Page 1

Infectieziekten in Leiden: een geschiedenis Van Jaap Mulder tot Jaap van Dissel Ralph van Furth emeritus hoogleraar Infectieziekten

Palet van infectieziekten: een blik op morgen Jaap T. van Dissel hoogleraar Infectieziekten

April 2009


Inleiding In april 2009 werd door de Leidse Alumnivereniging Geneeskunde (LAG) de traditionele jaarlijkse voorjaarsbijeenkomst georganiseerd. Een emeritus hoogleraar houdt een lezing, vaak een historisch overzicht over de ontwikkelingen in zijn vakgebied en de belangrijkste personen die hiertoe bijgedragen hebben. Vanzelfsprekend is deze voordracht toegespitst op de Leidse situatie. Daarna volgt een spreker die de nieuwste ontwikkelingen in hetzelfde vakgebied toelicht. Dit concept van ‘something old and something new’ is altijd enthousiast ontvangen en heeft ertoe geleid dat de aanwezigheid van LAG-leden bij de lezing sterk is toegenomen de afgelopen jaren. Één van de bedenkers van dit concept en sedert vele jaren een zeer actief bestuurslid van de LAG is Ralph van Furth, emeritus hoogleraar infectieziekten. Hij heeft op 22 april 2009 gesproken over ‘Infectieziekten in Leiden: een geschiedenis. Van Jaap Mulder tot Jaap van Dissel’. Daarna sprak Jaap van Dissel, hoogleraar infectieziekten in het LUMC over ‘Palet van infectieziekten: een blik op morgen’. Deze beide zeer interessante lezingen werden bezocht door meer dan honderd LAG-leden en leiden tot alweer de zevende LAG publicatie. Wij zijn overtuigd dat u met veel interesse deze publicatie zult lezen.

Namens het LAG-bestuur Rob Bieger Bestuurslid/secretaris LAG

1


2


Infectieziekten in Leiden: een geschiedenis Van Jaap Mulder tot Jaap van Dissel

Inleiding Een infectie is een reactie op de vermenigvuldiging van microorganismen in het lichaam. Het is een ontsteking die erop is gericht micro-organismen op te ruimen. Microbiologen, internisten en kinderartsen zijn gespecialiseerd in de diagnostiek en behandeling van patiënten met infecties. Microbiologen houden zich bezig met laboratoriumdiagnostiek en internisten en kinderartsen zijn specialisten in de klinische diagnostiek en behandeling van patiënten. Deze beknopte geschiedenis geeft een overzicht van de hoogleraren die na de tweede wereldoorlog betrokken waren bij het onderwijs, onderzoek en de behandeling van infectieziekten binnen de Leidse kliniek interne geneeskunde.

Microbiologie in Leiden Hoe begon het onderzoek naar en onderwijs over infecties in Leiden? De eerste hoogleraar van wie wordt vermeld dat hij onderwijs gaf in de bacteriologie was T.M. Mac Gillavry (1835-1921). Zijn leeropdracht was echter Ziektekundige Ontleedkunde, Algemene Ziektekunde en Gezondheidsleer. R. van Calcar (1872-1957) was de eerste hoogleraar met de leeropdracht Bacteriologie. Hij werd benoemd in 1905 en ontslagen in 1935, toen zijn leerstoel om onduidelijke redenen werd opgeheven. De leeropdracht bacteriologie werd toen opgedragen aan P.C. Flu (1881-1945), sinds 1921 hoogleraar Bacteriologie en Tropische Hygiëne. J.D. Verlinde werd in 1947 hoogleraar Medische Microbiologie (virologie), tot 1976, en zijn opvolger J. Versteeg kreeg dezelfde leeropdracht van 1978 tot 1990. W.M.J. Spaan werd in 1990 hoogleraar

3


Medische Microbiologie, (fundamentele virologie). R.P. Mouton was hoogleraar Medische Microbiologie (bacteriologie) van 1977 tot 1990 en C.P.A. van Boven was in Leiden hoogleraar Medische Microbiologie (bacteriologie) van 1991 tot 1997. De hoogleraren Parasitologie waren P.H. van Thiel (1947-1965), C.F.A. Bruijning (1965-1982) en A.M. Deelder sinds 1985. In dit overzicht wordt het onderzoek en onderwijs door bovengenoemde hoogleraren niet behandeld, omdat de nadruk ligt op de klinische aspecten van infectieziekten.

De periode W.A. Kuenen Na de benoeming van W.A. Kuenen (1873-1951) in 1924 als hoogleraar Inwendige Geneeskunde in Leiden, ontstond de interesse voor de kliniek van infectieziekten. Kuenen had in Leiden gestudeerd en deed zijn artsexamen in 1897. Hij werd assistent pathologie en later assistent op de interne kliniek bij prof. W. Nolen. Van 1902 tot 1914 werkte hij bij de Senembah Mij. (Oost Sumatra). Toen hij terugkwam, werd hij in Amsterdam benoemd tot buitengewoon hoogleraar Inwendige Geneeskunde en Tropische Geneeskunde. In 1924 maakte hij de overstap naar Leiden om hoogleraar Inwendige Geneeskunde te worden. J. Goslings, later hoogleraar Reumatologie, A.J.Ch. Haex, later hoogleraar Gastro-enterologie en A. Querido, die hierna nog wordt besproken, zijn assistent bij Kuenen geweest. Gedurende de Tweede Wereldoorlog raakte de interne kliniek wat betreft staf en in materiĂŤle zin in slechte conditie. Hoewel Kuenen in de oorlog door de bezetter werd onstlagen en in 1943 met emeritaat ging, was hij nog regelmatig in de kliniek aanwezig. Gezien zijn interesse in infectieziekten, was het niet verwonderlijk dat als opvolger naar een internist met dezelfde belangstelling werd gezocht. Die werd gevonden in J. Mulder.

4


De periode J. Mulder J. (Jaap) Mulder (1901-1965) studeerde van 1919 tot 1926 in Leiden. Na zijn artsexamen werkte hij bij de mijnbouwmaatschappij Simau (Benkoelen, Sumatra) om zijn studielening te kunnen aflossen. In die periode ontstond zijn interesse voor infecties, vooral luchtweginfecties, die daar veel voorkomen. Na zijn terugkomst in 1932 werd hij in Groningen assistent in opleiding bij L. Polak Daniëls (1872-1940). Polak Daniëls had in Leiden gestudeerd (artsexamen 1900), werd daar assistent pathologie en werkte vanaf 1903 in het Gemeenteziekenhuis van Den Haag. In 1914 kreeg hij een eredoctoraat Geneeskunde in Groningen en in 1918 werd hij daar benoemd tot hoogleraar Geneeskunde en Farmacologie. Tijdens zijn opleiding deed Mulder onderzoek naar de bacteriële verwekkers van chronische etterige luchtweginfecties. Hij promoveerde in 1937 cum laude op het proefschrift ‘Haemophilius Influenzae (Pfeiffer) als ubiquitaire verwekker van chronische etterige bronchitis’. Mulder hield zich ook bezig met pneumokokken als oorzaak van luchtweginfecties. Hij introduceerde een techniek voor het wassen van sputum (de methode Koch-Kitasato), die hij in Duitsland had geleerd. In Nederland werd deze bekend als de methode Mulder, maar hij heeft dit nooit gepubliceerd. Van F. Neufeld (Berlijn) kreeg hij sera voor de typering van pneumokokken. Hij ontdekte hiermee dat pneumonieën en etterige bronchitiden door verschillende serotypen worden veroorzaakt. Tijdens de Tweede Wereldoorlog nam de staf van de interne kliniek in Groningen ontslag toen G.A. Kreuzwendedich von dem Borne in 1941 werd benoemd als opvolger van Polak Daniëls. Mulder vestigde zich als zelfstandig internist in Groningen, onder andere samen met A.J.Ch. Haex. Na de oorlog werd Mulder waarnemend hoofd van de interne kliniek in Groningen.

