Cutibacterium acnes er en bakterie, der lever på næsten alle menneskers hud, men som under visse forhold kan forvandle sig fra en harmløs beboer til en problematisk sygdomsfremkaldende organisme. Selvom den oftest forbindes med acne, har denne mikroorganisme fået anerkendelse som årsag til alvorlige infektioner efter operationer og implantation af medicinsk udstyr.

Epidemiologi

Cutibacterium acnes findes på huden hos stort set alle mennesker. Denne bakterie kan findes hos næsten enhver person, hvilket gør den til en af de mest universelle beboere af den menneskelige krop^[1]. Bakterien lever primært dybt inde i hårsækkene og porerne, især i områder med mange talgkirtler (olieproducerende kirtler i huden), såsom ansigtet, ryggen, brystet og den øvre del af brystkassen^[2].

Forekomsten af C. acnes ændrer sig gennem en persons liv. Den viser sig kortvarigt på huden hos nyfødte, men egentlig kolonisering begynder i løbet af de et til tre år før kønsmodningen. I denne udviklingsperiode stiger antallet af C. acnes bakterier dramatisk, fra færre end 10 bakterier pr. kvadratcentimeter til cirka en million pr. kvadratcentimeter^[4].

Når det kommer til acne vulgaris, den mest almindelige hudlidelse forbundet med denne bakterie, er tallene overvældende. Acne rammer mere end 45 millioner personer alene i USA, og cirka 85 procent af befolkningen oplever en eller anden form for acne mellem 12 og 24 års alderen^[1][7]. Næsten 20 procent af alle besøg hos hudlæger vedrører acnebehandling^[1]. På globalt plan påvirker acne vulgaris cirka 9,38 procent af verdens befolkning^[11]. I det kinesiske fastland viste forskning en samlet udbredelse af acne på 39,2 procent^[11].

Mens acne er den mest kendte tilstand forbundet med C. acnes, repræsenterer postoperative infektioner et andet vigtigt aspekt af dens epidemiologi. Bakterien er blevet stadig mere anerkendt som årsag til proteseledinfektioner, især efter skulderoperationer. Undersøgelser af skulderartroplastik har fundet C. acnes infektionsrater fra 16 til 70 procent på tidspunktet for revisionskirurgi, med de mest almindelige estimater omkring 50 til 60 procent^[5]. Skulderen koloniseres af C. acnes i meget højere grad sammenlignet med knæ og hofte^[5].

Mænd ser ud til at have særligt høj risiko for at udvikle postoperative infektioner med C. acnes. Denne øgede sårbarhed skyldes, at mænd har et større antal talgkirtler end kvinder, hvilket giver mere levested for bakterien^[5]. En undersøgelse fra 2009 viste, at C. acnes er mere tilbøjelig til at inficere skulderen end hoften eller knæet efter operation, og at mænd har en højere naturlig bakteriemængde på deres hud end kvinder^[7].

Årsager

Cutibacterium acnes er en grampositiv bakterie (en type bakterie, der fastholder en bestemt farvning brugt til laboratorieidentifikation), som foretrækker anaerobe (uden ilt) vækstbetingelser^[1]. På trods af denne præference for iltfrie miljøer besidder C. acnes alle de nødvendige proteiner til oxidativ fosforylering, hvilket gør det muligt for den også at overleve i iltrige miljøer^[10]. Denne tilpasningsevne gør den til en alsidig organisme, der kan trives under forskellige forhold i hele den menneskelige krop.

Oprindeligt identificeret som Bacillus acnes i 1900-tallet af Thomas Casper Gilchrist, blev bakterien senere navngivet Propionibacterium acnes på grund af dens evne til at producere propionsyre som et produkt af anaerob metabolisme^[2][7]. I 2016 gennemgik bakterien en taksonomisk omklassificering baseret på biokemiske og genomiske studier. Forskere fandt, at med hensyn til både evolutionær træstruktur og DNA-sammensætning kunne de hudboende arter skelnes fra andre arter, der tidligere var kategoriseret under samme navn. Som en del af denne omstrukturering blev en ny slægt kaldet Cutibacterium skabt specifikt til hudassocierede arter^[2].

Bakterien er lipofil, hvilket betyder, at den trives i fedtholdige eller olierige miljøer. C. acnes lever primært af fedtsyrer fundet i talg (den olieagtige substans, der udskilles af talgkirtler) inde i hårsækkene^[2]. Cellevæggen og membranen hos C. acnes indeholder forskellige lipider, og cellevæggen består af peptidoglykan. Bakterien indeholder også lipoglykaner med betydelige koncentrationer af mannose, glucose og galactose^[10].

