PRZEGL Nr 1 EPIDEMIOL 2006; 60:93 98 Zaka enie WZN 93 Teresa Hermanowska-Szpakowicz, Sambor Grygorczuk, Maciej Kondrusik, Joanna Zajkowska, S³awomir Pancewicz ZAKA ENIE WIRUSEM ZACHODNIEGO NILU Klinika Chorób ZakaŸnych i Neuroinfekcji Akademii Medycznej w Bia³ymstoku Kierownik: Teresa Hermanowska-Szpakowicz W ostatnich latach obserwuje siê gwa³towne szerzenie siê wirusa Zachodniego Nilu w krajach o klimacie umiarkowanym. Wstêpne obserwacje wskazuj¹ na jego obecnoœæ i mo liwoœæ wystêpowania zachorowañ u ludzi tak e w Polsce. S³owa kluczowe: wirus Zachodniego Nilu, zaka enie odzwierzêce, wirusowe zapalenie mózgu Key words: West Nile Virus, antropozoonosis, viral encephalitis WSTÊP Wirus Zachodniego Nilu (WNV) jest wirusem RNA z rodzaju Flavivirus, zaliczanym do serokompleksu wirusa japoñskiego zapalenia mózgu (JEV), wraz z wirusami zapalenia mózgu Sant Louis, zapalenia mózgu Murray Vallis i wirusem Kunjin, wystêpuj¹cym w Australii i uwa anym za podtyp WNV. Wirusy te wykazuj¹ te podobieñstwo antygenowe do wystêpuj¹cego endemicznie w Polsce wirusa kleszczowego zapalenia mózgu (kzm), co mo e byæ przyczyn¹ krzy owych reakcji immunologicznych i krzy owej odpornoœci (1,2). Istniej¹ dwa podtypy WNV, spoœród których tylko podtyp I zosta³ stwierdzony poza Afryk¹ subsaharyjsk¹ (3). W ostatnich latach obserwuje siê gwa³towne rozprzestrzenienie WNV w krajach o klimacie umiarkowanym. Wstêpne obserwacje wskazuj¹ obecnoœæ i mo liwoœæ zaka enia ludzi równie w Polsce. Dlatego wydaje siê celowe omówienie zasadniczych cech epidemiologicznych i charakterystyki klinicznej zaka eñ wywo³anych przez ten wirus oraz omówienie prawdopodobieñstwa wystêpowania zachorowañ w Polsce. CHARAKTERYSTYKA EPIDEMIOLOGICZNA Pierwotny rezerwuar WNV stanowi¹ ptaki tropikalne i wêdrowne; te ostatnie mog¹ rokrocznie przenosiæ wirus z obszarów tropikalnych na tereny o klimacie umiarkowanym, co w sprzyjaj¹cych warunkach mo e prowadziæ do powstawania nowych ognisk enzootycznych. Ptaki yj¹ce poza obszarami enzootycznymi mog¹ byæ wysoce podatne na zaka enie, a ich masowe padanie œwiadczy o wnikniêciu wirusa do miejscowego ekosystemu i jego rozprzestrzenianiu siê i mo e poprzedziæ wyst¹pienie zachorowañ u ludzi (6,11). Ssaki s¹ dla wirusa WNV ywicielami przypadkowymi, ale niektóre gatunki (m.in. konie)

T Hermanowska-Szpakowicz, S Grygorczuk i inni 94 Nr 1 s¹ wra liwe na zaka enie. U ssaków, w tym u cz³owieka, WNV wykazuje silny neurotropizm i po krótkim okresie namna ania w tkankach obwodowych i wiremii przenika do oœrodkowego uk³adu nerwowego (oun), gdzie wykazuje dzia³anie cytopatyczne i stymuluje tworzenie nacieków zapalnych. Wektorami WNV s¹ krwiopijne muchówki, g³ównie komary, a tak e meszki, œlepaki i inne. W przenoszeniu zaka eñ na ludzi szczególn¹ rolê odgrywaj¹ niektóre gatunki komarów, wystêpuj¹ce masowo w bezpoœredniej bliskoœci siedzib ludzkich, zw³aszcza z rodzaju Culex (3,7). Szeroko rozpowszechniony w Europie i Ameryce Pó³nocnej Culex pipiens od ywia siê krwi¹ zarówno ptaków, jak i ludzi, mo e wiêc byæ bardzo groÿnym wektorem zaka enia WNV, a ponadto zimuj¹c w stadium imago umo liwia przetrwanie wirusa przez okres zimowy (4,8). Zaka enie cz³owieka