5


Leiden In 1946 werd Mulder benoemd tot hoogleraar Inwendige Geneeskunde en op 14 mei 1946 hield hij zijn inaugurele rede ‘Ontwikkeling en structuur der huidige inwendige geneeskunde’. Wat trof Mulder in Leiden aan? Aan het eind van de Tweede Wereldoorlog bestond het Academisch Ziekenhuis in Leiden eigenlijk niet meer: er was een kleine staf en nauwelijks apparatuur voor diagnostiek. Omdat Mulder zich realiseerde dat Nederland wat betreft de ontwikkeling van de geneeskunde achterliep, maakte hij in 1947 een studiereis naar de Verenigde Staten. Een verslag hiervan werd gepubliceerd onder de titel ‘Brieven uit den Vreemde’ (1). Tijdens zijn bezoek raakte hij ervan overtuigd dat de algemeen internist niet meer in staat is de hele interne geneeskunde te overzien. Hij constateerde dat het specialisme interne geneeskunde in Amerika was opgedeeld in een aantal subspecialismen. Terug in Leiden organiseerde hij de kliniek naar Amerikaans voorbeeld. Mulder was de eerste die de deelspecialisatie van de interne geneeskunde in Nederland invoerde. De deelspecialistische afdelingen kregen een zeer grote mate van zelfstandigheid, namelijk een eigen staf, een eigen beddenafdeling en een eigen polikliniek. Leiden had al snel acht afdelingen waaronder cardiologie, reumatologie, longziekten, hematologie en gastro-enterologie. In 1951 werd de afdeling microbiële ziekten opgericht. Het bacteriologisch laboratorium ressorteerde al onder het specialisme interne geneeskunde toen Mulder naar Leiden kwam. J. Mulder

6


Mulder in de collegezaal

Onderwijs Allereerst heeft Mulder zich ingezet om het onderwijs te organiseren. In de collegezaal liet hij een spreuk van John Benjamin Murphy (1857-1916) aanbrengen: The patient is the centre of the medical universe around which all our work revolves and towards which all our efforts tend. Mulder volgde dit principe in zijn klinische zorg, onderwijs en onderzoek. Zijn klinische colleges waren karakteristiek wat betreft woordkeus, intonatie en gebaren. Hij toonde zich een leermeester in de klassieke zin. Mulder had een enorme voorbeeldfunctie, vooral in het omgaan met patiënten. Na het lichamelijk onderzoek liet hij nooit na om met een speciaal gebaar de lakens en dekens om de patiënt terug te leggen. Er werd ook veel geïnvesteerd in het onderwijs aan de assistenten. Dagelijks waren er om 11.30 uur demonstraties voor coassistenten onder leiding van een (junior) internist en er waren talloze patiëntenbesprekingen onder auspiciën van de verschillende deelspecialisten. Op vrijdagmiddag om 16.30 uur precies begon de klinische conferentie waarbij twee patiënten werden besproken. De nadruk lag op de

7


klinische diagnostiek, nieuwe laboratorium- en rĂśntgenologische benaderingen en nieuwe therapeutische mogelijkheden. Alle stafleden en coassistenten waren verplicht aanwezig te zijn en verschillende specialisten moesten commentaar geven. Mulder bereidde zich altijd goed voor zodat de discussies, die hierna volgden, uitstekend werden geleid. Mulder organiseerde voor het eerst in Nederland het gestructureerde nascholingsonderwijs voor medisch specialisten en huisartsen. Hiervoor werd de Boerhaave Commissie opgericht, waarvan Mulder tot zijn overlijden voorzitter was. In 1951 werd de eerste Boerhaavecursus over influenza gehouden. Infectieziekten kwamen hierna ruim aan bod in cursussen over acute bronchitis, andere virale luchtweginfecties, antibiotica, et cetera. Wetenschappelijk onderzoek In Leiden zette Mulder het onderzoek naar Haemophilus influenzae, ‘het Leidse huisdier’, als oorzaak van acute bronchitis voort. Tevens hield hij zich bezig met sputumbacteriologie en het typeren van pneumokokken. De diagnostiek, pathogenese, therapie en epidemiologie van influenza hadden zijn belangstelling al sinds 1939, toen hij betrokken was bij de griepepidemie in het garnizoen te Groningen(2). Samen met de viroloog N. Masurel (1926-2002) en J.F.Ph. Hers (1917-2006) heeft Mulder de techniek van influenza-virusisolatie, serotypering en histologisch onderzoek opgezet. Hiervoor gebruikte hij fretten, die in een stal op de zolder van de kliniek werden gehouden. Masurel deed voornamelijk viruskweken, terwijl Hers zich bezighield met het identificeren van het virus in sputum en weefselcoupes met immuunfluorescentie technieken. In 1957 vonden Mulder, Masurel en Hers als eersten dat gezonde ouderen, in tegenstelling tot jongeren, al antistoffen bezitten tegen het influenza A-virus (H2N2 ), dat toen de Aziatische griep veroorzaakte.

8


In 1958 bewezen zij dat deze griepepidemie werd veroorzaakt door hetzelfde virus als de pandemie van 1889/1890. Ook ontdekten zij dat het virus dat de pandemie in 1900 veroorzaakte hetzelfde hemaglutinine (H3) bevatte als het influenza A-virus tijdens de epidemie in 1968 (H3N2). Mulder veronderstelde dat een pandemie alleen kan ontstaan wanneer het virus een zodanige verandering (‘shift’) heeft ondergaan dat er in de bevolking geen antistoffen meer tegen voorkomen; kleine veranderingen in de antigene samenstelling van het virus (‘drift’) leiden tot kleinere epidemieën, omdat een deel van de populatie antistoffen tegen deze nieuwe stam bezit. Het WHO richtte in Leiden het Nederlandse Influenzacentrum op, een waarneemstation om het influenzavirus nauwkeurig te volgen en om tijdig de juiste vaccins te laten ontwikkelen. Mulder begeleidde acht proefschriften op het gebied van infectieziekten. Zijn onderzoek is internationaal erkend en te zijner ere organiseerde de CIBA Foundation in Londen in 1959 het symposium Virulence and Pathogenicity.

De periode A. Querido A. (Dries) Querido (1912-2001) studeerde en promoveerde in Amsterdam. In 1943, toen hij in Westerbork was geïnterneerd, mocht hij nog een keer als adviseur naar Gist en Spiritus Fabrieken – het latere Gist Brocades – in Delft. Bij toeval ontmoette hij op het station in Amsterdam S. van Creveld (1894-1971), die hem vertelde dat een recente aflevering van het Schweizerische Medizinische Wochenschrift geheel aan penicilline was gewijd. Hierin stond onder andere dat de geallieerden voor de behandeling van oorlogsverwondingen bezig waren penicilline te isoleren uit kweken van de schimmel penicillium notatum. Hij bracht de onderzoekers in Delft direct op de hoogte van dit nieuws. Gist en Spiritus Fabrieken was uitermate geschikt om penicilline te maken, gezien hun jarenlange ervaring met het kweken van gisten voor het bakken van brood. Onder de codenaam Bacinol is

9


A. Querido

in het geheim, onder de ogen van de Duitse leiding van de fabriek, de productie van penicilline voorbereid. Na de bevrijding kon de productie direct beginnen. Tot het begin van de 21ste eeuw was Gist Brocades de grootste producent van penicilline in de wereld. Hoe heeft Leiden hiervan geprofiteerd? Met de aanstelling van Querido als tweede hoogleraar Inwendige Geneeskunde in 1947, werd een hechte band met Gist Brocades gesmeed. In 1946 richtten Querido en Mulder, samen met ervaren onderzoekers uit Delft zoals A.J. Kluyver en later ook met W.R.O. Goslings, de Medical Brain Trust op, die maandelijks in Delft vergaderde over de ontwikkeling van antimicrobiĂŤle geneesmiddelen. Verder bekostigde Gist Brocades het antibioticumlaboratorium van de interne kliniek en steunde daarmee het klinisch antibioticumonderzoek.

10


De periode W.R.O. Goslings W. (Wim) R.O. Goslings (1907-1985) werd in Nederlands Oost-Indië geboren en studeerde medicijnen in Amsterdam. Hij was assistent op de afdeling Tropische Pathologie en Bacteriologie van het Instituut voor Tropische Geneeskunde te Amsterdam (1931-1933) en promoveerde op het proefschrift ‘Onderzoekingen over de bacteriologie en de epidemiologie van het Scleroma Respiratorium’. Van eind 1935 tot mei 1946 was hij chef-geneesheer van het Catharina-Hospitaal van de Hollandsch-Amerikaansche Plantage Mij. (Kisaran, Sumatra). Na zijn terugkeer in Nederland werd hij (hoofd)assistent op de afdeling Inwendige Geneeskunde van het AZL. In 1948 werd hij ingeschreven in het specialistenregister. Goslings ging nogmaals twee jaar naar Kisaran, maar keerde in 1951 definitief terug naar Leiden, waar hij hoofd van de afdeling Microbiële Ziekten werd. In 1956 werd hij benoemd tot lector Infectieziekten en Antimicrobiële Therapie; zijn openbare les was getiteld ‘Enkele beschouwingen over verleden, heden en toekomst der infectieziekten’. In 1961 werd het lectoraat omgezet in een professoraat dat hij inluidde met de oratie: ‘De kleine plagen van alle dag’. Vanzelfsprekend werd Goslings hoofd van het antibioticumlaboratorium en na het overlijden van Mulder (1965) ook van het bacteriologielaboratorium. Nico Masurel werkte onder zijn leiding tot zijn vertrek naar de Medische Faculteit in Rotterdam. Goslings was een uitstekend clinicus met een brede kennis van de interne geneeskunde. Hij stimuleerde vooral klinisch onderzoek op het gebied van infectieziekten en het antibioticaonderzoek en begeleidde zeven proefschriften. Samen met Hans Valkenburg (1925-2005) deed Goslings epidemiologisch onderzoek naar het vóórkomen van streptokokkeninfecties en urineweginfecties in de bevolking. In Nederland kreeg Goslings vooral bekendheid door het boek ‘Antimicrobiële Therapie’ (3), dat hij samen met N. Lubsen (19141985) redigeerde. Dit standaardwerk, geschreven door 28 specialisten,

