Infecția cu bacilul Cereus: cauze, transmitere și manifestări gastrointestinale

Infecția cu bacilul Cereus reprezintă o entitate clinică frecvent subdiagnosticată, considerată în general o cauză benignă a toxiinfecției alimentare autolimitate, însă care, într-un context clinic și epidemiologic specific, poate evolua spre forme severe, cu potențial letal. Vorbim despre un microorganism ubicuitar, saprofit al mediului înconjurător, care are o remarcabilă capacitate de a supraviețui datorită formării de spori. Acest lucru explică, de altfel, persistența sa în lanțurile alimentare și rezistența crescută la condiții adverse de temperatură și mediu.

În ultimii ani, literatura de specialitate a subliniat importanța sindroamelor gastrointestinale ce au la bază infecția cu bacilul Cereus în special în funcție de mecanismul patogenic predominant (toxină preformată versus toxină produsă in vivo). În egală măsură, a vizat și recunoașterea, în context clinic, a sindroamelor extraintestinale cauzate de infecție. Mai mult, au fost descrise și tulpini de Bacillus cereus care conțin gene de virulență similare cu cele ale altei bacterii, numite Bacillus anthracis, ceea ce ridică probleme suplimentare de diagnostic diferențial și tratament.

Despre bacilul Cereus

Cereus este un bacil (bacterie în formă de bastonaș) Gram-pozitiv, anerob facultativ și catalazo-pozitiv, formator de spori. Cu toate acestea, în anumite situații poate apărea ca Gram-variabil. La colorația Gram realizată pe medii de cultură, Bacillus cereus prezintă aspect bacilar uniform – în special pe mediile agar-sânge sau agar-chocolat, pentru că dacă va fi cultivat, spre exemplu, pe mediul agar-sânge de oaie, coloniile capătă un aspect neregualt și sunt opace. Când este cultivat pe mediul agar-gălbenuș de ou, se observă o zonă de opacifiere datorată producției de lecitinază.

În fluidele biologice apare drept sau ușor curbat și poate fi observat izolat sau în lanțuri scurte. Dimensiunile bacteriei variază între 3 × 0,4 microni și 9 × 2 microni. Bacillus cereus aparține grupului Bacillus cereus sensu lato, care include și alte specii apropiate genetic, spre exemplu Bacillus thuringiensis și Bacillus anthracis. Diferențierea între aceste specii este uneori dificilă și necesită metode moleculare avansate. Capacitatea acestor bacterii de a produce diferite tipuri de toxine și exoenzime explică heterogenitatea manifestărilor clinice asociate infecției (atât cu bacilul Cereus, cât și cu alte tulpini din acest grup).

Considerente fiziopatologice și epidemiologice ale infecției cu bacilul Cereus

Bad Bug Book – Foodborne Pathogens al Administrației pentru Alimente și Medicamente din Statele Unite estimează că anual apar aproximativ 63.400 de infecții cu bacilul Cereus (Statele Unite ale Americii). Între anii 2005 și 2007, au fost raportate 13 focare confirmate și 37,6 focare suspectate, implicând peste 1.000 de persoane. Toți indivizii sunt susceptibili la infecția cu acest bacil; cu toate acestea, mortalitatea asociată este foarte scăzută. Enterotoxina emetică s-a putut asocia, în cazuri excepționale, cu insuficiența hepatică și decesul la persoane anterior sănătoase.

Doza infectantă cel mai frecvent asociată cu capacitatea de a produce boala la om este 10⁵-10⁸ microorganisme/gram, însă patogenitatea rezultă mai degrabă din toxina preformată, așadar nu din inocularea bacteriană propriu-zisă. Patogenitatea este asociată cu producerea de exoenzime, atât în interiorul, cât și în afara tractului gastrointestinal. Printre toxinele secretate de către Bacillus cereus se numără (1) patru hemolizine, (2) trei fosfolipaze distincte și (3) trei enterotoxine care sunt formatoare de pori. Enterotoxinele care activează receptorul NLRP3 sunt hemolizina BL, enterotoxina non-hemolitică (NH) și citotoxina K.

În intestinul subțire, celulele vegetative (ingerate ca atare sau sub formă de spori), vor produce o enterotoxină proteincă și induc, astfel, sindromul diareic. Cereulida este o peptidă plasmidică ciclică, produsă în alimente și ingerată sub formă de toxină preformată. Forma diareică a bolii, spre exemplu, se asociază cu enterotoxina non-hemolitică (NHE), care activează inflamozomul NLRP3 și piroptoza, ducând la moartea celulară programată inițiată prin activarea secundară a caspazelor inflamatorii din țesutul infectat.

Cauzele infecției cu bacilul Cereus și modalitățile de transmitere ale bacteriei

Bacilul Cereus este, de fapt, o bacterie foarte comună, aproape omniprezentă în mediul din jur. Capacitatea sa de a forma spori îi permite să supraviețuiască perioade îndelungate în condițiile extreme de temperatură. În consecință, bacilul Cereus este întâlnit drept contaminant al multor tipuri de alimente, cum ar fi carnea de vită, curcan, orezul, fasolea, fructele, legumele. Forma diareică a infecției cu bacilul Cereus este frecvent asociată cu consumul de carne, lapte, legume și pește. Forma emetică a fost cel mai adesea asociată cu consumul produselor pe bază de orez, dar a fost raportată și în cazul alimentelor bogate în amidon (cartofi, paste) și brânzeturilor.

