First Case of Infant Botulism Caused by Clostridium baratii Type F in California | CDhistory

CASE REPORT

Pod koniec 2003 roku 47-letni noworodek z 9-godzinnym wywiadem słabego karmienia i senności został przetransportowany drogą powietrzną ze szpitala gminnego w wiejskiej północnej Kalifornii do trzeciorzędowej placówki opieki ostrej w San Francisco w Kalifornii, gdzie rozpoznaniem wstępnym była ostra hipotonia i niewydolność oddechowa. Podejrzewano wrodzony błąd metabolizmu, ponieważ mocz miał niezwykle słodki zapach, co nasunęło podejrzenie choroby moczu wywołanej syropem klonowym. W związku z tym pacjentkę poddano trzem kolejnym codziennym kursom hemodializy. Dzień po trzecim kursie pacjentka miała przerywany ruch kończyn dystalnych, ale poza tym pozostawała w większości hipotoniczna. Możliwość botulizmu niemowlęcego została początkowo odrzucona ze względu na młody wiek pacjentki, piorunujący początek choroby i szybkie odzyskanie niewielkiej kontroli nad dystalnymi kończynami.

Do 12. dnia pobytu w szpitalu wszystkie wyniki testów metabolicznych były prawidłowe, co doprowadziło neurologów do rozważenia możliwości botulizmu niemowlęcego. Próbka kału dostarczona do naszego laboratorium została zemulgowana i wyekstrahowana w rozcieńczalniku żelatynowo-fosforanowym i odwirowana. Ekstrakt wstrzykiwano parom myszy Swiss-Webster zgodnie ze standardową próbą biologiczną neutralizacji myszy w celu wykrycia toksyny botulinowej (Tabela (Tabela1)1) (5). Przestrzegano wszystkich odpowiednich zasad instytucjonalnych i wytycznych federalnych dotyczących etycznego wykorzystania zwierząt laboratoryjnych. Osad kału inokulowano do dwóch probówek z bulionem z rozdrobnionym mięsem, glukozą i skrobią oraz na 4% agar z żółtkiem jaja, podłoże selektywne dla botuliny (16) i 5% agar z krwią owczą Schaedlera. Jedną probówkę z bulionem poddano szokowi termicznemu w temperaturze 70°C przez 15 minut. Wszystkie podłoża inkubowano w temperaturze 35°C w komorze beztlenowej (5).

W próbie biologicznej ekstraktu kału zidentyfikowano toksynę termolabilną, która została zneutralizowana tylko przez monowalentną antytoksynę botulinową typu F (Tabela (Tabela1).1). Bezpośrednio zaszczepione płytki z posiewem kału wykazały silny wzrost kolonii lecytynazododatnich w prawie czystej kulturze na agarze z żółtkiem jaja kurzego i lekko beta-hemolitycznych kolonii na agarze z krwią owczą po 24 godzinach inkubacji. Nie obserwowano wzrostu na podłożu selektywnym dla botuliny po 72 h. Wzrost nieproteolityczny był widoczny po 24 h w obu probówkach z bulionem. Filtrat z czystej hodowli organizmu lecytynazo-pozytywnego, podobnie jak ekstrakt kału, dał wynik pozytywny na obecność toksyny botulinowej typu F. Wyniki badań kolejnych próbek kału potwierdziły te wyniki (Tabela (Tabela 1).1). Charakterystyka biochemiczna i sekwencjonowanie 16S rRNA, wraz z wynikami hodowli i próby biologicznej, zidentyfikowały organizm jako Clostridium baratii typ F. Pacjent otrzymał opiekę wspomagającą, ale nie był leczony dożylnie globuliną odpornościową na botulizm (ludzką) (znaną w handlu jako BabyBIG) z powodu opóźnionego skierowania. Chociaż początkowo pacjent był poważnie sparaliżowany, szybko odzyskał siłę mięśni i został wypisany ze szpitala w 19. dniu choroby. Trzy epizody hemodializy z powodu podejrzenia choroby moczowej wywołanej syropem klonowym we wczesnym okresie choroby mogły przyczynić się do szybkiego powrotu do zdrowia. Kolonizacja jelitowa przez C. baratii trwała dłużej niż 3, ale krócej niż 5 tygodni (Tabela (Tabela1).1). C. baratii różni się od wszechobecnego C. botulinum tym, że nie zidentyfikowano środowiskowego źródła toksynotwórczego C. baratii, dlatego podjęto szeroko zakrojone dochodzenie w celu zidentyfikowania możliwego środowiskowego rezerwuaru tego organizmu. Wywiad epidemiologiczny przeprowadzono w domu z rodzicami pacjentki. Konstrukcja osi czasu wydarzeń od narodzin do początkowej hospitalizacji wskazała, że początek choroby wystąpił zaledwie 38 h po urodzeniu, co sugeruje, że ekspozycja pacjenta na C. baratii mogła mieć miejsce w szpitalu porodowym w bezpośrednim okresie okołoporodowym.