C. acnes findes i forskellige underarter og stammer, der har distinkte karakteristika. Forskere har identificeret tre hovedgrupper: C. acnes underart acnes, C. acnes underart defendens og C. acnes underart elongatum^[17]. Disse grupperinger svarer til evolutionære grupperinger, der har høje associationer med, om stammen er sygdomsfremkaldende eller beskyttende af natur.

Hvordan Cutibacterium acnes overføres

Cutibacterium acnes findes på huden hos næsten alle mennesker, hvilket betyder, at overførsel primært sker gennem hudkontakt^[1]. Fordi den er en normal beboer af menneskelig hud, er bakterien allestedsnærværende i miljøet. Disse organismer er særligt problematiske i omgivelser, hvor der sker afskalning af hudceller, såsom under kirurgiske procedurer eller i renrum, hvor mikrobiel forurening skal minimeres^[7].

Bakterien kan også findes gennem hele mave-tarmkanalen, på øjets bindevæv, i mundslimhinden og i den ydre øregang^[10]. Den kan også være til stede på andre kropssteder ud over bare hudoverfladen^[2].

Risikofaktorer

Flere faktorer øger risikoen for at udvikle tilstande forbundet med C. acnes, uanset om det er acne vulgaris eller postoperative infektioner. For acneudvikling kan øget produktion af talg fra overaktive talgkirtler eller blokering af hårsække få C. acnes bakterier til at vokse og formere sig^[2]. Teenagere og unge voksne er særligt sårbare på grund af hormonelle ændringer, der opstår under puberteten, som stimulerer øget talgproduktion.

Mandligt køn repræsenterer en betydelig risikofaktor for postoperative C. acnes infektioner. Mænd har et større antal talgkirtler end kvinder, hvilket fører til højere naturlige bakteriemængder på huden^[5][7]. Denne øgede bakterietilstedeværelse gør forurening under operation mere sandsynlig.

Patienter, der gennemgår visse typer operationer, står over for forhøjede risici. Skulderkirurgi medfører en særlig høj risiko for C. acnes infektion sammenlignet med hofte- eller knæindgreb^[5][7]. Skulderområdet huser naturligt højere koncentrationer af C. acnes på grund af tætheden af talgkirtler i denne region.

Tilstedeværelsen af medicinsk udstyr og implantater skaber en anden stor risikofaktor. C. acnes har evnen til at vedvare på kropsimplantater og kirurgiske enheder og forårsage en bred vifte af postoperative infektiøse tilstande^[1]. Bakterien kan kolonisere forskellige typer protetiske enheder og danne biofilm, der gør infektioner vanskelige at behandle. Den er blevet anerkendt som en vigtig patogen i protetiske skulderledinfektioner, i tilfælde involverende brystimplantater og i infektioner forårsaget af kardiovaskulære enheder^[7][10].

C. acnes fungerer som en opportunistisk patogen, hvilket betyder, at den udnytter svækkede forsvar eller forstyrrede barrierer. Når normale hudbarrierer brydes under operation, eller når immunfunktionen er kompromitteret, kan bakterien skifte fra at være en harmløs kommensalorganisme til at blive en sygdomsfremkaldende patogen^[3].

Symptomer

Symptomerne på C. acnes infektion varierer dramatisk afhængigt af, om infektionen manifesterer sig som acne vulgaris eller som en postoperativ enhedsinfektion. Ved acne vulgaris lever C. acnes bakterier primært dybt inde i folikler og porer. Når disse bakterier formerer sig hurtigt, kan de udløse betændelse, der fører til symptomer forbundet med almindelige hudlidelser^[2].

Acne vulgaris præsenterer sig typisk med både ikke-inflammatoriske og inflammatoriske hudlæsioner. Tilstanden kan manifestere sig som komedoner (sorte og hvide bumser), som er ikke-inflammatoriske læsioner. Når der opstår betændelse, udvikler patienterne papler (små hævede bumser), pustler (pusfyldte bumser) og nodulocystiske læsioner (dybere, smertefulde knuder under huden)^[11]. Disse inflammatoriske læsioner skyldes celleskade, metaboliske biprodukter og bakterieaffald produceret under hurtig bakterievækst inden i folikler^[2].

Ansigtet er oftest påvirket af acnelæsioner, selvom ryggen og brystet også kan udvikle betydelig involvering. Acne er almindelig hos teenagere og kan identificeres ved ansigts læsioner, der kan påvirke livskvalitet og selvværd betydeligt^[11].

Postoperative C. acnes infektioner præsenterer sig helt anderledes. Disse infektioner har ofte forsinket præsentation efter implantatkirurgi, nogle gange måneder eller endda år efter den indledende procedure^[12]. Det kliniske billede er ofte uspecifikt, hvilket gør diagnose udfordrende^[5].

