W 1881 r. niezależnie francuski chemik i mikrobiolog Ludwik Pasteur wraz z Charlesem Chamberlandem oraz amerykański lekarz wojskowy George Sternberg wyizolowali dwoinkę zapalenia płuc, Gram-dodatnią bakterię odpowiedzialną za płatowe zapalenie płuc. Jak się później okazało, pneumokok (łac. Streptococcus pneumoniae) jest alfa-hemolizującym paciorkowcem, powszechnie występującym w nosogardle ludzi, który wykazuje oportunistyczne właściwości chorobotwórcze – atakuje najsłabszych: niemowlęta i małe dzieci, przewlekle chorych oraz populację 65+.
Wiek jest najbardziej powszechnym czynnikiem ryzyka – do rozwoju choroby inwazyjnej dochodzi najczęściej w dwóch pierwszych latach życia. Do pozostałych najważniejszych czynników ryzyka inwazyjnych zakażeń pneumokokowych należą: palenie tytoniu, zaburzenia odporności, a szczególnie asplenia, cukrzyca, przewlekłe choroby płuc i serca oraz alkoholizm. Najczęstszą postacią interakcji pneumokoków z człowiekiem jest bezobjawowe nosicielstwo, rzadziej zakażenia błoń śluzowych, a najrzadziej ciężkie zakażenia inwazyjne, gdy dochodzi do inwazji tkanek. Pneumokoki pokonują wówczas naturalne bariery i wywołują zakażenia w miejscach prawidłowo jałowych, takich jak: krew (sepsa), ośrodkowy układ nerwowy (zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych) czy tkanki, np. zapalenie kości lub ropne zapalenie stawu. Nosicielstwo nie wymaga leczenia i jest powszechnym zjawiskiem, zwłaszcza u małych dzieci, które odgrywają rolę rezerwuaru drobnoustroju w społeczeństwie.
Najczęstszymi chorobami wywołanymi przez pneumokoki są zakażenia nieinwazyjne: ucha środkowego, zatok przynosowych, spojówek oraz płuc. Znacznie rzadziej występują zakażenia inwazyjne, czyli najcięższe choroby wywołane przez pneumokoki. Należą do nich: zapalenie płuc przebiegające z bakteriemią, ropne zapalenie stawów, zakażenia tkankowe, głównie wewnątrzbrzuszne (np. zapalenie otrzewnej), sepsa i ropne zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych. Inwazyjna choroba pneumokokowa częściej występuje u dzieci z czynnikami ryzyka: współistniejącymi przewlekłymi chorobami serca, płuc, nerek, cukrzycą, zespołem nerczycowym, zakażonych HIV, dzieci leczonych immunosupresyjnie lub radioterapią, dzieci po przeszczepieniu narządu litego/szpiku lub wszczepieniu implantu ślimakowego oraz dzieci z wrodzonymi niedoborami odporności, a także hemoglobinopatiami. Do pozostałych czynników ryzyka należą: czynnościowa lub anatomiczna asplenia i wyciek płynu mózgowo-rdzeniowego. Także wiek poniżej 6. m.ż., niska urodzeniowa masa ciała oraz narażenie na kontakt z rodzeństwem lub innymi dziećmi podczas opieki dziennej predysponują do zachorowania na inwazyjną chorobę pneumokokową.
Chorują wyłącznie ludzie. Bardzo częste występowanie pneumokoków odpowiada za „efekt wielkich liczb” – pomimo niewielkiego odsetka ciężkich zakażeń i powikłań pneumokokowych globalna liczba zachorowań na inwazyjną chorobę pneumokokową, hospitalizacji i zgonów jest bardzo duża. W efekcie pneumokoki są najważniejszymi pod względem chorobowości i śmiertelności ludzi bakteriami Gram-dodatnimi. Jak szacowano przed wprowadzeniem powszechnych szczepień przeciwko pneumokokom, drobnoustroje te odpowiadały na całym świecie za ok. miliona zgonów małych dzieci rocznie, co stanowiło 11% wszystkich zgonów dzieci poniżej 5. r.ż. W ten sposób były najważniejszą przyczyną ciężkich bakteryjnych zakażeń w populacji dziecięcej. Przed wprowadzeniem szczepień niemowląt w Stanach Zjednoczonych (siedmiowalentna koniugowana szczepionka w 2000 r.) pneumokoki powodowały każdego roku w USA w przybliżeniu 17 000 przypadków inwazyjnej choroby pneumokokowej (IChP), w tym 700 przypadków zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych i 200 zgonów u dzieci < 5. r.ż.
