Clostridium botulinum

Clostridium botulinum (קְלוֹסְטְרִידִיוּם בוֹטוּלִינוּם) הוא מין של חיידקים מתג גראם-חיובי אל-אווירני היוצר נבגים, השייך לסוג Clostridium. מייצר רעלן מופרש - רעלן הבוטולינום, שהוא הרעלן החזק ביותר בטבע. הרעלן גורם למחלת הבוטוליזם העלולה להסתיים בשיתוק קטלני של השרירים.

Clostridium botulinum
מיון מדעי
ממלכה:	חיידקים אמיתיים
מערכה:	Firmicutes
מחלקה:	Clostridia
סדרה:	Clostridiales
משפחה:	Clostridiaceae
סוג:	Clostridium
מין:	Clostridium botulinum
שם מדעי
Clostridium botulinum ‏ארמנחם & Bergey

הרעלן מיוצר גם כנשק ביולוגי (ראו פירוט בהמשך), וכן - החל מסוף שנות ה-80 - לשימוש רפואי רעלן הבוטולינום (שהמוצר הידוע ביותר מסוג זה הוא הבוטוקס של חברת אלרגן), בעיקר עבור ניתוחים קוסמטיים לישור קמטים, אך גם עבור פזילה, הזעת יתר בבית השחי, כיווצי שרירים ועוד.

מאפיינים נוספים של צורת המתג: אורכו נע בין 1.6 מיקרומטר ל-22 מיקרומטר, צורתו ישרה או מעוקמת קלות, בקצהו שוטון.

היסטוריה

מקור השם "בוטולינום" הוא במילה היוונית Botulus (נקניק), ומכאן שמה העברי של המחלה "נקנקת". לאורך מאות שנים (יש מרחיקים עד קיסר ביזנטיון במאה העשירית) הייתה ידועה מחלה מסתורית העוברת באכילת נקניק דם.

התפרצות של בוטוליזם ב־1793 בגרמניה שגבתה 6 קורבנות גרמה לעניין מחודש במחלה, ובמחקר שערך הרופא הגרמני יוסטינוס קרנר (1786–1862) בתפקידו כמנהל בריאות מחוזי בין השנים 1817–1829, הסיק שהמחלה נגרמת בשל "רעל הנקניקיות" (Sausage Poison).

החיידק עצמו התגלה ובודד לראשונה על ידי החוקר הבלגי אמיל ואן ארמנחם (Emile Van Ermengem) בשנת 1897.

זנים

ידועים שבעה זנים שונים של חיידקים השייכים לאותו מין (species) שכל אחד מהם מפריש רעלן שונה במקצת, והם מסומנים באותיות A-G. הסוגים השונים נבדלים זה מזה באימונוגניות ועל כן נדרש למצוא סם שכנגד (antidote) וחיסון נפרד לכל אחד מהם.

הסוג הראשון שהתגלה על ידי ון ארמנגם ב-1897 קיבל דווקא את הסימון B. הסוג השני (שקיבל את האות A) התגלה ב-1904. C התגלה כגורם תמותה של תרנגולות ב-1922, D התגלה כגורם תמותה של בקר ב-1929, E ב-1936, F ב-1960 ו-G ב-1978. הנפוצים ביותר כגורמי מחלות של בני אדם הם A, B ו-E ועל כן מתמקדים בעיקר בהם בניסיונות למציאת סמים שכנגד וחיסונים.

הרעלן מסוג A משמש בתעשייה הרפואית ליצור הבוטוקס, אך התפרסמו מספר מאמרים הטוענים שרעלן מסוג B מבטיח אף יותר מבחינת האפקטיביות של הטיפול הקוסמטי, והעדר תופעות הלוואי.

החיידק ונבגיו נפוצים ביותר ונמצא בעיקר באדמה, אך גם באגמים, ובמעי יונקים ודגים (בעיקר סוג E). ניתן למצוא נבגים גם על קליפות פירות וירקות. הנבגים מסוגלים להישאר בצורה רדומה עד שבשלים התנאים האידיאלים לגדילת והתרבות החיידק ולהפרשת הרעלן. התנאים האידיאליים הם סביבה מעט חומצית ברמת pH שבטווח 4.8-7.0 (pH 4.6 בסוג A), העדר או מעט חמצן וטמפרטורה של 4.5 עד 49 מעלות צלזיוס (עדיפות לטווח של 35–40 מעלות בסוגים A ו B). החיידקים והנבגים כשלעצמם אינם מזיקים כלל.

