1

Curs XVI. Genul Streptococcus

1. MinidefinitieII. Încadrare t~xonomicăIII. HabitatIV. Implicare în patologia umanăV. Microbiologie ='principalele caractere şi implicaţii în patogeneza şi

diagnosticul microbiologieVI. Factori de patogenitateVII. PatogenieVIII. Răspunsul imunIX. Noţiuni de epidemiologie şi profilaxie a infecţii lor nosocomialeX. Diagnosticul de laborator

Cuvinte cheie: Coci gram pozitivi, dispoziţie în lanţuri, catalază negativi; angma,scarlatină, complicaţii poststreptococice; streptococ Grup B - meningita nounăscutului; Clasificare: grupuri Lancefield, hemoliză; grup A - test bacitracină; testASLO; tratament obligatoriu cu Penicilină pentru angină, scarlatină cu streptococde grup A; excepţie alergici la Penicilină - testarea sensibilităţii la Eritromicină;Streptococcus pneumoniae - hemoliză viridans, optochin, biloliză, inulină;pneumonie, meningită, otite recurente

1. Minidefinitie

Streptococii sunt coci coci Gram pozitivi cu dispoziţie caracteristică "în lanţuri",implicate în infecţii supurative, scarlatină, complicaţii poststreptococice (streptococ degrup A) şi meningite ale nou-născutului, endocardite, septicemia (alţi streptococci).

Streptococcus pneumoniae este un coc lanceolat, cu dispoziţie de obicei în diplo,unul dintre cei mai frecvenţi agenţi cauzali bacterieni ai infecţiilor tractului respiratorinferior şi superior, cum sunt pneumonia, meningita, otita medie acută.

II. Încadrare taxonomică şi clasificare

Genul Streptococcus este înrudit filogenetic cu stafilococii, enterococii,lactobacilii şi Genul Bacillus

Streptococii au fost c1asificaţi după mai multe criterii.Clasificarea serologică,· introdusă de Rebecca Lancefield, se bazează pe

caracterele antigenice ale polizaharidului de suprafaţă C. Dupa acest criteriu, streptocociipot fi grupabili sau negrupabili.

Streptococii grupabili pot fi încadraţi în grupe de la A la W, cu excepţia literelor 1şi J. Cei mai frecvent izolaţi şi implicaţi în patologia umană sunt streptococii de grup A,B, D, mai rar streptococii de grup C, G, F. Fiecare grup conţine una sau mai multe specii.

Streptococii negrupabili sunt: Streptococcus pneumoniae, Streptococcus mutans,streptococii viri dans, aceştia din urmă implicaţi în patogeneza cariei dentare.

2

În funcţie de tipul de hemoliză distingem streptococi cu hemoliză beta, alpha,alpha', gamma.

Hemoliză beta este o hemoliză completă pe mediile cu hematii de berbec. Dinaceastă categorie fac parte streptococii de grup A, C, G.

Hemoliza alpha' este o hemoliză parţială, bordată de o zonă îngustă de hemolizăbeta, aşa cum apare în cazul/ streptococilor de Grup B. Streptococii de grup D pot fialpha' sau gamma hemolitici. _

Hemoliza alpha este o hemoliză parţială, de culoare verzuie, caracteristicăpneumococilor şi Str. viridans.

Streptococii cu hemoliză gamma nu sunt hemolitici pe medii cu adaos de hematiide berbec. Din acest grup fac parte enterococii şi unii streptococi orali.

Pe baza analizei comparative a ARNr16S au putut fi diferenţiate 6 grupe:piogenes, anginosus, mitis, salivarius, bovis şi mutans.

III. Habitat

Streptococii de grup A se pot izola din faringe la om, constituind o urgenţămedicală. Pot infecta plaga chirurgicală, plăgile arşi lor etc.

Streptococul de grup Bare tropism pentru tractul genital, iar enterococii pentrutractul digestiv. Enterococii sunt bacterii zoonotice, putând fi izolate atât de la om, cât şide la animale.

S. pneumoniae este frecvent intalnit în starile de portaj faringian şi / sau nazal, cuo rată crescută de izolare în sezonul rece, putând deveni patogen în anumite împrejurăricare afectează starea de imunitate a gazdei, între care şi afecţiuni le virale respiratoriiasociate.

IV. Implicare în patologia umană

Streptococii pot fi implicaţi atât în infecţii invazive, cât şi în infecţii non-invazive,de tip toxic.

Cele mai frecvente infecţii invazive streptococice sunt faringitele, urmate deinfecţii ale pielii, impetigo.

