Posiew kału – czemu służy badanie i jak interpretować wyniki?  

Posiew kału jest jednym z najczęściej zlecanych badań mikrobiologicznych zarówno w warunkach ambulatoryjnych, jak i w szpitalnych. W jakich sytuacjach wykonuje się to badanie, czy trzeba się do niego przygotowywać, jak przebiega oznaczenie i jakie informacje pojawiają się na wyniku? Znajomość odpowiedzi te pytania ułatwią interpretację sprawozdania laboratoryjnego.  

Spis treści:

1. Posiew kału – wprowadzenie 
2. Kiedy wykonuje się posiew kału i co wykrywa to badanie? 
3. Jak przygotować próbkę do posiewu kału? 
4. Jak przebiega badanie posiewu kału? 
   • Posiew ogólny kału 
   • Posiew kału – badania ukierunkowane 
5. Co oznaczają wyniki posiewu kału? 

Posiew kału – wprowadzenie 

Posiew kału jest jednym z badań, które stosuje się w diagnostyce chorób przewodu pokarmowego przebiegających z objawami biegunki. 

Biegunka jest stanem, w którym pacjent oddaje płynny lub półpłynny stolec ≥ 3 razy / dobę. Wygląd stolca określany jest w 7-stopniowej skali Bristol na typ 6 i typ 7. 

Zwiększone wydalanie stolca i jego płynna forma związane są z dwoma mechanizmami patogenezy:

1. zmniejszonym wchłanianiem – mechanizm ten może wynikać ze zmniejszonej powierzchni absorpcji, zalegania w jelitach substancji osmotycznie aktywnych lub przyspieszonej perystaltyki jelit. 
2. zwiększoną sekrecją płynów i elektrolitów do światła jelita – taki mechanizm uruchamia się pod wpływem enterotoksyn bakteryjnych, mediatorów stanu zapalnego oraz enterohormonów. 

Jedną z podstawowych przyczyn biegunki są drobnoustroje, które odpowiadają za > 90 % biegunek ostrych (trwających do 14 dni). Biegunki ostre mogą przechodzić w biegunki przewlekłe. Przewlekłe biegunki zakaźne stanowią ok. 10 % wszystkich przypadków. Przyczyną biegunki mogą być również: 

• skutki uboczne zażywanych leków,  

• toksyny grzybów,  

• nadwrażliwość pokarmowa,  

• pasożyty,  

• wrzodziejące zapalenie jelita grubego,  

• nowotwory,  

• choroba Leśniowskiego i Crohna i inne. 

>> Dowiedz się, jak przebiega: Biegunka podróżnych – przyczyny i objawy

Kiedy wykonuje się posiew kału i co wykrywa to badanie? 

Przyczyną biegunki zakaźnej są wirusy, bakterie i pierwotniaki. Do wykrywania wirusów w kale biegunkowym stosuje się testy serologiczne i genetyczne. W diagnostyce pierwotniaków wykorzystuje się metody mikroskopowe, serologiczne i genetyczne. Posiew kału jest najczęściej stosowanym badaniem mikrobiologicznym do wykrywania bakterii odpowiedzialnych za zakażenia przewodu pokarmowego, które przebiegają z objawami biegunki. 

Biegunka bakteryjna może być efektem zatrucia lub zakażenia przewodu pokarmowego. 

Do zatruć dochodzi na skutek spożycia pokarmów zanieczyszczonych toksynami wytworzonymi przez patogeny poza organizmem człowieka. W takich przypadkach nie wykonuje się posiewu kału, ponieważ choroba nie jest związana z przedostawaniem się bakterii do przewodu pokarmowego. Diagnostykę zatruć (szczególnie jeśli dochodzi do zbiorowego zatrucia) podejmują laboratoria mikrobiologii żywności, które analizują pokarm pod względem obecności toksyn. Przyczyną zatruć są między innymi toksyny gronkowców złocistych, toksyna botulinowa, toksyna Bacillus cereus. 

>> Więcej informacji znajdziesz tutaj: Zatrucie pokarmowe – przyczyny, objawy, badania i leczenie

Zakażenia przewodu pokarmowego wiążą się z przedostawaniem patogenów do organizmu człowieka. Badanie mikrobiologiczne kału (posiew) należy wykonać, jeżeli mamy do czynienia z przedłużającą się biegunką (powyżej 14 dni) lub jeśli w kale pojawia się krew.   