השוני בין הזנים בא לידי ביטוי בחלבון אותו הם חותכים ואשר גורם לכך שהאצטילכולין לא יוכל לצאת מתא העצב למרווח הסינפטי.

מחלת הבוטוליזם

את מחלת הבוטוליזם מקובל לחלק לשלושה סוגים עיקריים מבחינת מקור המחלה ותסמיניה, והם:

בוטוליזם תינוקות (infant)

החיידק נמצא במערכת העיכול של תינוקות (בעיקר בחודש השני). לעיתים התופעה מתרחשת גם במעי של אדם בוגר. מבחינה סטטיסטית זהו המקור הנפוץ ביותר. קשה מאוד למנוע שאיפת או אכילת הנבגים על ידי התינוק, אם כי קיימת טענה שניתן להפחית את אחוז הקורבנות מקרב התינוקות באמצעות הימנעות מדבש (מקור נפוץ לנבגים) מתחת לגיל שנה (מעל גיל שנה התנאים הביולוגיים במעי התינוק משתנים והסבירות פוחתת באופן קיצוני). בישראל טענה זו מקובלת על ידי משרד הבריאות.

בוטוליזם במזון (Food-borne)

בעיקר במזון בשימור ביתי או שימור לא תקני, וכן במזון שאינו מבושל די צרכו או שלא קורר כנדרש. מבין השימורים, המועמדים ה"מבטיחים" ביותר לפיתוח הרעלן הם אספרגוס, שעועית ירוקה ופלפל. במצב זה הרעלן אינו נוצר בתוך הגוף כמו בסוגים האחרים אלא מוכנס לגוף מבחוץ.

בוטוליזם בפצעים (wound)

בעיקר בפצעים עמוקים (פחות נפוץ מהקודמים אם כי בסוף המאה ה-20 חל גידול בין השאר עקב העלייה בהזרקת סמים).

מקרה נוסף של המחלה, השכיח פחות, הוא בשאיפה של הרעלן מהאוויר, דבר הקורה בדרך כלל בעקבות תאונה מחקרית או טרור ביולוגי. בכל המקרים פעולת הרעלן דומה – הוא מגיע למחזור הדם ומשם לקצה העצב המפעיל את השריר (עצב כולינרגי). בקצה הפרה-סינפטי הוא מונע את השתחררות האצטיל כולין לסינפסה וכך מביא לשיתוק.

שיעורי התמותה מהמחלה ירדו מכ-70% ב-1919 לכ-2% ב-1993 והשיעור ממשיך לרדת אך לאט. הירידה הדרסטית בשיעור התמותה הייתה בשלושים השנה האחרונות של המאה ה-20 אך מספר הקורבנות בפועל עדיין עומד על מספר עשרות בשנה בארצות הברית בלבד, רובם תינוקות.

התסמינים (סימפטומים) הראשוניים הם לעיתים במערכת העצבים והשרירים (כגון קושי בדיבור ובליעה, שיתוק וחולשה), ולעיתים במערכת העיכול כגון בחילה, הקאה, כאב בטן ועוד. ילד חולה יכול להגיע תוך שעות ספורות מתסמינים קלים יחסית לשיתוק מלא, אך לעיתים המעבר אורך מספר ימים. במקרה של "בוטוליזם במזון" תסמיני מערכת העיכול בדרך כלל יקדימו את השאר.