Wielokrotne próbki środowiskowe zostały pobrane z domu pacjenta i szpitala porodowego (Tabela (Tabela2).2). Ponadto, gdy znana była prawidłowa diagnoza pacjenta, pobrano próbki kału od obojga rodziców (miesiąc po rozpoczęciu choroby niemowlęcia) w celu oceny możliwości subklinicznej kolonizacji jelitowej. Pomimo intensywnych prac laboratoryjnych, nie wyizolowano C. baratii z kału dorosłych ani z próbek środowiskowych, w tym z kurzu domowego odkurzacza, który jest znanym źródłem C. botulinum (1, 13, 15, 17, 18). Filtry powietrza samochodu rodzinnego i pickupa, badane jako środek do pobierania próbek zarodników unoszących się w powietrzu, były również negatywne. Parentetycznie, C. botulinum typ A został wyizolowany z większości pobranych próbek gleby (co stanowi przykład wszechobecności tego organizmu) (Tabela (Tabela22).

Botulizm niemowlęcy jest ostrym, symetrycznym, zstępującym, wiotkim porażeniem, które występuje u niemowląt poniżej 12 miesiąca życia. Średnia (mediana) wieku w momencie wystąpienia choroby dla wszystkich przypadków w Kalifornii od 1976 do 2004 roku wynosiła 3,4 (3,1) miesiąca. Ostateczna diagnoza laboratoryjna identyfikuje toksynę botulinową i/lub organizmy Clostridium botulinum w próbkach kału po kolonizacji jelit przez połknięte przetrwalniki C. botulinum (2). Po wchłonięciu, toksyna botulinowa produkowana w świetle jelita wiąże się z końcowymi neuronami ruchowymi, gdzie zapobiega uwalnianiu acetylocholiny i w ten sposób powoduje porażenie wiotkie (2). Wykrywanie i identyfikację toksyny botulinowej przeprowadza się za pomocą próby biologicznej neutralizacji na myszach (5).

Z wyjątkiem rzadkich szczepów wytwarzających podwójną toksynę, większość szczepów C. botulinum wytwarza tylko jeden z siedmiu znanych typów toksyn botulinowych oznaczonych literami od A do G (4, 7, 11). Na całym świecie zgłaszane przypadki zatrucia jadem kiełbasianym u niemowląt prawie zawsze pochodzą od szczepów C. botulinum wytwarzających toksynę botulinową typu A lub typu B. Jednak we Włoszech zgłoszono cztery przypadki zatrucia jadem kiełbasianym u niemowląt wywołanego przez neurotoksyczne C. butyricum typu E (3, 6). Również C. baratii typu F spowodował cztery przypadki zatrucia jadem kiełbasianym u niemowląt (Tabela (Tabela 3)3) (8, 10, 11, 12, 19, 20, 21). Obecnie opisujemy laboratoryjne, środowiskowe i epidemiologiczne aspekty piątego przypadku botulizmu niemowląt wywołanego przez neurotoksyczne C. baratii typu F. Szczegóły kliniczne tego przypadku opisano w innym miejscu (14). Jest to pierwszy taki przypadek, który wystąpił w Kalifornii w ciągu naszych 29 lat nadzoru laboratoryjnego i najmłodszy (wiek w momencie wystąpienia choroby) niemowlęcy pacjent z botulizmem kiedykolwiek zarejestrowany.

Rzadkie szczepy C. botulinum, które wytwarzają dwie toksyny oraz niebotulinowe clostridia, które wytwarzają toksynę botulinową (tj, C. butyricum typ E i C. baratii typ F), mogą być bardziej rozpowszechnione niż się sądzi (4, 9). Laboratorium diagnostyczne zajmujące się diagnostyką botulizmu odgrywa kluczową rolę w identyfikacji tych rzadko zgłaszanych szczepów (4, 9). Wszystkie zgłoszone wcześniej w USA przypadki botulizmu niemowląt wywołanego przez C. baratii typu F wystąpiły u wyjątkowo młodych pacjentów. Sugerujemy, aby klinicyści włączyli botulizm niemowlęcy wywołany przez C. baratii typu F do diagnostyki różnicowej, jeśli choroba niemowlęcia charakteryzuje się triadą obejmującą następujące elementy: (i) szybki początek, (ii) ciężkie porażenie oraz (iii) młody wiek pacjenta. Opisany tutaj przypadek jest godny uwagi, ponieważ jest to pierwsze rozpoznanie botulizmu niemowląt wywołanego przez C. baratii typu F w Kalifornii, opisuje najmłodszego znanego pacjenta, u którego wystąpił botulizm niemowląt wywołany przez C. baratii typu F i dotyczy najmłodszego znanego pacjenta, u którego kiedykolwiek wystąpił botulizm niemowląt.

.