Zakażenia pneumokokowe były także najczęstszą przyczyną bakteriemii przebiegającej z gorączką (bakteriemia utajona), bakteryjnego zapalenia płuc, ropnego zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych, zapalenia zatok oraz ostrego zapalenia ucha środkowego.
Pneumokoki przenoszą się drogą kropelkową z wydzielinami dróg oddechowych. Źródłem zakażenia może być zarówno chory, jak też, znacznie częściej, bezobjawowy nosiciel. Pneumokoki są bardzo zróżnicowane pod względem chorobotwórczości. Choć wyizolowano ponad 90 różnych serotypów, za większość ciężkich zakażeń inwazyjnych jest odpowiedzialnych na danym obszarze tylko kilka lub kilkanaście z nich. Szacuje się, że 10 najczęściej izolowanych serotypów pneumokoków odpowiada za ok. 62% przypadków inwazyjnej choroby pneumokokowej na całym świecie, co umożliwiło opracowanie skutecznych szczepionek zawierających początkowo siedem, a następnie 10 lub 13 najgroźniejszych serotypów. Istnieją znaczne różnice występowania poszczególnych serotypów zależne od wieku badanej populacji i obszaru geograficznego. Przykładowo w Stanach Zjednoczonych siedem najbardziej rozpowszechnionych serotypów izolowanych z krwi lub płynu mózgowo-rdzeniowego: 4, 6 B, 9 V, 14, 18 C, 19 F oraz 23 F odpowiada za 80% zakażeń u dzieci w wieku poniżej sześciu lat. Jednocześnie te same siedem serotypów wywołuje tylko około połowy zakażeń inwazyjnych u starszych dzieci i dorosłych.
Powikłania zakażeń pneumokokowych
Powikłania najczęstszych zakażeń nieinwazyjnych: zapalenia zatok przynosowych i ostrego zapalenia ucha środkowego
Zakażenia nieinwazyjne wywołane przez pneumokoki, choć na ogół przebiegają dość łagodnie i przeważnie mogą być skutecznie leczone antybiotykiem doustnym w warunkach domowych, mogą także prowadzić do rozwoju powikłań. Zapalenie zatok przynosowych to zwykle następstwo przeziębienia – infekcji wirusowej górnych dróg oddechowych lub alergicznego nieżytu nosa – i jest częstym problemem u dzieci. Do mniej istotnych czynników ryzyka należą: wady budowy anatomicznej nosogardła, np. skrzywiona przegroda nosa, przerost trzeciego migdałka, ciało obce w nosie, polipy lub narażenie na czynniki drażniące błonę śluzową: suche powietrze, dym papierosowy, chlorowaną wodę lub szybkie zmiany ciśnienia atmosferycznego np. w samolocie.
Powikłania ostrego zapalenia zatok przynosowych wynikają z szerzenia się zakażenia na okoliczne struktury anatomiczne i obejmują: zapalenie tkanek miękkich oczodołu, które może przebiegać jako łagodniejsze zapalenie przedprzegrodowe z zachowaną ruchomością gałki ocznej oraz znacznie cięższe tylnoprzegrodowe zapalenie tkanek oczodołu, ropień oczodołu oraz zakrzep zatoki jamistej. Do znacznie rzadszych powikłań wewnątrzczaszkowych należą: zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych, ropniak podtwardówkowy, ropień nadtwardówkowy, ropień mózgu i zakrzepowe zapalenie zatok żylnych opony twardej. Niekorzystnym zejściem ostrego zapalenia zatok jest jego przejście w stan przewlekły.
Pneumokoki odpowiadają za ok. połowę przypadków zapalenia ucha środkowego u małych dzieci. Choroba zwykle charakteryzuje się ciężkim, przewlekającym się lub nawracającym przebiegiem. Pneumokokowe zapalenie ucha środkowego wiąże się też częściej z występowaniem wysokiej gorączki, nasilonych dolegliwości bólowych, podwyższonych wskaźników zapalnych we krwi, jak też większym ryzykiem rozwoju powikłań: bakteriemii i zapalenia wyrostka sutkowatego. Powikłania ostrego zapalenia ucha środkowego, podobnie jak w przypadku zapalenia zatok, związane są z szerzeniem się zakażenia na sąsiadujące struktury anatomiczne lub rozwojem przewlekłego stanu zapalnego. U dzieci występują głównie powikłania, które wynikają z szerzenia się zakażenia na sąsiednie tkanki, natomiast u osób dorosłych częściej dochodzi do przejścia ostrego zapalenia w przewlekłe zapalenie ucha środkowego. Do najczęstszych powikłań zapalenia ucha środkowego należą te wewnątrzskroniowe: ostre zapalenie wyrostka sutkowatego, porażenie nerwu twarzowego oraz zapalenie błędnika. Do występujących rzadko powikłań wewnątrzczaszkowych zaliczamy: zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych, ropień nadtwardówkowy, ropniak podtwardówkowy, zakrzepowe zapalenie zatoki esowatej oraz ropnie mózgu, zwykle płata skroniowego lub móżdżku. Do objawów alarmowych, które wskazują na rozwój powikłań zapalenia zatok lub zapalenia ucha środkowego i powinny zwrócić uwagę pediatry, należą:
- ogniskowe objawy neurologiczne,
- objawy zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych,
- obrzęk powiek,
- wytrzeszcz,
- zaburzenia ruchomości gałki ocznej,
- zaburzenia widzenia (podwójne widzenie, upośledzenie ostrości wzroku),
- silny ból i obrzęk okolicy czołowej.