Ved skulderartroplastik infektioner kan patienterne opleve smerte, nedsat bevægelighed og subtile tegn på betændelse. I modsætning til infektioner forårsaget af mere aggressive bakterier, producerer C. acnes infektioner ofte ikke de dramatiske symptomer på akut infektion såsom høj feber, stærk smerte eller tydelig sårdræning.

Ud over hud- og operationsstedsinfektioner er C. acnes blevet impliceret i flere andre kroniske tilstande. Bakterien kan forårsage kronisk blefaritis (betændelse i øjenlågene) og endoftalmitis (betændelse inde i øjet), især efter intraokulær kirurgi^[2]. Den er også blevet associeret med endokarditis (infektion af hjerteklapperne), infektioner der påvirker rygsøjlen, prostatitis, sarkoidose, synovitis og septisk arthritis^[1][10].

Forebyggelse

Forebyggelse af C. acnes-relaterede tilstande kræver forskellige strategier afhængigt af, om målet er at forebygge acne eller forebygge postoperative infektioner. Da bakterien er en normal beboer af stort set alles hud, er fuldstændig forebyggelse af kolonisering hverken mulig eller ønskelig. I stedet fokuserer forebyggelse på at håndtere bakteriepopulationer og forebygge forhold, der tillader skadelig overvækst eller forurening.

For acneforebyggelse er opretholdelse af hudrenlighed og håndtering af olieproduktion grundlæggende tilgange. Brug af produkter indeholdende aktive ingredienser kan hjælpe med at kontrollere bakteriepopulationer. Benzoylperoxid er særligt effektivt til at dræbe C. acnes og er en grundpille i acneforebyggelse^[15]. Produkter med benzoylperoxidkoncentrationer over 2,5 procent reducerer effektivt C. acnes populationer uden at kræve stærkere formuleringer, der kan irritere huden^[15].

C. acnes er modtagelig over for en bred vifte af kemikalier, hvilket gør kemisk konservering og antimikrobielle behandlinger relevante strategier. Benzoylperoxid hjælper med at fjerne overskydende olier fra huden og eliminerer døde hudceller, der kan tilstoppe porerne^[1]. Kombinering af benzoylperoxid med andre ingredienser som salicylsyre eller glykolsyre kan øge effektiviteten ved at hjælpe med at åbne porerne og behandle eksisterende bumser^[15].

C. acnes kan dræbes med ultraviolet lys, hvilket repræsenterer en anden potentiel forebyggelsesstrategi^[7]. Bakterien vokser bedst ved temperaturer mellem 30 og 37 grader celsius og trives i det lipidrige miljø i hårsækkene^[7].

For at forebygge postoperative infektioner er strenge protokoller under operation essentielle. Fødevarestyrelsen har rådgivet producenter til at etablere passende metoder til at forebygge forurening, herunder opretholdelse af tilstrækkelig kvalitet af indgående materialer, sikring af sanitær design, korrekt rengøring af udstyr, begrænsning af produktions- og lagringstider samt overvågning af miljøforhold^[1].

Passende brug af personligt beskyttelsesudstyr og korrekte påklædningsprocedurer er afgørende i omgivelser, hvor mikrobiel forurening udgør risici, især i renrum og operationsstuer. Fordi C. acnes udskilles med hudceller, bliver kontrol af denne udskillelse gennem passende barrierer vigtig under kirurgiske procedurer^[7].

Videnskabelige studier tyder på, at etablering af passende produktspecifikationer, herunder tests, metoder og acceptkriterier, hjælper med at sikre, at lægemiddel- og implantatproduktkomponenter opfylder kvalitetsstandarder^[1]. Når det er relevant, kan yderligere laboratorietest være nødvendige for at afgøre, om produkter er egnede til frigivelse.

Patofysiologi

Patofysiologien ved C. acnes infektion involverer komplekse interaktioner mellem bakterien, hudmiljøet og det menneskelige immunsystem. C. acnes er stort set kommensalt og en del af den normale hudflora, der er til stede hos de fleste sunde voksne mennesker^[2]. Forståelse af, hvordan denne normalt harmløse bakterie forårsager sygdom, kræver undersøgelse af dens virulensfaktorer, dens evne til at udløse betændelse og dens kapacitet til at danne biofilm.

C. acnes producerer flere proteiner og enzymer, der gør det muligt for den at overleve, skaffe næringsstoffer og interagere med menneskelige væv. Bakterien udskiller mange proteiner, herunder flere fordøjelsesenzymer, der hjælper med at nedbryde talg og erhverve andre næringsstoffer^[2]. Disse enzymer kan også destabilisere lagene af celler, der danner væggene i hårsækkene. Genomet af C. acnes er blevet sekventeret, og studier har vist, at flere gener kan generere enzymer til nedbrydning af hud og proteiner, der kan aktivere immunsystemet^[2].

