Localizare infectii

Curs XVIII. Enterobacterii. E. coli, Klebsiella, Proteus, Providencia, Morganella

Caractere generale ale Enterobacteriilor

Enterobacteriile sunt bacili Gram negativi, nesporulaţi, glucozo-fermentativi,oxidazo-negativi, catalază pozitivi, facultativ anaerobi, reduc nitraţii la nitriţi, pot filactozo-pozitivi sau lactozo-negativi

Pot fi imobili sau mobili, prin flageli peritrichi.

Enterobacteriile sunt microorganisme ubiquitare, provenind din intestinul omuluisau animalelor; se găsesc rar şi tranzitoriu ca saprofiţi În alte zone anatomice, dar potdetermina infecţii extraintestinale, În special la pacienţi cu factori de risc:imunodeprimaţi, extreme de vârstă, factori locali etc. (Fig.!).

Fig. l . Localizarea infecţiilorcauzate de enterobacterii.

Infectii digestive

Pneumonii

Abcese

Infectii urinare

Meningite Infectie plaga Septicemie

Enterobacteriile pot fi implicate În infecţii invazive ŞI În toxinoze sau infecţiimixte (toxiinfecţii).

Între enterobacterii există patogeni recunoscuţi, din care fac parte Salmonela,Shigella şi Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis, Yersinia enterocolitica şi E. colienterohemoragic (EHEC) şi condiţionat patogeni, cum sunt: E. coli, Klebsiella,Enterobacter, Proteus etc.

Unele enterobacterii au capacitatea de a provoca toxinoze, ca urmare a elaborăriide toxine şi enzime. Toate conţin endotoxină, dar numai unele pot elabora exotoxine, aşacum sunt enterotoxinele: unele tulpini de E. coli, Salmonella, Shigella dysenteriae,Yersinia enterocolitica.

2

Prezenta E. coli sau a "coliformilor" constituie în sănătatea publică un indicatorde contaminare fecală a apei.

Încadrare taxonomică

Familia Enterobacteriaceae constă Într-un mare număr de microorganisme care aucaracterele generale enumerate, divizibile în genuri pe baza relativei stabilităţi a unorcaractere biochimice şi serologice.Ordin: EnterobacterialesFamilie: EnterobacteriaceaeDin această fam ilie fac parte 7 triburi, 20 de genuri, peste 100 de speci i

Tabel 1 - Enterobacteriaceae - Triburi

IEscherichieae [proteaeIEdwardsiellae YersineaeIsalmonellae ErwineaeIKlebsiellae

Structura antigenică

Principalele antigene ale Enterobacteriaceaelor sunt: antigenul somatie O(lipopolizaharidul sau endotoxina), antigenul H, flagelar şi antigenul de suprafaţă Vi, laSalmonelle. Enterobacteriile capsulate (Klebsiella, unele tulpini de E. coli) posedăantigene K, capsulare. La Salmonella, antigenele O şi H sunt utilizate pentru identificareaserologică, respectiv desemnarea serovarului în cadrul speciei Salmonella enterica.

Escherichia coli

1. MinidefinitieII. Incadrare taxonomicaIII. Implicare în patologia umanăIV. Microbiologie - principalele caractere si implicatii in patogeneza si

diagnosticul microbiologieV. Factori de patogenitateVI. PatogenieVII. Raspunsul imunVIII. Notiuni de epidemiologie si profilaxieIX. Diagnosticul de laborator

Cuvinte cheie: bacili gram negativi, glucozo-fermentativi; dispoziţienecaracteristică; infecţii digestive: EPEC, ETEC, EIEC, EHEC - sindromhemolitic uremie, Eagg; infecţii urinare, infecţii extradigestive; meningita nou-născutului cu E. coli Kl; infecţii nosocomiale - BLSE

Epiteliuintestinal

1. Minidefinitie

Escherichia coli este o specie de enterobacterii conditionat patogena, cu exceptiatulpini lor enterohemoragice, care cuprinde tulpini lactozo-pozitive, de obicei mobile,indoi pozitive, care nu produc hidrogen sul furat si nici urează.

II. Incadrare taxonomica

E. coli si Shigella sunt foarte apropiate taxonomie - nu se pot distinge la nivel despecie (mai ales daca E. coli este si imobil). Ambele fac parte din tribul Escherichiae.Sunt separate ca specii din considerente practice. Cauzeaza unele boli asemanatoare.

III. Implicare în patologia umană

Principalele afecţiuni în care Escherichia coli poate fi implicată etiologie suntboala diareică, infecţiile urinare şi infecţiile extraintestinale.

