Αιτίες και παθογένεια της διφθερίτιδας

Η διφθερίτιδα αποτελεί παράδειγμα τοξικογόνων μολυσματικών ασθενειών. Το 1883, ο Klebs απέδειξε ότι το Corynebacterium diphtheriae ήταν ο αιτιολογικός παράγοντας της διφθερίτιδας. Ένα χρόνο αργότερα, ο Loeffler διαπίστωσε ότι ο οργανισμός μπορούσε να καλλιεργηθεί μόνο από τη ρινοφαρυγγική κοιλότητα και πρότεινε ότι η βλάβη στα εσωτερικά όργανα οφειλόταν σε μια διαλυτή τοξίνη. Μέχρι το 1888, οι Roux και Yersin έδειξαν ότι τα ζώα που είχαν εγχυθεί με αποστειρωμένα διηθήματα C. diphtheriae ανέπτυξαν παθολογία οργάνων αδιαχώριστη από αυτή της ανθρώπινης διφθερίτιδας. Αυτό απέδειξε ότι μια ισχυρή εξωτοξίνη ήταν ο κύριος παράγοντας λοιμογόνου δράσης.

Η διφθερίτιδα είναι συχνότερα μια λοίμωξη του ανώτερου αναπνευστικού συστήματος που προκαλεί πυρετό, πονόλαιμο και αδιαθεσία. Μια παχιά, γκριζοπράσινη μεμβράνη ινώδους, μια ψευδομεμβράνη, συχνά σχηματίζεται στο/στα σημείο/α της λοίμωξης ως αποτέλεσμα των συνδυασμένων επιδράσεων της βακτηριακής ανάπτυξης, της παραγωγής τοξινών, της υποκείμενης νέκρωσης ιστών και της ανοσολογικής απόκρισης του ξενιστή. Η αναγνώριση ότι η συστηματική βλάβη οργάνων οφείλεται στη δράση της τοξίνης της διφθερίτιδας έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη τόσο αποτελεσματικής θεραπείας με βάση τις αντιτοξίνες για τη θεραπεία της οξείας λοίμωξης όσο και ενός εξαιρετικά αποτελεσματικού εμβολίου τοξοειδούς.

Παρόλο που η ανοσοποίηση με τοξοειδή έχει καταστήσει τη διφθερίτιδα μια σπάνια ασθένεια σε περιοχές όπου τα πρότυπα δημόσιας υγείας απαιτούν εμβολιασμό, εξακολουθούν να εμφανίζονται επιδημίες διφθερίτιδας σε μη ανοσοποιημένες και ανοσοκατεσταλμένες ομάδες. Αντίθετα, εκτεταμένες επιδημίες διφθερίτιδας που έχουν φτάσει σε επιδημικές διαστάσεις έχουν σημειωθεί σε περιοχές όπου τα ενεργά προγράμματα ανοσοποίησης έχουν ανασταλεί.

Άλλοι τύποι κορυνοβακτηρίων

Εκτός από τα C. diphtheriae, C. ulcerans και C. pseudotuberculosis, τα C. pseudodiphtheriticum και C. xerosis μπορεί περιστασιακά να προκαλέσουν ρινοφαρυγγικές και δερματικές λοιμώξεις. Τα δύο τελευταία στελέχη αναγνωρίζονται από την ικανότητά τους να παράγουν πυραζιναμιδάση. Στην κτηνιατρική, τα C. renale και C. kutscheri είναι σημαντικά παθογόνα, προκαλώντας πυελονεφρίτιδα σε βοοειδή και λανθάνουσες λοιμώξεις σε ποντίκια, αντίστοιχα.

Αιτίες

Ο αιτιολογικός παράγοντας της διφθερίτιδας, Corynebacterium diphtheriae, είναι μια λεπτή, ελαφρώς καμπύλη ράβδος με πάχυνση σε σχήμα ρόπαλου στα άκρα, ακίνητη. Δεν σχηματίζει σπόρια, κάψουλες ή μαστίγια και είναι θετικός κατά Gram.

Εκτός από την τοξίνη, τα κορυνοβακτήρια της διφθερίτιδας παράγουν νευραμινιδάση, υαλουρονιδάση, αιμολυσίνη, νεκρωτικούς και διάχυτους παράγοντες κατά τη διάρκεια των ζωτικών τους διεργασιών, οι οποίοι μπορούν να προκαλέσουν νέκρωση και υγροποίηση της κύριας ουσίας του συνδετικού ιστού.

