a Haemophilus influenzae, u nichž při nemoci mohou převážit plně virulentní opouzdřené formy (2). Gramnegativní tyčky se u zdravých jedinců vyskytují spíše ojediněle, mohou však hrát roli při porušení fyziologických funkcí sliznice. Uplatňují se zejména v podmínkách jednotek intenzivní péče a někdy bývají označovány i jako „nemocniční mikroorganismy“, jedná se hlavně o rody Klebsiella, Enterobacter, Escherichia a Pseudomonas (2, 12). Dolní dýchací cesty se považují za normálních podmínek za sterilní, při patolo­giích nacházíme podobné bakteriální osídlení jako v horních dýchacích cestách. Standardním vyšetřením bakteriálního osídlení horních dýchacích cest je kultivační průkaz s užitím komplexních kultivačních půd, k záchytu se užívá krevní agar s beraní krví. Při mikroskopickém vyšetření se materiál barví dle Grama (2). Význam mikrobních nálezů v oblasti hltanu pro vznik adeno-tonzilární hypertrofie je stále nejasný, ačkoli vliv chronické či recidivující infekce je nesporný. Cílem práce bylo zjištění mikrobiologického profilu na sliznicích horních dýchacích a polykacích cest u dětí s poruchami dýchání ve spánku způsobených adeno-tonzilární hypertrofií a případný význam tohoto bakteriálního osídlení pro vznik onemocnění.

MATERIÁL A METODIKA

Skupina 37 dětských pacientů s adeno-tonzilární hypertrofií indikovaných k chirurgickému řešení byla sledována v prospektivní studii. Rozsah chirurgického zákroku se lišil dle klinického nálezu, obtíží a příznaků obstrukce horních dýchacích cest. Nejčastěji šlo o kombinaci chirurgických výkonů v jedné době (tab. 1).

V době operace byly nejmladšímu pacientovi 3 roky, nejstarší byl jedenáctiletý, průměrný věk 5,22 let, medián 5 let, směrodatná odchylka 1,97. 28 bylo chlapců od 3 do 11 let věku, průměr 5,18 roku, medián 5 let, směrodatná odchylka 1,89 a 9 dívek od 3 do 10 let, průměr 5,22 roku, medián 5 let, směrodatná odchylka 2,33. Všechny děti vykazovaly příznaky obstrukce horních dýchacích cest s typickými nočními příznaky – chrápání, poruchy dýchání s různě výraznými a dlouhými apnoickými pauzami. Na začátku operačního výkonu byl za pomoci ostrého nástroje odebrán vzorek z nosohltanové nebo patrové tonzily, případně z obou. Každý vzorek byl odeslán tak, aby zahrnoval povrchovou a vnitřní část tonzilární tkáně. Celkem bylo odebráno 49 vzorků, 32 z adenoidní a 17 z tonzilární tkáně. U dvanácti dětí jsme odebrali vzorky z adenoidní vegetace i patrové tonzily. Všechny odebrané vzorky tkáně byly odeslány do laboratoře a zpracovány v celém rozsahu k stanovení přítomnosti běžných orofaryngeálních patogenů a dále na přítomnost Helicobacter pylori. Výsledky nálezů Helicobacter pylori byly zpracovány samostatně, publikovány v jiném článku a nejsou součástí prezentované práce (10). Vyšetření na běžné orofaryngeální patogeny bylo provedeno na Oddělení klinické mikrobiologie Nemocnice Rudolfa a Stefanie Benešov dle Standardního operačního postupu (SOP) č. 9 „Streptococcus pyogenes a jiné hemolytické streptokoky (agens tonzilofaryngitidy) – kultivační průkaz bakterií“. Při manipulaci a zpracování vzorků bylo postupováno podle dokumentu SM 002 Laboratorní příručka pro odběr primárních vzorků (9). Kvalitativní rozpětí typických potenciálních agens infekce a typického pozadí běžné slizniční mikroflory pro danou oblast uvádí tabulka 2.

Pro účel dané studie se uvedený SOP upravil takto: Kromě beta-hemolytických streptokoků (Streptococcus pyogenes (skupina A), beta-hemolytické streptokoky skupin C, F, G) se identifikují vždy také potenciálně patogenní taxony, které se vyskytují běžně na sliznicích horních dýchacích cest, tj.: Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Neisseria meningitidis, Moraxella  (Branhamella) catarrhalis, Haemophilus influenzae, enterobakterie. Vyšetření nemohlo prokázat případnou přítomnost (mimo jiné): Arcanobacterium haemolyticum, Neisseria gonorrhoeae, Corynebacterium diphtheriae, Bordetella pertussis.