O formă de infecţie mai rară, dar de o deosebită gravitate este fasceita necrozantă,care se caracterizează prin necroza pielii, ţesuturilor subcutanate până la fasciilemusculare. Denumită şi infecţie cu "bacterii mâncătoare de carne", este cauzată mai alesde Streptococcus pyogenes. Mortalitatea este de 30%, persoanele afectate putând fi înplină stare de sănătate înaintea apariţiei infecţiei.

Totuşi, persoanele care au un risc crescut de a face infecţia sunt cele cu deficitimunitar, diabet zaharat, boli organice hepatice sau renale, neoplasme etc., cele care auleziuni cutanate prin tăieturi de natură traumatică sau chirurgicală, după boli anergizantede natură virală, îndeosebi cele însoţite de erupţii cutanate etc. Fasceita necrozantă este oinfecţie de tip mixt, în care leziunile patologice sunt produse atât prin invazie, cât şi prinintervenţia toxinelor şi enzimelor streptococice.

3

Dintre infecţiile streptococice în care intervine mecanismul toxic fac partescarlatina şi sindromul asemănător şocului toxic în etiologia căruia este implicată toxinapirogenă.

Scarlatina este o boală eruptivă, cauzată de multiplicarea în organism, de obicei înfaringe, a unei tulpini de streptococ de Grup A care produce o toxină eritrogenă. Semanifestă ca o angină însoţită de erupţie (rash) cutanat şi stare toxică.

Streptococii de grup B pot cauza meningite şi septicemia la nou născut.Enterococii sunt implicaţi mai frecvent în infecţii nosocomiale şi pot fi rezistenţi

la antibiotice din grupa glicopeptidelor.Streptococii viridans sunt implicaţi în etiologia cariei dentare şi pot cauza

septicemia şi endocardite.Cei mai importanţi factori predispozanţi pentru o infecţie cu Streptococcus

pneumoniae cu localizare pulmonară, meningeală, otică etc. sunt: imunodepresia(limfom, mielom multiplu, HIV etc.), funcţia polimorfonuclearelor deficitară:neutropenie, anemie aplastică, corticoterapie, insuficienţă renală! hepatica cronică,splenectomie / asplenie congenitală, copii sub 2 ani şi persoane peste de 65 ani,malnutriţie, diabet, alcoolism, traumatisme cranio-cerebrale, infecţii virale respiratorii,expunere crescută la agentul patogen (colectivităţi închise /semiînchise)

Fig. 1 a. şi b. Rash-ul în scarlatină. Liniile Pastia

Scarletfever rash

Pastta's lines

Fig. 2. Limba zmeurie în scarlatină

4

Toxina pirogenă acţionează ca superantigen, manifestându-se ca mitogenlimfocitar policlonal, mecanism prin care activează sistemul imunitar, cu producere defenomene inf1amatorii exacerbate, mergând până la şoc toxic.

Complicaţiile post-streptococice constituie un pericol potenţial în cazul infecţii lorcu Streptococcus pyogenes beta hemolitic de grup A. Principalele forme suntreumatismul poliarticular acut, care nu lasă sechele şi cardita reumatismală, cauzaprincipală a defectelor valvulare cardiace câştigate. Complicaţiile cardiace fac partedintre afecţiunile grave, ameninţătoare de viaţă.

Infecţiile cutanate cu streptococi pot cauza complicaţii renale de tipulglomerulonefritei.

V. Microbiologie - principalele caractere cu implicaţii în patogeneză şidiagnosticul microbiologie

Streptococii sunt coci Gram pozitivi, de formă uşor alungită, cu dimensiunile deaproximativ 0,5 - 1um, cu dispoziţie caracteristică, în lanţiiri sau perechi, situaţiextracelular în prelevate. Pneumococii sunt coci lanceolati, în diplo, capsulaţi.

I

Fig. 3. a. Streptococi într-un frotiu colorat Gram b. Pneumococi în frotiu colorat Grama. b.

Streptococii sunt bacterii heterotrofe, fiind capabile de multiplicare numai înprezenţa substanţelor organice.

Cultivă pe medii nutritive îmbogăţite, cu adaos de sânge. Pe mediile cu sânge deberbec provoacă diverse forme de hemoliză, care stau la baza uneia dintre clasificărilestreptococilor. Sunt facultativi anaerobi, catalază negativi.

Sunt mai puţin rezistenţi ca stafilococul la frig, uscăciune, variaţii de pH.Streptococii beta-hemolitici pot uneori supravieţui în soluţii dezinfectante, în acest felputând fi implicaţi în etiologia unor infecţii nosocomiale, în special la arşi.

Streptococii beta-hemolitici de Grup A sunt Întotdeauna sensibili laPenicilină.

