Rezidivierende Achromobacter xylosoxidans-Bakteriämie im Zusammenhang mit persistierender Lymphknoteninfektion bei einem Patienten mit Hyper-Immunglobulin-M-Syndrom

Zusammenfassung

Achromobacter xylosoxidans (ehemals Alcaligenes xylosoxidans) ist eine seltene, aber wichtige Ursache für Bakteriämie bei immungeschwächten Patienten patienten und Stämme sind in der Regel mehrfach resistent gegen antimikrobielle Therapie. Wir berichten über einen immungeschwächten Patienten mit Hyper-Immunglobulin-M-Syndrom, der an 14 dokumentierten Episoden von A. xylosoxidans-Bakteriämie litt. Jede Episode wurde behandelt und führte zu einer raschen klinischen Besserung, wobei Blutkulturen negativ auf Bakterien getestet wurden. Zwischen den Episoden wurde A. xylosoxidans aus einem exzidierten rechten axillären Lymphknoten isoliert, während die Kultur des gleichzeitig entfernten Zentralvenenkatheters negativ war. Mehrere Kulturen aus Sputum-, Stuhl- und Urinproben sowie aus Magen-Darm-Biopsien oder Umweltquellen waren negativ. Ergebnisse von Antibiotika-Sensitivitätstests und Pulsfeld-Gelelektrophorese deuteten darauf hin, dass ein einzelner Stamm von A. xylosoxidans die wiederkehrenden Bakteriämien bei diesem Patienten verursachte; Dieser Stamm stammte aus persistierend infizierten Lymphknoten. Die lymphoide Hyperplasie ist ein herausragendes Merkmal des Hyper-IgM-Syndroms und kann als Quelle für Bakteriämie bei Organismen mit geringer Pathogenität dienen.

Achromobacter xylosoxidans ist ein aerober, beweglicher, Oxidase- und Katalase-positiver, nicht laktosefermentierender, gramnegativer Bazillus. Dieser Organismus wurde kurz als Gattung Alcaligenes klassifiziert, wurde aber kürzlich als Achromobacter neu klassifiziert . A. Xylosoxidans wurde aus Blut, Liquor, Stuhl, Urin, Auswurf, Peritonealflüssigkeit, Haut, Ohrausfluss, Wunden, Abszessen, Knochen, Gelenken, Endokard und Zentralvenenkathetern isoliert . Die meisten veröffentlichten klinischen Berichte über A. xylosoxidans beschreiben nosokomiale Infektionen bei immungeschwächten Patienten . Die gemeldeten Fallsterblichkeitsraten variierten von 3% für primäre oder katheterassoziierte Bakteriämie bis zu 80% für neonatale Infektionen . Achromobacter-Stämme sind häufig resistent gegen Aminoglykoside, Ampicillin, Cephalosporine der ersten und zweiten Generation, Chloramphenicol und Fluorchinolone, sind jedoch normalerweise anfällig für Cephalosporine der dritten Generation gegen Pseudomonas, Imipenem und Trimethoprim-Sulfamethoxazol .

Das Hyper-IgM-Syndrom (HIM) ist gekennzeichnet durch niedrige zirkulierende IgG- und IgA-Spiegel, normale bis erhöhte IgM-Serumspiegel und Anfälligkeit für ungewöhnliche Infektionen. Die häufigste Form von HIM ist X-verknüpft und wird durch Mutationen im Gen verursacht, das für den CD40-Liganden (CD40L) bei Xq26 kodiert . Etwa 20% der männlichen Patienten mit HIM haben keine Mutationen im CD40L-Gen, sondern Defekte in der CD40-vermittelten B-Zell-Aktivierung . Dieser Bericht beschreibt einen Patienten mit der letzteren Form von HIM. Dieser Patient litt an wiederkehrenden Episoden einer Bakteriämie mit A. xylosoxidans aufgrund einer anhaltenden Infektion des lymphatischen Gewebes.

