Staphylococcus

Minidefiniţie

• coci Gram-pozitivi aşezaţi în grămezi; pot fi observaţi şi izolaţi, în perechi sau scurte lanţuri

• imobili• catalază pozitivi, oxidază negativi• nepretenţioşi nutritiv• aerobi, facultativ anaerobi• tolerează >7,5% NaCl

Clasificare

Testul coagulazei îi clasifică în - coagulazo-pozitivi: S.aureus;

- coagulazo-negativi: mai multe specii izolate de la om, dintre care S.epidermidis, S.saprophyticus, S.haemolyticus, S.warneri, S.hominis, S.lugdunensis.

Staphylococcus aureus

Importanţa medicală• determină infecţii comunitare sau nosocomiale care se remarcă

prin frecvenţă şi diversitate, unele cu evoluţie deosebit de gravă (bacteriemii cu localizări secundare, şoc septic, şoc toxic stafilococic);

• s-a dovedit capabil să dezvolte rezistenţă la toate antibioticele folosite în terapie.

• Habitat: colonizează tegumentul şi mucoasele (nări şi/sau intestin) la ~ 30% din indivizii normali.

• Rezistenţa la factorii de mediu: foarte rezistent – întuneric, – uscăciune, – lizozim, – acţiunea bactericidă nespecifică a serului, – acizi graşi de pe tegument

Caractere morfo-tinctoriale• sunt cele caracteristice genului;• în unele produse patologice poate predomina dispoziţia

in diplo, fiind dificilă diferenţierea de S.pyogenes;• gram-variabili în frotiul din puroi provenit din colecţii

închise sau din culturi vechi.

Caractere de cultură• colonii mari, S, de consistenţă untoasă, pigmentate în

galben-portocaliu sau nepigmentate ( alb-cenuşii) pe geloză nutritivă;

• pe geloză-sânge coloniile pot fi hemolitice;• dezvoltă colonii manito-pozitive pe mediul Chapman

(mediu hiperclorurat cu manită şi roşu fenol).

Factori de patogenitate

• componente structurale– glicocalix (capsula)– peptidoglican– acid ribitol teichoic– proteina A

• toxine– hemolizine (α, β, γ, δ)– leucocidina– toxine exfoliative (ETA, ETB)– enterotoxine (A-E, G-I)– toxina 1 a sdr. şocului toxic stafilococic (TSST-1)

• enzime– coagulaza– catalaza– hialuronidaza– fibrinolizina– lipaze– nucleaze– penicilinaza

Factori de patogenitate Virulenţa acestei specii este rezultatul efectului

combinat al mai multor factori de patogenitate1. Structuri parietale

• peptidoglicanul manifestă proprietăţi endotoxină-like;• acidul ribitol teichoic, cu specificitate de specie, are

proprietăţi adezive la receptorii celulari şi determină reacţii de sensibilizare după infecţii repetate;

• proteina A leagă IgG prin Fc şi împiedică opsonizarea şi fagocitoza;

• adezine la proteine ale gazdei: fibrinogen/fibrină (coagulaza legată), fibronectină, colagen;

• microcapsula polizaharidică cu efect antifagocitar.

2. Exoenzime• coagulaza liberă

- se leagă de protombină şi determină conversia fibrinogenului în fibrină;

- înglobează cocii în trama de fibrină, protejându-i de fagocite;

- formează trombi, implicaţi în patogenia tromboflebitelor septice;

• stafilokinaza - activează plasminogenul, determinând disoluţia cheagurilor

de fibrină;

• hialuronidaza- hidrolizează matricea intercelulară;

• lipaze- active pe lipidele din plasmă şi sebum, explicând tropismul

pentru unitatea pilo-sebacee.

3. Exotoxine

• citotoxine - hemolizine α, β, γ şi δ, active pe eritrocite provenite de la

diferite specii animale; cel mai bine caracterizată este hemolizina α, incriminată în manifestări ale şocului septic;

- leucocidina care are efect leucolitic, prezentă în special la tulpini izolate din leziuni dermonecrotice;

• toxine exfoliative (A şi B)- au activitate proteazică, determinând ruperea

desmozomilor de la nivelul stratului granulos, cu formare de bule epidermice;

- implicate în sindromul pielii opărite (boala Ritter la copil sau Lyell la adolescent şi adult);