VI. Factori de patogenitatePrincipalii factori de patogenitate ai streptococilor sunt antigenele de suprafaţă, ca

acidul lipoteichoic, proteina F, implicate în special în ataşarea la celulele epiteliale )Fig.4).

Proteina M este implicată Proteina M şi capsula au activitate anti-fagocitară.Tulpinile capsulate sunt mucoide.

-:

Fig. 4. Rolul acidului lipoteichoic şi proteinei F în aderenţă

S.pyogenes

Celule epiteliale

Fig. 5. Interacţiuni imune şi non-imune ale proteinei M. Interacţiunea cufibrinogenul are activitate anticomplementară şi antifagocitară, prevenindfixare anticorpilor

Proteina M

CQmplement IIMMUNE I...•.•...•

I~. g·l~.~ ~ .l~~'~c::;:=:::J.~l:::r::::::::~~::::::rr:::::_::::::::r:::::::::J1.M"'~~ "",

~ptid()glycan INON-IMMUNE I•• Ci • "fibrinQgen

'" ..~Capsula este principalul factor de patogenitate la Streptococcus pneumoniae, fapt

demonstrate de experimentul Griffith (vezi mecanisme de transfer al materialului genetic- transformarea).

VII. PatogeniePrincipalele faze ale instalării infecţiei streptococice sunt: colonizarea

tegumentelor şi mucoaselor cu ajutorul structurilor specializate de suprafaţă (Fig. 4),

5

6

invazia şi declanşarea procesului infecţios, cu sau fără eliberare de toxine eritrogene,pirogene etc.

Unele dintre antigenele streptococice reacţionează încrucişat cu miozina, aceastăproprietate stând la baza fenomenelor de autoimunitate responsabile de complicaţiilepoststreptococice precoce (reumatismul poliarticular acut) şi tardive (carditareumatismaIă). Antigenele peretelui celular sunt degradate cu dificultate in vivo,persistând practic indefinit.

Glomerulonefrita post-streptococică recunoaşte un mecanism imunologie dehipersensibilitate de tip III, prin complexe imune.

VIII. Raspunsul imun

Principalul mecanism care intervine în apărarea organismului faţă de streptococieste fagocitoza. Anticorpii neutralizanţi au rol în imunitate a anti-toxică.

Streptococii dispun de mecanisme de evitare a răspunsului imun, cum sunt:capsula, proteina M etc., care interferă cu fagocitoza (Fig. 5).

IX. Noţiuni de epidemiologie şi profilaxie a infecţii lor nosocomiale

Streptococii pot fi implicaţi în infecţii supurative superficiale şi profunde, precumşi în afecţiuni cu componentă toxică, cum sunt scarlatina şi sindromul asemănător şoculuitoxic.

Colonizarea şi infecţia faringiană cu streptococi de grup A este un fenomen carese manifestă cu precădere în colectivităţile de copii, dar poate afecta şi contacţii adulţi,care pot contribui la rândul lor la menţinerea unui rezervor infecţios activ prelungit.

Pentru profilaxia complicaţiilor poststreptococice este obligatorie ancheta înfocar, în scopul depistării purtătorilor şi aplicării tratamentului de urgenţă tuturorcazurilor cu angină streptococică, scarlatină şi/sau infecţii streptococice cu alte localizări.

Având în vedere variabilitatea unor structuri ale peretelui celular cu rol înadeziune sau în realizarea acţiunii antifagocitare, pacientul poate contracta mai multeinfecţii, cu streptococi de tipuri diferite. De asemenea, este posibil ca pacientul să facă demai multe ori scarlatină, cu streptococi care eliberează tipuri diferite de toxină eritrogenă.

Infecţiile cu Streptococcus pyogenes de grup A se tratează obligatoriu cupenicilină, cel puţin 7 zile, după care se face tratamentul de întreţinere cu o penicilnăretard (Ex. Moldamin), care nu se întrerupe decât atunci când exsudatul faringian senegativează. Pentru pacienţii care prezintă hipersensibilitate la Penicilină, se efectueazătestarea sensibilităţii tulpinii de streptococ la Eritromicină şi/sau alte antibiotice.

Pneumoniile, meningitele şi otitele meningococice apar la gazde cu deficiteimunitare, putând constitui modalitaţi terminale la aceşti pacienţi. Rezistenţa în creşterela antibiotice beta-Iactamice constituie o problemă care creşte riscul de deces. Tipurilepneumococice diferă în diferite arii geografice. Se recomandă profilaxie prin vaccinare,cu vaccin poliozidic la adulţi şi vaccin conjugat la copii sub 2 ani.

