Første tilfælde af botulisme hos spædbørn forårsaget af Clostridium baratii type F i Californien | CDhistory

CASE REPORT

I slutningen af 2003 blev et 47 timer gammelt nyfødt barn med en ni timer lang historie med dårlig ernæring og sløvhed fløjet fra et kommunehospital i det nordlige Californien til et tertiært akutsygehus i San Francisco, Californien, hvor diagnosen var akut hypotoni og åndedrætsbesvær. Der var mistanke om en medfødt fejl i stofskiftet, fordi urinen havde en usædvanlig sødlig lugt, hvilket gav anledning til mistanke om ahornsirupurinsygdom. Som følge heraf gennemgik patienten tre på hinanden følgende daglige hæmodialyseforløb. Dagen efter det tredje forløb havde hun intermitterende bevægelse af sine distale ekstremiteter, men var ellers fortsat mest hypoton. Muligheden for spædbarnsbotulisme blev i første omgang afvist på grund af patientens unge alder, det fulminante sygdomsudbrud og den hurtige genoprettelse af hendes svage kontrol over de distale ekstremiteter.

På hospitalsdag 12 var alle metaboliske testresultater normale, hvilket fik de behandlende neurologer til at overveje muligheden for spædbarnsbotulisme. En afføringsprøve, der blev indsendt til vores laboratorium, blev emulgeret og ekstraheret i gelatinefosfatfortyndingsmiddel og centrifugeret. Ekstraktet blev injiceret i par af schweiziske-Webster-mus i overensstemmelse med den standardiserede bioassay til neutralisering af mus til påvisning af botulinumtoksin (Tabel (Tabel1)1) (5). Alle relevante institutionelle politikker og føderale retningslinjer for etisk brug af forsøgsdyr blev fulgt. Afføringspelleten blev inokuleret i to rør med hakkekød-glukose-stivelse-bouillon og på 4 % æggeblommeagar, botulinum-selektivt medium (16) og 5 % Schaedler-fåreblodagar. Det ene bouillonrør blev varmeskokket ved 70 °C i 15 minutter. Alle medier blev inkuberet ved 35°C i et anaerobe kammer (5).

Bioassayet af afføringsekstraktet identificerede et varmelabilt toksin, der kun blev neutraliseret af monovalent botulinum antitoksin af type F (Tabel (Tabel1).1). De direkte inokulerede afføringskulturplader afslørede kraftig vækst af lecithinase-positive kolonier i næsten renkultur på æggeblommeagar og svagt beta-hemolytiske kolonier på fåreblodagar efter 24 timers inkubation. Der blev ikke observeret nogen vækst på botulinum-selektivt medium efter 72 timer. Der var tydelig ikkeproteolytisk vækst efter 24 timer i begge bouillonkulturrør. Filtrat fra en renkultur af den lecithinase-positive organisme blev ligesom afføringsekstraktet testet positivt for botulinumtoksin type F. Testresultater fra yderligere efterfølgende afføringsprøver bekræftede fundet (tabel 1).1). Biokemisk karakterisering og 16S rRNA-sekventering identificerede sammen med kultur- og bioassay-resultaterne organismen som Clostridium baratii type F. Patienten modtog understøttende behandling, men blev ikke behandlet intravenøst med botulisme-immunglobulin (human) (kommercielt kendt som BabyBIG) på grund af den forsinkede henvisning. Selv om patienten i begyndelsen var alvorligt lammet, genvandt han hurtigt sin muskelstyrke og blev udskrevet fra hospitalet på sygedag 19. De tre episoder med hæmodialyse på grund af mistanke om ahornsirupurinsyge tidligt i sygdomsforløbet kan have bidraget til den hurtige bedring. Intestinal kolonisering med C. baratii varede mere end 3, men mindre end 5 uger (Tabel (Tabel1).1). C. baratii adskiller sig fra den allestedsnærværende C. botulinum ved, at der ikke er blevet identificeret en miljømæssig kilde til toksigen C. baratii, så der blev foretaget en omfattende undersøgelse for at identificere et muligt miljøreservoir for denne organisme. Der blev foretaget et epidemiologisk interview i hjemmet med patientens forældre. Opbygning af en tidslinje over begivenheder fra fødslen til den første indlæggelse viste, at sygdomsudbruddet var sket blot 38 timer efter fødslen, hvilket tyder på, at patientens eksponering for C. baratii kan være sket på fødeklinikken i den umiddelbare perinatale periode.

