Dołącz do czytelników
Brak wyników

Temat numeru , Otwarty dostęp

7 czerwca 2021

NR 56 (Luty 2021)

Biofilm – źródło niepowodzeń w leczeniu zakażeń pochwy
Biofilm – a cause of treatment failure in vaginal infections

177

Zakażenia pochwy należą do jednych z najczęstszych przyczyn konsultacji w gabinetach ginekologicznych. Objawy zgłaszane przez pacjentki to nieprawidłowa wydzielina pochwy, świąd, zaczerwienienie i uczucie pieczenia w pochwie oraz okolicy sromu. Jednak w mniej więcej 50% przypadków przebiegają one bezobjawowo. Nieleczone stany zapalne pochwy mogą prowadzić do rozwoju wstępujących zakażeń narządu rodnego, niepłodności, zakażeń układu moczowego oraz zapalnych powikłań pooperacyjnych [1, 2].

POLECAMY

U kobiet ciężarnych zwiększają ryzyko poronień, infekcji wewnątrzmacicznych, przedwczesnego pęknięcia błon płodowych oraz porodu przedwczesnego [3].

Ze względu na częste nawroty oraz liczne powikłania zakażenia pochwy stanowią istotny problem kliniczny w praktyce każdego ginekologa-położnika.

Stany zapalne pochwy

Skład fizjologicznej mikroflory pochwy jest zależny od licznych czynników endo- i egzogennych. Mikrobiom pochwy zmienia się w poszczególnych okresach życia kobiety, zależnie od gospodarki hormonalnej organizmu. W wieku rozrodczym fizjologiczna mikroflora pochwy składa się z licznych gatunków bakterii beztlenowych, tlenowych oraz grzybów. Jest ona zdominowana przez bakterie Gram-dodatnie z rodzaju Lactobacillus (L. jensenii, L. acidophilus, L. crispatus, L. brevis, L. fermentum, 
L. casei). W niewielkich ilościach mogą występować również drobnoustroje fakultatywne, względnie chorobotwórcze. Należą do nich Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Streptococcus gr. D, Streptococcus β-hemolizujący, Corynebacterium, Gardnerella vaginalis, Ureaplasma urealiticum, Mycoplasma hominis, Candida albicans, Escherichia coli, Klebsiella spp., Proteus spp. [4, 5].

Pałeczki kwasu mlekowego poprzez wytwarzanie kwasów organicznych, nadtlenku wodoru i bakteriocyn oraz utrzymywanie niskiego pH pochwy są odpowiedzialne za utrzymanie homeostazy fizjologicznej flory pochwy. Do jej zaburzeń może dochodzić pod wpływem stosowania antybiotyków, środków o aktywności endokrynnej lub immunologicznej. Częste stosunki seksualne, stosowanie środków antykoncepcyjnych, irygacji pochwy, tamponów zmniejszają liczbę bakterii Lactobacillus spp. w pochwie. Prowadzi to do kolonizacji pochwy przez patogenne drobnoustroje oraz rozwoju infekcji [1, 3, 6]. 

Wśród zakażenia pochwy i sromu ze względu na etiologię wyróżnia się: 

  • waginozę bakteryjną (BV, bacterial vaginosis), 
  • drożdżakowe zapalenie pochwy i sromu (VVC, vulvovaginal candidiasis), 
  • zapalenia pochwy wywołane bakteriami tlenowymi (AV, aerobic vaginitis),
  • zakażenia mieszane (MV, mixed vaginitis).

Eksperci PTGiP zalecają dopochwowe stosowanie środków antyseptycznych w leczeniu lokalnych infekcji drobnoustrojowych pochwy. Rekomendują stosowanie chlorku dekwaliniowego w pierwszorzutowym postępowaniu w leczeniu waginozy bakteryjnej jako środka działającego w sposób celowany, nietworzącego lekooporności oraz eliminującego biofilm.

Waginoza bakteryjna

Waginoza bakteryjna jest najczęstszym zaburzeniem w składzie fizjologicznej mikroflory pochwy u kobiet w wieku rozrodczym. Jej występowanie może się wiązać z licznymi powikłaniami. Należą do nich m.in.: zapalenie błony śluzowej macicy, zapalenie narządów miednicy mniejszej, niepłodność. Waginoza bakteryjna zwiększa podatność na nadkażenie wirusami HIV oraz HSV-2, Neisseria gonorrhoeae, Trichomonas vaginalis i Chlamydia trachomatis. Występowanie waginozy bakteryjnej sprzyja również przechodzeniu zakażenia HPV w przetrwałe, co może zwiększać ryzyko wystąpienia CIN [2, 6]. U ciężarnych BV zwiększa ryzyko wystąpienia poronienia, przedwczesnego pęknięcia błon płodowych bądź zakażeń wewnątrzmacicznych [3].