11


werd de leidraad voor de behandeling van infecties met antibiotica. Hiermee werd de afdeling Microbiële Ziekten grondlegger voor de ontwikkeling van de klinische infectieziekten in Nederland. In 1970 nam Goslings samen met R.P. Mouton en mij het initiatief tot het oprichten van de Infectieziekten Club, waarvan zowel Nederlandse als Vlaamse artsen W.R.O. Goslings lid werden en het bestuur vormden. In 1975 besloot het bestuur de Vereniging voor Infectieziekten (VIZ) op te richten. In 1982 stelde de VIZ de W.R.O Goslingsprijs in om hem te eren voor zijn baanbrekende werk op het gebied van de infectieziekten. Goslings werd in 1971 secretaris van de Senaat en in 1972 rector magnificus van de Rijksuniversiteit te Leiden. In 1974 hield hij zijn afscheidscollege ‘Quo vadis?’. In 1974 ontving hij een eredoctoraat van de universiteit van Edinburgh ter gelegenheid van het 250-jarig bestaan van de medische faculteit.

De periode R. van Furth In 1929 werd ik in Den Haag geboren. Mijn vader was huisarts en toen hij in 1943 overleed, stond het voor mij vast dat ik zijn werk moest afmaken. Na de middelbare school, die twee jaar werd onderbroken omdat ik moest onderduiken, deed ik in 1947 eindexamen op het Maerlant Lyceum in Den Haag. Ik ging in Leiden geneeskunde studeren en behaalde mijn artsexamen in 1955. In 1957 begon ik mijn opleiding bij dr. F. (Frits) Klein (1908-1974) in het Elisabeth of Groote

12


Gasthuis in Haarlem. Klein was ook opgeleid bij Polak Daniëls en werd in 1951 opleider in Haarlem. Hij was een uitmuntend internist en leermeester. Naast zijn uitgebreide kennis van de geneeskunde apprecieerde ik zijn voorbeeldfunctie als arts. Klein wekte mijn interesse voor infectieziekten toen hij mij vroeg de ziektegeschiedenis van patiënten die waren opgenomen met een salmonella-infectie te bewerken. Dit werd mijn eerste publicatie (4). Daarna adviseerde Klein mij om mijn opleiding in Leiden af te maken. Begin 1961 werd ik assistent op de afdeling Interne Geneeskunde van Mulder. Door een patiënte met een ernstig koude agglutinatiesyndroom raakte ik geïnteresseerd in de hematologie en immunologie en in 1962 verhuisde ik naar de subafdeling hematologie en bloedbank van Jon J. van Rood (1926). In die tijd solliciteerde je niet naar een promotieplaats, je werd ervoor gevraagd. Op een middag werd ik in de gang bij de bloedbank aangesproken door een mij onbekende arts, dr. W. (Willy) Hijmans (1921), reumatoloog. Hij vroeg of ik een nieuwe kweektechniek wilde leren om de vorming van immunoglobulinen door weefsels te bepalen. Deze methode, het kweken van dierlijke weefsels in aanwezigheid van radioactieve aminozuren, was recent gepubliceerd door dr. G.J. (Jeannette) Thorbecke (NYU, New York). Ik zou op dit onderzoek kunnen promoveren, zei Hijmans. Natuurlijk was deze vraag voorgekookt met Jon van Rood, die als postdoc naar New York ging. Ik verhuisde weer, nu naar het reumalaboratorium. Jeannette Thorbecke kwam een week over om mij de techniek te leren. Ik gebruikte (normale) menselijke weefsels, die ik van de chirurgie of elders kreeg, of leukocytensuspensies. Samen met Riek Schuit en Willy Hijmans ontwikkelden wij een immuunfluorescentiemethode om de immunoglobuline-producerende cellen te identificeren. De belangrijkste resultaten van dit onderzoek waren dat de milt van de menselijke foetus na twintig weken zwangerschap immunoglobulinen vormt en

13


dat bloedlymfocyten immunoglobulinen kunnen produceren. In 1964 promoveerde ik cum laude op het proefschrift The formation of immunoglobulins by human tissues in vitro. Ik was ik de laatste promovendus van Mulder. Toen ik nog op het reumalaboratorium werkte, vroeg dr. L. (Lodewijk) Kuenen (1919-2003), chef de clinique Interne Geneeskunde en zoon van professor W.A. Kuenen, of ik chef de clinique op de afdeling Microbiële Ziekten zou willen worden. In de voorbereidende gesprekken met W.R.O. Goslings stelde hij voor dat ik mij zou bezighouden met het immunologisch onderzoek van de afweer tegen infecties en dat ik hiervoor na mijn promotie een jaar naar Amerika zou kunnen gaan. Het was toen zeer gebruikelijk hiervoor als postdoc een ZWO-beurs te krijgen. Maar eerst moest ik bijgeschoold worden in de leer van de antibiotica; hiervoor werd ik twee weken naar een MRC-cursus in Londen gestuurd. Van 1965 tot 1967 werkte ik als guest investigator bij Jim Hirsch en Zanvil Cohn op het laboratorium Cellulair Immunology van de Rockefeller University (NewYork). De onderzoekers daar hielden zich bezig met onderzoek naar fagocyterende leukocyten, granulocyten en macrofagen. Ik formuleerde toen de vraag waar de macrofagen vandaan komen. Die vraag was het startpunt van het onderzoek naar de kinetiek van macrofagen, monocyten en hun voorlopers (5). In Leiden werd dit onderzoek voortgezet. Na mijn benoeming in 1972 tot lector Inwendige Geneeskunde met een speciale opdracht voor Microbiële Ziekten, volgde ik Goslings in 1975 op als hoogleraar. De leeropdracht en de naam van de afdeling werden toen veranderd in Infectieziekten. In 1976 hield ik mijn oratie getiteld ‘Afweer door opname‘. In 1994 ging ik met emeritaat en mijn afscheidscollege ‘Gezondheidswinst door vaccinatie’ hield ik in 1996. J. (Jaap) T. van Dissel (1957) werd in 1999 benoemd tot mijn opvolger.

14


Patiëntenzorg De afdeling beschikte aanvankelijk over twintig klinische bedden, maar later werd dit aantal verminderd. De polikliniek werd dagelijks bemand door verschillende internisten van de staf infectieziekten. In 1968 heef de afdeling Infectieziekten van het toenmalige AZL als eerste in Nederland een infectiecommissie ingesteld, een ziekenhuishygiënist (M.H. Rebel, 1919-2009) aangesteld en meer dan 20 jaar lang leiding gegeven aan de commissie. Onderwijs Het studentenonderwijs kreeg vorm in de blokcursus Infectieziekten van twee weken. Ook de klinische microbiologie, andere klinische specialisten en huisartsen namen hieraan deel. ‘s Ochtends werden colleges gegeven, maar ’s middags waren er patiëntendemonstraties met interactieve student-docentbesprekingen, waaraan verschillende specialisten deelnamen. De opleiding voor de aantekening Infectieziekten werd als volgt gestructureerd: internisten (in opleiding), verrichten gedurende anderhalf jaar klinische consulten en een poliklinisch spreekuur onder intensieve supervisie van een staflid. Verder lopen zij een stage op het bacteriologisch laboratorium en nemen zij kennis van de principes van de preventie van ziekenhuisinfecties. Tevens zijn zij verplicht enkele opleidingscursussen, onder meer georganiseerd door de VIZ, te volgen. Wetenschappelijk onderzoek Dertig jaar wetenschappelijk onderzoek leent zich niet voor een gedetailleerde bespreking, dus werd een keuze gemaakt. Verschillende hoofdlijnen zullen worden besproken en op enkele details zal uitgebreider worden ingegaan. In totaal zijn in die periode meer dan 540 artikelen in internationale tijdschriften gepubliceerd en 58 onderzoekers gepromoveerd.

15


Mononuclear Phagocyte System [MPS]. De huidige opvatting over de oorsprong van macrofagen en dendritische cellen.