Με βάση την ικανότητά τους να σχηματίζουν τοξίνες, τα κορυνοβακτήρια της διφθερίτιδας χωρίζονται σε τοξινογόνα και μη τοξικογόνα.

Η τοξίνη της διφθερίτιδας είναι μια ισχυρή βακτηριακή εξωτοξίνη που καθορίζει τόσο τις γενικές όσο και τις τοπικές κλινικές εκδηλώσεις της νόσου. Η τοξικογένεση καθορίζεται γενετικά. Τα μη τοξικογόνα κορυνοβακτήρια της διφθερίτιδας δεν προκαλούν την ασθένεια.

Σύμφωνα με τα πολιτισμικά και μορφολογικά χαρακτηριστικά, όλα τα κορυνοβακτήρια της διφθερίτιδας χωρίζονται σε 3 παραλλαγές: gravis, mitis, intermedius. Δεν υπάρχει άμεση εξάρτηση της σοβαρότητας της νόσου από την παραλλαγή των κορυνοβακτηρίων της διφθερίτιδας. Κάθε παραλλαγή περιέχει τόσο τοξινογόνα όσο και μη τοξινογόνα στελέχη. Τα τοξινογόνα κορυνοβακτήρια όλων των παραλλαγών παράγουν μια πανομοιότυπη τοξίνη. [ 1 ]

Δομή, ταξινόμηση και τύποι αντιγόνων

Το Corynebacterium diphtheriae είναι ένα Gram-θετικό, μη κινητό, ραβδοειδές βακτήριο. Τα στελέχη που αναπτύσσονται σε ιστούς ή σε παλαιότερες in vitro καλλιέργειες περιέχουν λεπτές κηλίδες στα κυτταρικά τοιχώματα που επιτρέπουν τον αποχρωματισμό κατά τη χρώση Gram και έχουν ως αποτέλεσμα μια μεταβλητή αντίδραση Gram. Οι παλαιότερες καλλιέργειες συχνά περιέχουν μεταχρωματικούς κόκκους (πολυμεταφωσφορικό) που χρωματίζονται μπλε-μωβ με μπλε του μεθυλενίου. Τα σάκχαρα του κυτταρικού τοιχώματος περιλαμβάνουν αραβινόζη, γαλακτόζη και μαννόζη. Επιπλέον, μπορεί να απομονωθεί ο τοξικός 6,6'-εστέρας της τρεχαλόζης, που περιέχει κορυνεμυκολικό και κορυνεμυκολενικό οξύ σε ισομοριακές συγκεντρώσεις. Αναγνωρίζονται τρεις διακριτοί τύποι καλλιέργειας: mitis, intermedius, gravis.

Τα περισσότερα στελέχη απαιτούν νικοτινικό και παντοθενικό οξύ για την ανάπτυξή τους. Μερικά απαιτούν επίσης θειαμίνη, βιοτίνη ή πιμελικό οξύ. Για βέλτιστη παραγωγή τοξίνης διφθερίτιδας, το μέσο πρέπει να εμπλουτίζεται με αμινοξέα και να αφήνεται στην άκρη.

Ήδη από το 1887, ο Loeffler περιέγραψε την απομόνωση μη λοιμογόνου (μη τοξικογόνου) C. diphtheriae που ήταν αδιακρίτως διακριτού από τα λοιμώδη (τοξινικά) στελέχη που απομονώθηκαν από ασθενείς σε υγιή άτομα. Σήμερα αναγνωρίζεται ότι τα μη λοιμώδη στελέχη του C. diphtheriae μπορούν να μετατραπούν σε λοιμογόνο φαινότυπο μετά από μόλυνση και λυσογονοποίηση από έναν από έναν αριθμό διακριτών κορυνοβακτηριοφάγων που φέρουν το δομικό γονίδιο για την τοξίνη της διφθερίτιδας, tox. Η λυσογενής μετατροπή του μη λοιμογόνου σε λοιμογόνο φαινότυπο μπορεί να συμβεί τόσο in situ όσο και in vitro. Το δομικό γονίδιο για την τοξίνη της διφθερίτιδας δεν είναι απαραίτητο ούτε για τον κορυνοβακτηριοφάγο ούτε για το C. diphtheriae. Παρά την παρατήρηση αυτή, δεν έχει παρατηρηθεί γενετική παρέκκλιση της τοξίνης της διφθερίτιδας.

[ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Παθογένεση

Τα σημεία εισόδου της λοίμωξης είναι οι βλεννογόνοι μεμβράνες του στοματοφάρυγγα, της μύτης, του λάρυγγα, λιγότερο συχνά η βλεννογόνος μεμβράνη των ματιών και των γεννητικών οργάνων, καθώς και το κατεστραμμένο δέρμα, οι επιφάνειες τραυμάτων ή εγκαυμάτων, το εξάνθημα από την πάνα, το μη επουλωμένο ομφάλιο τραύμα. Στο σημείο εισόδου, το κορυνοβακτήριο της διφθερίτιδας πολλαπλασιάζεται και εκκρίνει εξωτοξίνη.

Το πλούσιο σε ινωδογόνο εξιδρώμα εκκρίνεται και μετατρέπεται σε ινώδες υπό την επίδραση της θρομβοκινάσης που απελευθερώνεται κατά τη νέκρωση των επιθηλιακών κυττάρων. Σχηματίζεται μια ινώδης μεμβράνη - ένα χαρακτηριστικό σημάδι διφθερίτιδας.

Η ασυμπτωματική ρινοφαρυγγική μεταφορά είναι συχνή σε περιοχές ενδημικές της διφθερίτιδας. Σε ευπαθή άτομα, τα τοξινογόνα στελέχη προκαλούν νόσο αναπαράγοντας και εκκρίνοντας διφθεριτική τοξίνη στο ρινοφάρυγγα ή σε δερματικές αλλοιώσεις. Η διφθεριτική αλλοίωση συχνά καλύπτεται από μια ψευδομεμβράνη που αποτελείται από ινώδη, βακτήρια και φλεγμονώδη κύτταρα. Η διφθεριτική τοξίνη μπορεί να διασπαστεί πρωτεολυτικά σε δύο θραύσματα: το Ν-τελικό θραύσμα Α (καταλυτική περιοχή) και το θραύσμα Β (διαμεμβρανικές περιοχές και περιοχές δέσμευσης υποδοχέα). Το θραύσμα Α καταλύει την εξαρτώμενη από NAD+ ADP-ριβοζυλίωση του παράγοντα επιμήκυνσης 2, αναστέλλοντας έτσι τη σύνθεση πρωτεϊνών στα ευκαρυωτικά κύτταρα. Το θραύσμα Β συνδέεται με έναν υποδοχέα στην κυτταρική επιφάνεια και διευκολύνει την παροχή του θραύσματος Α στο κυτταρόπλασμα.

Η προστατευτική ανοσία περιλαμβάνει την αντισωματική απόκριση στην τοξίνη της διφθερίτιδας μετά από κλινική νόσο ή στην τοξίνη της διφθερίτιδας (τοξίνη που απενεργοποιείται από φορμαλδεΰδη) μετά από ανοσοποίηση.

Αποικισμός

Λίγα είναι γνωστά για τους παράγοντες που μεσολαβούν στον αποικισμό του C. diphtheriae. Ωστόσο, είναι σαφές ότι παράγοντες άλλοι εκτός από την παραγωγή τοξίνης διφθερίτιδας συμβάλλουν στην λοιμογόνο δράση. Επιδημιολογικές μελέτες έχουν δείξει ότι ένας δεδομένος λυσότυπος μπορεί να επιμένει σε έναν πληθυσμό για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Αργότερα μπορεί να αντικατασταθεί από έναν άλλο λυσότυπο. Η εμφάνιση και η επακόλουθη κυριαρχία ενός νέου λυσότυπου σε έναν πληθυσμό πιθανώς σχετίζεται με την ικανότητά του να αποικίζει και να ανταγωνίζεται αποτελεσματικά στο τμήμα του της ρινοφαρυγγικής οικολογικής θέσης. Το Corynebacterium diphtheriae μπορεί να παράγει νευραμινιδάση, η οποία διασπά το σιαλικό οξύ της κυτταρικής επιφάνειας στα συστατικά του πυροσταφυλικό και Ν-ακετυλονευραμινικό οξύ. Ο παράγοντας cord (6,6'-δι-Ο-μυκολοϋλ-α, α'-D-τρεαλόζη) είναι ένα επιφανειακό συστατικό του C. diphtheriae, αλλά ο ρόλος του στον αποικισμό του ανθρώπινου ξενιστή είναι ασαφής.