Waginoza bakteryjna charakteryzuje się zaburzeniem w składzie ilościowym i jakościowym mikrobioty pochwy. Dochodzi do znaczącego wzrostu stężenia bakterii beztlenowych takich jak Gardnerella vaginalis, Prevotella spp., Atopobium vaginae, Bacteroides spp., Mobiluncus spp. oraz redukcji stężenia pałeczek Lactobacillus spp. Zaburzony stosunek ilościowy tych bakterii powoduje typowy dla BV wzrost wartości pH pochwy. Za charakterystyczny nieprzyjemny rybi zapach odpowiedzialne są bakterie z rodzaju Mobiluncus i Prevotella. Wydzielają one enzymy, które poprzez lizę białek doprowadzają do wydzielania biogennych amin: putrescyny, trimetyloaminy, kadaweryny. Zwiększona ilość anaerobów upośledza funkcjonowanie naturalnych mechanizmów obronnych pochwy. Wydzielają one enzymy hamujące rozwój bakterii z rodzaju Lactobacillus spp. oraz powodujące złuszczanie komórek nabłonka pochwy. Skutkuje to tworzeniem się kolejnych miejsc kolonizacji dla innych beztlenowców [2, 7].

Etiologia waginozy bakteryjnej nie została do końca poznana. Uważa się, że do jej wystąpienia mogą predysponować czynniki zarówno środowiskowe, jak i genetyczne. Jako czynniki ryzyka podaje się: niewłaściwą higienę osobistą, cukrzycę, otyłość, zaburzenia immunologiczne, rasę czarną, palenie tytoniu. Wpływ na wystąpienie BV mają również zachowania seksualne, m.in. posiadanie licznych partnerów seksualnych, receptywny stosunek oralny, homoseksualne stosunki seksualne, receptywny stosunek analny przed pochwowym, wczesny wiek rozpoczęcia współżycia [8, 9]. 

Niska skuteczność dotychczas stosowanych antybiotyków w zapobieganiu nawrotom choroby świadczy o braku zdolności całkowitej eliminacji struktury biofilmu.

Antagonista receptora interleukiny-1 (IL-1RA) oraz receptor toll-podobny 4 (TLR4) to białka biorące udział w rozpoznawaniu bakterii Gram-ujemnych przez układ odpornościowy organizmu. Polimorfizmy genów TLR4 i IL-1RA wpływają na skład mikrobiomu pochwy, przez co mogą predysponować do wystąpienia waginozy bakteryjnej [10, 11].

Typowym objawem waginozy bakteryjnej jest występowanie obfitej, szarobiałej, homogennej wydzieliny o przykrym rybim zapachu, który nasila się podczas miesiączki bądź stosunku. Szacuje się, że u mniej więcej 50% pacjentek waginoza bakteryjna może przebiegać bezobjawowo [3]. 

Rozpoznanie BV następuje na podstawie oceny mikroskopowej preparatów wykonanych z wymazów pochwy. Złotym standardem według CDC (Centra Kontroli i Prewencji Chorób) jest metoda Nugenta – ocena wymazów barwionych metodą Grama.

W praktyce klinicznej najczęściej jednak rozpoznanie BV następuje po stwierdzeniu minimum trzech z czterech kryteriów Amsela. Jest to metoda mniej czuła i swoista, ale cechuje się niższym kosztem oraz łatwością wykonania. 

Standardowym postępowaniem w waginozie bakteryjnej według CDC jest jeden z następujących schematów leczniczych:

  • metronidazol w dawce 0,5 g doustnie dwa razy dziennie przez siedem dni,
  • metronidazol żel 0,75% 5 g dopochwowo raz dziennie przez pięć dni,
  • klindamycyna 2% krem 5 g dopochwowo raz dziennie na noc przez siedem dni [12].

Skuteczność wyżej wymienionych schematów terapeutycznych jest różna. Alves i wsp. przeprowadzili badanie oceniające wrażliwość ok. 30 szczepów bakterii wyhodowanych w BV na stosowanie standardowych antybiotyków. Wszystkie badane szczepy okazały się oporne na metronidazol i tinidazol. Natomiast oporność na klindamycynę wykazało 67% z 30 szczepów [13]. Zastosowanie zalecanych schematów terapeutycznych jest związane również z możliwością wystąpienia licznych działań niepożądanych, takich jak częste nawroty choroby, rozwój lekooporności drobnoustrojów, brak odnowy fizjologicznej mikroflory pochwy, wystąpienie drożdżakowego zapalenia pochwy i sromu po zakończonej terapii, ogólnoustrojowe działania związane z podażą doustną leku [2, 14, 15].

Istotną rolę w ograniczeniu skuteczności terapii BV powszechnie stosowanymi chemioterapeutykami oraz w jej częstych nawrotach odgrywa struktura biofilmu obecna na nabłonku pochwowym. Jej występowanie stwierdza się w nawet 90% przypadków waginozy bakteryjnej [16].