I løbet af det seneste årti har mange studier identificeret og karakteriseret flere potentielle virulensfaktorer involveret i denne bakteries patogenicitet. Disse virulensfaktorer deltager i bakteriel tilhæftning til målceller, dannelse af polysaccharidbaserede biofilm, molekylære strukturer, der udløser betændelse, og enzymatisk nedbrydning af værtsvæv^[3].

Bakterien producerer flere proteiner eller glykoproteiner, der kunne betragtes som aktive virulensfaktorer. Disse gør det muligt for C. acnes at tilpasse sig det lipofile miljø i den pilosebaceøse enhed (hårsækken og dens tilhørende talgkirtel) i huden, men også til forskellige andre organer, den kan kolonisere^[3]. Sammensætningen af C. acnes cellevæg, der indeholder forskellige lipider og peptidoglykan, bidrager til bakteriens evne til at vedvare i væv og modstå værtsforsvaret^[10].

En af de vigtigste patogene mekanismer for C. acnes er dens evne til at danne biofilm. Biofilm er strukturerede fællesskaber af bakterier indkapslet i en selvproduceret beskyttende matrix. C. acnes kan danne biofilm på protetiske enheder og implantater, hvilket komplicerer behandlingen betydeligt. Biofilmen beskytter bakterier mod antibiotika og immunforsvar og tillader vedvarende infektion. Denne karakteristiske evne til at hæfte til og danne biofilm, især på proteser, er typisk for de infektioner, som C. acnes forårsager^[4].

Ved acne vulgaris involverer patofysiologien flere indbyrdes forbundne processer. Når talgkirtler bliver overaktive, eller når folikler bliver blokerede, vokser og formerer C. acnes bakterier sig inden i foliklen. Efterhånden som bakteriepopulationer udvider sig, udskiller organismerne enzymer og producerer metaboliske biprodukter. Disse stoffer udløser sammen med bakterieaffald og celleskade en inflammatorisk respons^[2].

Betændelsesprocessen involverer aktivering af det medfødte immunsystem. C. acnes producerer molekylære strukturer, der udløser inflammatoriske veje, hvilket fører til frigivelse af inflammatoriske mediatorer. Forskning har vist, at C. acnes-afledte ekstracellulære vesikler (små partikler frigivet af bakterier) kan udløse aktivering af betændelsesrelaterede faktorer, herunder interleukin-8 (IL-8), interleukin-6 (IL-6), tumor nekrose faktor alfa (TNFα) og granulocyt-makrofag kolonistimulerende faktor (GM-CSF)^[6].

Interessant nok afhænger den inflammatoriske respons og sygdomsmanifestation ikke kun af tilstedeværelsen af C. acnes, men også af stammeforskelle og værtens immunrespons. Forskellige fylotyper af C. acnes har forskellige effekter. Specifikke fylotyper er blevet forbundet med udvikling af acne vulgaris, mens andre fylotyper er blevet forbundet med sund hud^[6]. Den proteomiske profil af indhold i bakterielle ekstracellulære vesikler afspejler distinkte karakteristika for forskellige C. acnes fylotyper med hensyn til livscyklus, overlevelse og virulens^[6].

Studier har vist, at acnepåvirket hud har relativt mindre C. acnes og mere tilstedeværelse af andre bakteriearter, herunder en stigning i Staphylococcus epidermidis, især i hårsække, hvor de kan producere biofilm, der bidrager til poreblokering^[17]. Dette tyder på, at acnepatofysiologi involverer komplekse mikrobielle samfundsinteraktioner, ikke kun C. acnes alene.

Ved postoperative infektioner centrerer patofysiologien sig om bakteriel forurening under operation, bakteriel persistens på implanterede materialer og biofilmdannelse. Den forsinkede præsentation af mange C. acnes enhedsinfektioner afspejler organismens langsomt voksende natur og dens evne til at etablere lavgradige kroniske infektioner. Bakterien kræver mindst seks dage for vækst i kultur, hvilket fremhæver dens relativt langsomme replikation sammenlignet med mere aggressive patogener^[4].

Bakteriens tilpasning til livet på mennesker har givet ny forståelse af infektionsmekanismer. C. acnes kan kolonisere forskellige økologiske nicher ud over huden og demonstrere bemærkelsesværdig tilpasningsevne^[3]. Interaktioner mellem C. acnes og den menneskelige vært, herunder interaktioner med den menneskelige hudmikrobiota, fremmer selektion af stammer, der er i stand til at producere virulensfaktorer, der øger inflammatorisk kapacitet^[3].