7

X. Diagnosticul de laboratorPrincipalele prelevate în infecţiile streptococice sunt: exsudatul nazofaringian,

secreţia de plagă, sângele - în endocardite, septicemii sau pentru evaluarea stării deimunitate în infecţiile cu streptococi piogeni.

Prelevarea se face cu respectarea precauţiilor generale, respectiv protecţia probei,a personalului şi mediului, alegerea celui mai potrivit prelevat şi moment de recoltare (ex.pentru exsudat dimineaţa pe nemâncate sau la cel puţin 4 ore de la ultimul prânz sauingestie de lichid) etc. Este foarte importantă recoltare probei înainte de începereatratamentului cu antibiotice.

În cazul suspiciunii de pneumonie pneumococică se recoltează spută, dar şi sânge.Şansele de izolare din sânge sunt mai mari, deoarece pneumococul se lizează uşor înspută.

Diagnosticul direct începe cu examenul macroscopic al probei şi constatareaporţiunilor cu aspect patologic, de obicei purulent. Examenul microscopic poatediferenţia o angină streptococică de una fusospirilară sau de o angină difterică, care nutrebuie exclusă din diagnosticul diferenţial, pentru că deşi pe teritoriul ţării noastre nu aumai fost cazuri de difterie din anul 1994, există astfel de cazuri în ţările din estul şi nordulRomâniei.

Izolarea se face pe medii cu adaos de hematii de berbec, pe care streptococii degrup A dau colonii de tip S sau colonii mici, de 0,5 mm, transparente, cu diametrul de 3-4ori mai mic decât diametrul zonei de hemoliză (Fig. 7). Se diferenţiază de stafilococi,care dau pe medii cu adaos de sânge colonii mari, cu diametrul de 1-2 mm, mate,cremoase, cu tentă aurie sau gălbuie, cu diametrul mare în raport cu diametrul zonei dehemoliză.° altă modalitate de diferenţiere este testul catalazei, pozitiv la stafilococi şinegativ la streptococi (Fig. 6)

Fig. 6. Testul catalazei pozitiv şi negativ

Streptococii de Grup A se diferenţiază de ceilalţi streptococi beta-hemolitici printestul la bacitracină, fiind inhibaţi de acest antibiotic, sau prin identificare serologică cuajutorul serurilor antigrup.

Streptococii beta-hemolitici de grup A produc hemolizina sau streptolizina 0,oxigen sensibilă şi hemolizina S, oxigen stabilă.

>-

Fig. 7. a. Frotiu din prelevat cu streptococi şi celule fagocitare. b. Aspectul coloniilor deStreptococcus pyogenes de grup A, beta-hemolitic, pe mediu nutritiv cu adaos de sângede berbec

Există teste rapide pentru detectarea Streptococcus pyogenes de grup A direct înexsudatul faringian (Fig. 8).

În scopuri epidemiologice se poate efectua tipizarea cu ajutorul serurilor anti M,anti T a streptococului de Grup A, precum şi tipizarea pneumococilor.

Fig. 8. Reactiv rapid pentru detectarea streptococilor beta-hemolitici de grup A direct înprelevat

Rapid "Strep" TestExtractdin tampon faringian(+1- antigen streptococle)

Antibody

Liposorne

•••

Diagnosticul complicaţiilor infecţioase şi monitorizarea tratamentului în cazurilede infecţii cu streptococ de Grup A se face printr-un test de seroneutralizare în careanticorpii din serul pacientului specifici anti-streptolizină O neutralizează activitateahemolitică a acesteia - testul ASLO. În România se acceptă ca normale titruri ale ASLOde până la 200 UI.

Streptococul de Grup B se caracterizează prin hemoliza alpha, hidrolizahipuratului şi reacţia CAMP (accentuare a hemolizei incomplete de către hemolizina betaaS. aureus).

8

oproeh!n po.

Streptococul de Grup D creşte pe agar bilă esculină. Enterococii se deosebesc dealţi streptococci de grup D prin capacitatea de a creşte pe un mediu cu 6.5% NaCI.

Streptococii viridans se diferenţiază de Streptococcus pneumoniae cu ajutorultestului la optochin, pozitiv pentru Streptococcus pneumoniae. Streptococcus pneumoniaeprezintă de asemenea test pozitiv de biloliză şi fermentează inulina.

Fig. 9. Test pozitiv la Optochin pentru Streptococcus pneumoniae

Efetuarea antibiogramei, în special pentru detectarea rezistenţei la Penicilină esteimportantă pentru pneumococ.

Se efectuează antibiogramă şi pentru enterococii implicaţi în infecţii nosocomiale,frecvent cu rezistenţă multiplă la antibiotice.

9