Principalele patotipuri diareigene de Escherichia coli sunt: EPEC, ETEC, EIEC,EHEC şi fenotipurile enteroagregative.

În etiologia infecţii lor urinare este implicat fenotipul uropatogen de Escherichiacoli.

Dintre infecţiile extraintestinale în care E. coli poate fi implicat fac parte:meningitele (E. coli Kl - meningite neonatale), bacteriemii, septicemii, infecţiirespiratorii, plăgi, leziuni posttraumatice etc.

Patotipuri diareigeneEPEC CE. coli enteropatogen) - Fig. 2

Serotipuri asociate de obicei cu diareea la copilLeziuni caracteristice morfologice cu aderare şi distrugerea microvililor, fărămvazie

• Clinic: febră, diaree, vomă, greată, de obicei fără sânge în scaun

Fig. 2. EPEC

ETEC CE. coli enterotoxigen)

Diaree asemanatoare holerei, dar de un grad mult mai bland• "Diareea calatori lor"

• Toxina termolabilăCholeragen-like

3

- Activeaza adenilcicIazaFormeaza AMPc

- Afecteaza secreţia de apă/ioniToxina termostabilă

- Activează guanilat-ciclaza- Formare de GMPc- Afecteaza reabsorbţia de apalioni

ElEC (E. coli enteroinvaziv) - Fig. 3

Tabloul clinic este cel de dizenterie, asemănător cu shigelloza (scaun cu sânge).Bacteria invadează celula epiteliala.

Fig. 3 - ElEC E. coli

Epiteliu---. intestinal

EHEC (E. coli enterohemoragic)

De obicei, tulpinile fac parte din serotipul 0157:H7 (Fig. 4)

Fig. 4- EHEC

Imagine ME de transmisie

Sursa tulpini lor EHEC este exogenă, legată cel mai frecvent de consumul de carneneprelucrată termic, sindromul purtând şi denumirea de "diaree de hamburger".

Principalele aspecte clinice sunt:• Scaun hemoragie: diaree cu sânge în cantitate mare, puţine leucocite, pacient

afebril• Sindrom hemolitic uremie: anemie hemolitică, trombocitopenie, insuficienţă

renală

4

5

În etiologie este implicată Vero toxina "shiga-like", cu activitate hemolitică ..

Tratamentul bolii diareice cauzate de microorganisme condiţionat patogene seface prin înlocuire de lichide. Antibioticele nu se utilizează în general decât în afectărisistemice (Ex. sindrom hemolitic uremie).

Infecţiile urinare cu E. coli sunt mai frecvente la femei decât la barbaţi. Lafemeile gravide, datorită modificărilor de sarcină (relaxare a musculaturii netede, stazăurinară, constipaţie), există condiţii mai favorabile de dezvoltare a infecţiei. În urină suntprezente leucocite şi microorganisme.

Tratamentul infecţiilor urinare monobacteriene se face cu Quinolonă de a douageneraţie şi cotrimoxazol, timp de 1-3 zile. În infecţiile urinare complicate, cu infecţiepluribacteriană, se aplică terapie combinată, de ex. aminoglicozide şi quinolone de adoua generaţie, timp de peste 5 zile.

Tulpinile implicate în infecţii urinare prezintă fimbrii, organite cu rol În adeziuneala epiteliul urinar.

Fimbrii E. coli

eeV' V'--~~T-~,-~-.~-.~~~Lo galactoza

- glicolipide- glicoproteine

IV. Microbiologie - principalele caractere si implicatii in patogeneza sidiagnosticul microbiologie

Din specia Escherichia coli fac parte bacili Gram negativi, care fermenteazăglucoza cu producere de gaz, lactoză pozitivi, de obicei mobili, indoi pozitivi, ureazănegativi. Există şi tulpini imobile, Shigella-like.

IV. Factori de patogenitate

Principalii factori de patogenitate sunt: capsula, adezinele, endotoxina, toxine - înfuncţie de tipul de E. coli.

V. PatogeniePriTa etapă a infecţiei cu E. coli este aderenţa la epitelii, În care sunt implciate

fimbriile. In infecţiile de tip invaziv urmează o etapă în care sunt depaşite limitele

6

epiteliului, iar bacteria pătrunde în interiorul celulei epiteliale (EIEC). În infecţiile de tiptoxinoze, toxinele acţionează fără ca microorganismul să depăşească limitele epiteliului.

