Erster Fall von Säuglingsbotulismus durch Clostridium baratii Typ F in Kalifornien | CDhistory

FALLBERICHT

Ende 2003 wurde ein 47 Stunden altes Neugeborenes mit einer 9-stündigen Vorgeschichte von schlechter Ernährung und Lethargie von einem Gemeindekrankenhaus im ländlichen Nordkalifornien in eine Akutklinik in San Francisco, Kalifornien, geflogen, wo die Einweisungsdiagnose akute Hypotonie und Atemversagen lautete. Der Verdacht auf eine angeborene Stoffwechselstörung wurde geäußert, da der Urin einen ungewöhnlich süßen Geruch aufwies, was den Verdacht auf die Ahornsirup-Urin-Krankheit nahelegte. Daraufhin unterzog sich die Patientin drei aufeinanderfolgenden täglichen Hämodialysebehandlungen. Am Tag nach der dritten Hämodialyse konnte sie ihre distalen Extremitäten zeitweise bewegen, blieb aber ansonsten weitgehend hypoton. Die Möglichkeit eines Säuglingsbotulismus wurde zunächst aufgrund des jungen Alters der Patientin, des fulminanten Krankheitsbeginns und der raschen Wiederherstellung der leichten Kontrolle über die distalen Extremitäten ausgeschlossen.

Am zwölften Krankenhaustag waren alle Stoffwechselergebnisse normal, was die behandelnden Neurologen dazu veranlasste, die Möglichkeit eines Säuglingsbotulismus in Betracht zu ziehen. Eine Stuhlprobe, die an unser Labor geschickt wurde, wurde emulgiert und in Gelatine-Phosphat-Verdünnungsmittel extrahiert und zentrifugiert. Der Extrakt wurde Paaren von Swiss-Webster-Mäusen gemäß dem Standard-Maus-Neutralisations-Bioassay für den Nachweis von Botulinumtoxin injiziert (Tabelle (Tab.1)1) (5). Alle einschlägigen institutionellen Richtlinien und Bundesrichtlinien für die ethische Verwendung von Labortieren wurden befolgt. Das Stuhlpellet wurde in zwei Röhrchen mit Hackfleisch-Glukose-Stärke-Bouillon und auf 4 % Eigelb-Agar, Botulinum-Selektivmedium (16) und 5 % Schaedler-Schafblut-Agar beimpft. Ein Bouillonröhrchen wurde 15 Minuten lang bei 70 °C hitzeschockbehandelt. Alle Medien wurden bei 35°C in einer Anaerobierkammer (5) bebrütet.

Der Bioassay des Stuhlextrakts identifizierte ein hitzelabiles Toxin, das nur durch monovalentes Botulinum-Antitoxin vom Typ F neutralisiert wurde (Tabelle (Tab.1).1). Die direkt beimpften Stuhlkulturplatten zeigten nach 24 Stunden Inkubation ein starkes Wachstum von Lecithinase-positiven Kolonien in fast reiner Kultur auf Eigelb-Agar und leicht beta-hämolytische Kolonien auf Schafblut-Agar. Auf Botulinum-Selektivmedium wurde nach 72 Stunden kein Wachstum beobachtet. Nicht-proteolytisches Wachstum war nach 24 Stunden in beiden Brühkulturröhrchen festzustellen. Das Filtrat einer Reinkultur des Lecithinase-positiven Organismus wurde ebenso wie der Stuhlextrakt positiv auf Botulinumtoxin Typ F getestet. Die Testergebnisse von weiteren nachfolgenden Stuhlproben bestätigten den Befund (Tabelle 1.1). Die biochemische Charakterisierung und die 16S rRNA-Sequenzierung ergaben zusammen mit den Kultur- und Bioassay-Ergebnissen, dass es sich bei dem Organismus um Clostridium baratii Typ F handelte. Der Patient erhielt eine unterstützende Behandlung, wurde aber wegen der verspäteten Überweisung nicht intravenös mit Botulismus-Immunglobulin (human) (im Handel als BabyBIG bekannt) behandelt. Obwohl der Patient anfangs stark gelähmt war, erlangte er schnell wieder Muskelkraft und wurde am 19. Tag seiner Krankheit aus dem Krankenhaus entlassen. Die drei Hämodialyse-Episoden wegen des Verdachts auf Ahornsirup-Urin-Krankheit zu Beginn des Krankheitsverlaufs könnten zur raschen Genesung beigetragen haben. Die intestinale Besiedlung durch C. baratii dauerte mehr als 3, aber weniger als 5 Wochen (Tabelle1).1). C. baratii unterscheidet sich von dem ubiquitär vorkommenden C. botulinum dadurch, dass eine Umweltquelle für toxigenes C. baratii nicht identifiziert werden konnte, so dass eine umfassende Untersuchung zur Identifizierung eines möglichen Umweltreservoirs dieses Organismus durchgeführt wurde. Ein epidemiologisches Interview wurde zu Hause mit den Eltern des Patienten geführt. Die Erstellung einer Zeitleiste der Ereignisse von der Geburt bis zum ersten Krankenhausaufenthalt deutete darauf hin, dass der Krankheitsbeginn nur 38 Stunden nach der Geburt stattfand, was darauf hindeutet, dass die Exposition der Patientin gegenüber C. baratii im Geburtskrankenhaus in der unmittelbaren perinatalen Periode stattgefunden haben könnte.

