Tifo ve Aşı Çalışmaları

Giriş

Tifo, Salmonella Typhi bakterisinin yol açtığı enterik bir enfeksiyondur. Kontamine olmuş yiyecek ve içeceklerin tüketilmesiyle bulaşır. Sadece insanlara bulaşır ve idrar ve dışkıyla atılır. Belirtileri ateş, kuru öksürük, baş ağrısı, anoreksi, nörolojik problemler, kabızlık, ishal ve vücudun çeşitli yerlerinde ortaya çıkan ağrılardır. Ayrıca karaciğer ve dalak büyümesi de olabilir. Kardiyovasküler sistemde (%1-5), merkezi sinir sisteminde (%3-35), solunumda (%1-86), kemik ve eklemlerde (%1), hepatobilier (%1-26) ve genitoüriner sistemde (<%1) komplikasyonlar çıkabilir. Sıtma ve Tifüs gibi hastalıklara benzediği için tanısı zordur. Güney ve Güneydoğu Asya ile Afrika ülkelerinde yaygındır. Birçok ilaca karşı dirençlidir. Küresel bir hastalık olmakla birlikte her yıl 25 milyon insana bulaşmaktadır ve bunların en az 200 bini hayatını kaybetmektedir. Tayvan Hastalık Kontrol Merkezi’nin bir analizinde Tayvan sakinleri ve ülkeye gelen Tifo hastası yolcular arasında S. Typhi kökeninde bir fark görülmemiştir. Sebebi tifonun yaygın olduğu endemik ülkelerden (Güney ve Güneydoğu Asya) gelen göçmenlerin veya yolcuların daha önceden Tayvan’a yerleşip burada pandemi oluşturması olabilir.

Tifo’ya endemik bölgeler dışında Avrupa ve Amerika’da da rastlanır. Örneğin 2016 yılında İspanya’da Tifo’ya 33 kişi yakalanmıştır. Bunun nedeni yine endemik ülkelerden gelen yolculardır.

Türkiye’de de Tifo vakaları görülmüştür. Ancak 2005 yılında hastalığın bölgeler arasında yayılışı dengesizdir. Vakaların %83,2’si Güneydoğu Anadolu’da görülmüştür.

Tifo ne kadar küresel bir sağlık sorunu haline gelse de son birkaç yıl içinde morbiditesi artarken mortalitesi düşmüştür. 3-44 yaş aralığında aşı yapılan hastaların %40-90’ı iki yıl içinde iyileşmektedir. Ancak bu yaş aralığında olmayan hastaların kurtulması daha düşük bir ihtimaldir. Dünyada yapılan birçok çalışma bu hastalığın Hindistan’da evrildiğini ortaya çıkarmıştır. Widal testleri, hastadan alınan kanın antikor üretip üretmediğine bakıldığı testlerdir ve en çok Asya ve Afrika ülkelerinde uygulanmaktadır. ELISA metoduyla spesifik IgA’lara bakılarak teşhis konması yeni ve daha güvenilir bir yöntemdir.

Tifo insan vücudunda hematolojik değerler üzerinde önemli değişimlere neden olur. S. Typhi bakterisi kemik iliğinde toksin salgılar. Hematopoezde aksama olur ve dalak, lenf nodları ve bademcikler bundan olumsuz etkilenir. Sonuçta beyaz kan hücreleri azalır ve hematokrit değeri düşer. Çoğu hastada ilk evrelerde hemoglobin değeri aynıdır ancak süreç ilerledikçe azalır. Yapılan bir çalışmada hastaların %42.9’unun anemi olduğu saptanmıştır. Başka bir çalışmada da bu değer %34’tür. Fakat şiddetli anemi görülmesi için bağırsak kanaması, hemoliz ya da sıtma olması gerekir. Bunlar da nadir görülen durumlardır.

Kadın Tifo hastalarında trombosit miktarı erkeklere göre daha fazladır. Bu, kadınların menstruasyonda kan kaybetmesi ve bununla ilişkili mekanizmalarla ilgili olabilir. Trombositler bakteriyle karşılaşınca aktive olur ve damar içinde pıhtı oluşturur. Sonuçta trombosit miktarının azalması anlamına gelen trombositopeni oluşur. Pek çok araştırmaya göre Tifo kadınlarda daha çok görülür. Erkeklerin daha az yakalanmasının sebebi mesleki ve sosyal çevrede edindikleri bağışıklık olabilir.