Najczęstsze przyczyny bakteryjnych zakażeń przewodu pokarmowego związane z wystąpieniem biegunki: 

• Salmonella spp. – za objawy biegunkowe odpowiedzialne są szczepy niedurowe (odzwierzęce). Istnieje ponad 2500 typów serologicznych pałeczek Salmonella spp. odpowiedzialnych za wywoływanie salmonellozy. Ich rezerwuarem są zwierzęta, a główną przyczyną zakażenia jest spożywanie skażonej żywności (surowe mięso, jaja, drób, mleko, nabiał, ryby, soki owocowe). Do zakażenia może dojść również poprzez kontakt bezpośredni i drogą kropelkową. Okres wylęgania się choroby wynosi zazwyczaj 1-2 dni (okres graniczny od 6 godzin do 7 dni). 

• Shigella spp. – drobnoustroje wywołujące czerwonkę bakteryjną (szigellozę). Głównymi czynnikami wirulencji pałeczek czerwonki są toksyny: toksyna Shiga (neurotoksyna produkowana przez S.dysenteriae typ 1), enterotoksyny i LPS. Dawka zakaźna prowadząca do wystąpienia choroby jest bardzo niska – wystarczy spożycie 10 komórek bakterii. Do zakażenia dochodzi głównie poprzez kontakt bezpośredni (tzw. choroba brudnych rąk) oraz przez skażoną żywność (sałatki, surowe warzywa, mleko, nabiał, drób, woda). Okres wylęgania choroby wynosi 1-3 dni. 

• Campylobacter spp. – kampylobakteriozę wywołują głównie szczepy z gatunku C.jejuni (rezerwuarem jest głównie drób), rzadziej C.coli (rezerwuarem są świnie). Źródłem zakażenia jest skażona żywność pochodzenia zwierzęcego (drób), woda, niepasteryzowane mleko, bezpośredni kontakt ze zwierzętami. Dawka zakaźna, która prowadzi do wystąpienia objawów chorobowych wynosi ok. 500 komórek. Okres wylęgania choroby trwa ok. 3 dni (okres graniczny 1-7 dni). 

• E.coli (szczepy biegunkotwórcze) – E.coli należy do typowych bakterii wchodzących w skład mikrobioty jelitowej. Niektóre szczepy tego gatunku mogą być również patogenami „uzbrojonymi” w różne czynniki wirulencji (adhezyjny, toksyny). Do zakażenia biegunkotwórczymi szczepami dochodzi przez kontakt bezpośredni oraz skażony pokarm lub wodę. Biegunkotwórcze szczepy E.coli: 
  • Enteropatogenne E.coli (EPEC) – zakażenie zazwyczaj dotyczy małych dzieci, w tym noworodków i niemowląt. Okres wylęgania choroby trwa 1-2 dni.   
  • Enterokrwotoczne E.coli (EHEC) – szczepy wytwarzają cytotoksyny. Przebieg choroby przypomina czerwonkę. Do zakażenia dochodzi głównie na skutek spożywania surowego/niedogotowanego mięsa wołowego lub warzyw zanieczyszczonych odchodami zwierząt. Dawka zakaźna jest bardzo niska – do wystąpienia objawów wystarczy spożycie 50-100 komórek. Okres wylęgania choroby trwa 3-4 dni.   
  • Enterotoksyczne E.coli (ETEC) – szczepy wywołują biegunkę podróżnych. Czynnikami wirulencji bakterii są toksyny. Przebieg choroby może być zbliżony do objawów cholery. Dawką zakaźną jest spożycie ok. 10⁵ komórek. Okres wylęgania choroby wynosi 12-72 h.  
  • Enteroinwazyjne  E.coli (EIEC) – wywołują chorobę zbliżoną do czerwonki. Okres wylęgania choroby trwa 1-3 dni. 
  • Enteroagregacyjne E.coli (EAEC) – są jedną z przyczyn biegunek podróżnych. Do zakażenia prowadzi spożycie ok. 10⁷ komórek. Okres wylęgania choroby trwa 8-18 h. 

• Yersinia spp. – jersiniozę wywołują bakterie z gatunku Yersinia enterocolitica. Chorobotwórcze szczepy posiadają plazmid wirulencji. Najczęściej za objawy chorobowe odpowiadają serotypy: O:3.O:5, 27, O:8, 0:9. Drobnoustroje mają zdolność nie tylko przeżycia, ale również zdolność do namnażania w niskiej temperaturze (4-8°C). Dla ludzi głównym rezerwuarem patogenów są świnie. Do zakażenia dochodzi poprzez spożycie skażonej żywności (wieprzowina, mleko pasteryzowane, mleko w proszku, warzywa, owoce, żywność długo przechowywana w lodówce). Czas wylęgania choroby wynosi 4-6 dni (okres graniczny 1-10 dni). 

