Akronim „HACEK” jest powszechny w mikrobiologii klinicznej, chociaż jego wymowa może być nieco kontrowersyjna (hay-sek czy hah-sek?). Skrót ten oznacza Haemophilus, Aggregatibacter, Cardiobacterium, Eikenella, and Kingella: wszyscy członkowie grupy HACEK są szybkostrawnymi Gram-ujemnymi bakteriami związanymi z infekcyjnym zapaleniem wsierdzia.
Rganizmy HACEK są związane z infekcyjnym zapaleniem wsierdzia
Grupa HACEK nie jest oparta na związkach taksonomicznych, ale na skłonności organizmów do wywoływania zapalenia wsierdzia. Wszystkie organizmy HACEK są komensalami ludzkiego gardła, ale sposób, w jaki przemieszczają się do odległych miejsc, aby wywołać chorobę, nie jest w pełni ustalony. Jedna z hipotez zakłada, że rozprzestrzeniają się one hematogennie po wprowadzeniu do krwi podczas szczotkowania zębów, czyszczenia zębów lub w następstwie chorób jamy ustnej, takich jak zapalenie przyzębia.
Większość zapaleń wsierdzia jest wywoływana przez bakterie Gram-dodatnie (najczęściej Staphylococcus lub Streptococcus), a mniejszość przez bakterie Gram-ujemne lub grzyby. Ostatnie międzynarodowe badania przypisują 1,4% przypadków zapalenia wsierdzia drobnoustrojom HACEK. Tutaj dokonamy przeglądu najczęstszych gatunków izolowanych z grupy HACEK.
Haemophilus parainfluenzae jest jednym z najczęstszych organizmów HACEK związanych z zapaleniem wsierdzia. W przeciwieństwie do H. influenzae, skądinąd najlepiej poznanego i najczęściej izolowanego przedstawiciela tego rodzaju, rzadko ma związek z infekcyjnym zapaleniem wsierdzia.
H. parainfluenzae został pierwotnie opisany w 1922 roku przez Thomasa M. Riversa, który wyizolował go od pacjentów chorych na grypę. Odróżnił ją od H. influenzae na podstawie jej zapotrzebowania na NAD (czynnik V), ale nie na heminę (czynnik X), w przeciwieństwie do H. influenzae, która wymaga obu tych czynników. Rivers początkowo wysunął hipotezę, że jest on przyczyną grypy, chociaż obecnie wiemy, że choroba ta jest wywoływana przez wirus grypy.
Wyizolowanie przez niego H. parainfluenzae od pacjentów z grypą było prawdopodobnie przypadkowe, ponieważ jest on komensalem ludzkiego gardła. Nie jest on przyczyną chorób jamy ustnej, takich jak próchnica czy zapalenie przyzębia i jest preferencyjnie izolowany z płytki nazębnej zdrowych zębów. Poza jamą ustną, H. parainfluenzae jest zdolny do wywoływania różnych infekcji, takich jak zapalenie ucha środkowego, ropnie i zapalenie płuc, chociaż jest rzadką przyczyną tych infekcji.
Aggregatibacter actinomycetemcomitans został pierwotnie wyizolowany przez R. Klingera w 1912 roku ze zmiany aktynomycotycznej, a jego nazwa gatunkowa oznacza „występujący z aktynomycetami”. Jego pierwotna nazwa rodzajowa, „Actinobacillus”, odnosiła się do kształtu wewnętrznej gwiazdy tworzonej przez kolonie na stałym podłożu. W 2006 r. nazwę rodzaju zmieniono na Aggregatibacter, co odzwierciedla skłonność organizmów z tego rodzaju do wzrostu w postaci dyskretnych grudek (agregatów) w hodowli bulionowej.
Ale A. actinomycetemcomitans, choć najbardziej znany ze swojej roli w infekcyjnym zapaleniu wsierdzia, jest również czynnikiem etiologicznym chorób przyzębia. Jest on szczególnie związany z agresywnym zapaleniem przyzębia (localized aggressive periodontitis – LAP), formą choroby przyzębia występującą u młodzieży. Ta forma choroby postępuje od początku objawów do utraty zębów w ciągu kilku miesięcy, w przeciwieństwie do lat, jak to ma miejsce w zapaleniu przyzębia u dorosłych.
Kolonizacja zjadliwymi szczepami A. actinomycetemcomitans jest najczęstsza u osób pochodzenia afrykańskiego, ale stosunkowo rzadka w większości innych grup etnicznych. Wśród afroamerykańskich nastolatków wskaźnik kolonizacji może wynosić do 16,7%, a podgrupa nosicieli (do 20%) przechodzi w LAP.
Cardiobacterium hominis została po raz pierwszy opisana w 1962 roku i była izolowana od pacjentów z zapaleniem wsierdzia. Podobnie jak inne organizmy z grupy HACEK, C. hominis występuje w gardle, ale rzadko w przewodzie pokarmowym. Jest on jednak rzadko izolowany z próbek pobranych z jamy ustno-gardłowej, co może być spowodowane przerostem innych komensali. W przeciwieństwie do innych członków grupy HACEK, C. hominis bardzo rzadko bierze udział w chorobach innych niż zapalenie wsierdzia.