S. Typhi’nin H58 ya da diğer adıyla 4.3.1 haplotipi çoğu ilaca karşı direnç sağlar. Bakterinin dünyanın farklı bölgelerine yayılıp ortama uyum sağlamasının nedeninin bu olduğu düşünülüyor. Ayrıca bu çoklu direncinden ötürü antibiyotik tedavilerine daha yavaş tepki gösterir. Özellikle antibiyotiklerin reçetesiz alındığı bir ülkede daha çok antibiyotik kullanılmasına sebep olur. Bu durum bakterinin direncini daha da arttırır. Bununla birlikte bazı ülkelerde S. Typhi’ninVi kapsül antijeni üzerine aşılar geliştirilmiştir.

Genetik Araştırmalar

Yapılan bir araştırmada S. Typhi ve S. Typhimurium bakterilerinin genetiklerinin doğal formlarıyla aynı olup olmadığına bakılmış ve doğal formları arasında büyük gen benzerliği bulunmasına rağmen şimdiki gen benzerliklerinin sadece %6 olduğu tespit edilmiştir. DNA’da Endonukleaz aktivitesi incelendiğinde de XbaI ve AvrII enzimlerinin kökeninin iki bakteride de farklı olduğu görülmüştür. Bu iki bakterinin diğer bir farkı da S. Typhi’nin sadece insanı ve S. Typhimurium’un insan haricinde pek çok türü enfekte edebilmesidir. Çalışmada S. Typhi’ye kıyasla çoğu Salmonella serotipinin S. Typhimurium’a genetik olarak daha çok benzediği bulunmuştur. Dolayısıyla bu veriler çoğu Salmonella bakterisinin insana bulaşmadığını gösterir. Tifo bakterisinin başka türlere bulaşması için bir Tip III Salgı Sistemi (T3SS) efektör proteini olan gtgE’ye ihtiyacı vardır ve bunu üretebilmesi için de gtgE geni gereklidir. S. Typhi’nin evrimleşmeden önce bu gene sahip olduğu ancak insan hücrelerini enfekte etmek için değişirken geni kaybettiği düşünülüyor.

Tifo’ya neden olan bakteri genellikle S. Typhi olarak gösterilse de S. Paratyphi de Tifo’ya yol açmaktadır. İkisinin de salgıladığı toksin A2B5’tir. Toksinin beş alt birimi bulunur ve bunların ikisi A alt birimidir. Diğerleri pltB, ADP Ribozil Transferaz pltA ve DNaz CdtB’dir. Konak hücrenin zehri atabilmesi ancak otokrin ve parakrin yoluyla olur. Toksinin bakteriden ekstraselüler matrikse salgılanması PltB B alt birimi ile olur ve konak hücreye etki edebilmesi için glikan içeren spesifik reseptörlere bağlanmalıdır. N-asetilnöraminik asit (Neu5Ac) de birçok memelide bulunan N-glikolilnöraminik asitten (Neu5Gc) farklı olarak insanda bulunur. Bu da toksin için gerekli reseptördür.

PltB’si GFP geni ile değiştirilmiş mutant bakteriler hücreye girer ve FACS yöntemiyle GFP’nin çok ve az salgılandığı bakteriler ayrıştırılır. INSeq sekanslama ile transpozon insersiyon bölgelerinin yayılım ve bolluğu belirlenir. SCV’de phoP bakteriyi aktive eder. Bakteri kofulun dışındaysa H-NS onu inaktive eder.

Toksinin pltB alt birimi çıkartılıp yerine GFP (Yeşil Floresans Protein) konulduğunda bakteriler, insan Henle-407 epitel hücrelerinin yer aldığı kültürde yeşile boyanmamıştır. Bu, toksinin bu alt birimi olmazsa etkisi olmadığını gösterir. FACS (Floresans-Aktif Hücre Sınıflandırması) ile GFP ile boyanmış ve boyanmamış bakteriler iki havuza ayrıştırılır. INSeq (İnsersiyon Sekanslama) ile de transpozon insersiyon bölgelerinin yayılım ve bolluğu belirlenir. Bu yöntemle toksin yüzünden GFP salgılanmamışsa bu bakterilerin de tespit edilmesi sağlanır. Bir transkripsiyonel düzenleyici protein olan phoP bakteriyi Salmonella kofulu (SCV) içinde aktive ederek toksinin salgılanmasını sağlarken bir histon benzeri protein olan H-NS, bakteri SCV dışındayken toksinin salgılanmasını engeller. phoP, H-NS’e bağlanarak aktivitesini azaltır ve bakterinin toksin salgılamasını sağlar. H-NS üretilmiyorsa aktivasyon için phoP’a gerek yoktur.

A2B5 toksininin salgılanmasını düzenleyen gen proteinleri arasında transkripsiyonel düzenleyici proteinler (phoP, phoQ, slyA), ABC transporter bileşenleri (yrbD, yrbE, yrbF), fonksiyonu bilinmeyen bir flavodoksin (yqcA), sifA, magnezyum transporteri (mgtA) ve pürin biyosentezi için gerekli purL, purF, purC, purM ve purH bulunur. Bulgulara göre yağ asidi sentezi için gerekli olan biyotin üretilmediğinde S. Typhi toksin salgılamamaktadır. İnsersiyon mutasyonları ne kadar çok gene yapılırsa bakteriler o kadar toksin salgılama, replikasyon ve hayatta kalma becerilerini kaybederler.