• Aeromonas hydrophila , Hydromonas shigelloides – drobnoustroje są szeroko rozpowszechnione w środowisku wilgotnym (wody słodkie, słone, ścieki, gleba, akwaria, woda kranowa [w tym chlorowana], zlewy, umywalki, wanny). U ludzi mogą wywoływać zakażenia sporadyczne i epidemiczne po spożyciu skażonej wody i żywności (owoce morza, sushi). Czas wylęgania choroby trwa do 48 h. 

• Vibrio spp. – rodzaj obejmuje 20 gatunków, z których objawy chorobowe u ludzi wywoływane są głównie przez Vibrio cholerae, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio vulnificus. W Polsce cholera wywoływana przez V. cholerae nie stanowi problemu – na przestrzeni ostatnich 20 lat odnotowano tylko 2 przypadki (2005 r., 2019 r.). Do zakażenia V.parahaemolyticus, V.vulnificus może dojść po spożyciu skażonej wody lub żywności (ryby, owoce morza). Czas wylęgania choroby wynosi od kilku/kilkunastu godzin do 3/4 dni. 

Jak przygotować próbkę do posiewu kału? 

Przed badaniem należy zaopatrzyć się w jednorazowy sterylny (jałowy) pojemnik do transportu próbki. Specjalne pojemniki z łopatką są dostępne w punktach pobrań lub można je nabyć w aptece. 

Najlepszym materiałem do badania jest świeży kał. Próbki kału na posiew powinny być pobierane, o ile jest to możliwe, rano. Personel medyczny ma obowiązek poinformować pacjenta o technice pobrania kału: 

• Stolec powinien być oddany na suche czyste podłoże – np. na specjalną nakładkę na sedes, papier toaletowy, do czystego nocnika lub muszli klozetowej. U małych dzieci można pobrać materiał z pampersa. 
• Do pojemnika transportowego należy przenieść łopatką próbkę wielkości orzecha włoskiego. Materiał należy pobierać z różnych miejsc stolca, wybierając przede wszystkim fragmenty, które zawierają krew, śluz czy ropę. 
• Pojemnik należy szczelnie zamknąć i podpisać danymi pacjenta. 

Pobraną próbkę kału należy dostarczyć jak najszybciej do laboratorium. Jeżeli przewidywany czas transportu ma przekroczyć 2 h, należy przechowywać pojemnik z kałem w lodówce. Czas od pobrania próbki do posiewu na podłoża nie może przekroczyć 24 h.    

Jak przebiega badanie posiewu kału? 

Posiew kału może obejmować wykrywanie wielu patogenów w jednym badaniu lub być badaniem ukierunkowanym na jeden patogen.  

Posiew ogólny kału 

Posiew ogólny kału jest badaniem, które ma na celu wstępną ocenę materiału pod kątem obecności potencjalnie patogennych biegunkotwórczych bakterii tlenowych takich jak Salmonella spp., Shigella spp., Yersinia spp., Aeromonas spp., Hydromonas spp. Z reguły w laboratoriach mikrobiologicznych w posiewie ogólnym nie wykrywa się patogenów o specyficznych wymaganiach wzrostowych. Wynik, który nie wskazuje na konkretny patogen przy współistniejących objawach zakażenia przewodu pokarmowego powinien skłonić do dalszego poszukiwania patogenu w badaniach ukierunkowanych. Bardzo często posiew ogólny kału nie obejmuje również kwalifikacji wyhodowanych bakterii z gatunku Escherichia coli do szczepów biegunkotwórczych. Wyjątek stanowi posiew ogólny kału dzieci do lat dwóch, który zawsze powinien obejmować również diagnostykę w kierunku różnicowania enteropatogennych szczepów E.coli (EPEC). 

Końcowym etapem badania jest określenie lekowrażliwości (antybiogramu) wyhodowanych patogenów. 

