Clostridium difficile ” Gram-positieve bacteriën ” Pathogen Profile Dictionary

Clostridium difficile

Clostridium difficile is een Gram-positieve, toxineproducerende anaërobe bacterie die behoort tot de familie Clostridiaceae van de Clostridiales. Hoewel zij strikt zuurstofintolerant is, kan C. difficile onder ongunstige omstandigheden aërotolerante endosporen produceren die jarenlang in een open omgeving kunnen overleven. C. difficile is een commensale soort die gewoonlijk voorkomt in de fecale flora van de dikke darm van een vrij kleine subgroep van de kinderpopulatie, waarbij het aantal dragers afneemt naarmate de kinderen ouder worden (Kelly en LaMont, 1998). Wanneer het in kleine aantallen voorkomt, blijft dit organisme niet pathogeen. Wanneer het er echter in slaagt zich te koloniseren en grotere populaties te vormen, wordt zijn pathogeniteit de hoofdoorzaak van een verscheidenheid aan colon
infecties.

Figuur 1. Deze microfoto toont Clostridium difficile-bacteriën uit een kweek van een ontlastingmonster.

Infectie met C. difficile ontstaat op opportunistische wijze; de normale microflora in de darm draagt bij aan de verdediging van het lichaam tegen ziekteverwekkers en daarom treedt massale kolonisatie van C. difficile gewoonlijk op bij personen bij wie de typische darmflora is verstoord als gevolg van antibioticagebruik, bij personen met immunosuppressie (AIDS- of kankerpatiënten) of bij personen die zogenaamde darmreinigers gebruiken.

C. difficile inherente pathogeniciteit ligt in zijn vermogen toxine te produceren. In het bijzonder produceert deze ziekteverwekker twee krachtige cytotoxinen, namelijk toxine A en toxine B, die uiteindelijk leiden tot C. difficile-geassocieerde infectie en ziekte (Mylonakis et al., 2001).

Toxine A en toxine B zijn glucosyltransferasen die zich richten op de Rho-familie van GTPase-enzymen en deze inactiveren. Toxine A induceert actine depolymerisatie door een mechanisme dat gecorreleerd is met een afname van de ADP-ribosylering van de lage molecuulmassa GTP-bindende Rho proteïnen. Een ander toxine, binair toxine, is ook beschreven, maar de rol ervan bij de ziekte is nog niet volledig begrepen. Uiteindelijk leidt dit tot de aantasting van epitheliale celbestanddelen en onvermijdelijk tot celdood. Bovendien induceren beide toxinen een sterke cellulaire ontstekingsreactie en massale cytokine-afgifte, en activeren zij het enterische zenuwstelsel, waardoor neutrofielen naar de plaats van de infectie worden aangetrokken (Jefferson et al., 1999). Het totale resultaat van de productie van toxine A en toxine B is beschadiging en ontsteking van het colonslijmvlies.

C. difficile wordt van persoon op persoon overgedragen via de fecaal-orale route. Omdat het organisme hittebestendige sporen vormt, kan het gedurende lange perioden in het ziekenhuis of verpleeghuisomgeving aanwezig blijven. Het kan op bijna elk oppervlak in het ziekenhuis worden gekweekt. Zodra de sporen zijn opgenomen, passeren zij ongeschonden de maag vanwege hun zuurbestendigheid. Ze ontkiemen in vegetatieve cellen in het colon bij blootstelling aan galzuren en vermenigvuldigen zich.

C. difficile-geassocieerde infectie blijft gewoonlijk beperkt tot de lagere
abdominale regio’s van het maagdarmkanaal; klinische manifestaties van C.difficile-infectie variëren in ernst, van diarree tot acute ontsteking van het colon leidend tot de dood. Pseudomembraneuze colitis (PMC) is de aandoening die het vaakst in verband wordt gebracht met C.difficile, aangezien er een rechtstreeks verband is gelegd met het feit dat deze vrijwel uitsluitend wordt veroorzaakt door iemand anders dan C. difficile. PMC wordt gekarakteriseerd als een progressie van diarree waarbij het colonslijmvlies ernstig ontstoken raakt. Naast symptomen als diarree, koorts en buikdistensie en -pijn treedt pseudomembraanvorming op. Dit pseudomembraan is samengesteld uit een verscheidenheid van cellulaire componenten, waaronder fibrine, slijm, dode celresten en leukocyten. Pseudomembranen verschijnen in verschillende gebieden van de dikke darmwand en vormen in fatale gevallen een omhulsel over het gehele colonslijmvlies (Mylonakis et al., 2001).

Pseudomembraneuze colitis veroorzaakt door C. difficile wordt behandeld met specifieke antibiotica, zoals vancomycine of metronidazol. Om complicaties te beperken, beginnen artsen vaak met de behandeling op basis van klinische presentatie voordat definitieve resultaten beschikbaar zijn. Kennis van de lokale epidemiologie van de darmflora van een bepaalde instelling kan de therapie sturen. Bovendien is orale rehydratatietherapie nuttig om vocht vast te houden tijdens de duur van de diarree. Interessant is dat verschillende ontsmettingsmiddelen die gewoonlijk in ziekenhuizen worden gebruikt, niet effectief zijn tegen sporen van C. difficile, en zelfs de vorming van sporen kunnen bevorderen. Desinfectiemiddelen met bleekmiddel zijn echter effectief in het doden van de organismen en moeten voortdurend worden gebruikt als ontsmettingsmiddel.

Laboratorium kweek- en Gram-kleuringprocedures worden als te onspecifiek beschouwd om C. difficile in klinische situaties te identificeren vanwege de morfologische gelijkenis met andere Clostridia-soorten die de normale microflora van het colon vormen. Typische diagnostische tests selecteren op de aanwezigheid van toxine A- of toxine B-productie (Mylonakis et al., 2001). Een weefselkweektest voor de specificiteit van de cytotoxiciteit van toxine B blijft een van de gevoeligste en nauwkeurigste tests die voor de diagnose worden gebruikt. Enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA’s) zijn ook in staat om toxine A en/of toxine B in de ontlasting te identificeren; deze zijn snel en specifiek en worden het meest gebruikt voor de klinische diagnose van vermoedelijke C. difficile-infecties.

Jefferson, K.K., Smith, M.F. Jr., & Bodak, D.A. (1999). Rol van intracellulair calcium en NF-kappa B in de Clostridium difficile toxine A-geïnduceerde opregulatie en secretie van IL-8 door menselijke monocyten. Tijdschrift voor Immunologie, 163: 5183-5191.
Kelly, C.P. & LaMont, T. (1998). Clostridium difficile infectie. Annual Review of Medicine, 49: 375-390.
Mylonakis, E., Ryan, E.T., & Calderwood, S.B. (2001). Clostridium difficile-Associated Diarrhea. Archives of Internal Medicine, 161: 525-533.