Παραγωγή τοξινών διφθερίτιδας

Το δομικό γονίδιο της τοξίνης της διφθερίτιδας, το tox, ανήκει σε μια οικογένεια στενά συγγενικών κορυνοβακτηριοφάγων, από τους οποίους ο β-φάγος είναι ο καλύτερα μελετημένος. Η ρύθμιση της έκφρασης της τοξίνης της διφθερίτιδας γίνεται μέσω ενός καταστολέα που ενεργοποιείται από σίδηρο, του DtxR, ο οποίος κωδικοποιείται από το γονιδίωμα του C. diphtheriae. Η έκφραση της τοξίνης εξαρτάται από τη φυσιολογική κατάσταση του C. diphtheriae. Υπό συνθήκες όπου ο σίδηρος γίνεται το υπόστρωμα που περιορίζει τον ρυθμό ανάπτυξης, ο σίδηρος αποσυνδέεται από το DtxR, το γονίδιο του τοξικόδενδρου ενεργοποιείται και η τοξίνη της διφθερίτιδας συντίθεται και εκκρίνεται στο μέσο καλλιέργειας με μέγιστους ρυθμούς.

Η τοξίνη της διφθερίτιδας είναι ασυνήθιστα ισχυρή. Για ευαίσθητα είδη (π.χ. ανθρώπους, πιθήκους, κουνέλια, ινδικά χοιρίδια) ακόμη και 100 έως 150 ng/kg σωματικού βάρους είναι θανατηφόρα. Η τοξίνη της διφθερίτιδας αποτελείται από μία μόνο πολυπεπτιδική αλυσίδα 535 αμινοξέων. Η βιοχημική, γενετική και η δομική ανάλυση ακτίνων Χ δείχνουν ότι η τοξίνη αποτελείται από τρεις δομικούς/λειτουργικούς τομείς:

• Ν-τελική ADP-ριβοζυλτρανσφεράση (καταλυτική περιοχή);
• μια περιοχή που διευκολύνει την παροχή του καταλυτικού τομέα διαμέσου της κυτταρικής μεμβράνης (διαμεμβρανικός τομέας)·
• περιοχή δέσμευσης υποδοχέα ευκαρυωτικών κυττάρων.

Μετά από ήπια πέψη με τρυψίνη και αναγωγή υπό συνθήκες μετουσίωσης, η τοξίνη της διφθερίτιδας μπορεί να διασπαστεί ειδικά στον ευαίσθητο στην πρωτεάση βρόχο της σε δύο πολυπεπτιδικά θραύσματα (Α και Β). Το θραύσμα Α είναι το Ν-τελικό συστατικό 21 kDa της τοξίνης και περιέχει την καταλυτική θέση για ADP-ριβοζυλίωση του παράγοντα επιμήκυνσης 2 (EF-2)

Διάγραμμα κορδέλας της κρυσταλλικής δομής ακτίνων Χ μονομερούς φυσικής τοξίνης διφθερίτιδας. (τροποποιημένο από Bennett MJ, Choe S, Eisenberg D: Ανταλλαγή τομέων: Συμπλοκές μεταξύ πρωτεϊνών. Proc Natl Acad Sci, USA, 91: 3127, 1994). Εμφανίζονται οι σχετικές θέσεις των καταλυτικών, διαμεμβρανικών και δεσμευτικών υποδοχέων τομέων. Η άθικτη τοξίνη μπορεί να διασπαστεί από πρωτεάσες που μοιάζουν με τρυψίνη στις Arg190, Arg192 και/ή Arg193, οι οποίες βρίσκονται στον ευαίσθητο στην πρωτεάση βρόχο (PSL). Μετά την αναγωγή της δισουλφιδικής γέφυρας μεταξύ Cys186 και Cys201, η τοξίνη μπορεί να διασπαστεί σε θραύσματα Α και Β. Εμφανίζονται το αμινοτελικό άκρο (N) και το καρβοξυτελικό άκρο (C) της άθικτης τοξίνης. Το διάγραμμα λωρίδων δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα MOLESCRIPT.

Το C-τελικό θραύσμα, θραύσμα Β, φέρει τις διαμεμβρανικές και δεσμευτικές για τον υποδοχέα περιοχές της τοξίνης.