od cz³owieka jest rzadkie, ale mo liwe (6,11). Opisano przypadki zaka eñ drog¹ transfuzji krwi, z przeszczepianym narz¹dem, zaka enia wewn¹trzmaciczne i z mlekiem matki, a tak e zaka enia pracowników laboratoryjnych maj¹cych stycznoœæ z materia³ami biologicznymi zawieraj¹cymi wirus (1,5). WNV pierwotnie wykryty zosta³ w Ugandzie, jednak od lat 50-tych XX wieku stopniowo rozszerza³ zasiêg swojego wystêpowania, pocz¹tkowo g³ównie na kraje Afryki i po³udniowej Azji. Proces ten uleg³ przyspieszeniu od po³owy lat 90-tych. W 1998 epidemia zaka eñ WNV mia³a miejsce w Izraelu. W roku 1999 dosz³o do zawleczenia WNV do USA (Nowy Jork), gdzie spowodowa³ najpierw masowe padania miejscowych ptaków, a nastêpnie zachorowania wœród ludzi i koni. W ci¹gu kilku lat obszar wystêpowania WNV rozszerzy³ siê na wiêksz¹ czêœæ Stanów Zjednoczonych oraz czêœæ Kanady, Meksyku i Jamajkê (1,4). Na obszarze tym notuje siê corocznie kilka tysiêcy zachorowañ i kilkaset zgonów. Od lat 90-tych opisywano te zachorowania w kolejnych krajach europejskich, w tym s¹siaduj¹cych z Polsk¹ (7,8,9). PRZEBIEG KLINICZNY ZAKA ENIA WNV Wiêkszoœæ zaka eñ WNV u ludzi przebiega bezobjawowo, prawdopodobnie dziêki skutecznej odpowiedzi humoralnej, powoduj¹cej szybk¹ eliminacjê wirusa. Ocenia siê, e jawna klinicznie infekcja wystêpuje u 20% zaka onych osób, spoœród których oko³o po³owa wymaga pomocy lekarskiej (2). Zaka enie objawowe przebiega w przewa aj¹cej wiêkszoœci przypadków pod postaci¹ gor¹czki Zachodniego Nilu (WNF): jest to ostra choroba z objawami grypopodobnymi i o³¹dkowo-jelitowymi, niekiedy z towarzysz¹c¹ wysypk¹ i powiêkszeniem wêz³ów ch³onnych, trwaj¹ca 3-6 dni i koñcz¹ca siê samoistnym wyzdrowieniem. Do zajêcia oœrodkowego uk³adu nerwowego (oun) dochodzi u 1 osoby na 150 zaka onych (2). U oko³o po³owy z nich choroba przebiega jako zapalenie opon mózgowordzeniowych, z typowymi objawami (ból g³owy, nudnoœci, wymioty, sztywnoœæ karku). U pozosta³ych do³¹czaj¹ siê objawy zapalenia mózgu, korzeni nerwów rdzeniowych lub rdzenia krêgowego. Czêsto wystêpuj¹: pora enia nerwów czaszkowych, zawroty g³owy, utrudnienie mowy i po³ykania, zatrzymanie lub nietrzymanie moczu, zaburzenia œwiadomoœci. Czêsto te obserwuje siê mioklonie i dr enie miêœniowe, a tak e objawy przypominaj¹ce obraz choroby Parkinsona: wzmo one napiêcie i sztywnoœæ miêœni, spowolnienie ruchowe, maskowat¹ twarz s¹ one bardzo charakterystyczne i rzadko wystêpuj¹ w zapaleniach mózgu o innej etiologii. Wiotkie pora enia i niedow³ady koñczyn spowodowane

Zaka enie WZN Nr 1 95 zajêciem korzeni nerwów rdzeniowych lub rogów przednich rdzenia krêgowego wystêpuj¹ stosunkowo rzadko, u kilku procent chorych z zajêciem oun, ale stanowi¹ najciê sz¹ postaæ kliniczn¹ choroby. Patogeneza i przebieg kliniczny s¹ w tych przypadkach podobne jak w zaka eniu wirusem poliomyelitis, objawy rozwijaj¹ siê w krótkim czasie i czêsto s¹ poprzedzone silnym bólem miêœni zajêtej koñczyny (4,5,10). W badaniu p³ynu mózgowo-rdzeniowego chorych z zajêciem oun obserwuje siê podwy szon¹ cytozê (od kilkudziesiêciu do ponad 2 tysiêcy komórek w mm 3, z du ym odsetkiem komórek wieloj¹drzastych, co odró nia zaka enie WNV od