Pozostałe powikłania pneumokokowego zapalenia ucha środkowego to: perforacja błony bębenkowej z wyciekiem treści ropnej, „niedodma” ucha środkowego, czyli wciągniecie błony bębenkowej z powodu obniżenia ciśnienia w uchu środkowym, które manifestuje się głównie nieprzyjemnym uczuciem i upośledzeniem słuchu, tympanoskleroza, perlak, ponadto zaburzenia słuchu i równowagi. Zakażenie może szerzyć się przez ciągłość na struktury sąsiadujące i oprócz wymienionych wyżej powikłań zająć np. rogówkę, błędnik, a także spowodować niedowład nerwu twarzowego.
Powikłania zapalenia płuc
Zapalenie płuc jest typową chorobą wywoływaną przez pneumokoki, która może mieć różny przebieg kliniczny: od odoskrzelowego zapalenia płuc, przebiegającego bez towarzyszącej duszności, po ciężkie płatowe zapalenie płuc, któremu może towarzyszyć duszność, a nawet niewydolność oddechowa. Zdecydowana większość łagodnych zapaleń płuc przebiega jako zakażenie nieinwazyjne bez towarzyszącej bakteriemii, może być leczona ambulatoryjnie i nie prowadzi do rozwoju powikłań. Zapalenia płuc o cięższym przebiegu klinicznym zwykle wymagają hospitalizacji. Jeżeli zapaleniu płuc towarzyszy bakteriemia (do 25–30% przypadków), spełnione są kryteria inwazyjnej choroby pneumokokowej. Jest to stosunkowo najłagodniejsza postać zakażenia inwazyjnego, która najczęściej przebiega jako płatowe zapalenie płuc i stanowi ok. 1/5 ogółu zapaleń płuc wywołanych przez pneumokoki. Pomimo relatywnie łagodnego przebiegu w porównaniu z pozostałymi chorobami inwazyjnymi, ze względu na największą liczbę przypadków, to właśnie zapalenie płuc jest przyczyną największej liczby zgonów. U prawie połowy dzieci, które z powodu zapalenia płuc wymagają hospitalizacji, dochodzi do rozwoju powikłań w postaci wysięku opłucnowego, wytworzenia się ropnia płuca lub ropniaka opłucnej, martwiczego zapalenia płuc, odmy opłucnowej, niedodmy lub hiponatremii spowodowanej nieprawidłowym wydzielaniem hormonu antydiuretycznego. Powikłania częściej występują u niemowląt i dzieci z małą masą ciała (< 10. centyla dla wieku), towarzyszącą zapaleniu niewydolnością oddechową, niedokrwistością lub leukocytozą > 15 tys. przy przyjęciu. Jako czynniki rokownicze powikłań płucnych nie mają natomiast znaczenia: wrażliwość pneumokoka na penicylinę, choroby przewlekłe oraz współistniejące.
Powikłania zakażeń narządowych
Spośród lokalizacji narządowych inwazyjnych zakażeń pneumokokowych na wymienienie zasługuje zapalenie stawów. Do rozwoju pneumokokowego zapalenia stawów najczęściej dochodzi w następstwie innego zakażenia o tej etiologii, zwykle w przebiegu bakteriemii. U dzieci najczęściej dotyczy stawu biodrowego (24%), w dalszej kolejności kolana (21%), łokcia (18%) i stawu skokowego (15%). Do czynników ryzyka zajęcia stawu należą: anemia sierpowatokrwinkowa, hemofilia, zakażenie HIV, sferocytoza, przeszczepienie szpiku oraz niedobory odporności. Powikłaniem ropnego zapalenia stawu mogą być: zapalenie kości i szpiku, ograniczenie ruchomości w stawie, czasami trwałe, co prowadzi do powstania niepełnosprawności.