Η δηλητηρίαση ενός μόνο ευκαρυωτικού κυττάρου από τοξίνη διφθερίτιδας περιλαμβάνει τουλάχιστον τέσσερα διακριτά βήματα:

1. δέσμευση της τοξίνης στον υποδοχέα της στην κυτταρική επιφάνεια·
2. συσσωμάτωση φορτισμένων υποδοχέων σε επικαλυμμένες κοιλότητες και εσωτερίκευση της τοξίνης μέσω ενδοκυττάρωσης που προκαλείται από υποδοχέα· μετά από οξίνιση του ενδοκυτταρικού κυστιδίου από μια αντλία πρωτονίων που σχετίζεται με τη μεμβράνη και καθοδηγείται από ATP,
3. εισαγωγή της διαμεμβρανικής περιοχής στη μεμβράνη και διευκόλυνση της χορήγησης της καταλυτικής περιοχής στο κυτταρόπλασμα, και
4. ADP-ριβοζυλίωση του EF-2, με αποτέλεσμα την μη αναστρέψιμη καταστολή της πρωτεϊνοσύνθεσης.

Έχει αποδειχθεί ότι ένα μόνο μόριο του καταλυτικού τομέα που μεταφέρεται στο κυτταρόπλασμα επαρκεί για να είναι θανατηφόρο για το κύτταρο.

Σχηματικό διάγραμμα δηλητηρίασης από διφθερίτιδα ενός ευαίσθητου ευκαρυωτικού κυττάρου.

Η τοξίνη συνδέεται με τον υποδοχέα της στην κυτταρική επιφάνεια και εσωτερικεύεται μέσω ενδοκυττάρωσης που προκαλείται από υποδοχέα. Κατά την οξίνιση του ενδοσώματος, η διαμεμβρανική περιοχή εισάγεται στη μεμβράνη του κυστιδίου. Η καταλυτική περιοχή μεταφέρεται στο κυτταρόπλασμα, οδηγώντας σε αναστολή της πρωτεϊνικής σύνθεσης και κυτταρικό θάνατο.

Επιδημιολογία

Πριν από τη μαζική ανοσοποίηση του πληθυσμού των ΗΠΑ με τοξοειδές διφθερίτιδας, η διφθερίτιδα ήταν συνήθως μια παιδική ασθένεια. Μια αξιοσημείωτη πτυχή της μαζικής ανοσοποίησης με τοξοειδές διφθερίτιδας είναι ότι καθώς το ποσοστό του πληθυσμού με προστατευτικά επίπεδα ανοσίας κατά της τοξίνης (≥ 0,01 IU/mL) αυξάνεται, η συχνότητα απομόνωσης τοξινογόνων στελεχών από τον πληθυσμό μειώνεται. Σήμερα, στις Ηνωμένες Πολιτείες, όπου η κλινική διφθερίτιδα έχει σχεδόν εξαφανιστεί εντελώς, η απομόνωση τοξινογόνων στελεχών του C. diphtheriae είναι σπάνια. Επειδή η υποκλινική λοίμωξη δεν αποτελεί πλέον πηγή έκθεσης στο αντιγόνο της διφθερίτιδας και, εκτός εάν ενισχυθεί, η ανοσία στην αντιτοξίνη μειώνεται, ένα μεγάλο ποσοστό ενηλίκων (30 έως 60%) έχει επίπεδα αντιτοξίνης κάτω από τα προστατευτικά επίπεδα και διατρέχει κίνδυνο. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Ευρώπη και την Ανατολική Ευρώπη, πρόσφατα κρούσματα διφθερίτιδας έχουν εμφανιστεί κυρίως σε άτομα που κάνουν κατάχρηση αλκοόλ ή/και ναρκωτικών. Εντός αυτής της ομάδας, οι φορείς του τοξινογόνου C. diphtheriae έχουν ένα μέτρια υψηλό επίπεδο αντιτοξικής ανοσίας. Η πρόσφατη κατάρρευση των μέτρων δημόσιας υγείας στη Ρωσία έχει οδηγήσει τη διφθερίτιδα σε επιδημία. Μέχρι το τέλος του 1994, είχαν αναφερθεί στη Ρωσία περισσότερα από 80.000 κρούσματα και περισσότεροι από 2.000 θάνατοι.