În infecţiile extraintestinale are loc pătrunderea la nivelul ţesuturilor şi/saucirculaţiei sanguine, urmată de cantonarea la nivelul unor focare secundare (ex. meninge).

Capsula este un factor care creşte patogenitatea, implicat în activitateaantifagocitară, care în acelaşi timp împiedică acţiunea anticorpilor şi a antibioticelor.

VI. Raspunsul imun

Răspunsul imun este specific de tip.

VII. Noţiuni de epidemiologie şi profilaxie a infecţiilor cu E. coli

Infecţiile urinare şi extraintestinale sunt de obicei endogene, în timp ce infecţiiledigestive sunt exogene, adică tulpinile provin din mediul exterior. Profilaxia infecţiilorintestinale constă în măsuri de asigurare a siguranţei alimentelor şi surselor de apă.

Profilaxia infeţiilor meningeale neonatale este asigurată prin controlul secreţieivaginale a gravidei şi adoptarea măsurilor adecvate în cazul colonizării vaginale cutulpini de E. coli, în special de tip K 1.

VIII. Diagnosticul de laborator

Prelevatele în infecţiile cu E. coli pot fi: urină, sânge, materii fecale, LCR,secreţie de plagă chirurgicală etc.

E. coli cultivă pe medii obişnuite: agar sânge, agar Mc Conkey, ABTL. Pemediile diferenţiale este lactoză pozitiv. Este aerob, facultativ anaerob, dezvoltândcolonii de tip S « Smooth », M «Mucoid », pentru tulpinile capsulate, mai rar R « Rough».

Identificarea preliminara, pe baza setului minimal de teste biochimice (TSI,MILF, uree) se face pe baza următoarelor caractere: lactoză pozitiv, nu produce hidrogen,indoi pozitiv, mobil (rar imobil), urează negativ. Identificarea biochimică pe baza unuiset lărgit de teste biochimice se poate face cu ajutorul galeriilor comerciale, ca deexemplu galeria API E.

Identificarea serologică cu ajutorul serurilor O şi H orientează diagnosticul cuprivire la tipurile de E. coli cu posibilă implicare în boala diareică (EPEC, ETEC, EIEC,EHEC etc.).

În infecţiile grave este importantă testarea sensibilităţii la antibiotice. În infecţiileinvazive generalizate, meningeale etc. au fost implicate tulpini rezistente laaminoglicozide, quinolone etc. O problemă de sănătate publică este creşterea rezistenţeila beta-Iactamine prin câştigarea de factori de rezistenţă multiplă (beta-Iactamaze cuspectru extins, carbapenemaze etc., În special la tulpinile care sunt implicate în infecţiiasociate Îngrijirilor medicale (Fig. 5).

În scop epidemiologic se poate realiza tipizarea moleculară a ADN, de exempluprin electroforeză în câmp pulsator.

CTX = Cefotaxim

AMC = Amoxicilina+ Clavulanic)

Fig. 5. Evidenţierea Beta Lactamazelor cu Spectru Extins (BLSE)

Beta-Iactamaze CU spectru extins -testul dublului disc (DO)

CAZ = Ceftazidim

Jarlier, V., Nicholas, M.-H., Fournier, G.and Philippon, A. ( 1988)-Reviews of Infectious Diseases 10,867-78.

CPD = CefpodoximIdeal Klebsiella pneumoniae,E.coli

Klebsiella pneumoniae

1. MinidefinitieIl. Incadrare taxonomicaIII. Implicare în patologia umanăIV. Microbiologie - principalele caractere si implicatii in patogeneza si

diagnosticul microbiologieV. Factori de patogenitateVI. PatogenieVII. Raspunsul imunVIII. Notiuni de epidemiologie si profilaxieIX. Diagnosticul de laborator

Cuvinte cheie: bacili gram negativi, glucozo-fermentativi. urează pozitivi,imobili, capsulaţi (picătură de miere); dispoziţie necaracteristică; infecţiipulmonare, urinare, meningite, infecţii nosocomiale - BLSE, carbapenemaze

1. Minidefinitie

Din Genul Klebsiella fac parte bacili Gram negative, glucozo-fermentativi,lactozo-pozitivi, urează pozitivi, încapsulaţi, cu aspect characteristic de "picătură demiere" pe mediile de cultură. Produce hidrogen sulfurat şi are un spectru de metabolizarea aminoacizilor variabil, în funcţie de specie

7

II. Incadrare taxonomică

Ord in: EnterobacterialesFamilie: EnterobacteriaceaeTrib: KlebsiellaeSpecii mai frecvent izolate de la om: K. pneumoniae, K. oxytoca, K. ozenae,K. rhinoscleromatis

III. Implicare în patologia umană

Bacteriile din Genul Klebsiella pot fi prezente în flora normală a tractuluirespirator superior şi tractului intestina!.