Op gebied van cellulaire afweer werd onderzoek verricht naar de oorsprong en kinetiek van monocyten en macrofagen onder normale omstandigheden en tijdens steriele ontsteking of een infectie. Als eerste karakteriseerden wij de voorlopers van monocyten, de promonocyten en de monoblasten. Dit heeft in 1972 geleid tot de formulering van het Mononucleair Phagocyten Systeem (MPS), ter vervanging van het Reticulo-Endotheliale Systeem (RES) (6). Deze WHO publicatie werd internationaal goed ontvangen en de voorgestelde nomenclatuur werd in veel publicaties en tekstboeken overgenomen. Onderzoek betreffende de interacties tussen monocyten

16


en endotheelcellen leerde ons hoe monocyten migreren naar (ontstoken) weefsels. Tijdens een ontsteking neemt de vorming van monocyten in het beenmerg toe, wat resulteert in een monocytosis in de circulatie en vervolgens een toegenomen migratie naar de plaats van ontsteking. In een proefdiermodel bleek dat een eiwitfactor in de circulatie dit proces reguleert, de factor increasing monocytopoiesis (FIM) (7, 8). Nader inzicht in de kinetiek en functies van monocyten en macrofagen tijdens ontstekingsprocessen werd verkregen door proefdieren te behandelen met ontstekingmodulerende farmaca (glucocorticosteroiden en Imuran) (9-11). Toen het mogelijk werd om pro-inflammatoire en de-activerende cytokinen te bepalen en toen de antilichamen hiervoor beschikbaar kwamen, kon met in vitro onderzoek en onderzoek in diermodellen het inzicht in de kinetiek en functies van deze fagocyterende cellen verder worden verdiept. Van Dissel onderzocht in het laboratorium als eerste of genetisch bepaalde verschillen in de gevoeligheid voor infecties tussen muizenstammen te maken hebben met verschillen in functies van fagocyterende cellen (12). Wij onderhielden steeds intensieve contacten met de Rockefellergroep en tot 1968 was ik daar jaarlijks een maand of langer visiting professor. In 1969 vonden wij het opportuun om samen met de Rockefellergroep in Leiden het eerste internationale Symposium over Mononucleaire Fagocyten te organiseren. Uiteindelijk werden het vijf Leidse symposia; de laatste in 1991. De bijdragen en discussies werden door ons gepubliceerd onder de gemeenschappelijke titel Mononuclear Phagocytes (13-17).

17


P.C.J. Leijh legde de basis voor het kwantitatieve functieonderzoek van fagocyten. Deze methoden voor het meten van de fagocytose en het doden van micro-organismen door granulocyten en monocyten, zoals beschreven in zijn proefschrift (18), werd jarenlang gebruikt voor onderzoek bij patiënten met recidiverende infecties. De resultaten van het onderzoek leidden aanvankelijk alleen tot de diagnose van aangeboren of verworven afwijkingen, maar tot weinig nieuwe inzichten in de pathogenese van infecties. In de jaren negentig veranderde dit, zoals Jaap van Dissel beschrijft in deze LAG-publicatie. Het antibioticaonderzoek van Goslings werd voortgezet onder leiding van H. Mattie (1933-2005). Om de (klinische) effectiviteit van de behandeling met antibiotica te meten, werden infectiemodellen in proefdieren opgezet. Daarnaast begeleidden wij klinische antibioticatrials bij patiënten. J. Thompson (1935-2000) zette een endocarditis diermodel op. Dit was van groot belang omdat bij patiënten met een dergelijke infectie geen therapietrials kunnen worden verricht. De resultaten van dit onderzoek hebben het inzicht in de behandeling van endocarditis verruimd. Baanbrekend onderzoek werd door P.L. Meenhorst (1943-2008) verricht betreffende de Legionairsziekte, toen deze infectie in Nederland nog niet bekend was (19). Ook het vaccinatieproject bij Hiv-geïnfecteerde patiënten met verminderde cellulaire afweer leidde tot opmerkelijke resultaten, die eerder alleen in proefdieren konden worden verkregen (20).

18


Samenvatting In deze bijdrage is beschreven hoe de belangstelling voor infectieziekten zich in Leiden ontwikkelt tot een volwaardig, erkend, klinisch deelspecialisme binnen de interne geneeskunde. Samen met de klinische microbiologie en de dienst hygiĂŤne en infectiepreventie, hier beiden niet behandeld, vormt deze discipline de hoeksteen voor de diagnostiek, behandeling en preventie van infecties.

Deze voordracht is gehouden op woensdag 22 april 2009, door prof. dr. Ralph van Furth, emeritus

19


Referenties 1

Mulder J, Ned.Tijdschr.Geneeskd. 1947; 91:2469-2471, 2547-2550, 2767-2770 en 3238-3241

2

Mulder J. The influenza epidemic of February-March 1939 in the garrison at Groningen. Acta Med Scand 1940; 104: 481-97

3

Goslings WRO, Lubsen N, AntimicrobiĂŤle Therapie. Agon Elsevier. Amsterdam/Brussel. 633 blz. 1966

4

van Furth R, Klein F. Salmonellosen. Enige klinische aspecten. Ned. Tijdschr.Geneeskd. 1961; 105:1426-1431

5

van Furth R, Cohn ZA. The origin and kinetics of mononuclear phagocytes. J.Exp.Med. 1968, 128:415-435.

6

van Furth R, Cohn ZA, Hirsch JG, Humphrey JH, Spector WG, Langevoort HL. The mononuclear phagocyte system. A new classification of macrophages, monocytes, and their precursor cells. Bull.WHO 1972, 46:845-852.

7

van Waarde D, Hulsing-Hesselink E, Sandkuyl LA, van Furth R. Humoral regulation of monocytopoiesis during the early phase of an inflammatory reaction caused by particulate substances. Blood, 1977, 50:141-154

8

Sluiter W, Hulsing-Hesselink E, Elzenga-Claasen I, van HemsbergenOomens LWM, van der Voort van der Kley-van Andel A, van Furth R. Macrophages as origin of factor increasing monocytopoiesis. J.Exp.Med. 1987, 166:909-922

9

Thompson J, De invloed van glucocorticosteroiden op kinetica en funktie van mononucleaire fagocyten. Proefschrift 1971

10 van Furth R, Gassmann AE, Diesselhoff-den Dulk MMC. The effect of azathioprine (ImuranR) on the cell cycle of promonocytes and the production of monocytes in the bone marrow. J.Exp.Med. 1975, 141:531-546

20


11 Gassmann AE, van Furth R. The effect of azathioprine (ImuranR) on the kinetics of monocytes and macrophages during the normal steady state and an acute inflammatory reaction. Blood 1975, 46:51-64 12 van Dissel J.T. Divergent bactericidal activity of resident and activated macrophages for Salmonella typhimurium and Listeria monocytogenes. Proefschrift 1987 13 van Furth R. Mononuclear phagocytes. Blackwell Scientific Publications. Oxford, Edinburgh. 1970 14 van Furth R. Mononuclear phagocytes in immunity, infection and pathology. Blackwell Scientific Publications. Oxford, London, Edinburgh, Melbourne. 1975 15 van Furth R. Mononuclear phagocytes. Functional aspects. Martinus Nijhoff Publishers. The Hague, Boston, London. 1980 16 van Furth R. Mononuclear phagocytes. Characteristics, physiology, and function. Martinus Nijhoff Publishers. Boston, Dordrecht, Lancaster. 1985 17 van Furth R. Mononuclear Phagocytes. Biology of monocytes and macrophages. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Boston, London. 1992 18 Leijh PCJ, Phagocytosis and intracellular killing of micro-organisms by human granulocytes and monocytes. Proefschrift 1982 19 Meenhorst PL, Legionnaires’ disease. Some clinical, diagnostic, and epidemiological aspects. Proefschrift 1984 20 Kroon, FP, Immune response to vaccinations in HIV-infected individuals. Proefschrift 1999

21


22


Palet van infectieziekten: een blik op morgen Inleiding Infectieziekten staan volop in de belangstelling. Ten eerste bij het publiek, dat zich in de media geconfronteerd ziet met een hype rond nieuwe infectieziekten zoals Mexicaanse griep, Marburg en Q-koorts en de onzekere consequenties daarvan voor de gezondheid. Ten tweede bij beleidsmakers en politici, die de noodzaak tot voorbereidingen tegen en bestrijding van zulke infectieziekten moeten beoordelen. En niet in de laatste plaats bij artsen, die in het vakgebied moeten bijblijven om vragen van hun patiënten te beantwoorden, de ziekten te herkennen en prompt te behandelen. Nog niet zo lang geleden was de opvatting dat ‘het boek van infectieziekten’ gesloten kon worden, nu hygiëne, schoon water en afvalverwerking, vaccinaties en antibiotica het probleem van infectieziekten naar de achtergrond gedrongen hadden. Nu is duidelijk dat een continue inspanning vereist is om de bekende infectieziekten te bestrijden. Daarnaast worden steeds nieuwe infectieziekten geïdentificeerd, of het nu nieuwe verwekkers en hun ziektebeelden betreft, of bekende verwekkers die een nieuwe niche innemen, een toegenomen virulentie aan de dag leggen of een zorgwekkende antimicrobiële resistentie vertonen. De afdeling Infectieziekten van het LUMC richt zich noodzakelijkerwijs op veel aspecten van infectieziekten, zoals hierboven genoemd. Maar tijdens de LAG-lezing en in deze publicatie staat één specifieke microbiële verwekker van infectieziekten centraal: de salmonellabacterie, een van de favorieten van de afdeling. De nadruk ligt op haar innige wisselwerking met de gastheer, van het niveau van de enkele lichaamscel tot in de complexe samenleving.