innych infekcji oun o etiologii wirusowej) i podwy szone stê enie bia³ka, przy prawid³owym stê eniu glukozy (5). Œmiertelnoœæ chorych hospitalizowanych z powodu zaka enia WNV jest oceniana na 2-14%, a wiêc jest prawdopodobnie wiêksza ni w przebiegu kzm. Prawie wszystkie zgony wystêpuj¹ u osób z objawami zapalenia mózgu. Czêstoœæ i nasilenie powik³añ neurologicznych oraz œmiertelnoœæ wzrasta wraz z wiekiem chorych, wœród dzieci objawowe zachorowania nale ¹ do rzadkoœci i najczêœciej maj¹ ³agodny przebieg. U pacjentów w wieku powy ej 65 lat z zapaleniem mózgu œmiertelnoœæ mo e dochodziæ do 35%. Podobnie jak w przypadku kzm, u czêœci chorych nale y siê liczyæ z utrzymywaniem siê trwa³ych deficytów neurologicznych (dr enia, sztywnoœæ miêœniowa, niedow³ady) lub czêœciej, niecharakterystycznych, ale obni aj¹cych jakoœæ ycia dolegliwoœci (depresja, bóle g³owy, mêczliwoœæ, bóle miêœniowe). U pacjentów z zajêciem rdzenia krêgowego niedow³ady czêsto utrzymuj¹ siê i mog¹ powodowaæ znaczne upoœledzenie sprawnoœci (2,4,5). Szerzeniu siê WNV na nowe obszary, maj¹cemu miejsce od po³owy lat 90-tych towarzyszy³a zmiana obrazu klinicznego, ze wzrostem odsetka powik³añ neurologicznych i zgonów (2,5,7). Przyczyny tego zjawiska nie s¹ znane, mog¹ wynikaæ zarówno z rosn¹cej wirulencji WNV, jak i wiêkszego odsetka w nara onych populacjach osób w starszym wieku i przewlekle chorych, bardziej podatnych na wyst¹pienie objawowej postaci zaka enia i powik³añ neurologicznych (2,4). Potwierdzenie rozpoznania jest mo liwe na podstawie stwierdzenia obecnoœci we krwi i p³ynie mózgowo-rdzeniowym chorych przeciwcia³ przeciwko WNV, które pojawiaj¹ siê we wczesnym okresie zaka enia, a nastêpnie utrzymuj¹ siê przez wiele miesiêcy (4,5). Istniej¹ krzy owe reakcje miêdzy WNV a spokrewnionymi flavivirusami (w Polsce wirus kzm), ale miano przeciwcia³ daj¹cych reakcje krzy owe jest zazwyczaj niskie, co umo - liwia prawid³owe rozpoznanie. Stwierdzenie przeciwcia³ klasy IgM w p³ynie mózgowordzeniowym silnie przemawia za zaka eniem oun spowodowanym przez WNV i miejscow¹ syntez¹ przeciwcia³ (4,5). Bezpoœrednie wykrywanie RNA wirusa we krwi przy u yciu techniki RT-PCR (reverse-transcriptase polymerase chain reaction), jest metod¹ ma³o czu³¹, gdy okres wiremii jest w zaka eniu WNV krótki i koñczy siê najczêœciej przed wyst¹pieniem pierwszych objawów (2,5). Natomiast metody oparte na detekcji kwasów nukleinowych s¹ stosowane na obszarach wystêpowania WNV do wykrywania bezobjawowej infekcji u dawców krwi, w celu zapobie enia zaka eniom drog¹ transfuzji (10). Jak dot¹d, brak jest swoistego leczenia zaka eñ wirusem WNV. Zapobieganie polega na zwalczaniu komarów, stosowaniu repelentów, moskitier i ubrañ ochronnych oraz unikaniu miejsc wystêpowania komarów, zw³aszcza w godzinach ich najwiêkszej aktywnoœci (œwit i zmierzch) (2,5). ywe szczepionki przeciwko WNV znajduj¹ siê obecnie na etapie