3. Exotoxine (continuare)• toxina 1 a sindromului şocului toxic

- funcţionează ca superantigen, stimulând nespecific limfocitele T cu eliberare de citokine în cantitate mare;

- determină febră, erupţie eritematoasă cu descuamare, hipotensiune şi insuficienţe funcţionale multiorgan;

- manifestările au fost asociate cu utilizarea tampoanelor hiperabsorbante intravaginale dar şi cu infecţii extragenitale;

• enterotoxine- mai multe tipuri antigenice (A – G);

- funcţionează de asemenea ca superantigene;

- termorezistente;

- determină toxiinfecţii alimentare; enterotoxinele B şi C pot determina şi manifestări sistemice (şoc toxic stafilococic).

Virulence factors of Staphylococcus aureus

Superantigens and the non-specific stimulation of T cells TSST-1, enterotoxin, and exfoliative toxin are superantigens Superantigens bind directly to class II major histocompatibility complexes (MHC II) of antigen-presenting cells outside the normal  antigen-binding groove. Up to one in five T cells may be activated. Cytokines are released in

large amounts, causing the symptoms of toxic shock.

Patogeneza infecţiilor cu S. aureus

Factori care favorizează infecţiile stafilococice:– deficienţele chemotaxiei leucocitare:

• congenitale – sdr. Down• dobândite – diabet, artrita reumatoidă

– deficienţe ale opsonizării prin Ac – hipogamaglobulinemia

– deficienţe ale distrugerii i.cel. a bacteriilor secundar fagocitozei – boală granulomatoasă cronică

– leziuni cutanate – arsuri, incizie chirurgicală, eczeme

– corpi străini – suturi, proteze intratisulare

– infecţii cu alte microorganisme

– boli cronice – neoplazii, boli cardiace, alcoolism

– administrare preventivă sau terapeutică a AB

Infecţii cu S. aureus

• Infecţii cutanate– Foliculita– Furuncul– Carbuncul (furuncul antracoid)– Hidrosadenita– Panariţii– Impetigo (bulos)– Infecţii ale plăgilor– Sindromul pielii opărite

• Infecţii ale mucoaselor (otite, sinuzite, infecţii uterine postabortum, ITU)

• Pneumonia şi empiemul; bronhopneumonii buloase• Infecţii bacteriemice, septicemice, metastatice metastaze septice

viscerale: pleuropulmonare, renale, endocardice– stafilococia malignă a feţei– endocardita stafilococică– osteomielita– artrite septice

• Sindromul şocului toxic stafilococic• Toxiinfecţii alimentare

Pathogenesis of S. aureus infections

Furuncul

Carbuncul

Impetigo bulos

Sindromul pielii opărite

Leziuni embolice la un pacient cu endocardită cu Staphylococcus aureus.

Impetigo stafilococic

Imunitatea anti-stafilococică

• fagocitoza este mecanismul major de apărare• nu există o corelaţie între titrul Ac şi receptivitatea/ rezistenţa la

infecţia cu S.aureus• Ac anti-leucocidină par a proteja împotriva infecţiilor recurente• vaccin antistafilococic eficient doar la 50% din persoanele vaccinate

Diagnosticul de laborator al infecţiilor supurative• se bazează pe examen bacteriologic;

• produsul patologic variază în raport cu localizarea infecţiei;

• examenul microscopic are în special valoare în cazul produselor provenite din zone normal sterile;

• izolarea S.aureus o realizăm prin însămânţare pe geloză-sânge iar în cazul produselor contaminate pe mediul selectiv Chapman;

• identificarea se bazează pe caracterele de cultivare, microscopice, testul catalazei şi coagulazei;

• în investigaţii epidemiologice (izbucniri epidemice) se poate recurge la lizotipare sau tipare moleculară.

Diagnostic de laborator

• Frotiu din puroi, colorat Gram, X1000

Diagnostic de laborator

• Frotiu din puroi, colorat Gram, X1000

S.aureus – colonii pe agar-sânge

Mannitol salt agar (MSA) is selective because it contains 7.5% salt–a high salt concentration that promotes the growth of some organisms while discouraging the growth of others.  MSA is a

differential medium because it contains the sugar mannitol and the pH indicator phenol red. 