Sensör Kinaz phoQ bakterinin bulunduğu çevre koşullarını algılar. Örneğin magnezyumun az olduğu bir ortamda bakteri toksin salgılar. Ancak mgtA transporteri’nin Salmonella’nın phoP üretebilmesi için bu ortamdan yeterli magnezyumu bakteriye alması gerekir.

SIP-2 T3SS efektörü olan SifA genine insersiyon yapıldığında bakteri daha az toksin üretir. Gözlemlere göre bu gen ne kadar değişime uğrarsa bakteri, içinde bulunduğu kofuldan konak hücre sitoplazmasına o kadar çok kaçmaktadır. Bu da phoP’un H-NS genine bağlanmasını engellediği ve dolayısıyla H-NS üretimini arttırdığı için toksin üretimi azalır.

S. Typhi konak hücreden etkilenmemek için çeşitli bağışıklık mekanizmalarından kendini korur. Bunlardan biri TLR4 aracılı sinyal kaskadıdır. S. Typhi kendi membranını yenileyerek direncini arttırır ve TLR4’ün onu algılamasını engeller. Ayrıca TLR5 bakteride flagelline bağlanarak konak hücrenin doğal bağışıklığını harekete geçirir. TLR5 geninde polimorfizm olması bakteriye karşı duyarlılığı arttırır gibi dursa da Tifo ile TLR5 polimorfizmi arasında bir ilişki bulunmamıştır. Aynı şekilde diğer TLR genlerinin de bu hastalığa net bir etkisi görülmemiştir. Yine de bu genler Tifo için göz ardı edilmemelidir.

İspanya’da yapılan bir çalışmada Tifo’nun Hemofagositik Lenfohistiyositoz (HLH: İmmün hücrelerinin normalin üstünde salgılanması) ile paralel olduğu görülmüştür. Genetik nedenle ortaya çıkan birincil HLH genelde bebek ve küçük çocuklarda olurken, enfeksiyon ve virüs gibi birçok etkenin tetiklemesi sonucu açığa çıkan ikincil HLH genelde olgun çocuklar ve yetişkinlerde görülür. Tifo’ya yakalanmış bireylerde ikincil HLH ortaya çıkabilir. Tifo’nun son aşaması olan üçüncü aşamada kalıcı ateş, karaciğer tutulumu, anemi veya lökopeni görülebilir. Bu semptomlar HLH hastası bireylerde de görülür. Belirtilen iki hastalığın bu kadar uyuşmasının sebebi S. Enterica’nın replikasyon için makrofajları kullanması olarak görülüyor. Enfekte makrofajlar karaciğer, dalak, lenf nodları ve kemik iliğine gelir. Burada makrofaj aktivasyonunu sağlayan sitokin kaskadları başlar. Sonuçta makrofajların o bölgedeki sağlıklı hücreleri öldürmesi anlamına gelen hemofagositoz olur. Kemik iliği analizleri, kan ve dışkı analizlerinden daha güvenilir olduğu için doktorlar hastanın HLH olup olmadığını anlamak için kemik iliğine bakar. Fakat Tifo için kan analizleri daha uygundur. Bu yüzden HLH’nin temel nedenini bulmak için daha geniş analizler yapılabilir.

Tayvan’da bir çalışmada S. Typhi’nin Siprofloksasin’e karşı daha dirençli olduğu ve Beta laktamlar, Kloramfenikol ve Trimetoprim-sülfametoksazol’e karşı daha duyarlı olduğu görülmüştür. Bu bölgedeki tifonun kökeni de bu hastalığın endemik olduğu ülkelerden gelen insanlardı.

Aşı Çalışmaları

Tifo için yıllardır aşı yapılmaktadır. 1990’lı yıllarda parenteral tam hücre aşıları ne kadar iyi bir koruma sağlasa da ateş, baş ağrısı ve lokal inflamasyona neden olmuştur. Fakat zayıflatılmış S. Typhi’ler canlı oral aşı olarak verildiğinde farelerde önemli koruma sağlamıştır. Bu aşılar Salmonella’ya karşıbağışıklık tepkisini arttırmıştır. Bu özellik keşfedilince birçok ülke S. Typhi Ty2’nin bir galE mutantı olan Ty21a’yı aşı olarak kullanmaya başlamıştır. Ty21a oluşturulurken S. Typhi Ty2’ye mutajenez yapılmıştır. AroA, aroC ve aroD genleri de aşı üretmek için odak noktasıydı çünkü üretilen aşılar fare ve sığırlar üzerinde etkiliydi. Dolayısıyla iki aro geninden yoksun olan S. Typhi’ler aşı için aday sayılabilir.