Fallbericht

Ein 1 Monat alter Junge entwickelte eine chronische Mittelohrentzündung und häufige Infektionen der oberen Atemwege. Im Alter von 9 Monaten hatte er eine kulturnegative Meningitis, eine bilaterale Pneumonie und eine anhaltende Neutropenie. Es gab keine Familiengeschichte von Immunschwäche. Quantitative Serum-Immunglobulin-Assays zeigten einen IgM-Spiegel von 100 mg / dl (Normalbereich, 33-126 mg / dl) , einen IgD-Spiegel von 0 mg / dL (NR, 0-8 mg / dL), einen IgA-Spiegel von < 5 mg / dL (NR, 11-106 mg / dL), einen IgG-Spiegel von 26 mg / dL (NR, 172-1069 mg / dL) und einen IgE-Spiegel von < 10 ie / ml (NR, 0-230 I.E./ml). Es gab eine normale Anzahl von B- und T-Zellen, aber peripheren Blut- und Knochenmark-B-Zellen fehlten Membran-assoziiertes IgG und IgA. Das CD4 + zu CD8 + T-Zell-Verhältnis und die T-Zell-proliferative Reaktion auf Mitogene waren normal. Die Leukozytenzahl betrug 7000 Zellen / mm3 ohne segmentierte Zellen; Die Neutropenie des Jungen verschwand jedoch nach dem ersten Lebensjahr. Es wurde zuvor gezeigt, dass die T-Zellen des Patienten eine normale Bindung an CD40 aufweisen und keine Mutationen im CD40L-Gen aufweisen, aber die B-Zellen reagierten fehlerhaft auf die Aktivierung, die durch CD40-Stimulation vermittelt wurde . Daher wurde angenommen, dass er CD40L-positiv war.

Der Junge wurde wegen ausgeprägter Lymphoproliferation mit iv-Immunglobulin- und Glukokortikoidtherapie behandelt. Andere medizinische Probleme umfassten eine proteinverlustende Enteropathie mit parenteraler ernährungsabhängiger Malabsorption, rezidivierende bilaterale Mittelohrentzündung, rezidivierende Pneumonie, die eine rechte Mittellobektomie erfordert, Hypersplenismus, der eine Splenektomie erfordert, und rezidivierende axilläre Lymphadenitis.

Im Alter von 12 Jahren wurde A. xylosoxidans zuerst aus dem Patienten in Blut isoliert, das durch einen Zentralvenenkatheter gewonnen wurde. Anschließend erlebte er 13 weitere dokumentierte Episoden von A. xylosoxidans-Bakteriämie. Diese Episoden waren jeweils mit mehreren Symptomen verbunden, darunter leichtes Fieber, Kopfschmerzen, Übelkeit, Durchfall, Hämatochezie, Blähungen und Schwindel. Der Patient zeigte eine generalisierte Lymphknotenvergrößerung aufgrund einer mit IHM verbundenen lymphoiden Hyperplasie, hatte aber häufig auch eine weitere Vergrößerung und Entzündung spezifischer Lymphknoten während bakteriämischer Episoden. Jede Episode einer A. xylosoxidans-Infektion wurde entweder mit iv Imipenem plus Tobramycin oder mit Imipenem allein behandelt. Jeder Therapieverlauf wurde für 7-14 Tage fortgesetzt und führte zu einer raschen klinischen Verbesserung der mit der Infektion und Sterilisation von Blut verbundenen Symptome.

Methoden

Bakterielle Isolate. Blutproben wurden in Bactec Peds Plus / F-Flaschen (angereicherte Sojabohnen-Casein-Digest-Brühe mit CO2) inokuliert und mit einem nichtradiometrischen System für die Blutkultur (Bactec 9240; Becton Dickinson Microbiology Systems, Sparks, MD) verarbeitet. Isolate wurden durch das RapID NF Plus System (REMEL, Norcross, GA) identifiziert, das Biotypnummern zuordnete, die die Isolate als A. xylosoxidans charakterisierten. Klassische Kulturmethoden und biochemische Tests unterstützten diese Identifizierung: Der Organismus produzierte nicht pigmentierte Kolonien auf MacConkey-Agar und war Oxidase-positiv und Indol-negativ auf Spot-biochemische Tests. Die Isolate wurden bei -70 ° C eingefroren, bis sie für Empfindlichkeitstests und gepulste Feldgelelektrophorese (PFGE) subkultiviert wurden.