Although both Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus can tolerate the high salt content of MSA, only S. aureus can ferment mannitol

Identificare: * Fermentarea glucozei cu producere de acid * Catalază +

* Coagulază +

Tratament

• infecţii minore – autolimitate după drenaj chirurgical + AB topic (bacitracină, acid fusidic, mupirocin, clorhexidină)

• purtători sănătoşi – AB local (nări)• infecţii severe:

– penicilină – tulpini care nu produc beta-lactamază– oxacilină – tulpini producătoare de beta-lactamază– vancomicină – MRSA (ORSA) (PBP nouă)– tulpini cu sensibilitate modificată la vancomicină –

dalfopristina+quinupristină– alternative: eritromicină, lincomicină (infecţii osoase),

pristinamicină, acid fusidic, aminoglicozide, cotrimoxazol (trimetoprim + sulfametoxazol)

• toaleta corespunzătoare a plăgii şi aplicarea unui antiseptic microbicid (e.g., săpun antiseptic, alcool iodat, hexaclorofen)

Epidemiologie

• Rezervor de infecţie– pacienţi cu infecţii cu S. aureus

– purtători sănătoşi

• Transmitere– direct: purtători nasali picături Flügge; pacienţi personal medical

(70-80% purtători sănătoşi) alţi pacienţi

– indirect (aer, pulberi, obiecte, mâini, alimente, insecte)

Profilaxie

• Generală– antisepsie, asepsie, igienă personală

– TI, arsuri, chirurgie cardiovasculară, neonatologie

• Specială– purtătorii nasali de tulpini agresive de S. aureus trebuie carantinaţi faţă

de pacienţii cu risc crescut până la eradicarea portajului

• Specifică– vaccinuri inactivate + anatoxine

– autovaccin

Stafilococii coagulazo-negativi

• constituienţi ai florei bacteriene rezidente de la nivelul tegumentului şi mucoaselor colonizate;

• pot determina infecţii legate de prezenţa unor implante protetice şi catetere, grave în special la imunodepresaţi;

• sinteza unor exopolizaharide favorizează ataşarea la suprafaţa acestor dispozitive;

• cea mai frecventă specie implicată este S.epidermidis;• diagnosticul bacteriologic impune criterii care să stabilească

semnificaţia clinică a izolatului, eliminand o posibilă contaminare;• stafilococii coagulazo-negativi sunt frecvent meticilino-rezistenţi;• S.saprophyticus ocupă o nişă specială, fiind cauza unor infecţii ale

tractusului urinar in special la femeia tânără; sensibil la majoritatea antibioticelor, inclusiv benzil-penicilină (rezistenţă naturală la novobiocină).

Infections associated with indwelling devices

Stafilococi coagulază-negativi

• S. epidermidis• S. saprophyticus• S. haemolyticus• S. lugdunensis• S. schleiferi

S. epidermidis

• prezent pe tegumente• produce glicocalix aderenţă• infecţii de cateter, infecţii de pace-maker, endocardită subacută a

valvelor protezate, infecţii ale grefei vasculare, infecţii asociate cu şunturi LCR, proteze articulare, dispozitive ortopedice, dializă peritoneală ambulatorie cronică, ITU

• 50% tulpini rezistente la oxacilină• identificare: coagulază-negativ, sensibil la novobiocină

S. saprophyticus

• condiţionat patogen• ITU la femei şi bărbaţi tineri, activi sexual (uretrită, prostatită,

pielonefrită), infecţii ale plăgilor, sepsis• coagulază-negativ, rezistent la novobiocină

S. saprophyticus are resistant to novobiocin (top half of SBA plate), a factor which

distinguishes them from sensitive S. epidermidis (bottom half of SBA plate).

Alţi stafilococi coagulază-negativi

• S. haemolyticus– endocardite subacute (valve native), septicemii, peritonite, ITU,

infecţii plăgi chirurgicale, oase, articulaţii

• S.lugdunensis– endocardite pe valve protezate/ native, infecţii de cateter,

septicemii, abcese cerebrale, osteite, osteoartrite cr., infecţii proteze vasculare, infecţii cutanate/ plăgi, peritonite

• S. schleiferi– empiem cerebral, infecţii plăgi, bacteriemii, osteite, infecţii

cateter

Coci gram-pozitivi

facultativ anaerobi

+

catalaza

Staphylococcus

−Streptococcus

coagulaza

+ −S.aureus Stafilococi coagulazo-negativi

sensibilitate la novobiocină

R S

S.saprophyticus alţi stafilococi coagulazo-negativi