Biofilm

Biofilmy, nazywane również błonami bakteryjnymi, to złożone, wielokomórkowe struktury bakterii otoczone warstwą substancji organicznych i nieorganicznych produkowanych przez te drobnoustroje – tzw. macierzą. Składa się ona w głównej mierze z egzopolisacharydów. Zawiera ona również szereg innych biopolimerów, takich jak białka, glikoproteiny, glikolipidy i DNA pozakomórkowe. Patogeny tworzące biofilmy wykazują się właściwościami adhezyjnymi do obojętnych powierzchni ciał obcych, jak również do tkanek biologicznych. Mogą one przywierać m.in. do nabłonka śluzówek, śródbłonka naczyń krwionośnych bądź limfatycznych. Jest to zamknięta struktura, która składa się z dużej liczby mikrokolonii bakteryjnych oddzielonych od siebie siecią kanalików. Umożliwiają one krążenie substancji odżywczych oraz usuwanie produktów przemiany materii [17, 18].

Poszczególne strefy biofilmu mogą zawierać komórki o identycznym materiale genetycznym, różniące się jednak mechanizmami ekspresji genowej. Wytworzenie struktury biofilmu zwiększa odporność bakterii na niekorzystne warunki środowiska. Zapewnia ochronę przed chemiczną dezynfekcją, leczeniem przeciwdrobnoustrojowym oraz naturalnymi mechanizmami immunologicznymi człowieka. Komórki mikroorganizmów stanowiące część biofilmu są blisko 1000 razy
bardziej oporne na działanie substancji toksycznych od tych pozostających w zawiesinie [19].

Zakażenia związane z występowaniem biofilmu wykazują wiele wspólnych cech klinicznych, niezależnych od miejsca rozwoju w organizmie ludzkim. Charakteryzują się one wolnym tempem tworzenia się struktur biofilmu oraz stopniowym rozwojem cech zakażenia. Odpowiedź immunologiczna organizmu tylko w nielicznych przypadkach jest w stanie zwalczyć taką infekcję. Komórki potomne uwalniane z biofilmu stymulują wydzielanie przeciwciał, jednak ze względu na jego strukturę nie są one w stanie oddziaływać na bakterie. Kumulują się one w otaczających tkankach, doprowadzając do ich uszkodzeń, w mechanizmie wytworzenia kompleksów immunologicznych. Wydzielane przez biofilm czynniki chemotaktyczne powodują napływ granulocytów obojętnochłonnych. Podczas degranulacji neutrofile uwalniają substancje powodujące destrukcję kolagenu, co prowadzi do dalszego uszkadzania tkanek otaczających biofilm [18].

Mikroorganizmy tworzące biofilm wytworzyły liczne mechanizmy, w wyniku których wykazują się zmniejszoną wrażliwością na działanie preparatów przeciwdrobnoustrojowych. Struktura biofilmu powoduje wolniejszą dyfuzję środków bakteriobójczych oraz utrudnia ich dotarcie do jego głębszych warstw. Ponadto drobnoustroje pozostające w zawiesinie są narażone na kontakt z substancjami toksycznymi na całej powierzchni
komórki, podczas gdy dla komórek tworzących błony bakteryjne tylko część powierzchni jest dostępna dla bezpośredniej penetracji. Otoczka ścian bakterii będąca częścią biofilmu chroni je przed działaniem środków bakteriobójczych. Otoczki tych samych gatunków bakterii tworzących błony bakteryjne różnią się od otoczek komórek pozostających w zawiesinie. Charakteryzuje je m.in. zwiększona ilość komponentów polisacharydowych. Reaktywne grupy funkcyjne egzopolisacharydów, łącząc się z zastosowanymi środkami przeciwdrobnoustrojowymi, zapobiegają ich przenikaniu do cytoplazmy. Subletalne dawki antybiotyków indukują syntezę bakteryjnych białek o właściwościach pomp. Rozpoznają one zastosowane leki i usuwają je z cytoplazmy. Efektywność działania tzw. efflux pumps jest zależna od powierzchni komórkowej. W strukturach biofilmu względna powierz­chnia jest znacząco zmniejszona. Powoduje to zwiększenie efektywności działania pomp białkowych.

Długotrwała ekspozycja błon bakteryjnych na wysokie stężenia antybiotyków może indukować punktowe mutacje genów, których produkty ekspresji podnoszą poziom oporności komórek [17, 19].

Biofilm a BV

W 2005 r. Swidsinski i wsp. za pomocą fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (FISH) wykazali obecność wielobakteryjnego biofilmu przylegającego do nabłonka pochwy w waginozie bakteryjnej. Uzyskany z biopsji nabłonek pochwy na 50% powierzchni był pokryty biofilmem u aż 90% pacjentek z rozpoznaną waginozą bakteryjną w porównaniu z 10% zdrowych pacjentek. W próbkach uzyskanych od zdrowych pacjentek wykryto w głównej mierze bakterie z rodzaju Lactobacillus pozostające w zawiesinie.