Τα εστιακά κρούσματα διφθερίτιδας σχεδόν πάντα σχετίζονται με έναν άνοσο φορέα που έχει επιστρέψει από μια περιοχή όπου η διφθερίτιδα ενδημεί. Πράγματι, πρόσφατα κρούσματα κλινικής διφθερίτιδας στις Ηνωμένες Πολιτείες και την Ευρώπη έχουν συσχετιστεί με ταξιδιώτες που επιστρέφουν από τη Ρωσία και την Ανατολική Ευρώπη. Τα τοξινικά στελέχη του C. diphtheriae μεταδίδονται απευθείας από άτομο σε άτομο μέσω αερομεταφερόμενων σταγονιδίων. Είναι γνωστό ότι τα τοξινικά στελέχη μπορούν να αποικίσουν άμεσα τη ρινοφαρυγγική κοιλότητα. Επιπλέον, το τοξινικό γονίδιο μπορεί να εξαπλωθεί έμμεσα με την απελευθέρωση τοξινικού κορυνοβακτηριοφάγου και τη λυσιγενή μετατροπή μη τοξινικών αυτόχθονων C. diphtheriae in situ. [ 5 ]

Εκτός από τον προσδιορισμό του βιοτύπου και της λυσοτυπίας των απομονωμένων στελεχών του C. diphtheriae, οι τεχνικές μοριακής βιολογίας μπορούν πλέον να χρησιμοποιηθούν για τη μελέτη επιδημιών διφθερίτιδας. Τα πρότυπα πέψης του χρωμοσωμικού DNA του C. diphtheriae με ενδονουκλεάσες περιορισμού έχουν χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη κλινικών επιδημιών, όπως και η χρήση κλωνοποιημένων αλληλουχιών εισαγωγής κορυνοβακτηρίων ως γενετικού ανιχνευτή.

Η δοκιμασία Schick χρησιμοποιείται εδώ και πολλά χρόνια για την αξιολόγηση της ανοσίας στην τοξίνη της διφθερίτιδας, αν και πλέον έχει αντικατασταθεί σε πολλές περιοχές από την ορολογική δοκιμασία για ειδικά αντισώματα κατά της τοξίνης της διφθερίτιδας. Στη δοκιμασία Schick, μια μικρή ποσότητα τοξίνης διφθερίτιδας (περίπου 0,8 ng σε 0,2 ml) εγχέεται ενδοδερμικά στο αντιβράχιο (θέση δοκιμής) και 0,0124 μg τοξίνης διφθερίτιδας σε 0,2 ml εγχέεται ενδοδερμικά στη θέση ελέγχου. Οι μετρήσεις λαμβάνονται στις 48 και 96 ώρες. Οι μη ειδικές δερματικές αντιδράσεις συνήθως κορυφώνονται στις 48 ώρες. Στις 96 ώρες, μια ερυθηματώδης αντίδραση με κάποια πιθανή νέκρωση στη θέση δοκιμής υποδηλώνει ανεπαρκή αντιτοξική ανοσία για την εξουδετέρωση της τοξίνης (≤ 0,03 IU/ml). Η φλεγμονή τόσο στην περιοχή δοκιμής όσο και στην περιοχή ελέγχου μετά από 48 ώρες υποδηλώνει αντίδραση υπερευαισθησίας στο παρασκεύασμα αντιγόνου.

Έντυπα

Το Corynebacterium diphtheriae μολύνει τον ρινοφάρυγγα ή το δέρμα. Τα τοξινογόνα στελέχη παράγουν μια ισχυρή εξωτοξίνη που μπορεί να προκαλέσει διφθερίτιδα. Τα συμπτώματα της διφθερίτιδας περιλαμβάνουν φαρυγγίτιδα, πυρετό και πρήξιμο του λαιμού ή της περιοχής γύρω από την δερματική βλάβη. Οι διφθεριτικές βλάβες καλύπτονται από ψευδομεμβράνη. Η τοξίνη εξαπλώνεται μέσω της κυκλοφορίας του αίματος σε απομακρυσμένα όργανα και μπορεί να προκαλέσει παράλυση και συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια. [ 6 ]