23


Een opmerkelijke patiënt? Een kleine twintig jaar terug werden we geconfronteerd met een 22-jarige vrouw die zich presenteerde met gegeneraliseerde M. avium infectie met mediastinale lymfadenopathie. Op de leeftijd van drie jaar had ze een Salmonella paratyphi A sepsis gehad gecompliceerd door intra-abdominale abcessen. Al snel meldde zich een tweede geval, een negentienjarige vrouw met recidiverende M. avium infectie op de leeftijd van vier, dertien en zeventien jaar, en Salmonella paratyphi B sepsis op vier, zeven en veertienjarige leeftijd. Ten slotte werd een driejarig Turks jongetje met ernstige BCG-itis na vaccinatie met de tuberculose vaccinstam en een bijna fatale Salmonella typhimurium sepsis op tweejarige leeftijd, aangemeld voor analyse. Drie opmerkelijke ziektegeschiedenissen, waarbij de patiënten selectief verhoogd gevoelig waren voor infectie met Salmonellae en weinig virulente niet-tuberculeuze mycobacteriën. Bij schijnbaar gezonde personen treedt slechts zelden een gegeneraliseerde infectie met deze microorganismen op. Ouders van de patiënten met idiopathische mycobacteriële en salmonella-infecties blijken nogal eens, tot circa dertig procent, consanguïn te zijn en vaak zijn meerdere personen in één familie aangedaan. Waarom wordt de ene persoon ernstig en bij herhaling ziek na blootstelling aan een infectieus agens zoals Salmonella, maar een ander niet? De sleutel tot het antwoord moet gezocht worden in de gastheerfactoren bij afweer tegen deze infectieziekten. Dit is een speerpunt van onderzoek van de afdeling Infectieziekten van het LUMC dat zich in het bijzonder richt op verhoogde gevoeligheid voor infecties door intracellulaire bacteriën, zoals Salmonellae en de zogenoemde atypische, niet-tuberculeuze, laag pathogene mycobacteriën.

24


Afweer tegen intracellulair pathogenen Salmonellae en mycobacteriën zijn intracellulair pathogene microorganismen, wat betekent dat ze in staat zijn uit te groeien in weefselmacrofagen. Voor de ontwikkeling van cellulaire immuniteit tegen deze bacteriële intracellulair pathogenen zijn naast macrofagen, natural killer-cellen (NK-cellen) en T-lymfocyten de type-1 cytokines, signaaleiwitten waarmee deze afweercellen onderling communiceren, van essentieel belang. Macrofagen waarin Salmonellae of mycobacteriën uitgroeien, produceren noodsignalen, waaronder het cytokine interleukine-12 (IL-12). Dit cytokine zet NK-cellen en T-lymfocyten aan tot afgifte van interferon-γ (IFN-γ), het belangrijkste macrofaagactiverende cytokine. Samen met tumor necrosis factor-α (TNF-α) is IFN-γ essentieel bij de activatie van macrofagen tot verhoogde bacteriedodende activiteit en de vorming van weefselgranulomen, twee belangrijke kenmerken van cellulaire immuniteit. In het weefsel worden intracellulaire micro-organismen in granulomen als het ware in een winterslaap gedwongen (‘latency’ of ‘microbial dormancy’), maar de bacteriën en de infectie kunnen reactiveren zodra de afweer steken laat vallen. Dit treedt soms op door ondervoeding of ouderdom, maar is vaak iatrogeen, door glucocorticosteroiden of bijvoorbeeld de toepassing van anti-TNF-α monoklonale antistoffen. Op grond van de kenmerken van cellulaire immuniteit werd aangenomen dat patiënten met bovengenoemde gegeneraliseerde infecties een defect hebben in de afwikkeling van de cellulaire immuniteit, dat wil zeggen de activatieroute van macrofagen door type-1 cytokines als IL-12, of IFN-γ en het TNF-a. Al snel bleek dat de granuloomvorming bij onze patiënten gestoord was. Hoe minder de organisatie van weefselgranulomen, hoe ernstiger het beloop van infecties door intracellulaire micro-organismen. Onderzoek waaraan het LUMC een belangrijke bijdrage geleverd heeft, helderde de moleculaire mechanismen achter dit defect op. Bij patiënten met

25


dergelijke opmerkelijke infecties werden mutaties in verschillende cytokine(-receptor)genen vastgesteld, die elk afzonderlijk verantwoordelijk kunnen zijn voor de verhoogde gevoeligheid voor mycobacteriële en salmonella-infecties. Enkele goed gekarakteriseerde genmutaties betreffen de aanmaak van IL-12 door de macrofaag, de IL-12 receptor (IL-12Rβ1) op de T-lymfocyt en de IFN-γ receptor (IFN-γRI) op de macrofaag. Als het vermogen om type-1 cytokines te produceren of erop te reageren verstoord is, kan de cellulaire immuunreactie niet normaal afwikkelen. Soms worden de gevolgen van een afwezige cytokine-receptor nog gedeeltelijk gecompenseerd door andere cytokines. De mate waarin de genmutaties de IFN-γ-gemedieerde macrofaagactivatie en granuloomvorming verstoren, is bepalend voor het klinisch beloop: de sterk verhoogde gevoeligheid van de patiënten voor juist deze twee intracellulaire micro-organismen, de reactie op therapie en de prognose en kans op de terugkeer van infecties.

Figuur 1

26


Figuur 1 Linkerijde: Botscintigram van een

Het IFN-γ bindt aan de IFN-γ-

patiënte met multifocale

receptor op de celmembraan van

osteomyelitis veroorzaakt door

de macrofaag. Hierna wordt deze

M. avium gedissemineerde infectie,

cel aangezet tot productie van

bij stoornis in macrofaagactivatie.

TNF-alpha (TNF-α), dat via een

Zie ook: Verkooijen T, et al. Bone

autocriene loop dezelfde

Scintigraphy in Mycobacterium

macrofaag activeert tot hogere

Avium Osteomyelitis: A Case

microbicide activiteit en aanzet tot

Report. Clin Nucl Med 2002;

vorming van weefsel-granulomen,

27: 416-41.

waarin de intracellulaire microorganismen, voor zover deze niet

Rechterzijde: Overzicht van type-1

worden gedood, besloten liggen.

cytokine route tot macrofaag-

Bij patiënten met wederkerende

activatie. Intracellulair pathogene

salmonella en mycobacteriële

micro-organismen zoals

infecties zijn defecten vastgesteld

salmonella en mycobacteriën

in IL-12 productie, de IL12-

overleven binnen de macrofaag.

receptor, de hoeveelheid IFN-γ

De macrofaag zendt hierop

beschikbaar voor macrofaag-

noodsignalen uit, in de vorm van

activatie, en de IFN-γ-receptor.

interleukines, de boodschappermoleculen van het afweersysteem.

De inset: toont enkele

Vooral het interleukine(IL-)12

weefsel-granulomen, waarin

speelt een belangrijke rol en bindt

een dynamische en strak

aan haar receptor, de IL-12Rβ1β2,

georganiseerde interactie is tussen

op NK-cellen en T-lymfocyten.

intracellulaire micro-organismen,

Aldus daartoe aangezet wordt door

macrofagen, en T-lymfocyten.

deze cellen het interferon-gamma (IFN-γ) geproduceerd en uitgescheiden.