T Hermanowska-Szpakowicz, S Grygorczuk i inni 96 Nr 1 prób klinicznych. Komercyjnie dostêpna jest jedynie szczepionka weterynaryjna, przeznaczona dla koni (2,5). WIRUS ZACHODNIEGO NILU W POLSCE Pierwsze zachorowania powodowane przez WNV w Europie opisano w roku 1964 (delta Wo³gi i po³udnie Francji) (11). W 1996 r. WNV zawleczony przez ptaki z Afryki Pó³nocnej i przenoszony przez Culex pipiens spowodowa³ epidemiê w Rumunii (527 zachorowañ, œmiertelnoœæ 9,5%). W 1999 r. kolejna epidemia wyst¹pi³a w rejonie Wo³gogradu. W ostatnich latach wirus izolowano od komarów i zaka onych zwierz¹t (w tym koni), a tak e obserwowano pojedyncze zachorowania u ludzi m.in. we W³oszech i Francji, oraz na terenach bezpoœrednio granicz¹cych z Polsk¹: w Czechach, S³owacji, Obwodzie Zakarpackim (Ukraina) i na Bia³orusi (1,3,8,9,11). We Francji w 2003 r. rozpoznano szeœæ zachorowañ (1). W Czechach, po powodzi w 1997 r. opisano 5 przypadków zachorowañ potwierdzonych serologicznie (8). Na Bia³orusi wyizolowano szczepy WNV od ptaków i komarów Aedes spp. i wykazano obecnoœæ przeciwcia³ przeciwko WNV u dzikich ptaków, drobnych ssaków, byd³a i koni. W ostatnim okresie na podstawie badañ serologicznych zidentyfikowano tam WNV jako przyczynê gor¹czki i zapalenia mózgu u 16 pacjentów. Badania serologiczne osób zdrowych wykaza³y obecnoœæ przeciwcia³ przeciwko WNV u 1,7% populacji, a w regionie Brzeœcia nawet u 15,4% (9). W sprzyjaj¹cych warunkach (obecnoœæ odpowiednich wektorów i dostatecznie ciep³y klimat) WNV przenoszony przez wêdruj¹ce ptaki mo e siê dalej szybko rozprzestrzeniaæ, jak to obserwowano w latach 1999-2004 w Ameryce Pó³nocnej (5). Cykl yciowy WNV wymaga jednak namna ania przez 12 dni w œliniankach komara, w temperaturze co najmniej 22 C, co ogranicza jego ekspansjê w ch³odnym klimacie. W Polsce transmisja WNV jest mo liwa latem, w czasie upa³ów, zw³aszcza na terenach po³udniowo-wschodnich kraju (1). Utrzymywanie siê zawleczonego zaka enia WNV w populacjach miejscowych dziko yj¹cych ptaków jest w tych warunkach prawdopodobne, a tak powsta³e ogniska s¹ praktycznie niemo liwe do eradykacji i stwarzaj¹ trwa³e zagro enie dla ludzi i wra liwych gatunków zwierz¹t (1). Ogniska enzootyczne tworz¹ siê te ³atwiej na obszarach podmok³ych, co wi¹ e siê z masowym wystêpowaniem komarów. Do zachorowañ wœród ludzi w krajach europejskich dochodzi³o g³ównie pod koniec lata i wczesn¹ jesieni¹, epidemie trwa³y najczêœciej jeden sezon, a w kolejnych latach zachorowañ nie obserwowano lub by³y one nieliczne (3,6,11). Przyczyn¹ wybuchu epidemii na obszarach enzootycznego wystêpowania WNV mo e byæ wzrost populacji komarów np. zwi¹zany z okresem ciep³ej i suchej pogody nastêpuj¹cym po obfitych opadach lub powodzi (6,8). W Polsce ju w latach 1995-1996 Juricova i wsp. wykazali obecnoœæ przeciwcia³ przeciwko WNV u 2,8% badanych wróbli domowych (Passer domesticus) i 12,1% wróbli mazurków (Passer montanus) w omiankach na skraju Puszczy Kampinoskiej (12). Obecnoœæ zaka enia u miejscowych ptaków osiad³ych wskazuje na transmisjê wirusa w tym rejonie. W roku 2003 zespó³ ekspertów pod kierunkiem prof. Józefa Piotra Knapa wskaza³ na ryzyko zawleczenia WNV do Polski i w efekcie powstania ogniska endemicznego. W zwi¹zku z tym zalecono m.in. zakupienie testów diagnostycznych i w³¹czenie ich do rutynowej diagnostyki w wypadku zapaleñ mózgu i rdzenia oraz innych podejrzanych za-