Υπάρχουν δύο τύποι κλινικής διφθερίτιδας: η ρινοφαρυγγική και η δερματική. Τα συμπτώματα της φαρυγγικής διφθερίτιδας κυμαίνονται από ήπια φαρυγγίτιδα έως υποξία λόγω απόφραξης των αεραγωγών από ψευδομεμβράνη. Η εμπλοκή των τραχηλικών λεμφαδένων μπορεί να προκαλέσει σοβαρό πρήξιμο του λαιμού (διφθερίτιδα τύπου λαιμού ταύρου) και ο ασθενής μπορεί να εμφανίσει πυρετό (≥ 103°F). Οι δερματικές βλάβες στη δερματική διφθερίτιδα συνήθως καλύπτονται από μια γκριζοκαφέ ψευδομεμβράνη. Οι απειλητικές για τη ζωή συστηματικές επιπλοκές, κυρίως η απώλεια κινητικής λειτουργίας (π.χ. δυσκολία στην κατάποση) και η συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια, μπορεί να αναπτυχθούν ως αποτέλεσμα της δράσης της διφθεριτικής τοξίνης στους περιφερικούς κινητικούς νευρώνες και στο μυοκάρδιο.

Ελεγχος

Ο έλεγχος της διφθερίτιδας εξαρτάται από την επαρκή ανοσοποίηση με τοξοειδές διφθερίτιδας: η τοξίνη διφθερίτιδας απενεργοποιείται από φορμαλδεΰδη, η οποία παραμένει αντιγονικά άθικτη. Το τοξοειδές παρασκευάζεται με επώαση τοξίνης διφθερίτιδας με φορμαλδεΰδη στους 37°C υπό αλκαλικές συνθήκες. Ο ανοσοποιητικός εμβολιασμός κατά της διφθερίτιδας θα πρέπει να ξεκινά τον δεύτερο μήνα ζωής με μια σειρά τριών αρχικών δόσεων σε διαστήματα 4 έως 8 εβδομάδων, ακολουθούμενη από μια τέταρτη δόση περίπου 1 χρόνο μετά τον τελευταίο αρχικό εμβολιασμό. Το τοξοειδές διφθερίτιδας χρησιμοποιείται ευρέως ως συστατικό του εμβολίου διφθερίτιδας-κοκκύτη-τετάνου (DPT). Επιδημιολογικές μελέτες έχουν δείξει ότι ο ανοσοποιητικός εμβολιασμός κατά της διφθερίτιδας είναι αποτελεσματικός περίπου 97%. Παρόλο που η μαζική ανοσοποίηση κατά της διφθερίτιδας εφαρμόζεται στις Ηνωμένες Πολιτείες και την Ευρώπη και τα ποσοστά ανοσοποίησης στην παιδική ηλικία είναι επαρκή, ένα μεγάλο ποσοστό του ενήλικου πληθυσμού μπορεί να έχει τίτλους αντισωμάτων κάτω από τα προστατευτικά επίπεδα. Οι ενήλικες θα πρέπει να επανεμβολιάζονται με τοξοειδές διφθερίτιδας κάθε 10 χρόνια. Πράγματι, ένας ενισχυτικός εμβολιασμός με τοξοειδές διφθερίτιδας-τετάνου θα πρέπει να γίνεται σε ταξιδιώτες σε περιοχές με υψηλά ποσοστά ενδημικής διφθερίτιδας (Κεντρική και Νότια Αμερική, Αφρική, Ασία, Ρωσία και Ανατολική Ευρώπη). Τα τελευταία χρόνια, η χρήση παρασκευασμάτων τοξοειδούς υψηλής καθαρότητας για ανοσοποίηση έχει ελαχιστοποιήσει τις περιστασιακές σοβαρές αντιδράσεις υπερευαισθησίας. Μια αναμνηστική ανοσοποίηση με τοξοειδές διφθερίτιδας-τετάνου θα πρέπει να χορηγείται σε ταξιδιώτες σε περιοχές με υψηλά ποσοστά ενδημικής διφθερίτιδας (Κεντρική και Νότια Αμερική, Αφρική, Ασία, Ρωσία και Ανατολική Ευρώπη). Τα τελευταία χρόνια, η χρήση παρασκευασμάτων τοξοειδούς υψηλής καθαρότητας για ανοσοποίηση έχει ελαχιστοποιήσει τις περιστασιακές σοβαρές αντιδράσεις υπερευαισθησίας. Η αναμνηστική ανοσοποίηση με τοξοειδές διφθερίτιδας-τετάνου θα πρέπει να χορηγείται σε ταξιδιώτες σε περιοχές με υψηλά ποσοστά ενδημικής διφθερίτιδας (Κεντρική και Νότια Αμερική, Αφρική, Ασία, Ρωσία και Ανατολική Ευρώπη). Τα τελευταία χρόνια, η χρήση παρασκευασμάτων τοξοειδούς υψηλής καθαρότητας για ανοσοποίηση έχει ελαχιστοποιήσει τις περιστασιακές σοβαρές αντιδράσεις υπερευαισθησίας.