27


Blind of doof Bij bovengenoemde drie patiënten is de IL-12 receptor (IL-12Rβ1) op de T-lymfocyt afwezig door verschillende mutaties in het betreffende gen. Het gevolg: de T-lymfocyt is als het ware blind voor IL-12, het noodsignaal van de macrofaag. Bij infectie wordt er dus geen IFN-γ geproduceerd. Een ander probleem werd geconstateerd bij zes patiënten met gedissemineerde infecties door niet-tuberculeuze mycobacteriën of BCG-itis. Bij hen is sprake van een zogenoemde dominant negatieve mutatie in het IFN-γRI gen, aangeduid met 818del4. Als gevolg van deze mutatie is er een overmaat aan afwijkende IFN-γRI receptoren op het celoppervlak van de macrofaag: de receptoren zijn niet functioneel maar kunnen circulerend IFN-γ wel binden. Bij gevolg treft het IFN-γ slechts bij uitzondering een werkzame receptor en is de macrofaagactivatie evenzo verstoord. In analogie: er wordt wel aangebeld, maar de cel is doof voor het activatiesignaal van IFN-γ. Van deze groep patiënten had een 36-jarige vrouw een multifocale osteomyelitis door een M. avium infectie. Haar zoontje was op vijfjarige leeftijd behandeld voor een M. avium infectie met uitgebreide lymfadenopathie en fisteling. In een gezin waarvan de vader op kleuterleeftijd een BCG-itis doormaakte, kreeg het vijfjarige dochtertje een M. avium infectie met uitgebreide intraabdominale lymfadenopathie en de zoon op zestienjarige leeftijd een multifocale osteomyelitis veroorzaakt door hetzelfde micro-organisme. In totaal zijn nu bijna 250 patiënten met opmerkelijk verlopende infecties door Salmonellae of mycobacteriën in het LUMC onderzocht. Bij een beperkt aantal, zo’n twintig procent, werd een functionele afwijking in de type-1 cytokineroute tot macrofaagactivatie gevonden en bevestigd met genetisch onderzoek. Er liggen op dit terrein dus nog de nodige uitdagingen. Door recente ontwikkelingen in de moleculaire diagnostiek is er een verschuiving opgetreden van inventariserend klinisch-immunologisch onderzoek naar

28


DNA-diagnostiek. Patiënten met zeldzame opmerkelijke infecties worden op de polikliniek Infectieziekten van het LUMC geanalyseerd, maar blijven per definitie zeldzaam en een onzekere basis voor voortgang in wetenschappelijk onderzoek. Het onderzoek wordt daarom aangevuld met patiëntencohorten van partners in ontwikkelingslanden (Indonesië, Ethiopië, Nepal) waar de verwanten van de laag pathogene, niet-tuberculeuze mycobacteriën en niet-tyfeuze Salmonellae, respectievelijk de M. tuberculosis en S. typhi, nog frequent voorkomen. Alleen lopend onderzoek naar het laatstgenoemd micro-organisme wordt hier besproken.

Samenwerking met Indonesië: buiktyfus S. typhi en S. paratyphi veroorzaken een ernstig ziektebeeld (aangeduid met buiktyfus en paratyfus respectievelijk) met koorts die meerdere weken kan aanhouden en, indien de patiënt niet behandeld wordt, een mortaliteit van circa tien tot vijftien procent. Naast koorts, malaiseklachten en gewichtsverlies, wordt de infectie gekenmerkt door zweren van de dunne darm wat kan leiden tot een darmbloeding of darmperforatie. Bij circa één op de tien patiënten treedt na een schijnbaar herstel een ‘relapse’ op, een tweede koortsepisode. Hierin onderscheiden S. typhi en S. paratyphi zich van de vele andere salmonellabacteriën, die meestal een ‘self-limiting’ gastro-enteritis veroorzaken of hooguit een ernstige ziekte bij patiënten met gestoorde afweer door gebruik van afweeronderdrukkende geneesmiddelen of een achterliggend probleem. S. typhi heeft nog een unieke eigenschap: deze bacterie kan alleen bij de mens een infectie veroorzaken. Een klein deel van de patiënten, rond vier procent, wordt na infectie een chronische drager (‘carrier’). Dit betekent dat ze de S. typhi vele jaren in de ontlasting kunnen uitscheiden en daarmee een bron van besmetting zijn voor andere mensen.

29


Foto 1 Vlotten in de Ciliwung, een rivier

en tanden te poetsen. Het water in

die zich door Jakarta slingert.

de rivier is te vervuild om de

In de Kampung Melaya, binnen het

malariamug tot broedplaats te zijn,

Jatinegara onderzoeksgebied naar

maar speelt wel een belangrijke rol

epidemiologie van buiktyfus, dient

bij de overdracht van faeco-orale

de rivier als publiek toilet, plaats

pathogenen zoals Salmonella

om de kleren te wassen, de

typhi. Enkele weken per jaar is het

voedselresten van bestek en borden

waterniveau twee tot drie meter

te spoelen, en de handen te wassen

hoger en overstroomt de Kampung Melaya.

Al ruim honderd jaar is bekend dat S. typhi en S. paratyphi in de ontlasting van patiĂŤnten en dragers worden uitgescheiden, waardoor transmissie in de bevolking in stand wordt gehouden. Overdracht treedt op zolang patiĂŤnten en dragers persoonlijke hygiĂŤne veronachtzamen of als ontlasting in drinkwater of voedsel terecht komt door een defect waterleidingssysteem. In de ontwikkelde Westerse landen

30


werd de transmissie van mens tot mens doorbroken met de aanleg van de drinkwatervoorziening gescheiden riolering, zorg voor persoonlijke hygiëne en het opsporen van dragers. Buiktyfus en paratyfus werden daarmee importinfectieziekten. In de rest van de wereld treden echter jaarlijks naar schatting ruim 20 miljoen gevallen van buiktyfus en 5 miljoen gevallen van paratyfus op. Ondanks het feit dat de omgevingsfactoren en aspecten van het menselijke gedrag die bijdragen aan de transmissie van beide infectieziekten, bekend zijn – althans in theorie – is in een ontwikkelingsland als Indonesië niet duidelijk welke van die factoren en aspecten de belangrijkste bijdrage levert aan het vóórkomen van de ziekten. Die kennis is echter onontbeerlijk om kosteneffectieve interventies op te stellen en uit te voeren, vooral in landen waar het budget voor gezondheidszorg beperkt is. Om de zwakste schakel in de overdracht van S. typhi en S. paratyphi in kaart te brengen, is in Jakarta een veldonderzoek verricht met subsidie van de KNAW.

Mega city, mega fun, mega mess Jakarta is een fascinerende megacity met ruim 12 miljoen inwoners. Het is een uitdaging om daar een onderzoek vanaf de grond op te bouwen. In een oostelijk district van de stad, Jatinegara, een gebied van bijna 11 km2 met circa 260.000 inwoners, werd een bloed- en faeceskweek afgenomen bij patiënten die zich met drie of meer dagen koorts meldden bij een van de lokale gezondheidscentra (‘puskesmas’). Hierbij bleek dat één op elke tien van deze patiënten een buiktyfus- of paratyfusinfectie had. In het onderzoek werden de karakteristieken van deze patiënten vergeleken met die van de patiënten die door een andere reden koorts hadden en met die van willekeurig gekozen, gezonde bewoners van hetzelfde gebied. Zo werd nagegaan welke factoren in gedrag of omgeving van invloed zijn op de ziekten buiktyfus en paratyfus. Ook immunologische en genetische eigen-

31


schappen van deze groepen werden vergeleken om na te gaan of er naast omgevingsfactoren andere verklaringen zijn voor verschillen in gevoeligheid voor infectie of ernst van de ziekte. In Jatinegara werden tijdens een surveillanceperiode van anderhalf jaar 1019 patiënten geïncludeerd in het onderzoek: 88 gevallen van buiktyfus, 26 gevallen van paratyfus en 905 patiënten met koorts door een andere reden, de zogenoemde ‘fever controls’. De patiënten én de bijna vierhonderd gezonde deelnemers werden thuis bezocht. Tijdens het bezoek werd een vragenlijst ingevuld en werden monsters van bloed, faeces en drinkwater genomen. Uit de analyse bleek dat buiktyfus binnen huishoudens (‘eet- en hygiëne units’) werd overgedragen, waarschijnlijk door een persoon in dat huishouden die recent een buiktyfusinfectie doorgemaakt had, die zijn of haar handen niet waste en waarmee de overige gezinsleden het eten deelden van één bord. In Indonesië eten veel mensen met hun handen. In het huishouden van veel buiktyfuspatiënten ontbrak bovendien een eigen toilet. Opmerkelijk is dat S. paratyphi een kwart van de systemische Salmonella-infecties veroorzaakte en klaarblijkelijk met een opmars bezig is, iets dat ook in andere Aziatische landen gesignaleerd is. Een paratyfusinfectie bleek geassocieerd met eten buitenshuis. Veel Indonesiërs eten buiten de deur, omdat daar gevarieerde en goedkope maaltijden worden aangeboden, vaak goedkoper dan wanneer zelf gekookt wordt. De toename van paratyfus gaat dan ook samen met de economische crisis in Indonesië. Praktisch gezien betekent dit dat een dure massavaccinatiecampagne tegen buiktyfus niet langer een gewenste strategie is, omdat buiktyfusvaccins gevallen van paratyfus niet voorkómen.