Zaka enie WZN Nr 1 97 chorowañ o nieznanej etiologii u ludzi oraz niewyjaœnionych padniêæ zwierz¹t (zw³aszcza ptaków i koni), a tak e rozpoczêcie regularnych badañ i monitorowania wystêpuj¹cych w Polsce komarów, ³¹cznie z ocen¹ obecnoœci u nich arbowirusów (1). Brak doniesieñ wskazuj¹cych na zaka enia WNV u ludzi mo e wynikaæ z faktu, e swoista diagnostyka w tym kierunku nie by³a jak dot¹d w Polsce stosowana, a obraz kliniczny zaka enia jest doœæ niecharakterystyczny i mo e byæ mylony z innymi wirusowymi zapaleniami opon mózgowo-rdzeniowych i mózgu, zw³aszcza z kzm. W wypadku wyst¹pienia zachorowañ u ludzi mo na siê ich jednak spodziewaæ tak e poza ogniskami endemicznymi kzm, ze wzglêdu na odmienny rezerwuar i drogê szerzenia WNV. Natomiast sezonowoœæ zachorowañ ze szczytem w miesi¹cach letnich mo e byæ doœæ podobna jak w kzm i nie stwarzaæ podstaw do ró nicowania tych dwóch infekcji. W Klinice Chorób ZakaŸnych i Neuroinfekcji Akademii Medycznej w Bia³ymstoku w okresie od czerwca do sierpnia 2005 r. prowadzono ocenê wystêpowania przeciwcia³ klasy IgM przeciwko WNV wœród chorych zg³aszaj¹cych siê do izby przyjêæ z powodu ostrych stanów gor¹czkowych. Badania na obecnoœæ w surowicy przeciwcia³ przeciwko WNV przeprowadzono metod¹ ELISA, zestawem firmy DRG Diagnostics (USA), równoczeœnie oceniaj¹c obecnoœæ przeciwcia³ przeciwko wirusowi kleszczowego zapalenia mózgu oraz HCV, celem oceny wystêpowania zaka eñ innymi wirusami grupy Flavi i wykluczenia ewentualnych reakcji krzy owych. Spoœród poddanych badaniom 39 chorych (22 kobiety i 17 mê czyzn), wykazano obecnoœæ przeciwcia³ u 1 chorej (2,6%). Pacjentka, 55- letnia mieszkanka okolic Bia³egostoku (nie wyje d a³a za granicê), zosta³a przyjêta do Kliniki z powodu gor¹czki nawracaj¹cej od 2 tygodni, z towarzysz¹cymi bólami g³owy i miêœni oraz luÿnymi stolcami. Nie obserwowano objawów oponowych ani nieprawid³owoœci w badaniu neurologicznym. W wykonanych badaniach laboratoryjnych stwierdzono parametry ostrego stanu zapalnego, poza tym bez nieprawid³owoœci. W badaniach obrazowych (rtg klatki piersiowej, rtg zatok obocznych nosa, usg jamy brzusznej) nie stwierdzono potencjalnych ognisk ostrego stanu zapalnego. W posiewach ka³u nie wykazano wzrostu pa³eczek Salmonella i Shigella. W wykonanych badaniach serologicznych stwierdzono obecnoœæ w surowicy przeciwcia³ w klasie IgM przeciwko Wirusowi Zachodniego Nilu, a tak e przeciwko Borrelia burgdorferi, jednak obraz kliniczny choroby nie wskazywa³ na boreliozê z Lyme. Równoczeœnie wykonane badanie na obecnoœæ przeciwcia³ przeciwko wirusowi kzm i HCV da³o wynik ujemny. Pacjentka by³a leczona objawowo, w trakcie hospitalizacji dolegliwoœci ca³kowicie ust¹pi³y. Objawy i przebieg kliniczny choroby u opisywanej chorej by³y zgodne z obrazem WNF bez zajêcia oun, czemu towarzyszy³o wysokie miano przeciwcia³ przeciwko WNV w surowicy. Przypadek ten mo e sugerowaæ obecnoœæ WNV na terenie Polski i wystêpowanie zaka eñ u ludzi. T Hermanowska-Szpakowicz, S Grygorczuk, M Kondrusik, J Zajkowska, S Pancewicz INFECTIONS CAUSED BY WEST NILE VIRUS SUMMARY West Nile virus (WNV) is a flavivirus related to tick-borne encephalitis virus endemic in northeast of Poland. WNV circulates among wild birds, transmitted by wide range of haematophagous arthropods. Several mosquito species, especially Culex spp., can transmit WNV to humans. WNV is