VÝSLEDKY

Nejčastějším mikrobiologickým nálezem z běžně stanovovaných bakterií byla běžná flora, tedy normální bakteriální osídlení sliznic. Ovšem téměř ve dvou třetinách vzorků byl nalezen potenciální bakteriální patogen, nejčastěji zastoupeným byl Streptococcus pyogenes skupiny A, následovaný beta-hemolytickým streptokokem skupiny C a zlatým stafylokokem. Výskyt ostatních bakterií byl již sporadický. V jednom vzorku byla nalezena Neisseria meningitidis ve své neaglutinující variantě v kombinaci se Streptococcus pneumoniae (tab. 3).

Podobná dominance pyogenního streptokoka jako nejčastějšího patogena je patrná i při rozdělení dle lokality – v tonzilární i adenoidní tkáni (tab. 4).

Negativní výsledek nalezený v jednom případě je nutno považovat za technickou chybu odběru, transportu či zpracování vzorku. V případě odběru tkáně z patrové tonzily i nosní mandle u stejného pacienta byl výsledek kultivace z obou lokalit shodný ve všech případech, pomineme-li jeden výše uvedený negativní vzorek. Všechny vykultivované kmeny beta-hemolytického streptokoka byly citlivé na penicilin, rezistence na erytromycin byla zaznamenána ve 20 procentech. Kmeny zlatého stafylokoka byly dobře citlivé na cefoxitin a kotrimoxazol.