32


Foto 2 Eten bij de voedselstalletjes op

Salmonella paratyphi, een aan

straat in Jatinegara, Jakarta.

S. typhi verwante bacterie.

Een aanrader? Na de economische

Onderzoek wees eveneens uit dat

crisis in AziĂŤ van eind negentiger-

de straatverkopers gemiddeld

jaren van de vorige eeuw nam het

tenminste drie soorten parasieten

gebruik van goedkoop straat-

en wormen in de darm meedragen,

voedsel toe. Tevens was er een

die eveneens door slechte hygiĂŤne

toename van het aantal gevallen

kunnen overgedragen worden.

van paratyfus, veroorzaakt door

Drinkwater koken, altijd goed Drinkwater, zelfs drinkwater uit de waterleiding, is in Jakarta vaak faecaal verontreinigd. Maar omdat mensen gewend zijn hun drinkwater voor consumptie te koken, is de mate van verontreiniging van het drinkwater in het onderzoek niet geassocieerd met buiktyfus of paratyfus. Het koken van drinkwater is een wenselijk en noodzakelijk gedragselement, waarvan het gunstige effect benadrukt zou moeten

33


worden, naast maatregelen gericht op persoonlijke hygiëne, zoals het wassen van handen met zeep. Met dergelijke relatief simpele gedragsinterventies kan de transmissie van tyfus en paratyfus belangrijk gereduceerd worden, zeker zolang de kostbare aanleg van riolering en een centrale drinkwaterinfrastructuur in de sloppenwijken op zich laat wachten. Er werden in de huishoudens geen chronische dragers (‘carriers’) geïdentificeerd onder de personen die het voedsel bereidden. De bijdrage aan de overdracht van buiktyfus door chronische dragers lijkt dus geringer dan die als gevolg van tijdelijke faecale uitscheiding door personen die herstelden van een doorgemaakte infectie.

Buiktyfus en cystic fibrosis: fatal attractors? Een tweede aspect van het onderzoek in Indonesië betrof de gastheerreactie op infectie. Salmonellabacteriën overleven in macrofagen van lever, milt en beenmerg, de eerste lijn van afweer tegen de bacteriën die erin geslaagd zijn de darmwand te passeren. In het onderzoek zijn enkele facetten van dit eerste contact nader onderzocht. Uit eerder onderzoek blijkt dat S. typhi het chloridekanaal op de darmwandcel, de zogenoemde Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator (CFTR), gebruikt om aan te hechten aan de darmwand, een eerste essentiële stap bij het binnendringen. Een kleine verandering in het genetische materiaal dat codeert voor de CFTR kan zeer schadelijk zijn en tot de ernstige longziekte cystic fibrosis (CF) leiden. In het laatste geval heeft de patiënt van beide ouders een afwijkend gen geërfd en is er meestal weinig tot geen functioneel CFTR op het membraan van cellen in longen, darm, et cetera aanwezig. Hierdoor kan geen chloride (en daarmee water) uitgescheiden worden op de slijmvliesoppervlakten en ontstaat taaislijmziekte. Omdat CF een ernstige ziekte is die zeker vroeger altijd resulteerde in de vroege dood van een patiënt, is het opmerkelijk dat het afwijkende gen nog zo vaak

34


in de bevolking vóórkomt (tot bij drie tot vijf procent). De vraag is of de afwezigheid van functioneel CFTR (of met name de verlaging van de hoeveelheid functioneel CFTR bij dragers van één afwijkend gen) enige bescherming biedt tegen ernstige infectieziekten als buiktyfus. Uit het onderzoek blijkt dat de in het Westen karakteristieke CF-mutatie, een deletie, in Jakarta niet voorkomt. Wel bleken enkele specifieke genetische variaties in het CFTR-gen geassocieerd met buiktyfus. Hoewel de oorspronkelijke hypothese door het ontbreken van de karakteristieke CF-mutatie in Indonesië niet getest kon worden, werd wel aangetoond dat kleine veranderingen in CFTR geassocieerd waren met buiktyfus. Blijkbaar speelt het CFTR-eiwit een essentiële rol in de pathogenese van buiktyfus, ofwel door te fungeren als aanlegsteiger voor de bacterie in de darm, ofwel als essentiële cofactor bij het doordringen van de darmwandcellen.

Salmonella en de splash Tijdens een infectie worden de micro-organismen die het lichaam binnendringen door fagocyterende (‘etende’) cellen opgenomen en gedood. Weefselmacrofagen, neutrofiele granulocyten en exsudaat monocyten, de belangrijkste fagocyterende cellen van de gastheer, beschikken over een uitgebreid armamentarium om micro-organismen na ingestie te doden. Maar juist de centrale plaats die fagocyterende cellen in de frontlinie van het afweersysteem innemen, heeft evolutionair geleid tot selectie van micro-organismen die zich tegen fagocytose kunnen verweren of na fagocytose ontsnappen aan de antimicrobiële mechanismen en binnen fagocyterende cellen kunnen overleven. Intracellulair pathogene micro-organismen zoals Salmonellae en mycobacteriën behoren tot die laatste groep en hebben het intracellulaire milieu tot hun niche gekozen. Er zijn al langer details bekend over het invasieproces van Salmonellae, dat begint met de degeneratie van microvilli (microscopisch

35


kleine uitstulpingen) op de M-cellen (microfold cellen) in het laatste deel van de dunne darm, juist op de plek waar de salmonellabacterie het liefst aanhecht. Salmonella vormt daarop kortdurend angelvormige structuren op het bacterieoppervlak, invasomen genaamd, die waarschijnlijk een rol spelen bij de secretie (of beter injectie) van bacteriële eiwitten in de gastheercel. Door dit contact wordt een microfilament-afhankelijk opnamemechanisme van de M-cel geactiveerd. Het cellulaire microfilamentensysteem wordt zo gemanipuleerd dat ter plekke van de bacteriën een massale aanmaak en activiteit van het celmembraan ontstaat (‘membrane ruffling’), waarbij de micro-organismen in ruime blaasjes, endosomen, in de cel Figuur 2

36


terechtkomen. Bij elektronenmicroscopische analyse heeft dit proces het meest weg van de opspringende golf (‘splash’) die een vallende druppel teweegbrengt aan het vloeistofoppervlak.

Bacteriële injectienaalden De invasieve eigenschappen van Salmonellae worden niet bepaald door een virulentieplasmide maar door een cluster van bacteriële genen, de invA-H (invasion). Deze locus medieert het bovenbeschreven door Salmonella georkestreerde opnameproces. De activiteit van een tweede locus, hil (hyper-invasion locus) genaamd, is ervoor Figuur 2 Video timelapse fotografie van een

in een ruim blaasje te liggen, het

op glas gekweekte macrofaag die

fagosoom. Meerdere fagosomen

door Salmonella typhimurium tot

fuseren en worden tot een enkel,

opname van de bacterie wordt

groot fagosoom, dat tegen de

gedwongen. De sequentie loopt

celkern aan gelegen meerdere

van linksboven tot rechtsonder,

staafvormige salmonella bacteriën

aangegeven met a tot f, en beslaat

bevat (c; linksonder). Onderzoek

in totaal ruim 30 minuten.

heeft duidelijk gemaakt dat

Linksboven heeft de bacterie

salmonella actief het versmelten

zojuist contact gemaakt met het

van lysosomen met het fagosoom

celmembraan van de macrofaag,

tegengaat, en zo voorkomt dat het

en injecteert bacteriële eiwitten in

blootgesteld wordt aan de toxische

het cytoplasma van de gastheercel.

bacteriedodende enzymen uit de

De bacteriële eiwitten moduleren

lysosomen.

het cytoskelet. Als een steen

Zie ook: Ince C, van Dissel JT,

geworpen in een waterpoel wordt

Diesselhoff MM. A teflon culture dish

de bacterie in een kwestie van

for high-magnification microscopy and

seconden in een ‘splash’

measurements in single cells.

opgenomen en komt binnen de cel

Pflugers Arch 1985;403: 240-4.