Mikroverdünnungsempfindlichkeitstests. Antimikrobielle MICs wurden in kationenadjustierter Mueller-Hinton-Brühe (BBL; Becton Dickinson Microbiology Systems) auf sensibilisierten Mikrodilutionsplatten (Trek Diagnostic Systems, Westlake, OH) unter Verwendung einer Inokulumdichte von 3,8 × 105 kbe/ml in jeder 50-µL-Vertiefung bestimmt. Die Platten wurden 24 h lang bei 35 ° C in Umgebungsluft inkubiert.

Genomische DNA-Analyse durch PFGE. Genomische DNA wurde aus Kulturen der logarithmischen Phase von A extrahiert. Xylosoxidans-Isolate, die in Gehirn-Herz-Infusionsbrühe (BBL; Becton Dickinson Microbiology Systems) gezüchtet, in Agarose-Pfropfen mit niedrigem Schmelzpunkt hergestellt und mit XbaI-Enzym (New England Biolabs, Beverly, MA) für 24 h verdaut wurden. Eine Bakteriophagen-Lambda-Standard-DNA-Größenleiter wurde verwendet (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA). Die Elektrophorese wurde mit einem GenePath-System (Bio-Rad) durchgeführt; Wir verwendeten das spezielle Programm 2 des Herstellers für 20 h. Gele wurden mit Ethidiumbromid gefärbt und unter ultraviolettem Licht mit dem computergestützten Dokumentationssystem Gel Doc 2000 (Bio-Rad) fotografiert. Isolate wurden als klonal verwandt angesehen, wenn weniger als 3 Fragmentunterschiede gemäß den an anderer Stelle beschriebenen Kriterien vorlagen . PFGE von XbaI Enzym verdaute genomische DNA ist eine etablierte Methode zur reproduzierbaren Durchführung epidemiologischer Typisierung von A. xylosoxidans . Achromobacter-Feldstämme weisen eine große Vielfalt von Restriktionsfragmentlängen-Polymorphismen auf .

Ergebnisse

Blutkulturen wurden durch einen Port-A-Cath-Zentralvenenkatheter (SIMS Deltec, St. Paul, MN) oder von Stellen entnommen, die nicht in den Krankenakten angegeben waren (Tabelle 1). Über a 3.über einen Zeitraum von 5 Jahren waren 12 Blutkulturen, die während 10 symptomatischen Episoden erhalten wurden, positiv für A. xylosoxidans. Isolate aus 3 bakteriämischen Episoden, die vor diesem Zeitraum auftraten, waren für diese Studie nicht verfügbar. Kulturen von Umweltwasserquellen wie Trinkwasser zu Hause, Leitungswasser, Kühlschrank und Klimaanlagenwasser sowie Spülflüssigkeiten für die Zentralleitung und parenterale Gesamtnahrungslösungen waren negativ für A. xylosoxidans. Darüber hinaus wurde der Organismus nicht aus Sputum-, Stuhl-, Urin- oder Magen-Darm-Biopsien isoliert. Eine Kultur eines chirurgisch exzidierten rechten axillären Lymphknotens wuchs Candida Parapsilose und A. xylosoxidans. Die Histologie des Lymphknotens zeigte ein polymorphes Infiltrat, das aus kleinen und großen lymphoiden Zellen, Plasmazellen und verstreuten Histiozyten bestand (Abbildung 1). Mehrere spezielle Färbungen waren negativ für Mikroorganismen. Durchflusszytometriestudien an Zellen aus dem Lymphknoten zeigten eine Vorherrschaft von T-Zellen ohne phänotypische Anomalien, die mit einem reaktiven lymphoiden Infiltrat kompatibel waren (Daten nicht gezeigt).

Der Zentralvenenkatheter wurde zum Zeitpunkt der Exzision des rechten axillären Lymphknotens zu einem Zeitpunkt entfernt, als der Patient keine antimikrobielle Therapie erhielt. An der Katheterspitze wuchsen keine Organismen. Ein neuer zentraler Venenkatheter wurde 1 Woche später platziert, dennoch hatte der Patient weiterhin wiederkehrende A. xylosoxidans-Bakteriämien.