DISKUSE

Význam chronické nebo recidivující infekce pro růst tonzilární tkáně je všeobecně přijímán. Snaha o izolaci specifických bakteriálních kmenů zodpovědných za klinické obtíže však doposud nebyla úspěšná. Tonzilární tkáň obsahuje i u zdravých asymptomatických dětí polymikrobiální aerobní i anaerobní floru, včetně potenciálních respiračních patogenů (3). Poměrně velké soubory zdravých dětí navštěvující kolektivní zařízení byly vyšetřovány na přítomnost běžných potenciálních respiračních patogenů (konkrétně Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis, Staphylococcus aureus). Žemličková a spol. nalezli v souboru 425 českých dětí podíl streptokoka v 38 %, ale také vysoký podíl hemofila (17). V našem souboru byl z patogenů taktéž dominantní streptokok, ale Hemophilus influenzae byl zachycen zcela sporadicky. Vzhledem k desetiletému odstupu obou zkoumání se mohl potenciálně projevit vliv očkování proti této bakterii, vakcinace byla v České republice zavedena v červenci roku 2011. Byla zkoumána i citlivost na antibiotika, zejména penicilin. Rezistence k penicilinu je dána u většiny bakterií produkcí beta-laktamázy. Zatímco v současné době většina kmenů Staphylococcus aureus produkuje beta‑laktamázu, a je tudíž rezistentní na penicilin, celosvětově zatím nebyl popsán jediný kmen Streptococcus pyogenes produkující beta-laktamázu, a tudíž rezistentní na toto antibiotikum (18). V našem souboru jsme nezaznamenali rezistenci na penicilin u žádného z druhů streptokoka, včetně Streptococcus pneumoniae. U pneumokoků však není rezistence dána produkcí beta-laktamázy, ale přítomností tzv. alterovaných penicilin vázajících proteinů (PBP), které mají nižší afinitu pro vazbu penicilinu. Pneumokoky je získávají od viridujících streptokoků a míra rezistence k penicilinu se odvíjí od množství těchto alterovaných PBP proteinů daného kmene bakterie. Proto se také u pneumokoků rozlišují dvě kategorie necitlivosti k penicilinu - takzvaná intermediární citlivost a rezistence (18). Ta se může geograficky velmi lišit a zatímco v České republice byla zjištěna intermediární citlivost ve 3 % izolovaných pneumokokových kmenů, již v sousedním Polsku byla bakterie intermediárně citlivá v 36,2 % a rezistence dosahovala téměř 12 % (16, 17). Polská studie analyzovala 226 zdravých dětí, které byly dále rozděleny do skupin podle návštěvy kolektivních dětských zařízení. Děti navštěvující jesle nebo mateřské školky vykazovaly vyšší procento nosičství potenciálních respiračních patogenů a vyšší procento bakteriálních kmenů rezistentních k antibiotikům (16). Studie na zdravých dětech pochopitelně není prováděna biopticky a vyžaduje stěr z nosohltanu, což může být samo o sobě poměrně obtížné. Stěry z patrových tonzil jsou již technicky poněkud snazší. U symptomatických dětí s adeno-tonzilární hypertrofií jsou prováděny biopsie z tkáně, ale užité techniky se mohou lišit. Jiní polští autoři u souboru 57 dětí indikovaných k adenotomii pro recidivující záněty odebírali klasický stěr z povrchu tkáně a následně z nitra odebrané adenoidní vegetace po jejím rozkrojení a výsledky posuzovali odděleně (13). Žádný signifikantní rozdíl v sérotypech izolovaných bakterií nebo v rezistenci na antibiotika nebyl pozorován v porovnání výsledků z povrchu a nitra adenoidní tkáně. Zajímavé je srovnání s předchozí polskou studií na asymptomatických dětech. U operovaných dětí s recidivujícími záněty byla nalezena významnější přítomnost Streptococcus pneumoniae až u 70 % dětí a také častější snížená citlivost na penicilin až u 45 % izolovaných kmenů (13, 16). Rajeshwary a spol. prezentovali práci na souboru 100 dětí indikovaných k adenotomii nebo adenotonzilektomii. I zde byly odebírány vzorky z povrchu a nitra tkáně, tentokrát biopticky. Vzhledem k tomu, že vzorky z povrchu tkáně obsahovaly převážně komenzály a další se shodovaly s nálezy bakterií v nitru mandle, k další analýze byly použity pouze vzorky z vnitřní části tonzily. Dále byl soubor rozdělen na dvě skupiny, první tvořily děti s recidivujícími adenotonzilitidami a druhou děti s tonzilární hypertrofií. Rozdělení bylo založeno na klinickém nálezu přítomnosti specifických příznaků. První skupina vykazovala stálou nebo recidivující nosní sekreci, oboustrannou obstrukci nosu a recidivující bolesti v krku. Druhá byla charakterizována stálým dýcháním ústy, chrápáním, nosní obstrukcí nebo ušními příznaky, ale bez přítomnosti nosní sekrece nebo bolestí krku. Dýchání ústy a chrápání však bylo přítomno u všech dětí v celém souboru. Vzhledem k tomu, že druhá skupina čítala jen 12 pacientů oproti 88 ve skupině první, je srovnání výsledků v obou skupinách obtížnější. Žádný z patogenů nebyl dominantní oproti ostatním a jejich rozložení se výrazněji v obou skupinách nelišilo. Stejně jako v našem souboru byla přítomnost Hemophilus influenzae minimální, ale výraznější byl naopak podíl pyogenního streptokoka. Dle autorů není rozdíl mezi bakteriálními nálezy na povrchu a v nitru tonzilární tkáně a také mezi oběma skupinami – chronického a recidivujícího zánětu a adenotonzilární hypertrofie bez známek zánětu (15). Dle našeho názoru lze jen těžko odlišit takzvanou prostou adenotonzilární hypertrofii bez známek zánětu a hypertrofii na základě chronického či recidivujícího zánětu. Nelze stanovit přesnou klinickou hranici mezi těmito jednotkami, není jasný nutný počet proběhlých infekcí a lze si jen velmi těžko představit pacienta bez jediného proběhlého zánětu horních dýchacích cest. Někteří autoři ale tomuto rozlišení jistý význam přikládají a upozorňují zejména na vyšší zastoupení Hemophilus influenzae ve skupině se zánětem (3). S ohledem na techniku adenotomie je potom obtížné zajistit odběr tkáně přímo z nitra tonzily s vyloučením kontaminace z povrchu. I proto nepovažujeme za podstatné odlišit vzorky z obou míst, nález obdobného bakteriálního složení v nitru a na povrchu s tím koresponduje. Bakteriální složení flóry orofaryngu a nosohltanu je podobné. To odpovídá i našim výsledkům podobného rozložení četnosti jednotlivých mikrobů u patrových tonzil a adenoidních vegetací. DeDio a spol. došli ke stejnému nálezu a nezjistili rozdíl mezi oběma lokalitami (5). Jiní autoři nalezli v každé z lokalit asi 20 % bakteriálních druhů, které se nevyskytovaly v druhé z nich (3). Při předpokladu jistého významu bakteriální infekce pro adenotonzilární hypertrofii lze také očekávat určitý efekt antibiotické terapie. Byla skutečně prokázána redukce počtu bakterií ve vzorcích pacientů, kteří podstoupili adenotomii po předchozí desetidenní antibiotické terapii amoxicilinem a potencovaným amoxicilinem oproti kontrolní skupině bez této předoperační léčby. Byl také zaznamenán větší pokles počtu potenciálních bakteriálních patogenů a kmenů produkujících betalaktamázu ve skupině amoxicilinu s klavulanátem ve srovnání s amoxicilinem samotným a kontrolní skupinou (4). V jiné studii bylo dvacet dva dětí ve věku od dvou do dvanácti let s prokázaným syndromem zástavy dechu ve spánku sledováno v prospektivní dvojitě zaslepené a placebem kontrolované studii. Byl zjišťován efekt azitromycinu podávaného celkem ve třech pětidenních periodách ve 30 dnech na tíži spánkové apnoe. Dva týdny po skončení terapie byla provedena kontrolní polysomnografie. Ačkoli bylo zaznamenáno mírné zlepšení některých spánkových parametrů ve skupině s antibiotiky, nebyl prokázán statisticky významný rozdíl mezi oběma skupinami. Jen u jednoho dítěte došlo k normalizaci polysomnografických parametrů (6). Klinická zkušenost také odpovídá pouze omezenému a dočasnému efektu antibiotické terapie na adenotonzilární hypertrofii a recidivující záněty. Naopak prokazujeme velmi dobrý vliv chirurgické léčby ve smyslu adenotomie, tonzilektomie nebo kombinace výkonů. Vysvětlením může být vytvoření bakteriálních biofilmů, jejichž tvorba byla prokázána na slizničním povrchu tonzilární tkáně pomocí elektronového mikroskopu. Tyto biofilmy jsou tvořeny stejnými bakteriemi běžně ve faryngu kultivovanými (1, 7, 14). V provedených studiích byly prokázány opět stejné bakterie jako v našem souboru, jen podíl Hemofilus influenzae byl podstatně vyšší. Al-Mazrou a spol. prokázali tvorbu biofilmů na povrchu adenoidní a tonzilární tkáně celkem u 61 % pacientů. Soubor byl znovu rozdělen na pacienty se zánětem a s prostou adenotonzilární hypertrofií bez zánětu. V první skupině byl záchyt tvorby biofilmů až v 85 % proti 41 % ve skupině prosté hypertrofie (1). Efekt antibiotik v přítomnosti biofilmů je omezený, podobně jako u abscesů a samostatná antibiotická terapie nemůže tyto souvislé slizniční vrstvy odstranit. Rozrušení bakteriálních biofilmů tvořených potenciálními respiračními patogeny operačně může pomoci obnovit přirozenou bakteriální flóru faryngu a může být vysvětlením pro efekt adeno-tonzilektomie.

ZÁVĚR

Mikrobiologické nálezy u symptomatických dětí s adeno-tonzilární hypertrofií se výrazně neliší od dětí bezpříznakových, včetně přítomnosti potenciálních patogenů. Nejčastějším mikrobiologickým nálezem je běžná orální flóra. Přetrvává příznivá nízká rezistence streptokoků na penicilin v naší zeměpisné oblasti, u makrolidů pak dosahuje 20 %. Kmeny zlatého stafylokoka jsou dobře citlivé na cefoxitin a kotrimoxazol. Nalezený nižší výskyt Hemophilus influenzae odráží pravděpodobně efekt plošného očkování dětí proti této bakterii. Omezený účinek antibiotické léčby a naopak dobrou účinnost chirurgické terapie lze vysvětlovat tvorbou biofilmů na povrchu sliznic hornich dýchacích a polykacích cest. Operačním výkonem lze dosáhnout rozrušení těchto souvislých biofilmů, což nejspíše umožňuje lepší uplatnění imunitního systému i zlepšení účinku případných podaných antibiotik. Chirurgická léčba ve smyslu adeno-tonzilektomie tak zůstává nejdůležitější součástí terapie adeno-tonzilární hypertrofie a může se uplatnit i u recidivujících infekcí horních dýchacích cest bez výrazné hypertrofie.

Tato práce byla podpořena projektem MO 1012.

Adresa ke korespondenci:

MUDr. Jaroslav Kraus, Ph.D., MBA

ORL oddělení

Nemocnice Rudolfa a Stefanie Benešov, a.s.

Máchova 400

256 30 Benešov

e-mail: jaroslav.kraus@hospital-bn.cz