T Hermanowska-Szpakowicz, S Grygorczuk i inni 98 Nr 1 responsible for a broad range of clinical symptoms, from asymptomatic infection to severe encephalitis and polio-like myelitis. Elderly persons are at especially high risk of death and severe neurological complications, with mortality among patients over 65 years old with WNV-related encephalitis being as high as 35%. Warm and humid climate favors the spread of WNV, however, it can also be effectively transmitted in moderate climate zones. During the last decade a worldwide spread of WNV was observed, with establishment of new enzootic foci and growing number of human cases. WNV seems to be already present in several European countries, including Poland. We describe detection of anti-wnv IgM antibodies in serum of patient with acute febrile infection, which may constitute the first case of confirmed WNV infection in Poland. PIŒMIENNICTWO 1. Knap JP, Kubica-Biernat B. Czy gor¹czka Zachodniego Nilu (WNF) dotar³a do Polski? Stanowisko zespo³u ekspertów powo³anych przez G³ównego Inspektora Sanitarnego. Przegl Epidemiol 2003;57:399-404. 2. Petersen LR, Roehrig JT, Hughes JM. West Nile virus: a primer for the clinician. Ann Intern Med 2002;137:173-9. 3. Zeller HG, Schuffenecker I. West Nile virus: an overview of its spread in Europe and the Mediterranean basin in contrast to its spread in Americas. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2004;23:147-56. 4. Granwehr BP, Lillibridge KM, Higgs S, i in. West Nile virus: where are we now? Lancet Infect Dis 2004;4:547-56. 5. Tyler KL. West Nile Virus infection In the United States. Arch Neurol 2004;61:1190-4. 6. Hubalek Z. European experience with the West Nile virus ecology and epidemiology: could it be relevant for the New World? Viral Immunol 2000;13:415-26. 7. Lvov DK, Butenko AM, Gromashevsky VL, i in. West Nile virus and other zoonotic viruses in Russia: examples of emerging reemerging situations. Arch Virol Suppl. 2004;18:85-96. 8.Hubalek Z, Savage HM, Halouzka J, i in. West Nile virus investigations in South Moravia, Czechland. Viral Immunol 2000;13:427-33. 9. Samoilova TI, Votiakov VI, Titov LP. Virologic and serologic investigations of West Nile virus circulation in Belarus. Centr Eur J Public Health 2003;11:55-62. 10. Macedo de Oliveira A, Beecham BD, Montgomery SP, i in. West Nile virus blood transfusionrelated infection despite nucleic acid testing. Transfusion 2004;44:1695-9. 11. Durand JP, Simon F, Tolou H. [West Nile virus: in France again, in humans and in horses] Rev Prat 2004;54: 703-10. 12. Juricova Z, Pinowski J, Literak I, i in. Antibodies to alphavirus, flavivirus, and bunyavirus arboviruses in house sparrows (Passer domesticus) and tree sparrows (P. montanus) in Poland. Avian Dis 1998;42:182-5. Otrzymano: 14.11.2005 r. Adres autora: prof. zw. dr hab. Teresa Hermanowska-Szpakowicz, Klinika Chorób ZakaŸnych i Neuroinfekcji Akademii Medycznej w Bia³ymstoku, ul. urawia 14, 15-540 Bia³ystok tel. (0-85) 74 09 514, fax (0-85) 74 09 515 e-mail: neuroin@amb.edu.pl