Principalele afecţiuni în care Klebsiella spp pot fi implicate sunt: pneumonia,infecţii nosocomiale invazive (septicemie, meningită), enterite, infecţii de plagă, infecţiiurinare, infecţii ale plăgii arse etc. Persoanele expuse la risc sunt: nou nascuţii,alcoholicii, arşii, pacienţii spitalizaţi, persoane cu afecţiuni asociate şi imunitatecompromisă.

Se presupune că ar putea fi implicată şi în etiologia unor boli autoimune, de tipulspondilitei ankilopoietice.

IV. Microbiologie - principalele caractere si implicatii in patogeneza sidiagnosticul microbiologie

Klebsiella spp. sunt bacili Gram negativi, glucozofermentativi, lactozo-pozitivi peMcConkey, capsulaţi (aspect de picătura de miere pe medii neselective) - 77 tipuricapsulare; imobile. Klebsiella pneumoniae este indoi negativă (# K. oxytoca), nu producehidrogen sulfurat, produce gaz din glucoză în cantităţi mari (= oxytoca) , este ureazăpozitivă ( = K. oxytoca), malonat pozitivă (# K. ozenae); lizindecarboxilază pozitivă şifenilalanindeaminază negativă (=oxytoca). Reduce nitraţii la nitriţi, deci reacţia Voges-Proskauer este pozitivă (= K. oxytoca).

V. Factori de patogenitate

Principalii factori de patogenitate sunt: capsula, aerobactin (proteina care leagăfierul), endotoxina, rezistenta la antibiotice: ESBL, carbapanemaze), adezine.

VI. Patogenie - comună cu a altor enterobacterii. Capsula îi conferă abilităţispeciale în infecţiile respiratorii şi meningeale

VII. Raspunsul imun

Imunitatea este specifică de tip.

8

9

VIII. Notiuni de epidemiologie si profilaxie

Profilaxia se aplică În special În infecţiile nosocomiale şi constă În măsurileuzuale de limitare a acestui tip de infecţii: igiena mâinilor, screening-ul şi izolareapacienţilor care vin din zone endemice pentru tulpini cu fatori de rezistenţă, aplicareaunor proceduri corespunzătoare pentru manevrele de Îngrijire invazive etc.

IX. Diagnosticul de laborator

Principalele prelevate sunt: sputa, sânge, materii fecale, LCR, urina etc.Identificarea preliminară se realizează cu setul minimal de teste biochimice: TSI

(lactoza pozitiv, hidrogen pozitiv), MILF (imobiIă, indoi variabil), uree pozitiv. Pentru undiagnostic de mai mare acurateşe pot fi utilizate galeriile API E, care furnizează un setlărgit de teste biochimice

Identificarea serologica se poate face În laboratoare specializate, după schemaKauffman - Orscov, prin aglutinare, coaglutinare, latexaglutinare etc.

În scop epidemiologic este posibilă tipizarea bacteriofagică, cu ajutorul schemâeiSlopek-Milch şi a schemei autohtone Popovici, precum şi tipizarea moleculară (PFGE -Pulse Field Gel Electrophoresis).

În cazul Klebsiellei spp. izolate din infecţii nosocomiale este foarte importantătestarea sensibilităţii la antibiotice, având În vedere frecvanţa În creştere a tulpini lorrezistente la beta+lactamine, carbapeneme etc.

Genul Proteus şi genurile înrudite: Providencia, Morganella

Cuvinte cheie: bacili gram negativi, glucozo-nefermentativi. migrează În văI pemediile neselective, infecţii urinare, digestive, extradigestive

Caracterele commune ale acestor genuri sunt: capacitatea de a degrada oxidativaminoacizii (fenilalanindeaminaza pozitivă este caracteristica), precum şi mobilitateaaccentuată pe medii neselective.