Die antimikrobielle Empfindlichkeit war für das Lymphknotenisolat und die Blutisolate ähnlich (Tabelle 1). Das Suszeptibilitätsmuster von 1 Blutisolat mit einer einzigen Bandverschiebung auf PFGE ähnelte den anderen Isolaten. All Achromobacter isolates were highly resistant to trimethoprim-sulfamethoxazole, ampicillin, ampicillin-sulbactam, amoxicillin-clavulanic acid, ticarcillin-clavulanic acid, cephalothin, cefepime, cefuroxime, cefotaxime, ceftazidime, ciprofloxacin, and mezlocillin. All isolates except 1 were susceptible to amikacin, tobramycin, and imipenem. One blood isolate appeared to be resistant to imipenem and tobramycin and intermediately resistant to amikacin. Während der letzten Episode ließen die Symptome des Patienten während der Therapie mit Imipenem und Tobramycin nach, und die Blutkultur wurde negativ auf A. xylosoxidans getestet.

Restriktionsmuster von 12 von 13 A. xylosoxidans-Isolaten waren durch PFGE nicht zu unterscheiden; 1 Blutisolat unterschied sich von den anderen nur durch eine einzige Fragmentverschiebung (Abbildung 2, Spur 10). Dieses Isolat wurde als klonal mit den anderen Isolaten verwandt angesehen. Das Lymphknotenisolat zeigte das gleiche Restriktionsmuster wie die Blutisolate (Abbildung 2, Spur 7).

Diskussion

A. xylosoxidans ist ein schwach virulentes Bakterium und infiziert in den meisten Fällen immungeschwächte Wirte mit Verweilkathetern, Endotrachealtuben oder anderen medizinischen Geräten . Das Bakterium kann sich ausbreiten und Sepsis, Meningitis und Tod verursachen. Fälle von lokalen und systemischen Infektionen mit A. xylosoxidans wurden bei Patienten mit HIV-Infektion , Krebs , Neutropenie , Mukoviszidose , Knochenmark- oder Lebertransplantation und IgM-Mangel sowie bei Neugeborenen berichtet .

Achromobacter-Infektionen wurden bisher weder bei Patienten mit klassischem noch mit CD40L-positivem HIM berichtet. In einer Serie trat bakterielle Sepsis bei 8 (14%) von 56 Patienten mit X-chromosomaler HIM auf, und Infektionen waren die Todesursache für 6 (11%) . Escherichia coli wurde als der vorherrschende Erreger bei Blutkreislaufinfektionen bei X-chromosomalen Patienten beschrieben . Infektionen, die durch Organismen verursacht wurden, die für einen T-Lymphozytenmangel charakteristischer sind, wie Pneumocystis carinii, Cryptococcus neoformans, Mycobacterium tuberculosis, Cryptosporidium, Cytomegalovirus und andere Viren, wurden ebenfalls in Fällen von HIM berichtet .

Obwohl der Gastrointestinaltrakt als Quelle für A vorgeschlagen wurde. xylosoxidans-Bakteriämie Bei Krebspatienten waren wiederholte Kulturen aus Stuhl und gastrointestinalen Biopsien dieses Patienten negativ für Achromobacter-Spezies. Wir überlegten, ob eine persistierende Infektion des Zentralvenenkatheters die Ursache der Bakteriämien war; Die Entfernung von 7 verschiedenen Zentralvenenkathetern verhinderte jedoch keine wiederkehrenden A. xylosoxidans-Bakteriämien. Die zum Zeitpunkt der Exzision des infizierten rechten axillären Lymphknotens entfernte Katheterspitze des Zentralvenenkatheters war die einzige Spitze der 7 entfernten Katheter, die kultiviert wurde. Dieser Tipp hat keine Bakterien wachsen lassen. Die Empfindlichkeit von Katheterspitzenkulturen zur Identifizierung von A. xylosoxidans zentralvenöse Katheterinfektion ist nicht bekannt.