Παρόλο που τα αντιβιοτικά (όπως η πενικιλίνη και η ερυθρομυκίνη) χρησιμοποιούνται ως μέρος της θεραπείας ασθενών με διφθερίτιδα, η ταχεία παθητική ανοσοποίηση με αντιτοξίνη διφθερίτιδας είναι η πιο αποτελεσματική στη μείωση της θνησιμότητας. Ο μακρύς χρόνος ημιζωής μιας συγκεκριμένης αντιτοξίνης στην κυκλοφορία του αίματος είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την εξασφάλιση της αποτελεσματικής εξουδετέρωσης της τοξίνης της διφθερίτιδας. Ωστόσο, για να είναι αποτελεσματική, η αντιτοξίνη πρέπει να αντιδράσει με την τοξίνη πριν αυτή εισέλθει στο κύτταρο.

Ανασχεδιασμός της τοξίνης της διφθερίτιδας για την ανάπτυξη κυτταροτοξινών ειδικών για ευκαρυωτικούς υποδοχείς

Η πρωτεϊνική μηχανική είναι ένας νέος και ταχέως αναπτυσσόμενος τομέας στη μοριακή βιολογία. Συνδυάζει μεθοδολογίες ανασυνδυασμένου DNA και σύνθεση DNA στερεάς φάσης για τον σχεδιασμό και την κατασκευή χιμαιρικών γονιδίων των οποίων τα προϊόντα έχουν μοναδικές ιδιότητες. Μελέτες των σχέσεων δομής-λειτουργίας της τοξίνης της διφθερίτιδας έχουν δείξει σαφώς ότι αυτή η τοξίνη είναι μια πρωτεΐνη τριών τομέων: καταλυτική, διαμεμβρανική και υποδοχέα. Έχει καταστεί δυνατή η γενετική αντικατάσταση της φυσικής περιοχής δέσμευσης υποδοχέα της τοξίνης της διφθερίτιδας με διάφορες πολυπεπτιδικές ορμόνες και κυτοκίνες (π.χ., α-μελανοκύτταρα-διεγερτική ορμόνη [α-MSH], ιντερλευκίνη (IL) 2, IL-4, IL-6, IL-7, επιδερμικός αυξητικός παράγοντας). Οι προκύπτουσες χιμαιρικές πρωτεΐνες ή τοξίνες σύντηξης συνδυάζουν την εξειδίκευση δέσμευσης υποδοχέα της κυτοκίνης με τις διαμεμβρανικές και καταλυτικές περιοχές της τοξίνης. Σε κάθε περίπτωση, οι τοξίνες σύντηξης αποδείχθηκαν ότι δηλητηριάζουν επιλεκτικά μόνο εκείνα τα κύτταρα που φέρουν τον αντίστοιχο υποδοχέα-στόχο. Η πρώτη από αυτές τις γενετικά τροποποιημένες τοξίνες σύντηξης, η DAB 389IL-2, αξιολογείται επί του παρόντος σε κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους για τη θεραπεία ανθεκτικών λεμφωμάτων και αυτοάνοσων ασθενειών στις οποίες τα κύτταρα με υποδοχείς IL-2 υψηλής συγγένειας παίζουν σημαντικό ρόλο στην παθογένεση.[ 7 ] Η χορήγηση της DAB 389 IL-2 αποδείχθηκε ασφαλής, καλά ανεκτή και ικανή να προκαλέσει διαρκή ύφεση της νόσου χωρίς σοβαρές παρενέργειες. Είναι πιθανό ότι οι τοξίνες σύντηξης με βάση την τοξίνη της διφθερίτιδας θα γίνουν σημαντικοί νέοι βιολογικοί παράγοντες για τη θεραπεία συγκεκριμένων όγκων ή ασθενειών στις οποίες μπορούν να στοχεύσουν συγκεκριμένους υποδοχείς κυτταρικής επιφάνειας.