Denumirea speciei Proteus sugerează versatilitatea, Proteus fiind cunoscut ca unzeu al mării care Îşi poate schimba forma după voie. (Fig. 6)

Fig. 6. Zeul Proteus

10

Specii Proteus importante in patologie sunt: P. vulgaris, P. mirabilis, P. penneri.Principalele caractere ale Proteus spp. sunt: bacili Gram negativi,

glucozofermentativi, lactozo-negativi pe McConkey, foarte mobili (invazie, fenomenDienes la linia de demarcaţie Între două tulpini de Proteus diferite, fenomen de cătărare),indoi variabil cu specia (pozitiv pentru P. mirabilis), produce hidrogen sul furat, producegaz din glucoză în cantităţi mici, urează pozitivi, lizindecarboxilază negativi. Proteusvulgaris are ornitindecarboxilaza şi citrat Simmons de obicei pozitive. P. mirabilis, P.penneri sunt maltoză pozitive.

Fig. 7. Proteus spp. Fenomenul de invazie şi fenomenul Dienes

Microorganismele din Genul Proteus sunt condiţionat patogene. Fac parte dinflora normala a tractului intestina!. În infecţiile urinare ocupă al doilea loc, după E. coli.Sunt implicaţi de asemenea În gastroenterite, toxiinfecţii alimentare şi infecţiinosocomiale: septicemie, infecţii de plagă, infecţii urinare, infecţii la arşi.

Persoanele maio expuse la risc sunt: arşii, pacienţi spitalizaţi, pacienţii cu deficiteimunitare etc.

Principalii factori de patogenitate sunt: endotoxina, motilitatea accentuată,plasticitatea, adezinele, rezistenţa la antibiotice.

Se Înrudesc antigenic cu Rickettsiile, motiv pentru care reactia Weil-Felix pentrudiagnosticul rickettsiozelor de primoinfectie se face cu serovaruri Proteus OX 19, OX2 şiOXK.

Diagnosticul bacteriologie are multe elemente commune celorlalte enterobacteriicondiţionat patogene. Principalele prelevate sunt: urina, sângele, materiile fecaleIdentificarea preliminară se face pe baza caracterelor de cultură: invazie, şi cu ajutorultestelor minimale multitest: TSI, MILF, uree. Se utilizează setul lărgit de testebiochimice, de exemplu galerii API E.

Identificarea serologică se face cu ajutorul schemei Weil şi Felix.În scop epidemiologic se poate utilize tipizarea bacteriofagică sau tipizarea

moleculară (de exemplu PFGE). Este necesară tgestarea sensibilităţii la antibiotice, maiales În infecţiile nosocomiale grave.

11

Genul Providencia

Specii izolate din prelevate umane: Providencia retgerii, stuartii, alcalifaciens,rustigianii.

Caractere distinctive fata de Proteus: nu invadează mediile gelozate 2%,scindează malonatul, cresc pe citrat Simmons, nu produc sau produc extrem de puţin gazdin glucoză (excepţie Providencia alcalifaciens).

Sunt implicate în patologie în infecţii urinare, infecţii extraintestinalenosocomiale, enterite sporadice sau în focare (in special P. alcalifaciens).

Diagnosticul bacteriologie urmează schema com,ună infecţiilor cu enterobacterii.Prelevatele pot fi: urină, sânge, materii fecale etc.

Identificarea preliminară se face pe baza aspectului coloniilor lactoză negative,absenţa invaziei, caracterele pe medii minimale multitest TSI, MILF, uree sau API E,fiind asemănătoare cu cele ale bacteriilor din Genul Proteus.

Identificarea serologică este posibilă pentru P. re ttgeri, P.stuartii si P.alcalifaciens.

Este necesară testarea sensibilităţii la antibiotice.

Genul Morganella

Este desprins din Proteus (denumire veche Proteus morganii). Este mobilă, darnu invadează mediul. Produce fenilalanindeaminază, urează, ornitindecarboxilază ŞIindoI.

Poate cauza infecţii urinare, infecţii postoperatorii, rar infectii generalizate.Diagnosticul bacterilorogic se face pe prelevate ca: urina, materiile fecale, rar alte

produse.Identificarea preliminară se bazează pe absenta invaziei, TSI, MILF, uree cu

hidrogen sulfurat negativ, indoI pozitiv, citrat Simmons totdeauna negativ. Pentrucreşterea calităţii identificării de poate utiliza setul lărgit API E.

Identificarea serologică are valoare practică limitată.Este frecvent sensibilă la nitrofurantoin şi tetracicline.

Chromagarul este un mediu de cultivare relative recent introdus în bacteriologiamedicală, oferind o mai bună posibilitatea de identificare rapidă preliminară, pe bazadiferenţelor de culoare între diferitele specii de enterobaterii. Conţine analogi desubstraturi naturale, cu proprietăţi cromogene.