Powikłania sepsy
Sepsa pneumokokowa przebiega podobnie jak inne sepsy bakteryjne. W większości przypadków jest następstwem zapalenia płuc lub innego zakażenia zlokalizowanego, może też rozwinąć się bez wcześniej istniejącego ogniska. Przebieg sepsy pneumokokowej nie jest tak gwałtowny jak sepsy meningokokowej i cechuje się niższą, jednak istotną śmiertelnością (17–25%). Ponieważ sepsa pneumokokowa występuje u dzieci znacznie częściej niż meningokokowa, łącznie odpowiada ona za większą liczbę zgonów niż zakażenia wywołane przez meningokoki. Bez wykonania badań mikrobiologicznych, na podstawie samych objawów klinicznych trudno podejrzewać etiologię pneumokokową. Do wczesnych powikłań sepsy należą: wstrząs septyczny z niewydolnością oddechowo-krążeniową i niedociśnieniem opornym na leczenie, skąpomocz, zaburzenia krzepnięcia i rozwój DIC, uszkodzenie wielonarządowe oraz zgon.
Powikłania zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych
Pneumokokowe zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych jest obarczone większą śmiertelnością oraz ryzykiem rozwoju trwałych następstw neurologicznych niż zapalenie opon wywołane przez Haemophilus influenzae lub Neisseria meningitidis. W krajach bogatych śmiertelność sięga 8%, co powoduje, że ropne zapalenie opon pozostaje ważną przyczyną zgonów dzieci do 5. r.ż. Nawet połowa dzieci po przebyciu pneumokokowego zapalenia opon cierpi na trwałe następstwa neurologiczne: zaburzenia motoryczne (porażenia i niedowłady nerwów obwodowych i czaszkowych), napady drgawek, upośledzenie umysłowe, upośledzenie słuchu i zaburzenia funkcji poznawczych. Niektóre odległe następstwa mogą być trudne do powiązania z przebytym zakażeniem, np. zaburzenia pamięci, chwiejność emocjonalna, zaburzenia funkcji społecznych.
Zapobieganie powikłaniom zakażeń pneumokokowych
Najskuteczniejszym sposobem ochrony przed powikłaniami zakażeń pneumokokowych jest zapobieganie tym zakażeniom za pomocą powszechnych szczepień niemowląt. Dostępne od lat siedemdziesiątych XX w. szczepionki polisacharydowe (PPSV14 i PPSV23) okazały się nieskuteczne u dzieci poniżej 2. r.ż., zatem nieodpowiednie ze względu na potrzebę ochrony najmłodszych, najbardziej narażonych na zakażenia inwazyjne. Przełomu dokonano dzięki połączeniu antygenów polisacharydowych otoczki pneumokoków z antygenem białkowym, tworząc szczepionki koniugowane wzorowane na istniejących szczepionkach koniugowanych przeciwko otoczkowym szczepom H. influenzae typu B oraz meningokokom typu C. Aktualnie na rynku dostępne są preparaty zawierające 10 lub 13 serotypów pneumokoków oraz wspomniane starsze szczepionki polisacharydowe 23-walentne przeznaczone do stosowania po 2. r.ż. Szczepienia pneumokokowe są w Polsce rekomendowane wszystkim dzieciom od 2. m.ż. (obowiązkowe od 2017 roku), a także dzieciom i dorosłym z grup ryzyka (np. wyciek płynu mózgowo-rdzeniowego, stan po wszczepieniu implantu ślimakowego, niedokrwistość sierpowatokrwinkowa i inne choroby hematologiczne, czynnościowa lub anatomiczna asplenia, narażenie na dym tytoniowy, astma, wiek po 65. r.ż.).
Szczepienia są bardzo skuteczne – dzieci, które w wieku niemowlęcym otrzymały kompletne szczepienie szczepionką skoniugowaną (10- i 13-walentną) o 89% rzadziej chorują na inwazyjną chorobę pneumokokową i o 44% na przewlekłe zapalenie ucha środkowego, które wymaga leczenia operacyjnego, laryngologicznego, o 34% spada ryzyko ostrego pneumokokowego zapalenia ucha środkowego oraz o 22% ryzyko płatowego zapalenia płuc. W krajach, które wprowadziły obowiązkowe szczepienia przeciw pneumokokom, efekty są jeszcze lepsze, gdyż szczepionki skoniugowane chronią także przed nosicielstwem, co dodatkowo ogranicza szerzenie się zakażeń pneumokokowych. Pozostałe sposoby zapobiegania rozwojowi powikłań polegają na szybkim rozpoznaniu i leczeniu oraz ograniczaniu czynników, które sprzyjają zakażeniom, np. narażenia na dym tytoniowy (bierne palenie).