Eikenella corrodens została nazwana na cześć M. Eikena, mikrobiologa, który jako pierwszy odkrył ten organizm. Nazwa gatunku wskazuje, że wżera się on (lub koroduje) w powierzchnię stałych podłoży agarowych. Wżery te związane są z obecnością pilin, które mogą być ważne dla przylegania do tkanek gospodarza. Jest członkiem rodziny Neisseriaceae, ale nie może być wyhodowana na podłożach selektywnych dla Neisseria spp. takich jak agar Thayer-Martin.
Pośród organizmów HACEK, Eikenella jest rzadszą przyczyną zapalenia wsierdzia, ale ma zdolność wywoływania choroby w innych miejscach. Wraz z A. actinomycetemcomitans należy do nielicznych organizmów związanych z chorobami przyzębia. Dodatkowo, E. corrodens jest związana z infekcją po traumatycznej inokulacji z jamy ustnej i jest znajdowana nawet w 42% ropni z ran kąsanych u ludzi.
Kingella kingae została odkryta przez Elizabeth King, mikrobiolog, która scharakteryzowała wiele nowych gatunków podczas pracy w Centers for Disease Control and Prevention, a następnie nazwana na jej cześć. Podobnie jak Eikenella, należy do Neisseriaceae, ale w przeciwieństwie do Eikenella, zwykle można ją wyizolować na agarze Thayer-Martin.
W porównaniu do innych bakterii z grupy HACEK, K. kingae jest rzadko izolowana z zapalenia wsierdzia. Jest jednak istotną przyczyną zapalenia kości i stawów u dzieci w wieku od 6 miesięcy do 3 lat. Organizm ten może być również przenoszony z człowieka na człowieka przez kropelki z dróg oddechowych i spowodował w 2004 roku wybuch septycznego zapalenia stawów u dzieci uczęszczających do żłobka.
Kliniczna identyfikacja organizmów HACEK
Poprzednio, organizmy HACEK były wiązane z zapaleniem wsierdzia, z którego nie można było wyizolować patogenu (tak zwane „hodowlane zapalenie wsierdzia”). Przypisywano to powolnemu wzrostowi w butelkach na posiew krwi o starym składzie, co skutkowało zaleceniami przedłużonej inkubacji (>5 dni), gdy podejrzewano obecność tych organizmów. Jednakże nowoczesne urządzenia do posiewu krwi niezawodnie wykrywają organizmy HACEK w ciągu 5-dniowego okresu inkubacji.
Rganizmy HACEK mogą być izolowane na rutynowo stosowanych podłożach nieselektywnych, często rosną lepiej na agarze czekoladowym niż na agarze z krwią. Nie mogą być izolowane z podłoży selektywnych przeznaczonych dla enterokrwotocznych, takich jak agar MacConkey. Identyfikację można przeprowadzać za pomocą zautomatyzowanych systemów, ale ich wydajność może być nieoptymalna. Podobnie jak w przypadku wielu innych organizmów, MALDI-TOF staje się potencjalną technologią identyfikacji dla grupy HACEK.
Testy wrażliwości i leczenie organizmów HACEK
Wytyczne Instytutu Standardów Klinicznych i Laboratoryjnych (CLSI) są dostępne dla organizmów HACEK w dokumentach M45 (Aggregatibacter, Cardiobacterium, Eikenella i Kingella) lub M100 (Haemophilus). Pomimo standaryzacji metod, oznaczanie wrażliwości jest trudne, a organizmy te w 60% przypadków nie rosną w panelach z rozcieńczeniami w bulionie.
Jednakże oznaczanie wrażliwości nie zawsze jest konieczne, ponieważ głównym mechanizmem oporności w tej grupie jest ekspresja jednej lub więcej beta laktamaz, dla których CLSI zaleca rutynowe badania przy użyciu substratów chromogennych. Oporność na cefalosporyny jest rzadka, a aktualne wytyczne Infectious Diseases Society of American (IDSA) dotyczące zapalenia wsierdzia sugerują w leczeniu ceftriakson.
Wniosek
Grupa HACEK obejmuje komensalne organizmy ludzkiego gardła. Mimo, że najbardziej znane są z wywoływania infekcyjnego zapalenia wsierdzia, są również istotną przyczyną innych chorób, w tym zapalenia przyzębia, ropni i septycznego zapalenia stawów.
Członkowie tej grupy są znani od 60-100 lat, ale historycznie byli trudni do wyhodowania i identyfikacji. Jednak nowoczesne osiągnięcia w dziedzinie oprzyrządowania do hodowli krwi i spektrometrii mas MALDI-TOF ułatwiły ich hodowlę i identyfikację. Badanie wrażliwości nadal stanowi wyzwanie, ale rzadko jest konieczne ze względu na niemal powszechną wrażliwość na cefalosporyny.