Der blev indsamlet adskillige miljøprøver fra patientens hjem og fødeklinikken (Tabel (Tabel2).2). Desuden blev der, da patientens korrekte diagnose blev kendt, indsamlet afføringsprøver fra begge forældre (en måned efter spædbarnets sygdomsudbrud) for at vurdere muligheden for subklinisk tarmkolonisering. På trods af en omfattende laboratorieindsats blev der ikke isoleret C. baratii fra de voksnes afføringsprøver eller miljøprøver, herunder støv fra husholdningsstøvsugere, som er en kendt kilde til C. botulinum (1, 13, 15, 17, 18). Luftfiltre fra familiens bil og pickup truck, der blev undersøgt som et middel til at udtage prøver af luftbårne sporer, var også negative. I parentes bemærket blev C. botulinum type A isoleret fra de fleste af de jordprøver, der blev udtaget (hvilket illustrerer denne organismes allestedsnærværelse) (Tabel (Tabel22).

Botulisme hos spædbørn er en akut, symmetrisk, nedadgående, slap lammelse, der forekommer hos spædbørn under 12 måneder. Gennemsnitsalderen (medianalderen) ved udbrud for alle tilfælde i Californien fra 1976 til 2004 var 3,4 (3,1) måneder. Ved den endelige laboratoriediagnose identificeres Clostridium botulinum-toksin og/eller organismer i afføringsprøver efter kolonisering af tarmene med indsmurte C. botulinum-sporer (2). Efter absorption binder det botulinumtoksin, der produceres i tarmlumen, sig til terminale motoriske neuroner, hvor det forhindrer frigivelse af acetylcholin og derved forårsager slap lammelse (2). Påvisning og identifikation af botulinumtoksin sker ved hjælp af bioassayet til neutralisering af mus (5).

Med undtagelse af sjældne dobbelt-toksinproducerende stammer producerer de fleste C. botulinum-stammer kun en af de syv kendte botulinumtotintyper, der betegnes A til G (4, 7, 11). På verdensplan skyldes rapporteret botulisme hos spædbørn næsten altid C. botulinum-stammer, der producerer botulinumtoksin type A eller type B. Der er dog rapporteret fire tilfælde af botulisme hos spædbørn forårsaget af neurotoksinfremkaldende C. butyricum type E fra Italien (3, 6). C. baratii type F har også forårsaget fire tilfælde af botulisme hos spædbørn (tabel 3)3) (8, 10, 11, 12, 19, 20, 21). Vi rapporterer nu laboratorie-, miljømæssige og epidemiologiske aspekter af det femte tilfælde af botulisme hos spædbørn forårsaget af neurotoxigene C. baratii type F. Kliniske detaljer om dette tilfælde er rapporteret andetsteds (14). Dette er det første tilfælde af denne art, der er opstået i Californien i vores 29 års laboratorieovervågning, og det er den yngste (alder ved sygdomsudbruddet) spædbarnsbotulismepatient, der nogensinde er registreret.

Sjældne stammer af C. botulinum, der producerer to toksiner, og de ikke-botulinum clostridier, der producerer botulinumtoksin (dvs, C. butyricum type E og C. baratii type F), kan være mere udbredt end man tror (4, 9). Det diagnostiske botulismelaboratorium spiller en afgørende rolle i forbindelse med identifikation af disse sjældent rapporterede stammer (4, 9). Alle tidligere rapporterede amerikanske tilfælde af C. baratii type F-botulisme hos spædbørn i USA opstod hos usædvanligt unge patienter. Vi foreslår, at klinikere medtager botulisme hos spædbørn forårsaget af C. baratii type F i deres differentialdiagnose, hvis spædbarnets sygdom er karakteriseret ved den triade, der omfatter følgende: (i) hurtig debut, (ii) alvorlig lammelse og (iii) ung patientens alder. Det tilfælde, der er rapporteret her, er bemærkelsesværdigt, fordi det er den første anerkendelse af botulisme hos spædbørn med C. baratii type F i Californien, det beskriver den yngste kendte patient med botulisme hos spædbørn forårsaget af C. baratii type F, og det drejer sig om den yngste kendte patient, der nogensinde har haft botulisme hos spædbørn.