37


verantwoordelijk dat het invasieve fenotype optreedt onder de anaerobe omstandigheden zoals aanwezig aan het darmoppervlak. De invA-H en hil-genen liggen naast elkaar op het salmonellachromosoom. Omdat het gehalte C-G baseparen van dit stukje DNA (circa 38 procent) afwijkt van dat in de rest van het chromosoom (circa 51 procent) spreekt men van een zogenoemd pathogeniciteit-eiland. Het vermoeden bestaat dat dit stukje DNA horizontaal is verkregen, dat wil zeggen door overdracht vanuit een nog onbekende bron. De genen die noodzakelijk zijn voor invasie van Salmonella vertonen een grote mate van gelijkenis met genen die verantwoordelijk zijn voor het invasieve fenotype van twee andere Gram-negatieve microorganismen, Shigella en Yersinia. De invasiegenen coderen voor een specifiek, zogenoemd type III secretiesysteem dat de bacteriën in staat stelt om eiwitten vanuit hun cytoplasma dóór de bacteriële celmembraan én de lipopolysaccharide buitenmembraan naar buiten te transporteren, tot in de gastheercel. Bovengenoemde invasomen op het oppervlak van de salmonellabacterie, een soort bacteriële injectienaaldjes, maken waarschijnlijk deel uit van dit type III secretiesysteem. Aangenomen wordt dat dit specifieke secretiesysteem de bacteriën in staat stelt de gastheercel letterlijk te injecteren met bacteriële eiwitten. In het geval van Salmonellae worden de micro-filamenten van de gastheercel, het cytoskelet, daardoor zodanig gemanipuleerd dat het micro-organisme wordt opgenomen. Opmerkelijk genoeg gebruikt Yersinia hetzelfde type III secretiesysteem om het tegenovergestelde effect te bereiken, namelijk verlamming van het microfilamentensysteem. Hierdoor kunnen bacteriën zonder risico van opname, ongestoord extracellulair repliceren óp het oppervlak van de gastheercel! Salmonellae komen - zoals boven vermeld - de M-cel binnen in afzonderlijke endosomen die omgeven blijven door het cytoskelet. De bacterie passeert de cel

38


van apicale naar basolaterale zijde, het zogenoemde translocatieproces dat minder dan een half uur in beslag neemt. Aan de basolaterale zijde fuseert de membraan van de endosoom met de celmembraan van de M-cel en verlaat de salmonellabacterie de cel. De bacteriën komen vrij tussen de macrofagen en lymfocytaire cellen in de Peyerse platen. De macrofagen nemen Salmonellae op door een mechanisme dat anders verloopt dan het bekende ‘zipper’-model van fagocytose: de bacteriën worden opgenomen in ruime, ‘spacious’ fagosomen. Er wordt gespeculeerd dat deze ruime fagosomen een rol spelen bij de intracellulaire overleving van Salmonella, bijvoorbeeld doordat de lysosomale inhoud sterk verdund wordt.

Op zoek naar de intracellulaire niche Maar er speelt meer! In een samenwerkingsproject met het NKI werd de manipulatie van de gastheercel door Salmonellae onderzocht. Uitgangspunt was de gedachte dat de microbiële eiwitten die de bacterie injecteert in het cytoplasma van zijn gastheercel, interfereren met kinasen van de gastheer, enzymen die een fosfaatgroep kunnen aanbrengen op een ander eiwit of ander molecuul (fosforylering) en daarmee een verandering van functie van dat eiwit bewerkstelligen. De menselijke cel bevat een geschat aantal van 658 kinasen en ongeveer 120 eiwitten die bij kinase-activiteit een regulerende rol spelen. Door celkweken te incuberen met specifieke kinasenremmers en daarna de uitgroei van Salmonellae in deze cellen te bestuderen, werden enkele remmers geïdentificeerd die een belangrijke rol spelen bij de intracellulaire overleving van Salmonellae. Om de doelkinasen van de remmers te identificeren werden de experimenten herhaald in celkweken waarin de activiteit van kinasen heel specifiek geremd werd door siRNA. Deze moleculen bestaan uit RNA van twintig tot 25 nucleotiden, dat specifiek de expressie van genen

39


beïnvloedt en zelfs kan uitschakelen. Door gebruik te maken van een bibliotheek van siRNA gericht tegen de verschillende kinasegenen van de gastheercel, werd de rol van de verschillende kinasen en regulerende eiwitten op de uitgroei van Salmonellae vastgesteld. Hierbij werd duidelijk dat het door de salmonellabacterie uitgescheiden eiwit SopB aan het gastheerceloppervlak een kinase fosforyleert. Uiteindelijk werd het gehele mechanisme ontrafeld: de salmonellabacterie injecteert het eiwit SopB met haar injectienaald in het cytoplasma van de gastheercel. SopB activeert een intracellulaire eiwitroute, remt daarmee de fusie van het fagosoom met lysosomen en voorkomt zo dat bacteriedodende enzymen uit het lysosoom het fagosoom bereiken. De afwezige of ten minste vertraagde fusie van lysosoom met fagosoom vormt een essentiële stap in de intracellulaire overleving van Salmonella. De bacterie creëert hiermee haar eigen intracellulaire niche. Dit onderzoek legt niet alleen de cellulaire doelen bloot die essentieel zijn in de immunopathogenese van Salmonella met mogelijkheden om daarin in de toekomst met geneesmiddelen te interfereren, maar identificeert ook essentiële gastheereiwitten waarop verder genetisch onderzoek van verhoogde gevoeligheid voor salmonella-infecties zich kan richten. En daarmee is de cirkel naar de patiënt met opmerkelijke infecties door intracellulair pathogene micro-organismen zoals Salmonellae rond.

40


Samenvatting Aan de hand van de ziektegeschiedenissen van enkele patiënten is de cellulaire afweer tegen intracellulair pathogene micro-organismen zoals Salmonellae en mycobacteriën toegelicht. Er is aangegeven hoe genetische variatie en mutaties in deze afweerroute leiden tot verhoogde gevoeligheid voor infecties met juist deze pathogenen. Ook public health-aspecten van salmonella-infecties kwamen aan bod, in onderzoek uitgevoerd in samenwerking met Indonesië. De drijvende evolutionaire kracht van infecties door intracellulaire microorganismen werd toegelicht door de gevoeligheid voor Salmonella te koppelen aan een andere ziekte, de taaislijmziekte. Ten slotte kwam aan bod hoe Salmonellae hun eigen intracellulaire niche creëren.

Dankwoord Met dank aan mijn collegae prof. dr. Tom H.M. Ottenhoff, prof. dr. Jacques J. Neefjes en prof. dr. Peterhans van den Broek, en dr. Nigel Savage, dr. Esther van de Vosse, dr. Coen Kuijl, dr. Albert Vollaard en dr. Sugianto Ali, en de vele anderen die aan het hier besproken onderzoek een essentiële bijdrage leverden.

Deze voordracht is gehouden op woensdag 22 april 2009 door prof. dr. Jaap T. van Dissel, hoogleraar Infectieziekten LUMC

41


Enkele referenties • Ottenhoff THM, et al. Genetics, cytokines and human infectious disease: lessons from weakly pathogenic mycobacteria and salmonellae. Nature Genetics 2002; 32: 97-105. • Vollaard AM, et al. Risk factors for typhoid and paratyphoid fever in Jakarta, Indonesia. JAMA 2004; 291: 2607-15. • van de Vosse E, et al. Susceptibility to typhoid fever is associated with a polymorphism in the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR). Hum Genet 2005; 118: 138-40. • Kuijl C, et al. Intracellular bacterial growth is controlled by a network around PKB/Akt1. Nature 2007; 450: 725-30.

42


Eerdere LAG publicaties 2004 april

65 jaar Medische Faculteit: een ooggetuigenverslag en de moeizame geboorte van het Sylviuslaboratorium door Prof. dr. E.L. Noach.

2005 april

Kort verslag van een ontdekkingsreis in de transplantatieimmunologie door Prof. dr. J.J. van Rood.

2006 april

Dingen doen is dingen begrijpen. Een terugblik op de rol van de practica fysiologie in het onderwijs door Prof. dr. W.J. Rietveld.

2007 april

Van radiologie in Leiden, de dingen die voorbijgaan door Prof. dr. A. E. van Voorthuisen

2007 Een halve eeuw artsenij, door Harry Meinardi november Van Banda-Neira naar Kinrooi, vijftig jaar arts in vogelvlucht, door Ferry Lalisang 2008 april

Ontwikkelingen binnen en rondom een eeuw reumatologie, door A. Cats Focus op nieuwe ontwikkelingen bij reumato誰de artritis, door Prof. dr. T.W.J. Huizinga

Exemplaren zijn verkrijgbaar bij het secretariaat van de LAG, 071 526 25 53, info@lag.nu

43


Colofon Productie en redactie Dr. R. Bieger Mevrouw M.M. Groen Mevrouw drs. M. de Ree Vormgeving Engelen & de Vrind Oplage 1.100

44


Bestuur LAG, Postbus 9600, 2300 RC Leiden Telefoon 071 526 25 53 www.lumc.nl > Leidse Alumnivereniging Geneeskunde


LAG-bijeenkomst (april 2009)  

Lezingen gehouden tijdens de bijeenkomst van de Leidse Alumnivereniging Geneeskunde. Prof. Ralph van Furth, 'Infectieziekten in Leiden: een...

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you