Epidemiologische Daten legen nahe, dass Wasser und feuchter Boden die natürlichen Quellen von A. xylosoxidans-Infektionen sind . Bei nosokomialen Infektionen wurden Achromobacter-Arten aus Beatmungsgeräten, Luftbefeuchtern, „steriler“ Kochsalzlösung , Desinfektionslösungen , IV-Flüssigkeiten sowie Spül- und Dialyselösungen gewonnen . Umweltquellen wie Brunnenwasser, Leitungswasser, Schwimmbäder und Säuglingsanfangsnahrung wurden ebenfalls identifiziert . Obwohl nosokomiale Bakteriämie am häufigsten ist , wurde unser Patient symptomatisch mit jeder A. xylosoxidans Blutbahninfektion ambulant. A. xylosoxidans wurde aus keiner der Kulturen aus der Umgebung des Patienten oder aus einem exzidierten linken zervikalen Lymphknoten isoliert, der im Alter von 14 Jahren erhalten wurde. A. xylosoxidans wurde jedoch aus einem exzidierten rechten axillären Lymphknoten isoliert, als der Patient 16 Jahre alt war. Obwohl wir nur diese erhalten haben 2 Lymphknoten für die Kultur, Wir glauben, dass der letztere Lymphknoten für alle hyperplastischen lymphatischen Gewebe als mögliches Infektionsreservoir repräsentativ sein kann. Es ist unwahrscheinlich, dass der zweite exzidierte Lymphknoten die einzige persistierend infizierte lymphatische Quelle des Organismus war, da nach dieser Lymphknotenentfernung 6 Episoden von Bakteriämie auftraten. Es ist nicht klar, ob der Lymphknoten infolge einer hämatogenen Aussaat während einer früheren Bakteriämie oder eines lokalisierten Prozesses infiziert wurde.

PFGE wurde verwendet, um die Klonalität der 1 Lymphknoten- und 12 Blutkreislauf-Isolate von A. xylosoxidans zu analysieren, die während eines Zeitraums von 3,5 Jahren erhalten wurden. Alle 12 A. xylosoxidans-Blutisolate und das Lymphknotenisolat waren klonal verwandt, was darauf hindeutet, dass sie aus derselben Quelle stammten. Diese Daten und die Tatsache, dass dieser Patient seit seinem 3. Lebensjahr an einer deutlichen Lymphknotenvergrößerung litt, deuteten darauf hin, dass Lymphgewebe die wahrscheinliche Quelle der wiederkehrenden A. xylosoxidans-Bakteriämien waren. Nach unserem Kenntnisstand, A. xylosoxidans ist nicht von einem Lymphknoten lokalisiert worden, und lymphoides Gewebe ist nicht vorgeschlagen worden, um die Quelle von Bakteriämie A. xylosoxidans zu sein.

Die Mehrzahl der in diesem Bericht untersuchten Isolate zeigte eine konsistente Empfindlichkeit nur gegenüber Amikacin, Tobramycin und Imipenem. Für Gentamicin zeigten die MICs alternierende Werte, die entweder „sensitiven“ oder „intermediären sensitiven“ Bereichen entsprachen. Diese Werte lagen jedoch innerhalb der akzeptablen Reproduzierbarkeit des Tests, die innerhalb einer 2-fachen Verdünnung des Endpunkts liegt . Das Lymphknotenisolat zeigte das gleiche Resistenzmuster wie die Blutisolate, was wiederum darauf hindeutet, dass Lymphknoten bei diesem Patienten als Quelle für die wiederkehrenden A. xylosoxidans-Bakteriämien dienen. Das Resistenzmuster des 1-Blutisolats mit einer einzigen Bandverschiebung in PFGE unterschied sich nicht von dem der anderen Isolate.

A. xylosoxidans ist eine seltene, aber wichtige Ursache für Bakteriämie bei immungeschwächten Patienten, und Stämme sind in der Regel mehrfach resistent gegen antimikrobielle Therapie. Wir haben durch Empfindlichkeitstests und molekulare Techniken gezeigt, dass wiederkehrende A. xylosoxidans-Bakteriämien bei einem Patienten mit IHM stammten wahrscheinlich von persistierend infizierten Lymphknoten. Lymphoide Hyperplasie, wie bei diesem Patienten, ist ein herausragendes Merkmal von IHM. Solche lymphatischen Gewebe können andere Organismen mit geringer Pathogenität beherbergen und als Quelle für Bakteriämie dienen.