Unele amestecuri alimentare (sosuri, budinci, supe, tocănițe, produse de patiserie, diferite tipuri de salate) pot conține spori bacterieni. Infecția cu bacilul Cereus este, prin urmare, determinată de ingestia alimentelor contaminate cu Bacillus cereus enterotoxigen sau cu toxine produse de această bacterie. Bineînțeles, alimentele pot fi infectate și cu spori, foarte rezistenți (la căldură, pasteurizare). În afecțiunile non-gastrointestinale, au fost raportate infecții respiratorii similare antraxului respirator, atribuite tulpinilor de Bacillus cereus care conțin genele toxinelor produse de Bacillus anthracis.

Simptomele infecției cu bacilul Cereus

Manifestările clinice ale infecției cu bacilul Cereus pot fi clasificate în două categorii, și anume sindroame gastrointestinale și sindroame extra-gastrointestinale. Sindroamele gastrointestinale pot fi clasificate, la rândul lor, în două tipuri: sindromul diareic și sindromul emetic.

Sindroame gastrointestinale

În sindromul diareic cauzat de infecția cu bacilul Cereus, pacientul acuză simptome specifice: diaree apoasă, dureri abdominale, crampe. Greața și vărsăturile sunt rare. Debutul simptomelor apare de obicei la 6-15 ore după consumul de alimente lăsate la temperatura camerei mai mult de două ore. Toxina asociată sindromului diareic este produsă în intestinul subțire al pacientului după ingestia bacililor sau sporilor. Citotoxinele formatoare de spori (hemolizina BL, citotoxina K, enterotoxina non-hemolitică) sunt secretate de celulele vegetative ingerate. Toxinele acestea sunt termolabile, sensibile la mediile acide.

În sindromul emetic cauzat de infecția cu bacilul Cereus apar simptome precum vărsăturile și greața, similare prezentării asociate toxiinfecției alimentare cu Staphylococcus aureus. Diareea poate fi, deși mai rar, prezentă. Debutul simptomelor survine, de obicei, după 30-360 de minute de la consumul de orez sau alimente bogate în amidon lăsate la temperatura camerei, asta chiar și după reîncălzirea lor.

Sindromul emetic este determinat de prezența cereulidei, care din punct de vedere chimic este un dodecadepsipeptid ionoforic cu greutate moleculară mică, stabil la temperaturi mari, la pH-ul acid și la acțiunea proteazelor. Manifestările asociate sindroamelor gastrointestinale cauzate de infecția cu bacilul Cereus se remit, de regulă, în decurs de 24 de ore de la debut.

Sindroame extra-gastrointestinale

Întrucât bacilul Cereus este omniprezent în mediu, devine un potențial agent infecțios mai ales când pacientul are leziuni penetrante directe sau există căi de acces hematogen. Endoftalmita, o infecție oculară severă, care pune în pericol integritatea vizuală, este cea mai frecventă formă extra-gastrointestinală a infecției cu bacilul Cereus, de obicei având la bază traumatism ocular penetrant. Leziunea oftalmologică caracteristică este abcesul cornean în inel, care asociază, de asemenea, proptoză, chemozis și hemoragii retiniene.

Alte manifestări extra-gastrointestinale ale infecției cu bacilul Cereus sunt endocardita (în mod obișnuit asociată consumului de droguri IV și, deși mai rar, cateterelor centrale sau materialelor intracardiace, precum protezele valvulare sau pacemakerele). Infecția țesuturilor moi și osoase poate surveni în urma traumatismelor penetrante sau leziunilor mucoase (plăgi prin împușcare, fracturi deschise, mușcături de animale și arsuri). Acestea includ celulita, infecții necrozante și chiar suprainfectarea oseomielitei cronice. Keratita secundară infecției cu bacilul Cereus tinde să apară în urma abraziunilor corneene, inclusiv a celor asociate purtării lentilelor de contact.

Bibliografie:

1. McDowell RH, Sands EM, Friedman H. Bacillus Cereus. [Updated 2023 Jan 23]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2025 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK459121/;
2. Bottone EJ. Bacillus cereus, a volatile human pathogen. Clin Microbiol Rev. 2010 Apr;23(2):382-98. doi: 10.1128/CMR.00073-09. PMID: 20375358; PMCID: PMC2863360. Link: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2863360/;
3. Dietrich R, Jessberger N, Ehling-Schulz M, Märtlbauer E, Granum PE. The Food Poisoning Toxins of Bacillus cereus. Toxins (Basel). 2021 Jan 28;13(2):98. doi: 10.3390/toxins13020098. PMID: 33525722; PMCID: PMC7911051. Link: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7911051/;
4. Jovanovic J, Ornelis VFM, Madder A, Rajkovic A. Bacillus cereus food intoxication and toxicoinfection. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2021 Jul;20(4):3719-3761. doi: 10.1111/1541-4337.12785. Epub 2021 Jun 23. PMID: 34160120. Link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34160120/;
5. Drobniewski FA. Bacillus cereus and related species. Clin Microbiol Rev. 1993 Oct;6(4):324-38. doi: 10.1128/CMR.6.4.324. PMID: 8269390; PMCID: PMC358292. Link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8269390/.

Foto: Shutterstock

Andrei Cioată