Mehrere Umweltproben wurden im Haus der Patientin und im Geburtskrankenhaus entnommen (Tabelle (Tab.2).2). Als die korrekte Diagnose der Patientin bekannt wurde, wurden außerdem von beiden Elternteilen Stuhlproben entnommen (einen Monat nach Beginn der Erkrankung des Säuglings), um die Möglichkeit einer subklinischen Darmbesiedlung zu untersuchen. Trotz umfangreicher Laboruntersuchungen konnte kein C. baratii aus den Kot- oder Umweltproben der Erwachsenen isoliert werden, auch nicht aus dem Staubsaugerstaub im Haushalt, einer bekannten Quelle für C. botulinum (1, 13, 15, 17, 18). Die Luftfilter des Familienautos und des Pickups, die als Mittel zur Entnahme von Sporen aus der Luft untersucht wurden, waren ebenfalls negativ. Parallel dazu wurde C. botulinum Typ A von den meisten der beprobten Bodenstellen isoliert (was die Ubiquität dieses Organismus verdeutlicht) (Tabelle (Tabelle22).

Säuglingsbotulismus ist eine akute, symmetrische, absteigende, schlaffe Lähmung, die bei Säuglingen unter 12 Monaten auftritt. Das mittlere (mediane) Alter bei Krankheitsbeginn für alle kalifornischen Fälle von 1976 bis 2004 betrug 3,4 (3,1) Monate. Die endgültige Labordiagnose weist Clostridium botulinum-Toxin und/oder Organismen in Stuhlproben nach, die durch verschluckte C. botulinum-Sporen im Darm kolonisiert wurden (2). Nach der Resorption bindet das im Darmlumen produzierte Botulinumtoxin an endständige motorische Neuronen, wo es die Freisetzung von Acetylcholin verhindert und dadurch schlaffe Lähmungen verursacht (2). Der Nachweis und die Identifizierung von Botulinumtoxin erfolgt mit dem Maus-Neutralisations-Bioassay (5).

Abgesehen von seltenen Stämmen, die zwei Toxine produzieren, produzieren die meisten C. botulinum-Stämme nur einen der sieben bekannten Botulinumtoxin-Typen mit den Bezeichnungen A bis G (4, 7, 11). Der weltweit gemeldete Säuglingsbotulismus geht fast immer auf C. botulinum-Stämme zurück, die Botulinumtoxin vom Typ A oder B produzieren. Aus Italien wurden jedoch vier Fälle von Säuglingsbotulismus gemeldet, der durch das neurotoxigene C. butyricum Typ E verursacht wurde (3, 6). Auch C. baratii Typ F hat vier Fälle von Säuglingsbotulismus verursacht (Tabelle3)3) (8, 10, 11, 12, 19, 20, 21). Wir berichten nun über Labor-, Umwelt- und epidemiologische Aspekte des fünften Falles von Säuglingsbotulismus, der durch neurotoxigene C. baratii Typ F verursacht wurde. Die klinischen Einzelheiten dieses Falles werden an anderer Stelle berichtet (14). Dies ist der erste derartige Fall, der in Kalifornien in den 29 Jahren unserer Laborüberwachung aufgetreten ist, und der jüngste (Alter bei Krankheitsbeginn) Säuglingsbotulismus-Patient, der jemals aufgezeichnet wurde.

Seltene Stämme von C. botulinum, die zwei Toxine produzieren, und die Nicht-Botulinum-Clostridien, die Botulinumtoxin produzieren (d. h., C. butyricum Typ E und C. baratii Typ F), sind möglicherweise häufiger anzutreffen als angenommen (4, 9). Das diagnostische Labor für Botulismus spielt eine entscheidende Rolle bei der Identifizierung dieser selten gemeldeten Stämme (4, 9). Alle bisher in den USA gemeldeten Fälle von Säuglingsbotulismus durch C. baratii Typ F traten bei ungewöhnlich jungen Patienten auf. Wir schlagen vor, dass Kliniker den durch C. baratii Typ F verursachten Säuglingsbotulismus in ihre Differentialdiagnose einbeziehen, wenn die Erkrankung des Säuglings durch eine Trias gekennzeichnet ist, die Folgendes umfasst (i) schneller Beginn, (ii) schwere Lähmungen und (iii) junges Alter des Patienten. Der hier berichtete Fall ist bemerkenswert, weil es sich um den ersten Nachweis von C. baratii Typ F Säuglingsbotulismus in Kalifornien handelt, er beschreibt den jüngsten bekannten Patienten mit Säuglingsbotulismus, der durch C. baratii Typ F verursacht wurde, und er betrifft den jüngsten bekannten Patienten, der jemals an Säuglingsbotulismus erkrankt ist.