קשה יחסית לאבחן בוטוליזם על סמך התסמינים. האבחון קל יותר אם ידוע על תסמינים דומים לקבוצת אנשים שאכלו מאותו מזון, ובמיוחד אם מדובר בשימורי מזון. מקובל לחשוד בבוטוליזם אם החולה מתלונן על שלושה מתוך חמשת התסמינים הבאים:

1. הקאה\בחילה
2. קושי בבליעה
3. כפל ראייה
4. אישונים מורחבים וקבועים
5. גרון יבש

סם שכנגד

הסם שכנגד (אנטידוט) הקיים אינו מסוגל לפרק את הרעלן שהצליח כבר להקשר, אלא רק את הרעלן שטרם נקשר. ההחלמה מהמחלה תלויה בהצלחת תאי העצב שנפגעו להצמיח סינפסות חדשות, פעולה שיכולה לקחת שבועות עד חודשים.

האנטידוט הידוע ביותר הוא נסיוב המופק מסוסים, אך עקב תופעות לוואי שונות כגון אלרגיה המסוגלת לגרום לרגישות-יתר לחלבונים (anaphylaxis) הוא אינו ניתן לתינוקות מתחת לגיל שנה. נעשים ניסיונות גם למתן חיסון פעיל, כלומר רעלן בוטולינום שעבר תהליך כימי להפחתת רעילותו.

תרומה למחקר הרפואי

ערך מורחב – רעלן הבוטולינום

המחקר הרפואי הגובר סביב פעולת הרעלן לסוגיו השונים, מעבר להבטחות המסחריות עבור פיתוח מוצרים רפואיים שונים, גם תורם ידע רב להבנה של הפעילות הסינפטית, ובכך יכול לעזור להתקדמות הרפואה גם במחלות נוירולוגיות אחרות כגון פרקינסון ועוד.

הרעלן הקטלני בעולם אף יכול – לאחר טיפול כימי מתאים - לשמש כ"רכב" מוצלח לתרכיבי חיסון שונים, הניתנים דרך הפה.

מקורות נוספים

• http://www.health.gov.il/NEWSANDEVENTS/RECALL/Pages/default.aspx
• http://explanation-guide.info/meaning/Clostridium-botulinum.html
• "Ueber einen neuen anaeroben Bacillus und seine Beziehungen zum Botulismus" in Zeitschrift fur Hygiene und Infektionskrankheiten 26: 1-56, 1897.
• https://web.archive.org/web/20051113221251/http://www.epi.hss.state.ak.us/pubs/botulism/bot_03.htm
• https://web.archive.org/web/20060110232611/http://www.basicint.org/pubs/Research/2001diseasebydesign1.htm
• http://www.fda.gov/fdac/features/095_bot.html
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=15907915&query_hl=1
• http://www.pbs.org/wgbh/nova/bioterror/
• http://www.garlandscience.com/textbooks/cbl/pdflibrary/assignment1_1reading.pdf
• http://www.gulflink.osd.mil/bw_ii/bw_s01.htm
• http://tevalife.com/article.asp?id=1543
• http://www.medscape.com/viewarticle/440752_2
• https://web.archive.org/web/20060128103503/http://www.cfsan.fda.gov/~ebam/bam-17.html
• http://www.cidrap.umn.edu/cidrap/content/bt/botulism/biofacts/botulismfactsheet.html
• http://www.nae.edu/NAE/pubundcom.nsf/weblinks/CGOZ-66JRHZ/$file/chemical%20attack.pdf
• http://216.239.59.104/search?q=cache:rYFQrm4i-g0J:www.snopes.com/toxins/ricin.htm+toxin+record+botulinum+lethal&hl=iw(הקישור אינו פעיל)
• https://web.archive.org/web/20110919155619/http://www.ima.org.il/Ima/FormStorage/Type3/02-05-14Ma.pdf
• https://web.archive.org/web/20060115145614/http://www.medical-library.net/vocabulary_course/full_vocabulary.html
• http://explanation-guide.info/meaning/Clostridium.html
• http://explanation-guide.info/meaning/Clostridium-botulinum.html

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא Clostridium botulinum בוויקישיתוף

• Clostridium botulinum, באתר ITIS (באנגלית)
• Clostridium botulinum, באתר NCBI (באנגלית)
• Clostridium botulinum, באתר האנציקלופדיה של החיים (באנגלית)
• Clostridium botulinum, באתר GBIF (באנגלית)

הבהרה: המידע בוויקיפדיה נועד להעשרה בלבד ואינו מהווה ייעוץ רפואי.