S. Typhi’nin canlı aşılar için kullanılan başka genleri de bulunur. Bunlar arasında düzenleyici protein kodlayan ompR ve stres yanıtında görev alan htrA vardır. Bu genler mutasyona uğradığında bakteri zayıflar.

Bu gelişmelerden sonra Bill ve Melinda Gates Vakfı’nın fonuyla 2010-2014 yılları arasında Afrika Tifo Gözetim Programı (TSAP) kurulmuştur. Programda yapılan gözlemlerde Afrika’nın çoğu bölgesinde S. Typhi ve Dublin, Enteritidis, Typhimurium gibi diğer Salmonella serotiplerinin kanda en çok bulunan bakteriler olduğu görülmüştür. Öyle ki Streptococcus Pneumoniae ve Eschericia Coli’yigeçmiştir. TSAP’nin bu çalışmaları daha çok sermaye alınmasını sağladı ve böylece Afrika’nın birçok bölgesinden yeni bilgiler alındı. Bu da TSAP’yi aşı geliştirmeye itti.

Bilgi Kaynakçası

1. ScienceDirect. A. Ndako, James. T. Dojumo, Victor. A. Akinwumi, Jeremiah. O. Fajobi, Victor. O. Owolabi, Akinyomade. Olatinsu, Oludolapo. “Changes in some haematological parameters in typhoid fever patients attending Landmark University Medical Center, Omuaran-Nigeria” Heliyon. (6):5. Mayıs 2020.
2. ScienceDirect. Dougan, Gordon. “Typhoid in Africa and Vaccine Deployment” The Lancet Global Health. (5):3, e236-e237. Mart 2017.
3. ScienceDirect. Tang, Le. Wang, Chun-Xiao. Zhu, Song-Ling. Li, Yang. Deng, Xia. Johnston, Randal N.. Liu, Gui-Rong. Liu,  Shu-Lin. “Genetic boundaries to delineate the typhoid agent and other Salmonella serotypes into distinct natural lineages” Genomics. (102):4, 331-337. Ekim 2013.
4. ScienceDirect. C. Fowler, Casey. E. Galan, Jorge. “Decoding a Salmonella Typhi Regulatory Network that Controls Typhoid Toxin Expression within Human Cells” Cell Host & Microbe. (23):1, 65-76.e6. Ocak 2018.
5. ScienceDirect. Sivaji, Ilakkia. Duraisamy, Senbagam. Balakrishnan, Senthilkumar. “Analysis of TLR polymorphisms in typhoid patients and asymptomatic typhoid carriers among the schoolchildren” Egyptian Journal of Medical Human Genetics. (17):4, 353-357. Ekim 2016.
6. ScienceDirect. Chien, Shao-Chien. Iap, Tsong-Him. Chiu, Yin-Rong. Shie, Shian-Sen. Chen, Chih-Jung. “Microbiological features of indigenous typhoid cases in Taiwan and relatedness to imported cases, 2001–2014: A cross-sectional analysis” Travel Medicine and Infectious Disease. (27), 92-98. Ocak-Şubat 2019.
7. ScienceDirect. Chatfield, S. N.. Fairweather, N.. Charles, I.. Pickard, D.. Levine, M.. Hone, D.. Posada, M.. Strugnell, R. A.. Dougan, G.. “Construction of a genetically defined Salmonella typhi Ty2 aroA, aroC mutant for the engineering of a candidate oral typhoid-tetanus vaccine” Vaccine. (10):1, 53-60. 1992.
8. ScienceDirect. Sánchez-Morenoa, Paula. Olbrich, Peter. Falcón-Neyra, Lola. Manuel Lucena, Jose. Aznar, Javier. Neth, Olaf. “Typhoid fever causing haemophagocytic lymphohistiocytosis in a non-endemic country – first case report and review of the current literature – Fiebre tifoidea como causa de linfohistiocitosis hemofagocítica en un país no endémico: primer caso reportado y revisión de la literatura” Enfermedades Infecciosas Y Microbiologia Clinica. (37):2, 112-116. Şubat 2019.
9. SlidePlayer. Buyurgan, Vedat. https://slideplayer.biz.tr/slide/2426686/

Görsel Kaynakçası

1. Festa/Shutterstock
2. decade3d – anatomy online/Shutterstock, ID: 208188289
3. Depositphotos. https://tr.depositphotos.com/stock-photos/tifo.html?offset=120&filter=all
4. Novikov Aleksey/Shutterstock, ID: 1688120329