Posiew kału – badania ukierunkowane 

Badania ukierunkowane posiewu kału służą wykrywaniu konkretnych patogenów odpowiedzialnych za zakażenia pokarmowe przebiegające z biegunką. Zastosowanie odpowiednio dobranych podłóż wybiórczo-namnażających, podłóż różnicujących oraz odpowiedniej temperatury i atmosfery wzrostu umożliwiają lub dają większe prawdopodobieństwo wykrycia drobnoustrojów niż w posiewie ogólnym kału. Najczęściej zlecane są badania w kierunku Salmonella spp./ Shigella spp. (tzw. SS), Campylobacter spp., EPEC, Yersinia spp. Sporadycznie zlecany przez pacjentów lub lekarzy posiew kału w kierunku grzybów nie służy diagnostyce egzogennych zakażeń przewodu pokarmowego.  

Badania ukierunkowane obejmują również wykonanie oznaczenia lekowrażliwości wyhodowanych drobnoustrojów (antybiogram). 

Co oznaczają wyniki posiewu kału? 

Wynik posiewu ogólnego kału zawiera informację na temat flory wyhodowanej z materiału od pacjenta. W prawidłowo prezentowanym wyniku określa się czy wykryto/nie wykryto bakterie potencjalnie patogenne, podając ich nazwę gatunkową lub rodzajową. Uszczegółowienie jakich drobnoustrojów patogennych poszukiwano w kale ułatwia ocenę zakresu badania, który w różnych pracowniach mikrobiologicznych może być różny. Na wyniku powinna znaleźć się również informacja na temat wykrycia i identyfikacji innych drobnoustrojów, które wchodzą w skład mikrobioty jelitowej.  

Wyniki badań ukierunkowanych posiewu kału wskazują jednoznacznie na wykrycie lub brak obecności danego gatunku bakterii. W badaniach dodatkowo powinna się znaleźć informacja (zależnie od drobnoustroju) o przynależności do określonego typu serologicznego i/lub informacja o innych cechach istotnych dla szczepów biegunkotwórczych. 

Na wyniku posiewu kału umieszczony jest również wynik oznaczenia lekowrażliwości (antybiogram) wykrytych i zidentyfikowanych szczepów patogennych lub potencjalnie patogennych. Warto jednak pamiętać, że biegunki w większości przypadków ulegają samoograniczeniu, dlatego nie stosuje się antybiotyków. Leczenie antybiotykiem powinno być ograniczone do przypadku ciężkiej biegunki z gorączką oraz obecnością śluzu i krwi w stolcu u chorych z grup ryzyka: dzieci < 2 r.ż., osób starszych, chorych z mocznicą, po wszczepieniu protez zastawkowych, z chorobą nowotworową lub innymi niedoborami odporności.  

>> Dowiedz się, czym są: Rotawirusy – przyczyna ostrej biegunki

UWAGA: Podanie antybiotyku przy zakażeniach pokarmowych szczepami Salmonella spp. wydłuża nosicielstwo, a w przypadku zakażenia enterokrwotocznymi szczepami E.coli. (EHEC) zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia zespołu hemolityczno-mocznicowego (ang. haemolytic-uraemic syndrome – HUS). 

Bibliografia:

1. P. Daniel, M. Szczepanek „Biegunka”; Interna Szczeklika 2020 
2. M. Jagielski, Etiologia, obraz kliniczny i diagnostyka ostrych zakażeń i zarażeń przewodu pokarmowego oraz zatruć pokarmowych; Biblioteka Diagnosty Laboratoryjnego; Fundacja Pro Futura; Warszawa 2010 
3. „Etiologia, obraz kliniczny i diagnostyka zakażeń przewodu pokarmowego i zatruć pokarmowych – wykłady”; Kurs dla diagnostów laboratoryjnych 28-30 maja 2014 r.; Kierownik naukowy kursu dr n.med. Jolanta Szych   
4. Tomasz Mach, Katarzyna Fleischer-Stępniewska, Jacek Mrukowicz „Ostra biegunka infekcyjna” https://www.mp.pl/interna/chapter/B16.II.4.24.1.?postlogin= (Data aktualizacji: 10 sierpnia 2023) 
5. dr hab. n. med. Ernest Kuchar „Biegunki wywołane przez patogenne szczepy Escherichia coli” https://www.mp.pl/pacjent/choroby-zakazne/choroby/zakazenia-bakteryjne/165133,biegunki-wywolane-przez-patogenne-szczepy-escherichia-coli (dostęp 29.06.2024 r.) 
6. Patric R. Murray, K.S. Rozenthal, M.A.Pfaller – Mikrobiologia wyd.VI Wrocław 2011 
7. prof. dr hab. n. med. Katarzyna Dzierżanowska-Fangrat „Przewodnik antybiotykoterapii 2024”;Alfa-Medica Press 2024