W mniejszej ilości występowały różne rodzaje enterokoków oraz streptokoków. Biofilm występujący w waginozie bakteryjnej składał się w większości z bakterii Gardnerella vaginalis.

Kolejnym istotnym składnikiem było Atopobium vaginae. Występowało w 80% przypadków biofilmów i tworzyło ok. 40% ich masy [20].

Clue cells, charakterystyczne komórki jeżowe widoczne w preparatach mikroskopowych z wymazów pochwy, to komórki nabłonka pochwy pokryte przylegającymi fragmentami biofilmu [20].

W badaniach z wykorzystaniem fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ wykazano, że początkowa struktura błon bakteryjnych w BV jest tworzona przez bakterie Gardnerella vaginalis. W kolejnych etapach powstawania biofilmu włącza się w jego strukturę Atopobium vaginae. Wymienione drobnoustroje pozostają w synergii. Interakcje między nimi opierają się na koagregacji oraz współpracy na poziomie metabolicznym. Ich współobecność zwiększa oporność na działanie antybiotyków oraz mechanizmy obronne gospodarza. Obecność biofilmu w związku z cechującą go wysoką opornością na działanie antybiotyków uznaje się za jedną z przyczyn niepowodzeń leczenia BV [21, 22].

Standardowe leczenie waginozy bakteryjnej w postaci zastosowania metronidazolu lub klindamycyny cechuje się wysoką nawrotowością infekcji. Po trzech miesiącach od zakończenia terapii może ona przekraczać nawet 30%. De Backer i wsp. w swoim badaniu wykazali, że wrażliwość A. vaginae in vitro na działanie metronidazolu różni się w znaczący sposób między poszczególnymi szczepami. Część badanych szczepów cechowała się wysoką opornością na jego działanie. Wartości minimalnego stężenia hamującego (MIC) wahały się od 2 µg/mL (wrażliwe) do ponad 256 µg/mL (oporne). Ponad połowa badanych szczepów wykazywała oporność na metronidazol [23]. Może to odgrywać ważną rolę w niepowodzeniach terapii BV z zastosowaniem tego leku. 

W badaniu przeprowadzonym przez Beigi i wsp. po zastosowaniu leczenia klindamycyną opisano znaczący wzrost ilości beztlenowych bakterii opornych na jej działanie. Alves i wsp. w swojej pracy ocenili wpływ zastosowania standardowego leczenia na 
30 szczepach bakterii wyhodowanych w BV. Wszystkie badane przez nich szczepy wykazały oporność na metronidazol oraz tinidazol. 67% okazało się opornymi na działanie klindamycyny [24].

Niska skuteczność dotychczas stosowanych antybiotyków w zapobieganiu nawrotom choroby świadczy o braku zdolności całkowitej eliminacji struktury biofilmu.

DQC w terapii waginozy bakteryjnej

W związku z wysoką nawrotowością waginozy bakteryjnej oraz rosnącą antybiotykoopornością bakterii należy poszukiwać alternatywnych metod leczenia. Odpowiedzią na pojawiający się problem mogą być nowoczesne dopochwowe preparaty antyseptyczne. Należy do nich chlorek dekwaliniowy (DQC). Stosowany miejscowo w zakażeniach pochwy jest metodą leczniczą o obiecujących wynikach [25].

Chlorek dekwaliniowy to bis-czwartorzędowy, przeciwdrobnoustrojowy związek amoniowy o szerokim spektrum działania. Jest to związek powierzchniowo czynny. Przyłącza się on do powierzchni ściany komórki bakteryjnej, przechodzi przez nią i łączy się z białkami błon wewnątrzkomórkowych, powodując ich agregację i denaturację. DQC doprowadza również do utraty właściwości enzymatycznych białek bakteryjnych. W efekcie wywołuje śmierć komórki [26]. Chlorek dekwaliniowy wykazuje odmienny mechanizm działania niż stosowane dotychczas preparaty. W badaniach zarówno klinicznych, jak i laboratoryjnych nie udowodniono rozwoju oporności patogenów na ten lek [27].

W wieloośrodkowym badaniu klinicznym przeprowadzonym na grupie 321 pacjentek wykazano porównywalną skuteczność dopochwowej terapii preparatem 10 mg chlorku dekwaliniowego i kremem zawierającym 2-proc. klindamycynę. W czwartym tygodniu po zakończeni...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Forum Położnictwa i Ginekologii"
  • Nielimitowany dostęp do całego archiwum czasopisma
  • Zniżki w konferencjach organizowanych przez redakcję
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy