1. STREPTOCOCCYS PYOGENES (p. 160) TAXONOMIE EN MORFOLOGIE • •
•
Genus Streptococcus (∉ 1 bepaalde familie) → heterogene groep → bevat species die mens en dier kunnen koloniseren/infecteren Gemeenschappelijke karakteristieken streptokokken: o Gram+ onbeweeglijke kokken, 0.5-1.0µm, katalase-, groeien per twee of in korte ketens (CD7.2-7.3) o Fermentatief (anaeroob) metabolisme – meeste species O2-tolerant → groei mogelijk in aerobe omstandigheden o Complexe voedingsvereisten → bodems met bloed verrijkt voor groei in vitro Onderverdeling mogelijk op 3 wijzen (door elkaar gebruikt-onafhankelijk van elkaar → streptokokken uit zelfde hemolysegroep tot meerdere Lancefieldgroepen en vice versa – Tabel7.4) 1. Hemolysepatroon (CD7.4-7.5-7.6) α-hemolyse: Groei op ondoorzichtige rode bloedagar → zone van groenachtige verkleuring rond kolonies van sommige streptokokken (enzymen streptokokken → gedeeltelijke hemolyse RBC uit agar) Deze vergroenende streptokokken → viridans streptokokken β-hemolyse: → volledige hemolyse RBC ⇒ heldere ontkleurde zone γ -hemolyse: → afwezigheid van hemolyse ⇒ streptokokken niet omgeven door anders gekleurde zone 2. Lancefieldgroepen (CD7.7) aan-/afwezigheid bepaalde antigenisch verschillende koolhydraten/teichoïnezuren in CW ⇒ onderverdeling op serologische wijze verkregen groepen → aangeduid met letters (A tot H en K tot V) Sommige streptokokken → niet classificeerbaar in deze groep (vnl. α- en niet-hemolytische groep) 3. Species Onderverdeling vooral obv hun metabole reacties tov ≠ substraten → 10-tallen species bekend Bijna alle streptokokken van groep A ∈ species S. pyogenes en vice versa → praktijk: Groep A – streptokokken & S. pyogenes als synoniem gebruikt
VINDPLAATS EN EPIDEMIOLOGIE • •
•
•
VIRULENTIEFACTOREN •
•
•
Streptokokken groep A → verschillende structuurelementen → virulentie: o Kapsel van hyaluronzuur o PG-laag (eronder) → stevigheid Hierin verweven: • (lipo)teichoinezuur • groepspecifieke (Lancefield) antigenen • typespecifieke antigenen (bv. M-proteïne) o Andere virulentiefactoren: Exotoxinen Streptolysinen Andere enzymes → ook virulentiefactoren KAPSEL van S. pyogenes: o < hyaluronzuur: zelfde als in bindweefsel → niet of weinig immunogeen o Los bevestigd aan cel → diffundeert gemakkelijk in omgeving → heeft antifagocytaire eigenschappen → Mφ kunnen bijna niet hechten aan bacterie o S. pyogenes scheidt hyaluronidase af → afbraak kapsel + bindweefsel Coördinatie aanmaak hyaluronidase ↔ kapselvorming: onbekend Dit hyaluronidase → verspreiding S. pyogenes in weefsels ↑↑ M-PROTEÏNE (CD7.8): o Belangrijkste virulentiefactor S. pyogenes (afwezig → niet pathogeen) o Ook antifagocytaire factor o Langwerpige molecule verankerd in celmembraan – steekt naar buiten door PG-laag en kapsel o Voorkomt neerzetting van complement dat geactiveerd wordt via de alternatieve weg ⇒ verhindert opsonisatie
Bacteriologie – J. Van Eldere
Kleine aantallen in orofarynx + op huid Orofarynx: o Bij 15-20% gezonde kinderen/jonge volwassenen (vnl. wintermaanden) o Sterke kolonisatie orofarynx door S. pyogenes → groei snel onderdrukt door andere bacteriën + door immuniteit die we ontwikkelen tegen nieuwe S. Pyogenes serotypen → meestal korte duur van deze sterke kolonisatie Ontstaan infecties met S. pyogenes wanneer recent verworven stammen vermenigvuldigen vooraleer o Specifieke antistoffen aangemaakt o Groei onderdrukt kan worden door andere in de keel aanwezige bacteriën Oudere leeftijd: o Meer in contact gekomen met immunologisch ≠ typen van S. pyogenes o Tegen deze ≠ serotypen → specifieke antistoffen aangemaakt ⇒ kans op dragerschap of kolonisatie kleiner
PATHOGENESE • •
•
Spreiding groep A-streptokokken → meestal asymptomatisch via droplets of via huid- en hand-mondcontact Eerste stap → adherentie van de streptokok aan epitheelcellen → vermenigvuldiging mogelijk zonder weggespoeld te worden o Belangrijke factor voor adherentie farynx: lipoteichoïnezuur o Lipoteichoïnezuur en teichoïnezuur → aanhechtingsmoleculen voor extracellulaire proteïnes die de eigenlijke adhesines zijn voor aanhechting bacterie Verspreiding (weefsels) → afhankelijk van hoe infectie bekomen: o Oppervlakkige infecties huid (impetigo) en mucosae (faryngitis)→ blijven meestal lokaal (zelden naar omliggende weefsels) o Indien toch uitbreiding: Bij faryngitis → faciale erysipelas Indien voldoende aantallen dieper in weefsels (bv. wonde) → wsch secretie digestieve enzymes (hyaluronidase, DNAse, streptokinase) → snelle verspreiding omliggende weefsels (erysipelas, fasciitis, myositis)
Armando M. De Palma – 2011
Gastheer maakt wel As tegen M-proteïne → deze As zijn opsoniserend → bevorderen fagocytose door Mφ Deze antistoffen tegen M-proteïne → belangrijkste verdediging tegen infecties met S. pyogenes Limitatie → > 80 ≠ serotypen van deze M-proteïne en beschermende werking van de As is serotype-specifiek Daarom: kinderen → gevoeliger voor S. pyogenes (nog maar beperkt repertoire anti-M-proteïne As) PYROGENE TOXINEN: o ∈ familie van toxinen waartoe ook de enterotoxinen en het TSS-toxine van de stafylokokken behoren TSS: Toxic Shock Syndrome o Effecten: Zijn T-cel-mitogenen of superantigenen Lokken uitgestelde hypersensitiviteitsreacties uit Leiden tot verhoogde gevoeligheid aan endotoxinen Stimuleren vrijzetting shock-inducerende cytokinen Onderdrukken B-cel activiteit o Jonge kinderen → in associatie met S. pyogenes faryngitis → soms rode rash of scarlatina ⇒ daarom ook “erythrogene toxinen” genaamd STREPTOLYSINES: o Streptolysine S → Lysis erytrocyten, leukocyten, plaatjes o Streptolysine O → Lysis leukocyten Recente infectie S. pyogenes → titer As tegen SLO ↑ → ASLO-test (aantonen recente infectie) o Beide streptolysines → verantwoordelijk voor β-hemolyse op bloedagar Nog aantal andere enzymen: o Streptokinasen → oplossen bloedklonters → verspreiding in lichaam ↑ o DNase → depolymerisatie van DNA in etter → viscositeit ↓ → verspreiding ↑ o
•
•
•
•
ZIEKTEBEELDEN ACUTE ZIEKTEBEELDEN • Bij de mens → twee types infectieziekten, afhankelijk van o Klimaat o Toegangspoort • Gematigde klimaten → vnl. nasofaryngale infecties o Vooral in de winter o Overdracht speekseldruppels o Verloop → sterk leeftijdsafhankelijk: Jonge kinderen: • Nasofaryngitis • Eventueel otitis, sinusitis Oudere kinderen: • Angina • Scarlatina Kinderen vanaf 6 jaar + volwassenen: • Mogelijks postinfectieuze complicaties (bv. acuut reuma, glomerulonefritis) • Warme klimaten & lage hygiëne → besmettelijke huidinfecties o Vbn: impetigo, pyoderma o Overdracht via direct contact, uitgaande van kleine wondjes, insectenbeten o Soms gevolgd door glomerulonefritis o Wondinfecties zoals erysipelas of kraambedkoorts o Kunnen snel uitbreiden → massieve vernietiging weefsel (fasciitis, myositis) + toxische shock • S. pyogenes → belangrijkste oorzaak bacteriële faryngitis of angina (CD7.9) o Vooral kinderen 5-15 jaar o Verspreiding speekseldruppels o Differentiële diagnose virale-bacteriële faryngitis: moeilijk o Scarlatina of roodvonk: Gecompliceerde S. pyogenes faryngitis → wanneer stam een pyrogeen toxine A aanmaakt Symptomen: • Klassieke symptomen angina • Enantheem • Beslagen tong • Na 2 dagen → rode rash op hele lichaam, behalve aangezicht (circumorale bleekheid) → gevolgd door desquamatie • Toxine A → via vertraagde hypersensitiviteitsreactie → exantheem • Na immuniteit tegen toxine A → nieuwe infectie met toxine Aproducerende stam → enkel angina
Bacteriologie – J. Van Eldere
Eenmaal in weefsels → bacterie tracht vooral fagocytose te voorkomen: o M-proteïne o Kapsel ⇒ vaak agressieve infecties: o Uitgesproken en snelle weefselschade o Intense ontstekingsreactie door: Productie stoffen → beschadigen menselijke cellen Activatie lymfocyten en fagocyten (chemotaxis)
MOLECULAIRE NABOOTSING •
Typisch voor postinfectieuze complicaties (acuut reuma en acute glomerulonefritis): o (vermoedelijk oorzakelijke) infectie → latente periode → ontsteking o Owv deze latente periode → waarschijnlijk immuunsysteem-gemedieerde aandoeningen
Hoe kunnen bacteriën dergelijke postinfectieuze complicaties uitlokken? •
Mechanisme 1: bacterie → ontstekingsreactie → vernietiging cellen → ° neoantigenen of cryptoantigenen (tgv cellysis) → leiden tot opwekken antistoffen → binden aan neo- of cryptoantigenen → vormen immuuncomplexen → kunnen: o Lokaal neerslaan ⇒ ontsteking wordt verder onderhouden op plaats infectie (cf fase 3 syfilis) o Circuleren ⇒ lokken ontstekingsreactie uit waar ze neerslaan (cf acute glomerulonefritis na S. pyogenes infectie)
•
Mechanisme 2: ”molecular mimicry” of moleculaire nabootsing → 1000den epitopen op bacterie → enkele komen ook voor op cellen van de gastheer → 2 mogelijke scenario’s: o Immuunantwoord tegen de pathogeen en vooral tegen de kruisreagerende epitopen wordt onderdrukt ⇒ pathogeen grotere kans om acute infectie te veroorzaken o Immuunsysteem gastheer activeert toch immuunantwoord tegen deze zelfepitopen (normaal inactief) ⇒ auto-immuunaandoening – beschadiging eigen weefsels
•
Molecular mimicry → veelgebruikt mechanisme door bacteriën → voordeel voor bacterie indien immuunreactie gastheer onderdrukt (door aanwezigheid kruisreagerende epitopen op oppervlak) Voorbeelden: o S. pyogenes → hyaluronzuurkapsel o N. meningitidis type b → polysacharidekapsel ≅ epitoop in zenuwstelsel o E. coli K1 → polysacharidekapsel ≅ epitoop in zenuwstelsel
Armando M. De Palma – 2011
•
•
Erysipelas o o o o o o
• Acuut optredende cellulitis van de huid Ook lymfevaten betrokken Gepaard met veralgemeende symptomen (koorts) Vooral bij jonge kinderen/oudere volwassenen Vooral in gelaat, maar ook romp/ledematen Gewoonlijk na respiratoire of huidinfectie met S. pyogenes (CD7.10-7.11)
Ernstige pathologie → zeldzaam o Af en toe → ernstige weefselinfecties: necrotiserende fasciitis met veralgemeende toxische verschijnselen (CD7.12-7.13) o Symptomen → gelijkaardig als bij toxische shock door stafylokokken (nl. MOF – hypotensie) o Verschil met stafylokokken → ernstige weefselinfecties o Vooral serotypen M1, M3 en M18 → toxische shock o Stammen teruggevonden bij toxische shock: Overvloedig kapsel Produceren toxine A → verklaring voor symptomen shock?
POSTINFECTIEUZE COMPLICATIES • Acuut reuma o Enkel door bepaalde M-serotypen van S. pyogenes o Komt slechts voor na S. pyogenes faryngitis (1-4 weken later) en vooral indien faryngitis tussen 5-15 jaar o Symptomen → variabel: Koorts Afwijkingen aan de grote gewrichten, hart, huid o Voorkomen: Ontwikkelde landen → zeer zeldzaam • België: jaarlijks < 1 per 1 miljoen Ontwikkelingslanden: 25-40% van de cardiovasculaire pathologie tgv acuut reuma o Gevolgen: Gewrichten → genezen zonder restletsels Hart → blijvende klepschade → vervanging hartklep o Voorkomen recidieven → lange tijd profylactische behandeling met AB → niet bewezen effectief ! • Acute glomerulonefritis o Na S. pyogenes faryngitis of na impetigo van de huid met beperkt aantal nefritogene M-typen o Quasi afwezig in ontwikkelde landen o Symptomen: Oedeem Hypertensie Hematurie Proteïnurie o Prognose: Jonge mensen → goed Oudere mensen → kan leiden tot verlies nierfunctie o Profylaxis met AB → geen voldoende effect tegen recidieven (zeldzaam) o Pathogenese: Neerzetting immuuncomplexen in nier → steriele inflammatie • Aard antigeen in deze complexen = ? • Auto-immuniteit of niet = ?
Anderzijds: molecular mimicry ⇒ postinfectieuze complicaties Voorbeelden: o S. pyogenes (reumatogene stammen) o Ziekte van Crohn (vermoedelijk) o Groep aandoeningen: “seronegatieve spondyloartropathieën” (seronegatief: reuma-factor-negatief), waaronder: Reactieve artritis Ankyloserende spondylitis → Vaak volgend op GI en genito-urinaire infecties met bv. Chlamydia, Shigella, Yersinia, Salmonella en Campylobacter Gewrichtsvocht sommige patiënten → antibacteriële antistoffen → géén gewone reactie op aanwezigheid bacteriën o Waarom niet? o Meeste patiënten: haplotype HLA-B27 → heeft bepaalde structurele aspecten gemeen met bacteriële proteïnen o Antistoffen tegen bepaalde bacteriën binden ook specifiek aan cellen die HLA-B27 tot expressie brengen ⇒ obv deze gegevens → deze aandoeningen kunnen postinfectieuze complicaties zijn
DIAGNOSE, PREVENTIE EN BEHANDELING •
DIAGNOSE S. PYOGENES FARYNGITIS o Differentiële diagnose virale vs. bacteriële faryngitis moeilijk → diagnose S. pyogenes faryngitis soms problematisch o Definitieve diagnose → aantonen van S. pyogenes: Rechtstreekse detectie antigeen Cultuur o Cave! Aanwezigheid S. pyogenes → niet noodzakelijk oorzaak infectie (10-20% dragerschap)
•
BEHANDELING BEWEZEN S. PYOGENES FARYNGITIS o Controversieel o Twee strekkingen: Meeste artsen in België → risico op acuut reuma → S. pyogenes faryngitis moet behandeld worden (primaire profylaxe) Anderen → reumatogene stammen zijn verdwenen → gevaar acuut reuma verwaarloosbaar → niet behandelen o Overwegingen in deze context: Acuut reuma niet steeds voorafgegaan door klinisch duidelijke faryngitis Overgebruik AB bij vaak virale keelontstekingen ⇒ AB-resistentie van de commensale flora van de keel ↑ ⇒ resistentie van bacteriën die oorzaak zijn van belangrijke respiratoire infecties ↑ (bv. S. pneumoniae)
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
•
DIAGNOSE ACUUT REUMA o Klinische symptomen + aantonen voorafgaande S. pyogenes infectie: Aantonen ↑ antistoffen tegen 2 S. pyogenes antigenen: • ASLO-antistoffen • DNAse B- of streptodornase-antistoffen o Huishoudcontacten patiënten met acuut reuma → aangeraden preventief AB-profylaxe o Patiënten die acuut reuma doorgemaakt hebben → secundaire profylaxe ingesteld Deze patiënten → groter risico op recidieven → daarom beschermd tegen kolonisatie door streptokokken door opbouwen van lage antimicrobiële spiegel (gedurende vele jaren)
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
2. CORYNEBACTERIUM DIPHTHERIAE (p. 169) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE • • •
•
•
Kleine, pleomorfe, Gram+ bacillen In cultuur → typische palissade- of “Chinese letter”-ligging (CD7.14) Corynebacteriën: o Planten en dieren → alomtegenwoordig o Mens → als commensalen op de huid, bovenste luchtweg, intestinale en urogenitale tractus C. diphtheriae → oorzaak difterie (vroeger bel. kinderziekte) o Ontwikkelde landen → bijna niet meer (vaccinatie) o Gevaccineerden kunnen asymptomatisch drager zijn → bacterie blijft onder bevolking Verspreiding via droplets of direct contact
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE •
•
•
• •
ZIEKTBEELDEN • • •
Difterie → begint als keelontsteking → verergert snel met dyspnoe en zelfs verstikking (bij vorming pseudomembraan in larynx) Aantasting interne organen mogelijk → hartritmestoornissen, gezichtsverlies, moeilijk spreken en slikken, etc… Meeste symptomen verdwijnen spontaan na verloop van tijd
DIAGNOSE, PREVENTIE EN BEHANDELING •
•
•
Bacteriologie – J. Van Eldere
Voornaamste virulentiefactor → difterie-exotoxine (CD7.15) o Gen voor dit exotoxine → in C. diphtheriae binnengebracht door een faag ⇒ niet alle stammen besmet met deze faag → niet alle stammen produceren het toxine Absorptie difterietoxine door mucosa → mucosacellen vernietigd → oppervlakkige ontstekingsreactie → necrotisch epitheel vormt moeilijk te verwijderen pseudomembraan dat tonsillen, larynx en farynx bedekt (CD7.16-7.17) Difterietoxine → kan ook andere organen beschadigen: o Hart o Lever o Nieren o Bijnieren o Zenuwen C. diphtheriae zelf → niet invasief, blijft gewoonlijk op mucosae Volledige pathogenese → tgv snelle productie toxine
Vermoeden diagnose difterie: o toediening difterieantitoxine → neutralisatie toxine o vrijhouden ademhalingsweg o toediening antibiotica → belet groei bacteriën in respiratoire tractus → stop toxineproductie Diagnose: o Klinisch o Ter confirmatie → bacteriologische diagnose Meeste ontwikkelde landen → vaccinatie tegen difterie ∈ normale vaccinatieschema voor kinderen o Aangepast difterievaccin → om de 10 jaar booster voor volwassenen o Niet meer vaccineren → terug difterie onder bevolking (cf. USSR)
Armando M. De Palma – 2011
3. BORDATELLA PERTUSSIS (p. 171) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE • •
•
•
Genus Bordatella → zeer kleine ovoïde of bacillaire Gram- bacteriën (CD7.18) Wordt enkel aangetroffen bij de mens o Vooral kinderen < 1 jaar vatbaar → geen passieve immuniteit van moeder Transmissie: o Speekseldruppeltjes (1ste weken van de ziekte) o Bijzonder hoog tussen niet-immune familieleden o Volwassenen met geringe symptomen → besmettingsbron voor niet-geïmmuniseerde kinderen Vele landen → veralgemeende vaccinatie → zeldzaam geworden o Echter → ook in België endemisch gebleven wegens deel kinderen niet gevaccineerd
VIRULENTIEFACTOREN, PATHOGENESE EN ZIEKTEBEELD •
VIRULENTIEFACTOREN: 1. Aanhechting trilhaarepitheel van bronchus en trachea via hemagglutinine op de fimbriae 2. Na aanhechting → productie cytotoxinen → verlammen mucociliaire functie 3. Productie lymfocyte promoting factor (LPF) of “pertussinogeen” → induceert lymfocytose tijdens hele duur ziekte
•
PATHOGENESE EN ZIEKTEBEELD: o Incubatietijd 1 à 3 weken o Patiënt besmettelijk voor omgeving bij 1ste verschijnselen catarrale stadium (lijkt op banale verkoudheid) o Enkele dagen later → droge hoest → verergert progressief o Vervolgens → paroxysmale (convulsieve) stadium → typisch huilende hoestbuien, gevolgd door lange gierende inspiratie (cf benaming “kinkhoest”) (CD7.19) Hierbij → cyanotische kleur – angstig o Convalescentiestadium (4 weken na begin ziekte) o Voornaamste complicatie → bronchopneumonie
DIAGNOSE, PREVENTIE EN BEHANDELING • • •
België → vaccinatie van alle zuigelingen Gezonde dragers van B. pertussis → kan niet ⇒ isolatie bacterie bij patiënt = onweerlegbaar bewijs van pertussis Antibiotica: o Weinig effect op klinisch verloop o Meestal toch toegediend → concentratie Bordatella in respiratoire secreties ↓↓ ⇒ besmettelijkheid ↓↓
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
4. STREPTOCOCCYS PNEUMONIAE (p. 172) MORFOLOGIE EN TAXONOMIE • •
•
Gram+ kokken (CD7.20-7.21-7.22) Pneumokokken → omgeven door polysacharidekapsel o > 90 ≠ soorten kapsel bekend bij pneumokokken (CD7.23) o Onder kapsel: Typische Gram+ PG-laag Teichoïnezuur • Steekt uit aan oppervlakte bacterie • Ook C-substantie genoemd • Speciespecifiek maar ∉ Lancefield-antigenen ⇒ pneumokokken kunnen niet getypeerd worden via Lancefield-indeling • Deze C-substantie → precipiteert met serumactor (Creactieve proteïne) → complementactivatie via alternatieve weg Lipoteichoïnezuur Onderverdeling S. pneumoniae → serotypen Obv antigene kenmerken kapsel > 90 ≠ kapseltypen bekend Bepaalde kapseltypen → invasieve infecties
VINDPLAATS EN EPIDEMIOLOGIE •
•
•
•
VIRULENTIEFACTOREN •
KAPSEL → belangrijkste virulentiefactor pneumokok (CD7.23) o Niet-omkapselde pneumokokken → gemakkelijk geopsoniseerd en gefagocyteerd → niet virulent o LD50 voor muizen na IP infectie met pneumokokken: Niet-omkapseld: 10.000 CFU Omkapseld: 10 CFU o Verklaring: Aanwezigheid kapsel → belemmert activatie ste complementsysteem via de alternatieve pathway (= 1 lijn verdediging lichaam tegen infecties) Polysacharidemoleculen die kapsel uitmaken → gemakkelijk los → fagocyt kan bacterie moeilijk vasthouden o Efficiënte opsonisatie en dus fagocytose pneumokokken → enkel na vorming specifieke kapselantistoffen ⇒ antipneumokokkenvaccin ∈ kapselpolysachariden van ≠ serotypen
•
PNEUMOLYSINE o Een hemolysine verwant aan streptolysine o Geeft β-hemolytische activiteit aan pneumokok o Dermatotoxisch o Vermoedelijke rol in beschadiging respiratoir epitheel → vergemakkelijkt invasie pneumokok in onderliggende weefsels
•
NEURAMINIDASE o Enzym actief tegen glycoproteïnen en glycolipiden o Vergemakkelijkt mogelijks verspreiding pneumokokken → weefsels
•
(LIPO)TEICHOÏNEZUUR o Filamenteuze structuur → rol als verankeringsmolecule voor meerdere andere moleculen → spelen op hun beurt rol als adhesine → maken kolonisatie en invasie respiratoire mucosa door pneumokok mogelijk
•
TOXINEN o Nog geen rol aangetoond in pathogenese pneumokokkeninfecties
Bacteriologie – J. Van Eldere
Dragerschap: o Enige reservoir pneumokok → mensen o Dragerschap nasofarynx → 5-70% o Met leeftijd → contact ≠ kapseltypen → progressief verwerven immuniteit → dragerschap jonge kinderen > volwassenen o Meeste dragers → asymptomatisch → pneumokok ∈ commensale flora Transmissie: o Rechtstreeks persoon → persoon via speekseldruppeltjes → kunnen meters in lucht verplaatsen o Via handen o Gemakkelijke verspreiding in gesloten gemeenschappen (school, familie) Gevoelige groepen: o Kinderen < 5 jaar & bejaarden (CD7.25-7.26-7.27) o Armoede en verminderde gezondheid o Bepaalde ziekten: Sikkelcelanemie Hodgkin Multiple myeloma Nierinsufficiëntie Aids Afwezigheid milt Alcoholisme Pneumokokkeninfecties → seizoensgebonden variatie: o Frequent in winter – vroege lente (CD7.28)
PATHOGENESE •
Oorzaak pneumokokkeninfectie → aspiratie van pneumokokken < oronasofarynx o Ziekte indien: Nog geen specifieke antistoffen aanwezig Natuurlijke verdedigingsmechanismen omzeild: • Vangen bacteriën in mucuslaag • Verwijdering mucus via werking trilhaarepitheel ⇒ daarom vaak pneumokokkeninfectie na voorafgaande virale respiratoire aandoening (bv. griep, mazelen) andere aandoeningen die bacteriële clearing ↓ zoals: • chronische bronchitis • diabetes • alcoholisme
•
Tropisme: o Zeer uitgesproken → menselijke respiratoire tractus o Recente inzichten → wijze waarop pneumokok respiratoire mucosa binnendringt (CD7.29-7.30-7.31-7.32) o Mechanisme: Pneumokok → vrijzetting CW-bestanddelen → inflammatie mucosa → verschijnen van nieuwe oppervlaktemoleculen (receptoren) op mucosa (typisch voor inflammatie) → pneumokok heeft specifieke adhesines voor deze nieuwe receptoren → bindt aan mucosa → volgend stadium: opnieuw internalisatie nieuwe receptoren → pneumokok mee geëndocyteerd → dringt binnen in cellen respiratoire tractus → vervolgens vrijzetting aan basale zijde epitheel o Naast longinfecties → ook andere plaatsen respiratoire tractus → sinussen, middenoor o Pneumonie → vaak bacteriëmie o Pneumokokken → belangrijke oorzaak meningitis alle leeftijden
•
Ziekteverloop: o Stadium 1: Longalveolen gevuld met sereuze vloeistof → bevat vele bacteriën + weinig inflammatoire cellen Pneumokokken → ⊕ productie sereuze vloeistof: • Ideale voedingsbodem voor pneumokokken • Verspreiding bacteriën naar andere alveolen ↑
Armando M. De Palma – 2011
o
Stadium 2: Infiltratie alveolen met Nφ φ en RBC → gevecht tussen bacteriën en ontstekingscellen Stadium 3: Alveolen gevuld met Nφ φ en nog slechts enkele pneumokokken Geïnfecteerde gebieden long ≅ leverweefsel Stadium 4: Nφ worden vervangen door Mφ φ → ontstekingsdebris wegruimen Herstel: Pneumonie tgv pneumokokken → architectuur longen meestal hersteld ↔ pneumonie andere bacteriën → herstel gepaard met fibrosering Complicaties: Soms lokaal, soms op afstand Pleurale uitstorting → vrij frequent, meestal steriel Verspreiding pneumokokken → bloedstroom → infecties elders: • Meningen • Hartkleppen • Gewrichten Milt → cruciale rol in uitfilteren pneumokokken uit bloed ⇒ afwezigheid milt → zeer gevoelig aan pneumokokkeninfecties
o
o o
o
ZIEKTEBEELDEN •
•
•
•
Meest frequente infectie lage luchtwegen met pneumokokken → acute opstoot chronische bronchitis → volgt meestal op virale respiratoire infectie of chemische agressie door luchtvervuiling bv. SO2) Pneumokokkenpneumonie (CD7.33): o Minder frequent o Pneumokokken belangrijkste oorzaak bacteriële pneumonie o Bevorderd door factoren die lokale weerstand ↓: Sterke T↓ Virale infectie o Abrupte start met koorts en rillingen o Typische symptomen: Productieve hoest Bloederig sputum Borstkaspijn o Ziekte ° door aspiratie bacteriën → meestal basale lobben van de long aangetast o Herstel → snel en volledig na juiste therapie met AB o Mortaliteit → 5%, verbonden met Kapseltype Bejaarde leeftijd patiënt Infecties van de paranasale sinussen en het oor → vaak pneumokokken aangetroffen o Vaak voorafgegaan door virale infectie o Sinusitis → alle leeftijden o Otitis media → vooral jonge kinderen Meningitis o Volgt op bacteriëmie met serotype waartegen nog geen antistoffen o Zeldzaam → tgv rechtstreekse inoculatie (schedelbasisfractuur) o Meningitis tgv pneumokokken → frequenter mortaliteit en neurologische sequelae dan meningitis na andere kiemen
Bacteriologie – J. Van Eldere
HORIZONTALE OVERDRACHT VAN GENEN EN RESISTENTIEONTWIKKELING BIJ DE PNEUMOKOK •
•
S. pneumoniae → natuurlijk competent: o Kan DNA opnemen uit omgeving → wordt gemetaboliseerd ofwel → geïncorporeerd in chromosoom: • waarschijnlijker indien DNA < nauwer verwante bacterie – bv. andere strepto- of pneumokok • Mechanisme incorporatie? → Dubbele crossing-over ⇒ efficiëntie incorporatie ↑ indien opgenomen fragment stukken bevat ≅ chromosoom gastheer → belang insertiesequenties (wijdverspreid in chromosomen bepaalde bacteriële species) Belang mogelijkheid opname van DNA ? o Veel snellere manier om nieuwe genetische info te verwerven ↔ trage proces van spontane puntmutaties ⇒ creatie nieuwe genetische varianten → optimale overlevingsstrategie in strijd bacterie vs omgeving → aanpassing mogelijk o Voorbeeld: stijgende resistentie pneumokok tegen β-lactam antibiotica Sinds begin 1990 → resistentie pneumokok tegen β-lactams ↑↑ → ± 17% pneumokokken gevoeligheid ↓ (2002) (CD7.34) Gelijkaardige trends in andere landen, echter variatie Gevolgen → β-lactams meest gebruikte AB tegen deze kiem → toekomst andere AB overschakelen? o Mechanisme resistentie van de pneumokok? ∆ in genen coderend voor enzymen die CW opbouwen (PBPS’s) → ∆structuur enzymen → binding β-lactams aan deze enzymen ↓↓ ⇒ gevoeligheid pneumokok aan deze AB ↓↓ Pneumokok heeft genetische informatie ontvangen voor gewijzigde CW-opbouwende enzymen via horizontale genoverdracht → DNA waarschijnlijk afkomstig van zgn. viridansstreptokokken (CD7.35) Viridansstreptokokken: • Niet-pathogeen • Verwant aan pneumokok • ∈ normale mondflora • Gebruik orale AB → orale viridansstreptokokken mee getroffen → staan dus onder sterke selectieve ABdruk • Gecumuleerd effect puntmutaties + eventuele horizontale overdracht van genen ⇒ deze orale streptokokken vrij resistent tegen vele orale AB o Deze kiemen zelden oorzaak infecties → resistentie op zich niet zo erg o Echter → hebben informatie doorgegeven aan pneumokok → wordt eveneens resistent → wel probleem
Armando M. De Palma – 2011
DIAGNOSE, PREVENTIE EN BEHANDELING •
•
•
•
Diagnose: o Essentieel voor diagnose oorzakelijke kiem→ afname goed staal Opgehoest sputum/fluim → geen te grote contaminatie met commensale flora uit keel meenemen Vermoeden pneumonie → ook bloedcultuur inzetten Ongeveer 50% → geen oorzakelijke kiem gevonden Lang beschikbaar → gecombineerd vaccin: o Tegen kapsel van 23 kapselserotypen van pneumokokken die frequent oorzaak zijn van ernstige infecties o Probleem → weinig immunogeen bij patiënten met groot risico op pneumokokkeninfectie: Kleine kinderen Patiënten zonder milt Chronisch zieken Recenter → geconjugeerd vaccin tegen pneumokokken o Bezitten slechts 7-13 kapseltypen o Sterker immunogeen – ook bij jonge kinderen Behandeling: o Meest gebruikte/efficiënte AB: penicilline o Probleem → onrustwekkende ↑↑ percentage penicilline- (en andere AB-)resistente pneumokokken Oorzaak? Pneumokok maakt gewijzigd celwandenzym (PBP) met ↓ affiniteit voor penicilline
RESISTENTIEONTWIKKELING BIJ RESPIRATOIRE KIEMEN EN BEHANDELING VAN RESPIRATOIRE INFECTIES •
• • •
S. pneumoniae → belangrijkste kiem bij respiratoire infecties o Frequentie van voorkomen o Ernst infectie Gevolg → gevoeligheid pneumokok aan belangrijkste AB goed opgevolgd Waarneming → gevoeligheid pneumokok aan meeste AB ↓↓ jaar na jaar (wereldwijd) België → UZ Leuven nationaal referentiecentrum voor pneumokokken: o België → 1/3 pneumokokken resistent aan macroliden (CD7.34) o Macroliden: Vaak gebruikt bij respiratoire infecties Niet alleen actief tegen pneumokokken, maar ook andere mogelijke oorzaken respiratoire infecties: • Mycoplasma • Chlamydophila pneumoniae • Legionella pneumophila Verwekker bij diagnose infectie vaak nog niet gekend → vaak blinde AB therapie starten Doordat resistentie pneumokok tegen macroliden
↑ → gebruik macroliden bij respiratoire infecties tegenwoordig afgeraden Probleem → atypische oorzaken van respiratoire infecties (M. en C. pneumoniae) niet gevoelig aan de andere klasse AB voor respiratoire infecties: β-lactam AB
⇒ appreciatie belang atypische kiemen als oorzaak respiratoire infecties belangrijk Algemeen: o USA → sterk overtuigd van belang van deze kiemen o Europa – België: Niet overtuigd van belang deze atypische kiemen als oorzaak respiratoire infecties Andere overtuiging → indien atypische kiem oorzaak → infectie meestal mild •
Bacteriologie – J. Van Eldere
Gevolg: o België → respiratoire infectie → aangeraden gebruik β-lactams o USA → gebruik macroliden Echter: resistentie pneumokok tegen macroliden ↑ → houding moet herzien worden Huidig voorstel USA: • Combinatie macroliden + β-lactams of • Nieuwe fluoroquinolonen o uitstekende activiteit tegen pneumokokken én andere respiratoire kiemen o België → terughoudend tegenover gebruik van deze klasse: Snelle resistentieontwikkeling → angst Deze klasse sparen voor toekomst → βlactams ook niet meer actief tegen pnuemokok !
Armando M. De Palma – 2011
5. NIET-OMKAPSELDE HAEMOPHILUS INFLUENZAE (p. 179) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE • • •
•
•
Pleomorf Gram- staafje Einde 19de eeuw → “oorzaak griep” (cf. naam) → fout (CD7.36-7.37) Onderscheid H. influenzae vs. andere Haemophilus-species: o Naast groeifactor X (hemine- cf. naam “Haemophilus”) ook nog groeifactor V (NAD) nodig o Deze groeifactoren → in RBC aanwezig Binnen species H. influenzae: o Omkapselde stammen o Niet-omkapselde stammen: Géén varianten van omkapselde stammen Ook genetisch duidelijk verschillend van omkapselde stammen H. influenzae → obligate parasiet van de mens o Groot deel bevolking → isolatie H. influenzae uit nasofarynx (↔ pasgeborenen) o Commensale stammen → meestal niet omkapseld o Meningitis stammen → bijna altijd omkapseld
PATHOGENESE EN ZIEKTEBEELDEN •
•
•
Kolonisatiefase: o Dropletinhalatie → bacterie in nasofarynx → vasthechting mucosa via pili → lokale kolonisatie mucosa Invasieve fase: o H. influenzae stammen infiltreren tussen cellen mucosa → submucosa → bereiken bloedstroom Zowel omkapselde als niet-omkapselde stammen→ in staat om submucosa te invaderen → °lokale ontsteking → niet-omkapselde stammen alzo ⇒ respiratoire infecties o Niet-omkapselde stammen → snel gefagocyteerd Niet-omkapselde stammen → infecties van o Bovenste luchtwegen o Middenoor o Bronchi ⇒ Deze infecties: Vaak na virale infecties Secundair aan astmatische afwijkingen Oorzaak van acute exacerbaties COPD
DIAGNOSE EN BEHANDELING •
•
Isolatie H. influenzae → enkel mbv speciale groeimedia met o X-factor o V-factor Indien bij respiratoire infectie H. influenzae mogelijks oorzaak → cave: is resistent tegenover β-lactams ! o Oorzaak? → productie β-lactamase ⇒ kiezen voor β-lactamase stabiele preparaten
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
6. MORAXELLA CATARRHALIS (p. 180) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE • •
•
Gram- kok Enkel terug te vinden bij de mens o Meestal als commensaal bovenste luchtwegen: Bij 50% van jonge kinderen Bij 25% van bejaarden Bij 5% van volwassenen Infecties → meestal bij voorbeschikkende factoren: o Recente virale infectie o COPD
PATHOGENESE EN ZIEKTEBEELDEN • • •
•
Virulentiefactoren → nog niet goed gekend Groot adherentievermogen aan slijmvliezen bovenste luchtwegen Infecties met M. catarrhalis: o Meestal endogene oorsprong o Aanwezigheid één of meerdere predisponerende factoren o Aanwezig in 10-20% gevallen otitis media → dan meestal gelijktijdig aangetroffen in nasofarynx Acute exacerbaties van chronisch obstructief longlijden (COPD): o M. catarrhalis o H. influenzae o Pneumokok → vaak deze drie samen frequent aangetroffen
DIAGNOSE EN BEHANDELING • •
Groeit op gewone niet-verrijkte bodems (ook op KT) Patiënt met bronchopulmonale infectie → indien M. catarrhalis aanwezig in sputum → enkel weerhouden als pathogeen indien bij Gramkleuring talrijke Gram- kokken met intraleukocytaire lokalisatie opgemerkt + rijke groei in cultuur
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
7. MYCOPLASMA PNEUMONIAE (p. 181) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE •
•
•
Familie Mycoplasmata: o 2 genera: Mycoplasma Ureaplasma o Kleinste prokaryoten: Gemiddelde ∅ → 0.2-0.8 µm Geen celwand → kunnen ∆vorm → ongevoelig voor AB die celwandsynthese inhiberen Moeilijk te kweken → groei op speciale voedingsbodems Slechts 3 species belangrijk: o Mycoplasma pneumoniae o Mycoplasma hominis → urogenitale infecties o Ureaplasma urealyticum → urogenitale infecties Infecties met M. pneumoniae: o Frequenter in gematigd klimaat o Hele jaar door → toename herfst en winter o Om 4-8 jaar → sterkere epidemische toename o Verspreiding mens → mens via besmette speekseldruppeltjes o Vooral in familiale kring grote transmissie o Risico pneumonie tgv M. pneumoniae → vooral in leefgemeenschappen zonder verworven immuniteit ⇒ vooral frequent bij kinderen en jonge volwassenen (CD7.38)
PATHOGENESE EN ZIEKTEBEELDEN •
Besmetting M. pneumoniae → aanhechting op neuraminezuur-bevattende receptoren van de respiratoire epitheelcellen (CD7.39) o Eerste fase → paralyse trilharen o Dan → beschadiging trilharen (oiv waterstofperoxide en zuurstofradicalen)
•
Variabel oppervlakteantigeen (Vsa): o Gevormd door Mycoplasmata o Aaneenschakeling van units Samenstelling units → variabel Aantal units (lengte Vsa) → variabel • Adherende bacteriën → kort (minder units) • Bacteriën die vanuit de luchtwegen naar de long dissemineren of in bloed terechtkomen → lang (CD7.40) o Fasevariatie : Overschakelen naar andere basisunit Gebeurt met welbepaalde frequentie Factor die bijdraagt tot chronisch aspect M. pneumoniae infecties o Gedrag en functie → cf. polysacharidekapsel van S. pneumoniae Bijkomende factor in pathogeniciteit M. pneumoniae → vermogen tor vorming biofilms (CD7.41)
•
•
Ziektebeelden: o Primaire atypische pneumonie (best gekend) (CD7.42) Kenmerkend → niet-productieve hoest Sleutels tot diagnose: • Jonge leeftijd patiënt • Discrepantie tussen o Enerzijds → weinig uitgesproken fysieke bevindingen bij klinisch onderzoek o Anderzijds → radiologisch beeld Deel patiënten → tracheobronchitis: • Ontsteking bronchiale slijmvlies + peribronchiale infiltratie van lymfocyten Gewoonlijk → meerdere weken tot volledig herstel
DIAGNOSE EN BEHANDELING • •
•
•
Gebrek aan celwand → niet aantoonbaar met Gramkleuring Isolatie: o Complexe voedingsbodems o Langdurige incubatie (weken) o Weinig uitgevoerd (CD7.43) Goudstandaard voor diagnose infectie M. pneumoniae: o Detectie specifieke antistoffen → meer en meer vervangen door genetische technieken (PCR) Ongevoelig voor AB actief op celwand ↔ wel gevoelig aan andere AB (bv. tetracycline – macroliden)
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
8. CHLAMYDOPHILA PNEUMONIAE EN PSITTACI (p. 182) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE •
•
•
•
Chlamydiaceae → intracellulaire parasieten o Veel met virussen gemeen o Echter: eigen metabolisme o Celwand (cf. Gram- bacteriën) o Unieke groeicyclus (CD7.44-7.45); Aanhechting elementaire lichaampje (EB) → gastheercel Binnendringen gastheercel → vorming vesikel of fagosoom Evolutie tot reticulaire lichaampjes (RB) → intracellulaire groei en replicatie • Deze RB → geen ATP productie → afhankelijk van gastheer voor E-productie Evolutie tot EB’s Vrijkomen infectieuze partikels Chlamydiaceae → belangrijke ziekteverwekkers bij mens o 3 belangrijke species: Chlamydophila psittaci → respiratoire infecties Chlamydophila pneumoniae → respiratoire infecties Chlamydia trachomatis → SOA Mens → schijnbaar enige reservoir o Aanwezigheid IgG-antistoffen volwassenen → iedereen tijdens zijn leven regelmatig infecties met Chlamydiaceae Infecties: o Meestal endemisch patroon o Soms epidemisch (dikwijls 4-jarige cyclus)
VIRULENTIEFACTOREN, PATHOGENESE EN ZIEKTBEELDEN •
•
•
VIRULENTIEFACTOREN o Belangrijkste virulentiefactor → vermogen om intracellulair te overleven + repliceren o C. pneumoniae → infectie van: Macrofagen → intracellulaire overleving door verhindering fusie fagosoom en lysosoom Epitheliale cellen luchtwegen Gladde spiercellen Endotheelcellen PATHOGENESE o Transmissie → via respiratoire secreties o Infectie respiratoir epitheel → vernietiging gecilieerde cellen → verdere kolonisatie + infectie luchtwegen ↑↑ o > 90% infecties → asymptomatisch of zeer mild o Minderheid patiënten → milde pneumonie (eerst faryngitis) o Herstelperiode → kan zeer traag ZIEKTEBEELDEN o Chlamydophila psittaci (CD7.46) → respiratoire infectie na contact met zieke vogels (papegaai, parkiet, kanarie) → elimineren Chlamydiaceae in excreten → bereiken mens via inhalatie o Incubatieperiode → 7-15 dagen → C. psittaci bereikt lever en milt vanuit longen → hier omvorming + deling → uitzaaiing naar longen of andere organen o Ernst ziekte → wisselend Meestal beeld atypische pneumonie + hevige hoofdpijn + ernstige spierpijn Naast longen – ook mogelijks andere organen aangetast: • Myocarditis • Pericarditis • Hepatitis • Encefalitis
DIAGNOSE EN BEHANDELING •
Diagnose infectie Chlamydiaceae: o Via cultuur → moeilijk Moet via celculturen Gebeurt nog zelden o Meestal → via serologie Berust om complementfixatietest • Gebruik van een genusspecifiek antigeen • Probleem → vals ⊕ resultaten o Alternatief → genetische methoden (detectie DNA)
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
9. LEGIONELLA PNEUMOPHILA (p. 184) MORFOLOGIE EN TAXONOMIE •
•
Legionellaceae o Fijne Gram- bacillen (CD7.47) o Aparte familie onder de bacteriën o DNA-DNA hybridisatiestudies → niet nauw verwant aan andere bacteriën > 30 ≠ soorten Legionella species o Belangrijkste → L. pneumophila ⇒ pneumonie
VINDPLAATS EN EPIDEMIOLOGIE •
•
•
•
VIRULENTIEFACTOREN •
•
•
L. pneumophila: o Secretie 2 exotoxinen → functie in pathogenese niet goed bekend o Aanmaak 2 proteasen → afbraak IL-2 en CD-4 moleculen → vermoedelijk interferentie met activatie T-cellen Belangrijkste → vermogen tot intracellulaire overleving o Welke factoren dragen hiertoe bij? Aanmaak 2 proteasen Genetische locus, Mip genoemd (Macrophage infectivity potentiator) • Genproducten van deze locus → promoten nederzetting C3b op bacteriële oppervlak • Bacterie weerstandig aan lytische effecten van deze complementfixatie • Anderzijds: nederzetting complement → opsoniserend effect → stimuleert fagocytose • Let op: fagocytose van bacteriën die enkel gebeurt via complement receptoren op Mφ → leidt tot minder sterke stimulatie van de intracellulaire antimicrobiële activiteit ⇒ mogelijks deze wijze van fagocytoseinductie grotendeels verantwoordelijk voor intracellulaire overleving L. pneumophila Andere gekende virulentiefactoren: o Productie van een fosfatase → blokkeert productie superoxideanionen
PATHOGENESE •
•
•
•
ZIEKTEBEELDEN •
•
1ste isolatie: 1977 (CDC – US) → verwekker atypische maar ernstige pneumonie bij deelnemers van de American Legion Convention (Philadelphia) Incubatieperiode → 2-10 dagen
Bacteriologie – J. Van Eldere
Legionellaceae → vooral in natuur, oppervlaktewater o Overleeft ≠ temperaturen (0-63°C) o Overleeft ≠ pH-waarden (5-8.5) o Groeit goed in warm water (<50°C) ⇒ soms zeer hoge concentraties in kunstmatige warmwaterreservoirs: Koeltorens Airconditioning Boilers Besmetting mens o Inhalatie aerosol (fijne waterdruppels die bacterie bevatten) o Geen overdracht mens-mens → patiënt is niet besmettelijk Intracellulaire overleving → bijzondere eigenschap o Natuur → vele protozoa voeden zich met bacteriën o Legionella → intracellulaire overleving + sterke vermenigvuldiging in protozoa o Deze natuurlijke overlevingsstrategie → cruciaal om bij mens pneumonie te veroorzaken België → L. pneumophila zeldzame ziekteverwekker o Zuiderse landen → 3de frequentste oorzaak pneumonie verworven buiten ziekenhuis o Incidentie nosocomiale pneumonie met L. pneumophila → vooral afhankelijk van eventuele aanwezigheid bacterie in watercircuit o Deze pneumonie → vooral bij immuungedeprimeerden
Douches, airconditioning, wervelbaden → aerosols besmet met L. pneumophila → inhalatie → fagocytose van Legionella door alveolaire macrofagen o Deze fagocytose: Door bacterie geïnduceerd via nederzetting C3b of Door binding van specifieke antistoffen o Humorale immuniteit → secundair belang o Eventueel aanwezige antistoffen Bevorderen slechts gering fagocytose door polymorfonucleairen Verhinderen replicatie Legionella in alveolaire Mφ niet Na endocytose: o Bacterie verhindert fusie van fagosoom met lysosoom ⇒ Hierdoor kan bacterie zich vermenigvuldigen (CD7.48) o Bacterie induceert wel fusie fagosoom met celorganellen ⇒ Fagosoom rijk aan voedingsstoffen Efficiënte vermenigvuldiging bacterie → enkel in niet-geactiveerde Mφ φ ⇒ Legionella pneumonie frequenter + ernstiger bij: Orgaantransplantatie Langdurig gebruik corticosteroïden Aidspatiënten Bij ongehinderde vermenigvuldiging in niet-geactiveerde Mφ → uiteindelijk lysis (apoptose) van de Mφ o → vrijzetting bacteriën → nieuwe generatie kan nieuwe cellen infecteren o → vrijzetting # chemotactische cytokinen → influx van monocyten en polymorfonucleaire cellen → deze immunopathologische reactie → bijdrage aan beschadiging longweefsel
INTRACELLULAIRE INVASIE EN OVERLEVING VAN BACTERIËN •
2 belangrijke voordelen intracellulaire overleving bacteriën: o Bescherming tegen immuunsysteem (extracellulair) o Rijke aan voedingsstoffen, ATP, nucleotiden, … (intracellulair) → duidelijk voor epitheliale/endotheliale cel (niet uitgerust om bacterie te doden) → complexere afweging voor Mφ (taak: vernietigen van intracellulaire organismen)
Armando M. De Palma – 2011
•
•
Klassiek → Legionella pneumonie ondergebracht bij atypische pneumonieën o Echter → symptomen vaak meer uitgesproken o Kenmerken: Koorts Rillingen Dyspnoe Niet-producerende hoest Thoracale pijnklachten o Tijdens verloop van de ziekte mogelijks: GI symptomen Verwardheid Risicofactoren: o Oudere leeftijd o Roken o Alcoholisme o Recent verblijf hotel met airconditioning o Opname in eenheid voor intensieve zorgen
•
•
•
DIAGNOSE •
•
•
• •
Legionella: o Gram- bacil o Vaak moeilijke visualisatie mbv Gramkleuring in klinische specimens (CD7.49) o Specifieke fluorescerende antisera → soms wel aantoonbaar Meestal niet gebruikt / beschikbaar wegens • Hoge kostprijs • Zeldzaamheid infectie Cultuur → gevoeligste methode voor diagnose Legionella infectie o Primordiaal → afname geschikt specimen: Niet: • Opgehoest sputum Wel: • Transtracheaal aspiraat (voorkeur) • Bronchoalveolair lavagevocht • Transbronchiale biopsie o Bijkomend probleem → Legionella groeit niet op gewone voedingsbodems Nood aan hoge concentraties L-cysteïne en ijzer ⇒ vermoeden Legionella → vermelden aan labo → gepaste bodems Zeer trage groei → soms kolonies macroscopisch na > 10 dagen Detectie Legionella antigenen in urine o Recent ontwikkeld o Goede gevoeligheid en specificiteit o Meer en meer toegepast PCR-gebaseerde detectiemethoden Serologische technieken o Vooral epidemiologisch nut o Voldoende antistoffen → 4-12 weken na symptomen → minder nut bij diagnose Legionella in individuele patiënt
Bacteriologie – J. Van Eldere
Invasie bacterie → eukaryote cel: o Vaak uitgelokt door bacterie o Bacteriën → productie specifieke proteïnen (“internalines” of “invasines” → faciliteren deze zgn. parasiet-geïnduceerde endocytose o Deze proteïnen → specifieke interactie met andere oppervlakteproteïnen van de eukaryote cel – meestal verbonden met cytoskelet eukaryote cel o Voorbeelden: Shigella → Ipa-proteïne → induceert ∆cytoskelet Salmonella → Sip-proteïne → induceert ∆cytoskelet Yersinia → Inv-proteïne → bindt aan meerdere integrine receptoren op celoppervlak → ritst celmembraan ahw open Gastheer-geïnduceerde endocytose (↔parasiet-geïnduceerde endocytose) o = capaciteit van bepaalde gastheercellen (bv. Mφ) om microben te fagocyteren → meestal via opsonines zoals specifieke antistoffen of complementfactoren o ∆ met parasiet-geïnduceerde endocytose → fagocyterende cellen bezitten zelf mechanismen om gefagocyteerde MO intracellulair te vernietigen Strategieën om intracellulair te overleven in professionele Mφ φ o Aanmaak producten → beschermen bacterie tegen antibacteriële processen in fagolysosoom Bv. Legionellaceae → minimaliseren aanmaak bacteriocide stoffen (stimuleren nl. fagocytose via complementopsonisatie) o Verhinderen fusie tussen fagosoom en lysosoom (cf. mycobacteriën) o Ontsnappen uit fagosoom naar cytoplasma Bv. Rickettsia en Listeria
BEHANDELING •
•
Patiënt o Niet al te zieke patiënt → peroraal macrolide o Ernstig zieke / verminderde afweer → erythromycine IV (eventueel combinatie met rifampicine) o Behandeling ≥ 2 weken (kans op recidief) Ziekenhuis o Gelijktijdig watercircuit chloreren + temperatuur > 70°C → epidemie indijken
Armando M. De Palma – 2011
10. MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS (p. 188) MORFOLOGIE EN TAXONOMIE •
•
• •
•
Genus Mycobacterium → slanke, onbeweeglijke strikt aerobe bacillen o Bacillaire vorm → zeer variabel (CD7.50) o Vorm cellen → ∆ van soort tot soort – zelfs binnen één stam (afhankelijk van groeicondities) o M. tuberculosis → uitzicht fijne gekorrelde staafjes o Groeien traag Snelst groeiende species → 2-3 dagen bij T 20-40°C → zichtbare kolonies Meest pathogene soorten → 2-6 weken nodig + vrij complexe media (bv. M. tuberculosis) Kleuring: o Moeilijk o Eens gekleurd → zeer traag ontkleuring met alcohol/minerale zuren Zuurvastheid → kenmerkend voor genus 41 soorten gedefinieerd op basis van o Metabole eigenschappen o Genetische eigenschappen o Habitat o Virulentie → indeling in: o Snelgroeiende mycobacteriën → bijna alle saprofyten o Traaggroeiende → alle echte pathogene soorten Tuberculosisgroep → 4 erkende soorten o M. tuberculosis o M. bovis o M. africanum ⇒ alle 3 longtuberculose bij mens o M. microti ⇒ geïsoleerd uit veldmuizen – apathogeen voor mens
VINDPLAATS EN EPIDEMIOLOGIE •
VIRULENTIEFACTOREN •
•
Pathogeniciteit → vermogen om te penetreren in weefsels + intracellulair te overleven en vermenigvuldigen in macrofagen (CD7.57) o M. tuberculosis → ° katalase → neutralisatie dodelijke H2O2 (< Mφ) Echter → isoniazide-resistente M. tuberculosis (geen ° katalase meer) → toch pathogeen voor mens o Dikke wasachtige celwand → bescherming tegen bactericide substanties in lysosoom o Inhibeert aanzuring fagosoom o Inhibeert fusie lysosoom en fagosoom Grote ≠ in respons van individu op infectie met M. tuberculosis → TBC in belangrijke mate afhankelijk van efficiënte cellulaire immuniteit gastheer → zal Mφ activeren + hun bactericide vermogen maximaliseren
PATHOGENESE •
•
•
•
•
Bacteriologie – J. Van Eldere
Meeste soorten van genus Mycobacterium: o Vrijlevende saprofyten vooral in vochtige omgeving o Strikt aeroob → aan oppervlakte waterige omgeving of op planten(resten) → voedingsbestanddelen o Weinige soorten → aangepast aan gastheer → gastheerafhankelijk geworden: M. tuberculosis M. leprae → mens als specifieke gastheer M. bovis → runderachtigen als specifieke gastheer M. avium → vogels als specifieke gastheer
Fagocytose door alveolaire Mφ φ → 2 scenario’s: o Niet-geactiveerde Mφ slechts beperkt bactericide → sommige bacillen overleven + vermenigvuldigen o Sommige bacillen toch afgebroken → presentatie gefragmenteerde bacteriële antigenen door Mφ φ aan T4-lymfocyten → lymfocyten maken contact met specifieke antigeenreceptoren → gaan vermenigvuldigen en secreteren cytokinen → bevorderen migratie van Mφ φ in de infectiehaard + sporen ze aan tot doden bacillen Opm. Complexe samenstelling mycobacteriën (lipiden – lipoproteïnen) → vertering traag → aanhoudende aanlokking Mφ + stimulatie T-lymfocyten Zo gevormde granuloom → bestaat centraal uit levende en dode Mφ die levende en gedode bacillen bevatten → na activatie → Mφ gaan versmelten → meerkernige reuscellen = Langhanscellen (CD7.58) o Krans eromheen → T4-lymfocyten Geactiveerde T4-lymfocyten: • Activeren nieuwe Mφ tot doden • Zelf geïnfecteerde Mφ doden o Daaromheen → mantel van B-lymfocyten Vertering mycobacteriën → ook voor geactiveerde Mφ moeilijk → overactiviteit → autodigestie van de Mφ o Grote rol bij autodigestie: TNF (<° geactiveerde Mφ) Voortdurende stimulatie → T-lymfocyten → grote hoeveelheden cytokinen vrij (IL-1, IL-6, TNF) → lokale weefselnecrose + typische symptomen TBC: o Nachtzweten o Vermagering (tering) Geheugencellen: o Na genezing → belet reactivering van een latente infectiehaard o Bij herbesmetting → snelle eliminatie bacillen o Verantwoordelijk voor tuberculinereactie Armando M. De Palma – 2011
ZIEKTEBEELDEN
BEHANDELING EN PREVENTIE
M. tuberculosis → Longtuberculose
BEHANDELING
•
•
•
•
Primo-infectie: patiënt met open long TBC → ophoesten bacillen → inademing andere persoon → in longblaasjes → fagocytose van de bacillen door alveolaire Mφ → intracellulaire vermenigvuldiging → vrijzetting bacillen na lysis Mφ → lokale ontstekingsreactie met exsudaat →afvoer bacillen naar eerste drainerende lymfeklier → raakt ook ontstoken o Bij snelle en efficiënte cellulaire immuniteit: Dit primair complex (longhaard + hilusklier) → verdwijnt snel → achterblijven verkalkt littekentje (CD7.58) o Bij trage reactie specifieke cellulaire immuniteit: Primaire haard evolueert → chronisch en productief letsel → vorming typische granulomen (tuberkels of follikels) → neiging tot typische necrose in centrum (verkazing) → kaashaarden breiden perifeer uit en verweken centraal → bij aanvreten luchtwegtak → kaashaard kan zich ledigen → ontstaan holte of caverne → ophoesten besmettelijke inhoud caverne → besmettelijke patiënt = “openlongtuberculose” Hoe evolueert een primo-infectie? o Onze populatie: 90-95% → spontane genezing – verkalking Minderheid → chronisch – longtuberculose o Soms uitzaaiing → letsels in andere organen (meningen, nieren, beenderen) Meestal in 1ste fase → snelle hematogene uitzaaiing Soms in latere fase vanuit longen → lymfogene of bronchogene uitzaaiing o Essentieel: snelle en efficiënte cellulaire immuniteit → proces stoppen vóór productie té grote hoeveelheid bacillen (antigeen) → massale influx Mφ + autodestructie van Mφ en longweefsel gestopt Zelfs tijdelijke defect cellulaire immuniteit → ongunstige evolutie primo-infectie • Risicofactor ontstaan actieve TBC: immunosuppressieve behandelingen: o Corticosteroïden o Cytostatica • T-cel defecten (bv. AIDS) → typische granuloomvorming ontbreekt vaak → tuberkelbacillen kunnen zich gemakkelijk op afstand verspreiden via bloedbaan M. bovis → vroeger TBC door drinken melk van besmette koeien o Nu bijna totaal verdwenen door: Gepasteuriseerde / gesteriliseerde melk Uitroeiing tuberculeuze veestapel o Toegangspoort → vaak keelamandel → ontsteking halsklieren (scrufulose) → later stadium: long-TBC
•
•
•
PREVENTIE •
DIAGNOSE 1.
•
•
•
• • •
2.
CULTUUR VAN MYCOBACTERIËN •
Technisch probleem → kweek mycobacteriën (< sputum, andere stalen) → mycobacteriën groeien veel trager dan andere MO o Meeste monsters → besmet met commensale flora → groeit veel sneller → gebruikt cultuurmedium op → mycobacteriën kunnen niet groeien o Niet bijbesmet: punctievloeistoffen (CSV, pleuravocht) en biopten
Bacteriologie – J. Van Eldere
Vaccinatie → levend afgezwakt vaccin: BCG-vaccin o Bacil van Calmette-Guérin → in labo afgezwakte M. bovis → pathogeniciteit voor mensen/runderen kwijt o Beschuttend effect → 0-80% o Landen met hoge graad spontane weerstand tegen TBC (vb. België) → effect vaccinatie minimaal o Nadeel: Tuberculinetest wordt ⊕ → vaststelling primoinfectie verloren door virage van de tuberculinereactie
PERSISTERENDE INFECTIES
MICROSCOPISCH ONDERZOEK (CD7.59-7.60) Onderscheid mycobacteriën ↔ andere bacteriën: zuurvastheid ⇒ zuurvaste kleuring diagnostisch middel voor opsporen long-TBC (samen met klinisch beeld + röntgenbeelden) Alternatieve kleuring → auraminekleuring Mycobacteriën → vaak kleine aantallen + ongelijkmatig verdeeld → ± 10.000 bacillen/ml sputum nodig voor positief uitstrijkje CAVE: o Discrete gevallen TBC: microscopisch onderzoek ↔ cultuur ⊕ o Microscopie → geen onderscheid tussen ≠ mycobacteriën → kweek nodig
Mycobacteriën: o Weinig gevoelig voor klassieke AB o Wel gevoelig voor specifieke chemotherapeutica = tuberculostatica, meest gebruikte: Isoniazide Rifampicine Ethambutol Pyrazinamide o Resistentie Snel bij monotherapie → spontaan resistente mutanten (ƒ ~1 per 106-8 bacillen) → uitselectie → overgroei Remedie → combinatietherapie: Beginfase: 3 of 4 tuberculostatica Later: ≥ 2 tuberculostatica o Behandelingsduur → 6-12 maanden (afh. ernst letsels) DOTS = Directly Observed Therapy – Short Course: o Probleem thuisbehandeling → therapietrouw → resistentie ↑↑ → observator kijkt daadwerkelijk toe of patiënt geneesmiddelen inneemt Mycobacteriën andere dan M. tuberculosis → soms resistent aan klassieke tuberculostatica → soms gevoelig aan klassieke AB: o Amikacine o Fluoroquinolonen (ofloxacine, ciprofloxacine) o Imipenem o Sommige macroliden Wanneer uitzonderlijk monotherapie? o Jonge persoon met: Recente besmetting (tuberculinereactie eerst → nu ⊕) Nog geen letsels op röntgen o ⇒ ontwikkeling chronische long-TBC verhinderen door toediening isoniazide – 6 maanden o Monotherapie omdat # bacillen nog zeer klein
•
Meeste infecties → immuniteit gastheer voldoende → volledige eliminatie infecterende pathogeen ↔ Persistentie: Soms → immuunsysteem kan pathogeen niet volledig verwijderen → pathogeen langdurig aanwezig zonder opvallende hinder → 2 scenario’s: o Pathogeen beperkt metabool actief → bron van besmetting o Vaak → pathogeen niet infectieus → ongemerkt en ongehinderd in gastheer / populatie → later tijdstip terug actief → ernstige ziekteverschijnselen bij gastheer Oorzaak? o Onvoldoende immuunantwoord gastheer o Specifieke eigenschappen pathogeen
Armando M. De Palma – 2011
•
•
3.
Hoe wordt dit probleem opgelost? → voorbehandeling 1. Decontaminatie begeleidende flora: o Sterke zuren of alkali (NaOH) o Anionische of kationische antiseptica → schakelen meeste bacteriën uit ↔ mycobacteriën beter bestand door grote hoeveelheid lipiden in CW 2. Homogenisatie materiaal → vrijzetting intracellulair gelegen kiemen 3. Neutralisatie decontaminatievloeistof 4. Centrifugatie → terug concentreren 5. Enten op speciale voedingsbodems: o Vaste bodems → media obv eieren, zetmeel, glycerine (Löwenstein-Jensen) + malachietgroen (→inhibitie achtergebleven bijbesmetters) o Vloeibare bodems → medium met oleïnezuur + Tween80 + antibiotica Voordeel: snellere groei Nadeel: Ρ(bijbesmetting) ↑↑ Groei van de cultuur → 10-12 dagen (soms weken) o 6-8 weken → geen groei → negatieve cultuur o Indien groei: Identificatie mycobacteriën mogelijk Bepaling gevoeligheid voor tuberculostatica
•
Persistentie in gastheer → verschillende strategieën pathogeen: o Langdurige intracellulaire overleving in cellen immuunsysteem Voorbeelden: M. tuberculosis, M. leprae → in Mφ EBV → in B-cel lymfoma’s Vaak lange tijd asymptomatisch aanwezig → “latentie” → moeilijke diagnose → reactivatie latentie door bv. verzwakt immuunsysteem o Inductie neoplasie H. pylori o Antigenische variatie N. gonorrhoeae
TUBERCULINETEST • •
•
•
Elke soort Mycobacterium → productie verscheidene proteïnen of polypeptiden = tuberculinen → kunnen tuberculinereactie uitlokken bij gevoelige personen Tuberculinereactie: o Celgebonden allergie van uitgestelde type o 48-72 uur na intradermale injectie van de gezuiverde proteïne bij personen die al besmet zijn geweest met mycobacteriën o Nog in 1ste weken na infectie (hyperacute TBC → vele weken ) o Kenmerken: lokale infiltratie met lymfocyten en Mφ (warmte, zwelling) o Tuberculine zelf → geen reactie indien herhaaldelijk ingespoten bij nietgevoelige personen/dieren → “hapteen” en niet “immunogeen” o Tuberculinen van ≠ soorten mycobacteriën: Hoge dosis → zekere kruisallergie Lage dosis → kwalitatief onderscheiden specifieke activiteit – moeilijk te onderscheiden Tuberculine van M. tuberculosis en M. bovis → wel volkomen gekruiste allergie Tuberculinereactie met PPD van M. tuberculosis: o Wel → persoon al besmet geweest of niet o Niet → persoon is ziek of heeft TBC Indien tuberculinegevoelig → niet per definitie immuun o Chronische long-TBC → vaak heftige tuberculinereactie o Tuberculinepositief en niet ziek → duidt op goede immuniteit tegen TBC
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
11. HAEMOPHILUS INFLUENZAE KAPSELTYPE B (p. 194) MORFOLOGIE EN TAXONOMIE • •
Fijne, pleomorfe gram- staafjes Species H. influenzae: o Niet-omkapselde stammen o Omkapselde stammen → obv specifieke antistoffen: 6 kapseltypen (a → f) Alle omkapselde stammen → invasieve infecties Merendeel invasieve infecties → ° door omkapselde H. influenzaestammen van kapseltype b • Verklaring: structuur type bkapsel • Experimentele evidentie: genetische manipulatie ander kapseltype → veranderd naar type b → virulentie ↑
VINDPLAATS EN EPIDEMIOLOGIE • •
H. influenzae → obligate parasiet van de mens Elk ogenblik → groot deel bevolking → isolatie H. influenzae < nasofarynx (↔ pasgeborenen) o Cave: steeds niet-omkapselde stammen! o Dragerschap H. influenzae type b → niet waargenomen !
VIRULENTIEFACTOREN 1.
2.
3.
4.
5.
Kapsel → belangrijkste o Voorkomt fagocytose o Gastheer zonder antistoffen tegen kapsel → fagocytose van een bacterie is afhankelijk van Opsonisatie door complement en Activatie van complementsysteem via de alternatieve pathway • kapsulatie van bacteriën → verhindert deze activatie → bemoeilijkt fagocytose o Daarenboven: kapseltype b → bijzondere ongekende eigenschappen (↔ andere kapseltypen) ⇒ H. influenzaestam met kapseltype b virulenter Endotoxine • Enige gekende toxine ° door H. influenzae • Belangrijke rol in beschadiging bloed-hersenbarrière (BHB) IgA-protease • Breekt IgA af → bevordert mucosale kolonisatie • Aangetroffen bij meeste bacteriën die respiratoire tractus koloniseren Adhesines • Noodzakelijk voor adherentie en kolonisatie van de respiratoire tractus • Gelokaliseerd op de fimbriae of pili • “afimbrial adhesins” → adhesines niet op de fimbriae gelokaliseerd Capaciteit om explosief te vermenigvuldigen o Hierdoor → immuunsysteem gastheer overvallen vooraleer gepaste reactie mogelijk
PATHOGENESE EN ZIEKTEBEELDEN MENINGITIS • •
•
•
Kinderen < 5 jaar – piekincidentie tussen 6m & 2j Kolonisatiefase: o Dropletinhalatie → kiem in nasofarynx → vasthechting mucosa via pili → lokale kolonisatie mucosa Invasieve fase: o H. influenzae stammen → tussen cellen mucosa → submucosa → bloedstroom o Zowel omkapselde als niet-omkapselde stammen → submucosa invaderen → lokale ontsteking → verloop verschilt echter: • Niet-omkapselde stammen: → veroorzaken alzo respiratoire infecties • Omkapselde stammen: → kapsel beschermt tegen fagocytose in bloed (*) → type b-stammen kunnen zich in bloed vermenigvuldigen → bacteriëmie en sepsis → voldoende lang vermenigvuldiging in bloed → bacteriëmie zeer hoog → BHB beschadigd → H. influenzae verspreidt zich in CZS → bacteriële meningitis: Intracraniale druk ↑ → symptomen: o Koude rillingen o Koorts o Malaise o Hoofdpijn o Braken o Gespannen fontanel o Nekstijfheid o ∆bewustzijnstoestand: Lusteloosheid Bewustzijn ↓ Onbehandeld → verlies van bewustzijn Medische urgentie → snel en doeltreffend ingrijpen (*) In feite: omkapselde type b-stammen kunnen wel gefagocyteerd worden indien antistoffen tegen kapsel aangemaakt ↔ kinderen < 5j. kunnen dit nog niet → bijzonder gevoelig aan invasieve infecties met H. influenzae type b
ANDERE INVASIEVE INFECTIES •
•
Bacteriologie – J. Van Eldere
Bacteriëmie H. influenzae type b → infecties andere organen (dan CZS): o Osteomyelitis o Artritis Minder vaak voorkomend: epiglottitis o Vanuit bloed → inflammatie van de zachte weefsels van de epiglottis → opzwelling epiglottis → niet tijdig behandeld → obstructie luchtwegen + verstikking
Armando M. De Palma – 2011
DIAGNOSE, PREVENTIE EN BEHANDELING DIAGNOSE • Vermoeden bacteriële meningitis → staal cerebrospinaal vocht (CSV) onderzoeken: o Inzetten cultuur o Snelle diagnose obv Gramkleuring Aantonen van het specifieke H. influenzae kapseltype b-antigen BEHANDELING • Bij vermoeden bacteriële meningitis → onmiddellijk start antibioticakuur • Profylaxe van niet-gevaccineerde gevoelige contacten van patiënt → rifampicine of fluoroquinolonen VACCINATIE • Kinderen < 5j → kunnen nog geen antistoffen maken tegen kapseltype b → meerdere infecties mogelijk met H. influenzae type ↔ oudere kinderen: volledige immuniteit • België sinds 1993 → H. influenzae type b-vaccin o Geconjugeerd vaccin o Niet verplicht o Sterk aangeraden o Biedt volledige bescherming tegen invasieve infecties met H. influenzae type b (CD7.62) o Voorkomt ook dragerschap van H. influenzae type
GENETICA VAN KASPELVORMING IN BACTERIËN • •
•
•
•
•
•
Bacteriologie – J. Van Eldere
Kapselvorming → belangrijke virulentiefactor bij bacteriën met invasieve infecties Chromosomale organisatie van genen ≅ kapselvorming → bij taxonomisch niet verwante bacteriën → tóch zelfde grote lijnen o ⇒ specifieke chromosomale organisatie kapselvormende genen → # belangrijke voordelen Opbouw kapselpolysacharide H. influenzae: o # zich herhalende units of monomeren (cf. alle KPS) o Unit van KPS H. influenzae type b → 2 suikers: Ribitol Ribose → met elkaar verbonden via fosfaatgroep Kapsulatielocus H. influenzae type b: o Plaats op chromosoom ≅ ligging genen kapselvorming in H. influenzae type b o Opgebouwd uit 3 regio’s / gebieden (CD7.63) (vlnr): Regio I Bevat 4 genen (bexA, B, C en D) → exporteren gevormde polysachariden doorheen CW Regio II Bevat 4 genen → biosynthese van de polysacharideketen van het type b Regio III Bevat 2 genen → ongekende functie, waarschijnlijk rol in posttranslationele modificatie Kapsulatielocus H. influenzae ander kapseltype (type a, c, d, e, f): o Zelfde organisatie in 3 regio’s o Genen in regio’s I en III identiek in alle kapseltypes o Middelste regio (II) → verschillend → genen specifiek voor bepaald kapseltype Deze organisatie (centrale typespecifieke regio – beiderzijds gemeenschappelijke regio’s) → ook bij andere omkapselde bacteriën: o Streptococcus pneumoniae o Neisseria meningitidis o Logischerwijze→ genen in gemeenschappelijke regio’s van S. pneumoniae specifiek voor S. pneumoniae en ≠ van die in gem. regio’s van H. influenzae Dus: organisatie kapsulaire genen → grote overeenkomst tussen ≠ soorten bacteriën. VERKLARING? o Dergelijke organisatie → via recombinatie: Wijziging van het kapseltype mogelijk of zelfs Vorming nieuwe kapseltypen ⇒ belangrijk overlevingsvoordeel → daarom sterk geconserveerd o Geconserveerde regio’s aan weerszijden van de typespecifieke centrale regio → homologe recombinatie mogelijk o Experimentele evidentie voor dit proces: Bepaalde stammen van H. influenzae en S. pneumoniae → via homologe recombinatie veranderd van kapseltype
Armando M. De Palma – 2011
12. NEISSERIA MENINGITIDIS (p. 198) TAXONOMIE EN MORFOLOGIE •
• •
Genus Neisseria → 2 medisch belangrijke species: o N. meningitidis o N. gonorrhoeae Beide → aerobe omkapselde Gram- diplokokken (CD7.64) Daarnaast → aantal commensale Neisseria
VINDPLAATS EN EPIDEMIOLOGIE •
•
VIRULENTIEFACTOREN 1.
2.
3.
4.
KAPSEL • Belangrijkste virulentiefactor • Obv ≠ opbouw kapsel → meningokokken ingedeeld 13 serogroepen o Belangrijkste serogroepen: A, B en C Serogroep A meestal grote epidemies meningitis vooral meningitis in Afrika/Azië Serogroepen B en C vooral endemische meningitis zelden epidemies vooral infecties in USA/Europa o Serogroepen Y en W135 → minder vaak infecties • Afrika → “meningitis belt”: o Semiwoestijnzone (Sahel) – 600km breed → brede band van oostkust naar westkust Afrika (CD7.66) o Hyperendemische zone o Om 8-14 jaar → ook grote epidemies LPS • Heeft slechts korte polysacharideketen → “LOS” genaamd (lipooligosacharide) • Antigenische variatie: o Neisseria → snel herschikking genen biosynthese LOS → ∆samenstelling LOS → omzeilen specifieke antistoffen IgA-PROTEASE • Cf. H. influenzae en pneumokok • Belang in pathogenese → nog niet aangetoond • Echter opmerkelijk: o Alle 3 deze pathogenen bezitten dit enzym + vergelijkbare pathogenese o Enzym heeft een gemeenschappelijke oorsprong bij alle 3 PILI • Zorgen voor 1ste fase in aanhechting meningokokken → mucosa oronasofarynx • N. gonorrhoeae → mechanisme van genrecombinatie → bepaalde delen van deze pili kunnen snel gewijzigd → mechanisme om specifieke opsonisatie te ontlopen o ↔ meningokok: minder ontwikkelde mogelijkheid tot antigenische variabiliteit
PATHOGENESE 1.
2.
ZIEKTEBEELDEN MENINGITIS • Abrupt begin: o Hoofdpijn o Meningeale tekenen o Koorts • Jonge kinderen → soms enige tekenen: o Overgeven o Koorts Bacteriologie – J. Van Eldere
Mensen → enige dragers Meningokokken o Asymptomatisch dragerschap → enkele dagen-maanden: Op elk ogenblik 1-30% bevolking drager Vooral schoolkinderen – legerrekruten drager in oronasofarynx Transmissie meningokokken → druppelinfectie bij nauw contact o Vooral kinderen < 5j. → nog geen protectieve antistoffen tegen meningokok → extra gevoelig (CD7.65) o Vrij constante lage endemische incidentie (2/100.000/jaar) o Af en toe epidemies → incidentie ↑↑
KOLONISATIE + SYMPTOOMLOZE PENETRATIE NASOFARYNGALE MUCOSA o Na besmetting meningokok via aerosol o Leidt tot ontwikkeling specifieke antistoffen o Vasthechting op mucusproducerende cellen nasofarynx: Aanvankelijk via pili Later via uitgebreid membraancontact door membraanproteïnen → stevig adherende meningokok → actieve endocytose door epitheelcellen → vesikel met meningokok getransporteerd naar BM → uitgestort in submucosale ruimte (CD7.67) → bereikt bloedstroom o Identieke wijze van doordringen epitheel: Entero-invasieve E. coli Yersinia Shigella o Meeste mensen → pathogenese stopt hier INVASIEVE INFECTIE o Slechts in sommige gevallen o Wanneer? Patiënt deficiënt in antikapsulaire antistoffen tegen meningokok → invasieve infectie ↔ persoon in verleden kolonisatie met meningokokken → antistoffen ontwikkeld → kan vermenigvuldiging meningokok in bloed afsnijden → geen invasieve infectie ⇒ ontwikkeling antimeningokokkenvaccin: Polyvalent vaccin → KPS van serogroepen A, C, Y en W135 Serogroep B → KPS van serotype B bijna identiek aan bepaalde oppervlakte- glycoproteïnen eigen lichaam → KPS van dit type niet goed in staat antistoffen op te wekken (tgv tolerantie) → afwezig in het vaccin o Eens in bloedstroom → zeer snelle vermenigvuldiging meningokok → zeer hoge concentraties meningokokken → meningitis → diffuse intravasculaire coagulatie + vorming tromboembolische letsels in hele lichaam + shock Oorzaak van deze symptomen? Meningokok → overvloedig vrijzetten “blebs”: fragmenten van het buitenste membraan afgescheiden in de vorm van druppels bevatten grote hoeveelheden endotoxine → gastheer zet o.a. TNF en IL-1 vrij (ontstekingsmediatoren) → koorts en shock → vorming van embolen in de nieren → acute bijnierinsufficiëntie ( Syndroom van Waterhouse-Friedrichsen)
BACTERIËLE OORZAKEN VAN MENINGITIS •
Bacteriële meningitis: o Minder frequent dan virale meningitis o Hoge mortaliteit ⇒ bijna altijd medische urgentie → snel en adequate behandeling met antibiotica
Armando M. De Palma – 2011
•
Meningokokkeninfectie: o Gevaar: Snelle evolutie naar sepsis Snelle evolutie naar meningitis o Prognose: Niet behandeld → ~100% mortaliteit Onmiddellijk en juist behandeld → 15% mortaliteit Neurologische sequelae → niet frequent
SEPSIS • •
(CD7.68-7.69-7.70) Bepaalde gevallen invasieve meningokokkeninfectie → ander beeld dan meningitis: o Diffuse intravasculaire coagulatie o Petichiën o Hemorragische bullae o Verschijnselen van toxische shock + sepsis ⇒ levensbedreigend – 25% mortaliteit zelfs indien behandeld ANDERE ZIEKTEBEELDEN • Af en toe → mildere, chronische en intermittente vorm van bacteriëmie • Zelden → pneumonie, artritis, uretritis
•
Bacteriële oorzaken van meningitis: o Meest frequent: S. pneumoniae N. meningitidis type B en C (Afrika: type A) H. influenzae type b o Minder frequent: Listeria monocytogenes M. tuberculosis S. milleri E. coli Grampositieve kokken o Bij pasgeboren kinderen: bovenvermelde + S. agalactiae E. coli K1
DIAGNOSE, PREVENTIE EN BEHANDELING •
•
•
ANTISTOFFEN tegen meningokokken: o Volwassenen Meestal aanwezig → gericht tegen kapsel, LOS, andere componenten CW Beschermende antistoffen → uitgelokt door dragerschap & infectie met meningokokken o Kinderen Nog vóór contact met echt virulente meningokokken → beperkte immuniteit tegen meningokokken Verklaring? → voorheen gekoloniseerd door: • Niet-omkapselde meningokokken • Omkapselde meningokokken met lage virulentie • Andere bacteriële species → soms kapselstructuren die kruisreageren met die van meningokokken ⇒ zelden invasieve infectie bij 1ste contact met virulente meningokok VACCINATIE tegen meningokokken: o Reizen naar hyperendemische gebieden → aanbevolen o Nadelen: Serogroep B-component ontbreekt in vaccin Induceert geen immuniteit bij < 2j. (T-cel-independent vaccin!) o Recent → geconjugeerd (T-cel-dependent) vaccin tegen serogroep C beschikbaar Belang C-groep ↑ in België → vaccin aangeraden BEHANDELING: o Eradicatie pool van dragers → onmogelijk o Wel → geïnfecteerde patiënten profylactisch behandelen met AB o Goede respons op penicilline ↔ ook hier begint resistentie op te duiken
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
13. SALMONELLA ENTERICA (p. 207) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE • •
•
•
•
Slechts één species → Salmonella enterica Onderverdeeld in serotypen (>200) o Nomenclatuur serotypen: Plaats van 1ste isolatie → S. wien Klinisch syndroom → S. enteritidis Diersoort → S. typhimurium Patiënt → S. virchow Klein deel Salmonellae → echte dierpathogenen: o S. choleraesuis (varken) o S. dublin (vee) ⇒ soms ook ziekte bij mens Overige serotypen → pathogenen zonder duidelijke gastheerspecificiteit → zowel mens als dier o Besmetting meestal tgv inname besmet dierlijk voedsel → “zoönotische” typen o Na besmetting → mogelijk lange tijd kiemdrager → potentiële faeco-orale besmettingsbron bij gebrekkig hygiëne/beroepsmatig contact met voedsel Twee serovars → België >80% geïsoleerde stammen: o S. enteritidis → belangrijkste bron: kippenvlees- en eieren o S. typhimurium → vooral in vleesproducten
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE •
•
•
Gemiddelde infecterende dosis → 106 bacteriën o Lager inoculum bij Jonge kinderen, bejaarden Hoog vetgehalte voeding (kaas, chocola) Antibioticagebruik Bacteriën in vloeistoffen die slechts kort in de maag blijven Inname antacida Gastrectomie Meer virulent serotype Eenmaal in intestinaal lumen → adhesines → binden aan mannosebevattende receptoren (CD8.1) → vasthechting op microvilli ileum → degeneratie microvilli → binnendringen bacterie in epitheelcel → transepitheliaal transport → submucosa → mesenteriale klieren + bloedcirculatie Exact mechanisme vochtsecretie → onduidelijk
ZIEKTEBEELDEN •
ENTERITIS 1. 8-48h na besmetting → koorts, hoofdpijn, nausea 2. Gedurende 2-3 dagen → matige tot sterk uitgesproken diarree • Jonge kinderen → dehydratatie • Volwassenen → milder verloop 3. Transiënte bacteriëmie: • Bij 4% patiënten met enteritis • Meestal Salmonellae snel verwijderd uit circulatie • Soms → langdurige bacteriëmie • Enteritis + ernstige bacteriëmie → vooral bij immuungecompromitteerde patiënten 4. Gedurende 5 weken → asymptomatisch chronisch dragerschap → aanzienlijk verlengd door behandeling met AB
DIAGNOSE, PREVENTIE EN BEHANDELING DIAGNOSE • Uitvoeren coprocultuur → isolatie pathogene bacterie uit mengflora van darmbacteriën o Selectieve bodems + aanrijkingsbodems BEHANDELING • Antimicrobiële therapie voor Salmonella-enteritis → contra-geïndiceerd → kan excretieduur van Salmonellae verlengen • Belangrijkst → voorkomen dehydratatie o Glucose inname → absorptie H2O en natrium in dunne darm ↑↑ o Daarom → orale rehydratie → gebalanceerde elektrolytoplossing (apotheek) met: Glucose NaCl KCl Natriumcitraat • Bacteriëmie → wel gepaste antibiotica PREVENTIE • Goede voedselhygiëne
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
14. SHIGELLA (p. 209) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE • • •
•
Sterk verwant met E. coli Verwekker van Shigellosis = bacillaire dysenterie Genus Shigella → 4 species: o S. boydii o S. dysenteriae vooral ontwikkelingslanden o S. flexneri o S. sonnei → belangrijkste oorzaak Shigellosis in geïndustrialiseerde wereld Besmetting → faeco-orale weg o Dragers → tijdens toiletbezoek → overdracht of sanitair of tijdens bereiding voedsel → bron voor andere patiënten o Infecties → vooral schoolkinderen of volwassenen in gesloten gemeenschap
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE • •
•
•
Shigella relatief resistent tegen maagzuur en gal → infecterende dosis laag (10-100 bacteriën) Pathogenese: o Vermenigvuldiging (lumen colon) o Aanhechting op en invasie van epitheelcellen Verschil met Salmonella → bacterie vermenigvuldigt in epitheliale cellen → verspreidt actief van cel tot cel → ° echte wonden in de mucosa (CD8.2) → bloederige slijmerige aspect stoelgang Sommige Shigella → °enterotoxine → vocht- en elektrolytensecretie in dunne darm ↑↑
Bacteriologie – J. Van Eldere
ZIEKTEBEELDEN •
• • •
Na 2-3 dagen: o Ernstige abdominale krampen o Hoge koorts o Bloederig-slijmerige diarree Duur klassieke Shigellosis ± 4 dagen Zéér uitzonderlijk → transiënte bacteriëmie Ernst → bepaald door species: o S. dysenterica → zeer ernstig o S. sonnei → zeer mild
DIAGNOSE, PREVENTIE EN BEHANDELING DIAGNOSE • Infectie → beperkt tot darmslijmvlies → enkel diagnose in feces BEHANDELING • Afgeraden: o Antibiotica S. Sonnei dysenterie → meestal niet noodzakelijk Ernstige dysenterie → wel AB o Medicatie die interfereert met GI motiliteit • Primordiaal → rehydratatie (cf. Salmonella enteritis)
Armando M. De Palma – 2011
15. YERSINIA ENTEROCOLITICA (p. 210) TAXONOMIE EN MORFOLOGIE •
•
Genus Yersinia → 12 species o Pathogene species: 1. Y. pestis Verwekker van de pest: • Knaagdierziekte – kan door rattenvlooien → mens (builenpest) • Bij epidemies: mens → mens (longpest) (CD8.3-8.48.5-8.6) • Afrika, Azië → nog # zeldzame haarden 2. Y. enterocolitica 3. Y. pseudotuberculosis Sterk wisselende antigene samenstelling: o >30 ≠ O-antigenen o >20≠ H-antigenen ⇒ zeer groot aantal serotypen van Y. enterocolitica Europa: O:3, O:9 en O:5,27 USA: O:8 Andere serotypen → geen pathogene betekenis
VINDPLAATS EN EPIDEMIOLOGIE • • •
• •
VIRULENTIEFACTOREN •
Virulentieplasmide: o Mogelijkheid tot invasie en vermenigvuldiging in het subepitheliale weefel o Bevat ≠ genen →noodzakelijk voor ≠ aspecten van adhesie/invasie mucosa: 1. Genen voor adhesines/invasines → specifieke binding/invasie bepaalde cellen mucosa 2. Genen voor cytotoxische moleculen → inhiberen migratie en fagocytose activiteit van Mφ φ o Deze genen → “Yops” (Yersinia outer membrane proteins) o Interfereren met cytoskelet Mφ → inhiberen alzo chemotaxis 3. Gene voor type III-secretiesysteem o Systeem < meerdere proteïnen door bacterie aangemaakt → injecteren als soort injectienaald toxinen rechtstreeks in eukaryote cel (CD8.7-8.8) o Regulatie van genexpressie: o Afhankelijk van de noden, bv: • T < lichaamstemperatuur: o Adhesine/invasine ↑↑ ⇒ bacterie ingenomen via koudere vloeistof → bindings- en invasiecapaciteit al maximaal tot expressie • T = Lichaamstemperatuur: o Yops ↑↑ ⇒ beschermen tegen fagocytose o Adhesine/invasine ↓↓ ⇒ bacterie in subepitheliale ruimte → weinig adhesines/invasines → voorkomt herkenning en fagocytose
PATHOGENESE • •
•
ZIEKTEBEELDEN •
•
Jonge kinderen: o Enteritis o Acuut optredende waterige tot slijmerige diarree o Soms slepend verloop Oudere kinderen en volwassenen: o Vooral aantasting terminale ileum o Gezwollen mesenteriale klieren o Abdominale pijn → valse indruk acute appendicitis o Y. pseudotuberculosis → af en toe gelijkaardig klinisch beeld o Bacteriëmie + metastatische lokalisaties → uitzonderlijk, vnl. bij patiënten met levercirrose
Bacteriologie – J. Van Eldere
>80% stammen Y. Enterocolitica → geïsoleerd bij kinderen < 4j. Frequenter in herfst/winter dan zomer ↔ andere darmpathogenen Y. enterocolitica infecties → grote ≠ tussen West-Europese landen: o België → hoogste incidentie Duidelijke associatie met eten rauw varkensvlees USA → epidemies met als besmettingsbron melk / water
Hoofdzakelijk in terminale ileum en colon Ingestie → Yersinia dringt doorheen darmepitheel → in lymfoïde weefsel van de platen van Peyer → intra- en extracellulaire vermenigvuldiging → tijdens vermenigvuldiging: niet gefagocyteerd door Mφ Penetratie darmepitheel: o Yersinia: bezit adhesines (nl. invasine) voor bepaalde kritische receptor (nl. β1-integrine) → receptor echter afwezig op epitheliale cellen darmmucosa ⇒ Yersinia kan niet hechten op epitheel darmmucosa o M-cellen van platen van Peyer → bezitten wel β1integrine → Yersinia in deze M-cellen → ondergaan transcytose → via omgekeerde endocytose → in lymfoïde weefsel onderaan platen van Peyer
DIAGNOSE EN BEHANDELING •
•
•
Labodiagnose: o Isolatie bacterie uit Stoelgang Mesenteriale klieren Bloed Diagnose laattijdige complicaties: o Kweek → meestal niet meer mogelijk o Serologie Meerderheid Y. enterocolitica-stammen → °β-lactamase → breken penicillines en cefalosporines 1ste generatie af
Armando M. De Palma – 2011
•
•
Bloedtransfusie: o Zeldzaam: Y. enterocolitica → bacteriëmie + endotoxineshock o Verklaring: Gemakkelijke overleving in bloedproducten Vermenigvuldigt zelfs op KT Enkele weken na infectie: o Neerslag van antigeen-antistofcomplexen in: Gewrichten → artritis Oppervlakkige arteriolen → erythema nodosum
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
16. ESCHERICHIA COLI (p. 212) MORFOLOGIE EN TAXONOMIE (CD8.9) •
Genus Escherichia: o 5 species o Enkel E. coli belangrijk in humane pathologie Frequent geïsoleerd in bacteriologisch labo Antigenische samenstelling → complex → zeer groot aantal beschreven • O-antigenen (somatisch) • H-antigenen (flagellair) • K-antigenen (kapsel) o Antisera → gebruik voor typering bepaalde enteritisverwekkers
VINDPLAATS EN EPIDEMIOLOGIE • • •
Enkele dagen na geboorte → E. coli koloniseert darmslijmvlies van mens en dier → onschuldige commensaal Concentratie feces → 106-108 CFU per gram Oorzaak van: o Cystitis o Bacteriëmie o Enteritis o Extra-intestinale infecties
VIRULENTIEFACTOREN, PATHOGENESE, ZIEKTEBEELDEN EN DIAGNOSE ENTERITIS • 4 groepen E. coli → ontstekingen darmslijmvlies o Symptomen: Milde diarree maar ook Ernstige dysenterie o Gewone tests → deze E. coli stammen geen ∆ tov commensale stammen → gerichte tests nodig 1.
ENTEROTOXICOGENE E. COLI (ETEC) o ETEC infectie → diarree Vooral probleem in ontwikkelingslanden Geïndustrialiseerde landen → reizigersdiarree of “turista” o ETEC-stammen → °één of twee enterotoxinen: LT toxine Hittegevoelig Stimuleert adenylcyclase Bestaat uit 2 onderdelen: o 1 fragment A → eigenlijke toxine o 5 fragmenten B → binding toxine aan enterocyt (CD8.10) Structuur + werking ≅ choleratoxine ST toxine Kleine eiwitten Activatie guanylcyclase → °vochtsecretie Sneller en korter effect dan LT toxine Géén van beide toxinen → beschadiging enterocyt: Feces → geen leukocyten of bloed Geen koorts Diarree slechts enkele dagen → tot vorming antistoffen o Diagnose: Aantonen: geïsoleerde E. coli produceert enterotoxine Hoe? Dierproeven DNA-probes ⇒ slechts in gespecialiseerde labo’s aanwezig
2.
ENTEROPATHOGENE E. COLI (EPEC) o E. coli-stammen ∈ bepaalde O-serotypen → epidemies van ernstige enteritis bij zuigelingen (hospitaal, crèche, …) West-Europa → zeldzaam geworden Ontwikkelingslanden → blijvend probleem gehospitaliseerde zuigelingen Klinisch beeld: Vrij ernstige waterige diarree Braken Koorts o “Attaching and effacing protein”: → °cytopathogeen effect → vasthechting bacteriën op enterocyten → reorganisatie cytoskelet → verdwijnen microvilli → resorptieoppervlak ↓↓ (CD8.11) Dringen enterocyt niet binnen o Diagnose: In feces zuigelingen → typeren van geïsoleerde E. coli stammen mbv specifieke antisera Onze ziekenhuizen → EPEC quasi verdwenen → diagnose enkel op aanvraag clinicus + indien epidemische situatie
3.
ENTERO-INVASIEVE E. COLI (EIEC) o Weinig frequent zowel in geïndustrialiseerde wereld als ontwikkelingslanden o Dringen enterocyt binnen (Cf Shigella) → vermenigvuldigen → celdestructie (CD8.12-8.13) o Ook opgenomen via platen van Peyer → belanden in submucosale ruimte → eveneens enterocyten binnendringen
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
o
o
o
4.
Klinisch beeld: Dysenterie Bloed in stoelgang Mucus in stoelgang Leukocyten in stoelgang Productie Shiga-like cytotoxine of verotoxine: Opbouw: Polypeptide A → remt proteïnesynthese Polypeptide B → binding aan receptoren op enterocyten → endocytose van het toxine ↑↑ Diagnose: Meeste labo’s → niet uitgerust voor detectie Behoren tot beperkt aantal serotypen (O:28, O:32)
ENTERO-HEMORRAGISCHE E. COLI (EHEC) o USA – 1982 → 2 epidemies van hemorragische colitis → 1ste isolatie uit feces patiënten → E. coli serotype O:157, H:7 o Attaching and effacing protein → vasthechting aan microvilli in caecum en colon o Productie één of twee cytotoxinen (Shiga-achtige toxinen) Toxisch voor Vero-cellijnen → “Verotoxinen” “VTEC” = verotoxine producerende E. coli o Soms in darmtractus runderen Onvoldoende verhit rundvlees → besmetting mens → meestal banale enteritis Zeldzaam → hemorragische colitis zonder koorts Jonge kinderen → zeer ernstige complicatie mogelijk: hemolytisch uremisch syndroom (UHS): o Acute nierinsufficiëntie o Hemolytische anemie o Trombocytopenie o Diagnose: E. coli O:157, H:7 → isolatie uit feces op MacConkey met sorbitol (vergisten geen sorbitol ↔ commensale E. coli) Referentielabo’s → DNA-probes specifiek voor Shiga-toxine I en II
URINEWEGINFECTIES • Ziektebeeld: o >80% acute urineweginfecties buiten ziekenhuis → E. coli Endogene infecties → colibacil vanuit rectum/perineum → via urethra → blaasmucosa Vooral bij seksueel actieve vrouw →korte urethra → frequent optreden dergelijke infecties o Blaasafwijkingen → urine besmet met E. coli → tijdens mictie → doorheen ostia van de ureters → terug naar pyelum → pyelonefritis Eventuele complicatie pyelonefritis → urosepsis → snelle en adequate AB-therapie nodig → septische shock verhinderen • Virulentiefactoren: o E. coli → fimbriae (cf. Enterobacteriaceae): Type I fimbriae • Mannose-gevoelig: mannose aanwezig → aanhechting aan RBC + epitheelcellen geremd Type P fimbriae • In uropathogene stammen → belangrijke rol door vergemakkelijking aanhechting op blaasmucosa • “P” → P-bloedgroepantigenen = disacharide aanwezig op RBC + blaasepitheelcellen o Andere virulentiefactoren bij uropathogene stammen: Hemolysines Resistentiefactoren tegenover bactericide effect serum • Diagnose: o Middenportie van spontaan geloosde urine 1ste portie → schoonspoelen urethra → op elk moment gekoloniseerd door bacteriën Vooraf → zorgvuldig genitaal toilet → minimale contaminatie van de urine met perineale flora • Contaminatie kan nooit 100% vermeden worden → regel van Kass (diagnostische maatstaf in meeste labo’s): o Concentraties bacteriën > 105/ml → infectie o Concentraties bacteriën < 104/ml → bijbesmetting o Intermediaire concentraties → controle-onderzoek o Nieuwe richtlijn → vrouwen met duidelijke symptomen (dysurie, pollakisurie) → ook lagere concentraties in aanmerking nemen (102/ml)
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
17. VIBRIO CHOLERAE (p. 215) MORFOLOGIE EN TAXONOMIE • • •
•
•
Genus Vibrio → Gram- kommavormige staafjes Polaire flagel → zeer beweeglijk (CD8.14-8.15) Ziektebeelden: o Vibrio cholerae → cholera o Vibrio paramaemolyticus → enteritis o Vibrio vulnificus en alginolyticus → na contact met bemset zeewater, vissen, schaaldieren → wondinfecties, pneumonie, sepsis Somatische (O) antigeen → fundamenteel belang in epidemiologie V. cholerae o > 80 ≠ O-antigenen bekend → enkel O:1 associatie met humane pathologie Alle andere serotypen: “Non-O1 Vibrio cholerae” of “Non-agglutinating Vibrio’s” (NAG) Vibrio cholerae → 2 biotypen: o V. cholerae cholerae o V. cholerae El Tor o Obv O-antigeensamenstelling → voor beide biotypen → opsplitsing in twee subgroepen: Ogawa Inaba
VINDPLAATS EN EPIDEMIOLOGIE • • •
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE PATHOGENESE • Infectie El Tor biotype → minderheid patiënten (1/50) → ziekte: o Braken o Overvloedige waterige diarree (rijstwaterdiarree) • Passage zure maagbarrière → vermenigvuldiging in alkalisch darmlumen → aanhechting aan darmepitheel via een kolonisatiefactor (na opruiming mucuslaag door reeks geproduceerde proteolytische enzymen)
Cholera → faeco-orale besmettingsweg Stoelgang van patiënten en gezonder kiemdragers → besmetting oppervlaktewater Voornaamste besmettingsbronnen: o Drinkwater o Zeevissen o Schaaldieren
ZIEKTEBEELDEN •
• •
1ste uren ziekte → verlies tot 1 liter vocht/uur: o Snelle dehydratatie o Hypovolemische shock o Géén koorts – abdominale krampen Binnen 24 uur → diarree ↓↓↓↓ Stoelgang: waterig kleurloos – licht troebel → “rijstwaterdiarree”
VIRULENTIEFACTOREN • Enterotoxine o Hittelabiel o Opbouw: Subunit B → hecht vast aan celmembraan → vormt hydrofiele tunnel → Subunit A bereikt hierlangs cytoplasma epitheelcel (CD8.19) o Vervolgens → stimulatie adenylcyclase → vorming overmaat cAMP → verlies van anionen (HCO3-, Cl-) en remming Na+absorptie → water verlaat mucosale cellen – wordt niet meer terug opgenomen vanuit darmlumen (door wegvallen Na+absorptie)
DIAGNOSE EN BEHANDELING DIAGNOSE • Isolatie V. cholerae uit feces → aanrijkingsprocedure in alkalisch peptone water →overenten fecesstaal op selectieve vaste voedingsbodem BEHANDELING • Primordiaal + levensreddend → orale rehydratie met NaCl + glucose (IV indien nodig) • Antibioticum → excretieduur V. cholerae in feces ↓↓ o Cave: voorkomen van resistente stammen
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
18. CAMPYLOBACTER (p. 218) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE •
• •
Genus Campylobacter → 13 ≠ species o Humane pathologie → enkel: C. jejuni C. coli Kleine komma- of spiraalvormige, zeer beweeglijke Gram- bacteriën (CD8.20) Campylobacter → zoönose o Bij dieren → commensalen van darmslijmvlies C. jejuni → pluimvee en runderen C. coli → varkens o Onvoldoende verhitte besmette vlees- of zuivelproducten → transmissie naar mens o Voorbeelden: Pluimvee vlees → bij slachting besmet vanuit GI stelsel Ook kruisbesmetting van bv. groenten Drinken van besmette niet-gepasteuriseerde melk Drinken van besmet leidingwater Rechtstreeks contact met dieren Niet frequent: mens → mens (bv. wel in crèche)
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE PATHOGENESE • Incubatieperiode → kolonisatie slijmvlies duodenum en jejunum o Maagzuur → belangrijke barrière (cf. Salmonella) • Later → distale uitbreiding ziekte naar ileum, colon, rectum VIRULENTIEFACTOREN • Cytotoxinen → C. jenunum en C. coli dringen in epitheelcellen o Kenmerkend hierbij → kortstondige bacteriëmie • Enterotoxinen: o Immunologisch sterk verwant aan choleratoxine
Bacteriologie – J. Van Eldere
ZIEKTEBEELDEN •
•
• •
België en West-Europa: o C. jejunum + C. coli → een van de meest frequente oorzaken diarree Invasiefase: o Hoge koorts o Nausea o Hevige abdominale pijn o Vervolgens diarree o Feces → slijmerig en bloederig Symptomen verdwijnen na enkele dagen 1-2 weken na enteritis (mogelijk): o Reactieve artritis o Syndroom van Guillain-Barré
DIAGNOSE EN BEHANDELING DIAGNOSE • Isolatie uit feces via selectieve voedingsbodems in 5-10% O2 atmosfeer BEHANDELING • Campylobacter-enteritis → meestal kortdurend + spontane genezing • Antibiotica indien: o Bacteriëmie o Slechte immuunstatus • Grootschalig gebruik fluoroquinolonen in pluimvee-industrie → groot # Campylobacters resistent
Armando M. De Palma – 2011
19. HELICOBACTER PYLORI (p. 219) MORFOLOGIE EN TAXONOMIE • • • • •
Ontdekking 1983 → obv morfologie → “Campylobacter pylori(dis)” Gram- komma- tot spiraalvormig Afmetingen > Campylobacters (3µm lang – 1µm breed) Micro-aerofiel metabolisme (cf. Campylobacters) Belangrijke rol in pathogenese: o Gastritis o Peptisch ulcus
VINDPLAATS EN EPIDEMIOLOGIE • •
•
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE VIRULENTIEFACTOREN • Goed aangepast tot overleving in de zure maaginhoud o Wegvallen intraluminale aciditeit → bacterie sterft • Kolonisatie van de maag dankzij volgende eigenschappen: 1. Micro-aerofiel metabolisme → overleving in mucuslaag 2. Productie krachtige urease → afbraak ureum tot ammonium → vorming alkalische darm rond bacterie 3. Grote beweeglijkheid → snelle ingraving in mucus mogelijk 4. Productie zuurremmende factoren Pathogeniciteitseilanden (PAI’s) → p. 220 PATHOGENESE • Transmissie: o Juist mechanisme ongekend o Spreiding van mens tot mens meest waarschijnlijk Faeco-oraal Via aerosol • Productie zuurremmende factoren + creatie zone met verhoogde pH (°< urease werking) → initiële kolonisatie maagmucosa ↑↑ → vervolgens innesteling beweeglijke bacteriën in mucuslaag → vasthechting aan maagmucosa → ° gelokaliseerde destructie van de maagmucosa + inductie van inflammatie (CD8.21-8.22) • Bacterie echter niet invasief • Histologisch analyse letsels: o Bacteriën o Infiltratie van mononucleaire cellen in lamina propria o Degeneratie slijmproducerende cellen • Experimentele evidentie: 1. Gezonde vrijwilligers → experimentele besmetting H. pylori → gastritis en ulcuspathologie 2. Eradicatie H. pylori → % ulcusrecidief ↓↓↓
Tot nog toe enkel bij mens aangetoond Leeftijd ↑ → prevalentie H. pylori ↑ o West-Europa: 50 tot 60% bij mensen > 60 jaar o Ontwikkelingslanden: 50 tot 60% bij mensen > 20 jaar Verklaring: infectie op jonge leeftijd Transmissie → faeco-orale weg (wsch) o Recent → bacterie aangetoond in speekseldruppeltjes → ook mogelijke route
ZIEKTEBEELDEN •
• •
Chronologisch: o Acute infectie: Sommige patiënten → enkele dagen tekens van acute gastritis o Chronische infectie: Vele patiënten → na infectie jarenlang (levenslang) gekoloniseerd Bij klachten → vaak chronisch actieve gastritis o Ideopathisch ulcus ventriculi of duodeni: Quasi alle patiënten met ideopathisch ulcus → aanwijzingen voor chronisch actieve gastritis Echter → evolutie tot ulcus niet enkel door aan- of afwezigheid bacterie bepaald o Maagkanker: Chronisch actieve gastritis met intestinale metaplasie → adenocarcinoom van de maag Geïndustrialiseerde wereld: laatste decennia → frequentie maagcarcinoom ↓↓↓ Leeftijd van infectie met H. pylori → verschuiving naar oudere groepen Ontwikkelingslanden → infectie op jongere leeftijd → géén waarneming van deze gunstige evolutie in sterfte aan maagkanker
DIAGNOSE EN BEHANDELING DIAGNOSE • Rechtstreeks: o Isolatie van de bacterie uit biopsiemateriaal (na endoscopisch onderzoek) → 2 mogelijkheden: 1. Biopsiemateriaal dompelen in reagens voor opsporen urease → na enkele minuten positieve reactie indien H. pylori aanwezig 2. Isolatie door enten vers biopsiemateriaal (<2h) → rijke en selectieve bodems → ≥ 5 dagen incubatie in micro-aerofiele atmosfeer • Onrechtstreeks: o Serologie → opsporen IgG-antistoffen Aantoonbaar bij quasi alle geïnfecteerden Verdwijnen traag na eradicatie bacterie (6 maanden) o Ademtest Ook gebaseerd op productie urease door H. pylori Nuchtere patiënt → maaltijd met bepaalde hoeveelheid 13C-gemerkt ureum → volgende uren: meting concentratie 13C in uitgeademde lucht → gemeten concentratie ≅ aantal ureaseproducerende bacteriën op maagmucosa BEHANDELING • Blijvende eradicatie → moeilijk • Optimale therapie → nog niet vastgesteld • Meeste effectief → combinatie: o Colloïdaal bismuthsubcitraat o 2 antimicrobiële middelen
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
20. CLOSTRIDIUM DIFFICILE (p. 221) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE • • •
• •
•
•
Clostridia → Gram+ anaerobe bacillen → vormen sporen (cf. Bacillus) (CD8.23) Genus Clostridium → > 80 ≠ species Alomtegenwoordig in o Bodem o Oppervlaktewater o Organisch afval Sommige species → darmslijmvlies van mens en dier Minderheid Clostridia → productie van exotoxinen → ziekte bij de mens: o Histolytische toxinen o Enterotoxinen o Neurotoxinen Isolatie C. difficile uit feces : o Gezonde volwassenen → 2-3% o Gehospitaliseerde patiënten → 15-30% o 1ste levensmaanden → kolonisatie darmslijmvlies bij >60% pasgeborenen Sporen: o Ook in ziekenhuisomgeving in nabijheid geïnfecteerde patiënten o Moeilijk te vernietigen o Lange tijd persisteren in omgeving o Vormen bron van nosocomiale infecties
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE PATHOGENESE • Inname AB → eliminatie commensale flora → endogene GI infecties door C. difficile • Belangrijkste AB die commensale flora vernietigen: o Ampicilline o Cefalosporines o Clindamycine VIRULENTIEFACTOREN • Enterotoxine: toxine A → hemorragische necrose → hypersecretie van vloeistof → infiltratie van polymorfonucleaire leukocyten → cytokinen → depolymerisatie actine → verstoring samenhang tussen de cellen van het darmslijmvlies • Cytotoxine: toxine B • Hyaluronidase
Bacteriologie – J. Van Eldere
ZIEKTEBEELDEN •
• • • •
Waaier van GI pathologie: o Milde diarree o Ernstige pseudomembraneuze colitis Ernstige abdominale krampen Koorts Opvallend gestegen leukocytose Ernstige complicaties: o Dehydratatie o Elektrolytenstoornissen o Hypotensie o Hypoalbuminemie o Toxisch megacolon o Colonperforatie
DIAGNOSE EN BEHANDELING DIAGNOSE • Endoscopisch onderzoek → afwijkingen darmslijmvlies : o Erytheem o Oedeem o Talrijke geelwitte vliezen die het geülcereerde slijmvlies bedekken (→ bij echte pseudomembraneuze colitis) • Bacteriologische diagnose: o Uit feces → gelijktijdig: C. difficile isoleren Toxine aantonen → ELISA tests BEHANDELING • Milde gevallen → stopzetting uitlokkende AB • Ernstige gevallen → eradicatie C. difficile dmv o Metronidazole o Vancomycine
Armando M. De Palma – 2011
21. SALMONELLA TYPHI EN PARATYPHI (p. 223) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE •
• •
Salmonella typhi en paratyphi A, B en C o ∈ species Salmonella enterica o Morfologisch verschil met andere serotypen → aanwezigheid polysacharidekapsel o Strikte menspathogenen ↔ géén kolonisatie of ziekte bij dieren Besmetting → faeco-oraal Epidemiologie: o S. typhi → sporadisch in België – meeste importpathologie uit de tropen/subtropen o S. paratyphi → alle gevallen importpathologie ~
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE PATHOGENESE • Penetratie ileale slijmvlies → bacterie dringt door tot mesenteriale klieren → bacteriëmie via ductus thoracicus → metastatische lokalisatie in lever, galblaas en beenmerg → bacterie vermenigvuldigt snel in deze organen VIRULENTIE • Zolang geen specifieke cellulaire immuniteit → gefagocyteerde tyfusbacillen kunnen overleven + vermenigvuldigen in niet-geactiveerde Mφ
Bacteriologie – J. Van Eldere
ZIEKTEBEELDEN •
•
Twee weken na besmetting → langdurige episode van bacteriëmie → tyfusbacil permanent in bloedcirculatie → ernstig zieke patiënt: o Hoge koorts o Hoofdpijn o Extreme vermoeidheid o Uitputting (stupor) o GI symptomen weinig uitgesproken Buiktyfus: o Ernstig o Onbehandeld → 20% patiënten dodelijke afloop tgv: Uitputtende sepsis Intestinale bloeding Perforatie
DIAGNOSE EN BEHANDELING DIAGNOSE • Recent verblijf endemische streek → vermoeden tyfus: o Coproculturen o Hemoculturen o Urineculturen BEHANDELING • (Vermoeden van) buiktyfus → steeds aangepaste antibiotica
Armando M. De Palma – 2011
22. LISTERIA MONOCYTOGENES (p. 224) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE MORFOLOGIE • Genus Listeria → 7-tal species o Enkel Listeria monocytogenes belangrijk voor mens • Kleine Gram+ bacil, facultatief anaeroob en zeer beweeglijk EPIDEMIOLOGIE • Voorkomen in de omgeving + bij groot aantal dieren • Asymptomatisch dragerschap → mens en dier • Besmetting → via besmet voedsel: o Melk o Zachte kazen Vaak langdurig in koelhuizen opgeslagen (Europese kaasberg!) o Onvoldoende gekookt vlees o Ongekuiste groenten Voorbereide groenteslaatjes bewaard bij niet voldoende lage temperatuur L. monocytogenes kan bij lage temperatuur vermenigvuldigen
ZIEKTEBEELDEN •
•
•
•
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE •
• • •
Besmetting → meestal via GI tractus → bacteriën dringen intestinale epitheelcellen binnen → vervolgens binnendringen Mφ φ + andere cellen → kan in deze cellen vermenigvuldigen (intracellulaire pathogeen) Geactiveerde Mφ → wel vernietiging bacterie Na fagocytose → secretie toxine: listeriolysine O → membraan fagosoom beschadigd → bacterie kan ontsnappen Vervolgens: bacterie omgeven door actine-filamenten → vormen om tot staart → duwt bacterie voort naar oppervlakte van de Mφ (CD8.24) → ° pseudopode → brengt bacterie binnen in naburige cel → bacterie nooit in contact met EC ruimte → bescherming tegen werking immuunsysteem
Normale gezonde personen: o Meestal slechts vage malaise symptomen o Verdwijnen spontaan na 48-72 uur Immuungecompromitteerde patiënten: o Vnl. transplant- en kankerpatiënten → hoog risico op infectie met L. monocytogenes o Andere vatbare personen: Bejaarden Zwangeren Neonati Meest voorkomende vorm van infectie → meningitis o Neonati → infectie gedurende of vlak na geboorte → sepsis + meningitis o Geïnfecteerde zwangere vrouwen → transplacentaire besmetting Moeder → ongevaarlijk Foetus → verwoestende infectie – hoge mortaliteit • Multipele abcessen in talrijke organen → afsterven vrucht → spontane abortus Algemeen: alle voedselinfecties → L. monocytogenes hoogste mortaliteit
DIAGNOSE, PREVENTIE EN BEHANDELING DIAGNOSE • Meningitis → gewoonlijk lage aantallen bacteriën → directe bacteriële diagnose op CSV moeilijk o Toch voldoende aantallen → zichtbaar als intra- en extracellulaire Gram+ coccobacillen o Cultuur → op meeste voedingsbodems mogelijk BEHANDELING • Behandeling met antibiotica PREVENTIE • Listeria: alomtegenwoordig → moeilijk te voorkomen besmetting • Personen met hoog risico → aandacht voor voeding: o Geen rauw vlees o Geen zachte kazen o Geen ongekuiste rauwe groenten
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
23. BACTEROIDES FRAGILIS (p. 225) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE •
•
•
Genus Bacteroides → B. fragilis + enkele nauw verwante soorten o B. fragilis → klinisch belang: Vaak geïsoleerd uit polymicrobiële abcessen die uitgaan van de intestinale tractus Pleomorf, zwak gram- staafje o Vormt kapsel o LPS → afwijkend lipide A-deel → géén endotoxine-activiteit (ondanks Gram-) Numerisch → Bacteroides belangrijkste stammen intestinale flora o B. fragilis → minder talrijk aanwezig
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE VIRULENTIEFACTOREN • Aantal virulentiefactoren → vaak oorzaak infecties in verhouding tot aanwezigheid in GIT: o Polysacharidekapsel B. fragilis enige onder de Bacteroides Antifagocytair Bevordert abcesvorming o Stimuleert migratie leukocyten + chemotaxis via activatie alternatieve complementweg (ondanks geen LPS endotoxine activiteit) o Aanwezigheid groot aantal enzymen: Hyaluronidase Collagenase Chondroitine sulfatase Fibrolysine Neuraminidase Heparinase DNAse o Superoxide dismutase → zuurstoftolerantie → cruciaal voor pathogeniciteit Sommige B. fragilis stammen → ook katalase PATHOGENESE • Infectie met B. fragilis → meestal vanuit darmtractus: • Trauma, ziekte, andere oorzaak van beschadiging darmwand → endogene darmflora kan zich in het lichaam verspreiden o 1ste fase infectie → polymicrobiële flora (aeroob + anaeroob) o Vorderende infectie → eliminatie zuurstofgevoelige + avirulente stammen o 2de fase infectie (abcesvorming) → facultatieve bacteriën verbruiken beschikbare O2 → overheersing virulente en zuurstoftolerante anaerobe bacteriën (m.n. omkapselde B. fragilis stammen)
Bacteriologie – J. Van Eldere
ZIEKTEBEELDEN •
Isolatie B. fragilis uit o 2/3 etterende pelvische infecties o ~100% intra-abdominale infecties met abcessen o >75% anaerobe gram- abcessen
DIAGNOSE EN BEHANDELING DIAGNOSE • Slecht riekende etter → anaerobe infectie • Vermoeden anaerobe infectie: o Snel staal naar labo sturen in anaerobe omstandigheden o Labo verwittigen → anaerobe incubatie voorzien BEHANDELING • Ernstige anaerobe infecties → combinatie van: o Chirurgische drainage abces o Antibiotica • Handelingen die mucosale barrière GIT kunnen verbreken → profylactisch gebruik antibiotica
Armando M. De Palma – 2011
24. CLOSTRIDIUM BOTULINUM (p. 226) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE • • •
Gram+ sporulerende staaf Voorkomen sporen → sterk verspreid in de natuur Verwekker botulisme o Voornaamste oorzaak → onvoldoende verhitting bij procedure voor conservering voedingsmiddelen o Meestal via inname toxinebevattend voedsel → vooral thuis ingemaakte voedingswaren o Neurotoxine → zéér hittegevoelig (↔sporen) → zelfingemaakte voeding steeds kortstondig koken voor consumptie
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE • • •
•
Toxine C. botulinum → ∈ meest giftige substanties in natuur Orale dosis 70 µg → doden man van 70kg Opbouw toxine (cf. C. tetani): o Korte keten → Neurotoxine o Lange keten → niet toxisch – beschermt neurotoxine tegen afbraak door maagzuur Mechanisme neurotoxine: o Verhindert vrijzetting acetylcholine in de perifere cholinergische synapsen, de motoneurale junctie → verlamming
Bacteriologie – J. Van Eldere
ZIEKTEBEELDEN •
Botulisme: o 1-2 dagen na inname toxinebevattend voedsel: Duizeligheid Zwakte Wazig gezichtsveld Gedilateerde pupillen Droge mond Constipatie o Later : Progressief afdalende slappe paralyse van de spiergroepen Respiratoir falen → eventueel dood
•
Floppy child syndrome: o Speciale vorm bij zuigelingen 20% zuigelingen → eten honing besmet met sporen C. botulinum o C. botulinum → kolonisatie maag-darmstelsel → neurotoxine o Klinisch beeld → moeilijk zuigen en slikken + ↓ spiertonus
•
Wondbotulisme o Zeer zeldzame vorm o USA → druggebruikers die drugs in weefsels spuiten o Bacteriën in wonde → produceren neurotoxine o Symptomatologie → volledig vergelijkbaar met deze na voedselintoxicatie
DIAGNOSE EN BEHANDELING DIAGNOSE • Bacteriologische diagnose → isolatie bacterie uit feces patiënt + verdacht voedsel (indien mogelijk) → steeds postfactum • Andere mogelijkheid → opsporing neurotoxine in feces + serum patiënt BEHANDELING • Intensieve geneeskunde → mortaliteit van botulisme van 70% naar 10% • Cruciaal → ondersteuning respiratoire functie • Diagnose botulisme → inspuiting trivalent antibotulismetoxine → bindt aan vrij circulerend toxine • Antibiotica → zinloos
Armando M. De Palma – 2011
25. STAPHYLOCOCCUS AUREUS (p. 232) MORFOLOGIE EN TAXONOMIE • • •
• •
•
Stafylokokken ∈ familie Micrococcaceae Micrococcaceae → Gram+ katalasepositieve kokken Stafylokokken: o Gram+ kokken o 0.5-1.5 µm diameter o Onbeweeglijk o Facultatief Deling → onregelmatig → liggen in groepjes of trossen (CD9.1-9.2) (cf naam “stafylokok”) Vaste voedingsbodem: o Kolonies groot, rond, glanzend, ondoorzichtig en halfbolvormig (CD9.3) o Rondom kolonie op bloedagar → heldere hemolytische zone Medisch belangrijke species in genus Staphylococcus: o S. aureus → enige die °coagulase → stafylokokken die ∉ species S. aureus → “coagulase-negatieve stafylokokken” o S. epidermidis o S. saprophyticus
VINDPLAATS EN EPIDEMIOLOGIE •
•
•
•
VIRULENTIEFACTOREN 1.
2.
3.
4.
POLYSACHARIDENKAPSEL o Niet vaak in vitro aangetroffen o Frequent aanwezig in vivo o Functie: Beschermt tegen fagocytose Vergemakkelijkt adherentie aan oppervlakken: Katheters Prothesemateriaal Hartkleppen PEPTIDOGLYCAANLAAG o Endotoxine-achtige activiteit o Aantrekken polynucleairen o Activatie complement o Teichoïnezuur in CW → adhesie aan mucosae ↑ PROTEÏNE A o Enkel bij S. aureus o Gebonden aan PG-laag – steekt er buiten uit o Bindt IG’s via het Fc-deel → verhindert alzo opsonisatie bacterie CYTOLYTISCHE TOXINEN o Minstens 5 geproduceerd o Nomenclatuur: o Alfa-, bèta-, delta- en gammatoxine en leukocidine o Soms ten onrechte → Hemolysines o Alfatoxine o Lyseert aantal cellen: RBC WBC Levercellen Plaatjes Andere o Beschadigt gladde spiercellen in bloedvaten o Belangrijke oorzaak weefselvernietiging in stafylokokkeninfecties o Mechanisme? → insertie in celmembraan → destabilisatie membraan o Bètatoxine o Vergelijkbaar met alfatoxine o Afbraak celmembraanfosfolipiden → lysis ≠ celtypen o Alfa- en bètatoxine o Belangrijkste oorzaak weefseldestructie + abcesvorming → typisch voor stafylokokkeninfecties o Zorgen ervoor dat stafylokokken kunnen blijven vermenigvuldigen - ook indien sterke immuunrespons
Bacteriologie – J. Van Eldere
Vindplaats vnl: o In voorste neusholten o In orofarynx o Op de huid Stafylokokken ∈ commensale flora – menselijke omgeving: o Lakens, deurknoppen, stethoscopen etc o Belangrijkste reservoir → mens zelf o Weerstandig aan hoge zout- en vetconcentraties → overleving op huid Verspreiding persoon → persoon via o Handcontact o Aerosols o Besmette voorwerpen Artsen en verpleegkundigen → frequent drager van AB-resistente stafylokokken
PATHOGENESE •
•
•
Penetratie o Via beschadigde huid of mucosa (niet intacte huid) o Uitzonderlijk → huid penetreren: Zeer grote aantallen tgv slechte hygiëne Vochtige huid Eenmaal in weefsel → overleving afhankelijk van ≠ factoren: o Aantal infecterende bacteriën (klein → infectie vlug overwonnen) o Plaats van infectie o Immunologische status gastheer Mogelijk verder verloop: 1. Algemeen → stafylokokkeninfecties blijft gelokaliseerd in abces • Ontwikkeling abces → p. 234 2. Soms → verspreiding naar diepere subcutane of submuceuze weefsels → diffuse ontsteking: cellulitis 3. Occasioneel → bacteriën ontsnappen uit abces → bloedbaan: bacteriëmie • Gezonde patiënt → snelle eliminatie pathogeen • Soms → stafylokokken vestigen zich in interne organen Aantallen te groot Immuunsysteem niet optimaal • Welke organen? Preferentieel → getraumatiseerde organen (ziekte, chirurgisch) Willekeurig → afhankelijk van bloedperfusie (cf jonge kinderen → vaak metastasen in beenderen, longen, nieren) In deze organen → ook vorming abces → soms functie vitale organen ↓ (m.n. hart, hersenen) → fatale afloop !
Armando M. De Palma – 2011
5.
6.
7.
8.
ENTEROTOXINEN o 5 verschillende beschreven o Resistent aan o Afbraak in maag of dunne darm o Opwarmen tot 100°C gedurende 30min ⇒ voedsel besmet met enterotoxine-producerende stafylokokken → gewoon opwarmen → onvoldoende! o Geproduceerd door 1/3 → ½ van alle S. aureus o Mechanisme → voedselvergiftiging? o Nog niet volledig duidelijk o Induceren peristaltiek o Effect op CZS → braken EXFOLIATIEF TOXINE o <° deel van de stafylokokken o Veroorzaakt exfoliatieve dermatitis = ziekte van von Rittersheim o Mechanisme? → inwerking intercellulaire verbindingen in buitenste lagen opperhuid → opperhuid zeer gemakkelijk los bij contact → vorming grote blazen op huid + desquamatie (CD9.4) “TOXIC SHOCK SYNDROME”-TOXINE (TSST-1) o Slechts °< sommige S. aureus stammen o Veroorzaakt shock o Mechanisme? Nog niet exact gekend Induceert vorming IL-1 ENZYMEN I. Coagulase 2 coagulasen → celgebonden + vrij: • Celgebonden coagulase = clumpingfactor o Vast op celwand o Conversie fibrinogeen → fibrine o Veroorzaakt samenklonteren stafylokokken • Vrije coagulase o Vrij gesecreteerd in milieu o Zelfde werking Coagulasewerking → bacterie omgeven door fibrinelaag: → bescherming tegen immuunreacties → ontsteking gelokaliseerd II. Katalase °< alle stafylokokken Beschermt tegen waterstofperoxide • Vrijgekomen bij eigen metabolisme of • Aangemaakt door fagocyten → vernietiging bacteriën III. Hyaluronidase IV. Fibrinolysine afbraak hyaluronzuur, fibrineklonters, V. Nuclease nucleïnezuren → verspreiding bacteriën in VI. Lipase weefsels ↑ Oplossen lipiden Rol in penetratie van stafylokokken doorheen huid
ZIEKTEBEELDEN 1.
HUIDINFECTIES • Folliculitis o Infectie beperkt tot haarzakje (CD9.5) o Furunkel Ontstaat op behaarde huid Uitbreiding van folliculitis naar weefsel rondom haarfollikel Vaak gedurende puberteit o Karbonkel Samensmelting meerdere furunkels (CD9.6) Laterale verbinding furunkels → infectie door ≠ openingen gedraineerd wordt Frequent → verdere metastase van de infectie via de bloedsomloop • Impetigo o Oppervlakkige, zich uitbreidende infectie van de vochtige huid (CD9.7) o Vooral bij kinderen en zuigelingen o Ernstige gevallen → bullae gevuld met pus: “pemphigus neonatorum”
Bacteriologie – J. Van Eldere
DE METHICILLINE-RESISTENTE STAFYLOKOKKEN OF MRSA •
•
•
1945: introductie penicilline → enkele jaren later → isolatie resistente S. aureus o Mechanisme: Plasmide → genetische info voor penicillinase o Gemakkelijke overdracht ene → andere stam ⇒ snelle verspreiding penicilline-resistentie Einde 1950 → 10% stafylokokken gevoelig aan penicilline Daarom → introductie methicilline = penicillinase-weerstandig penicilline → enkele jaren later → isolatie methicilline-resistente S. aureus (MRSA) o Mechanisme: ∆PBP’s → stafylokokken ineens resistent tegen alle β-lactams 1ste generatie MRSA → wel nog gevoelig aan andere klassen AB (macroliden, tetracyclines, etc) → verspreiding over hele wereld Vroeg 1980 → 2de generatie MRSA → resistent tegen β-lactams + andere klassen van AB → enkel nog te bestrijden met glycopeptide-AB o 2de generatie MRSA → nu in ziekenhuizen wereldwijd o Ook buiten ziekenhuizen → rust- en verzorgingstehuizen
Armando M. De Palma – 2011
•
Cellulitis o Infectie diepere huidlagen (CD9.8) o Door besmetting tijdens operatie, door uitbreiding lokaal proces
2.
SEPSIS EN METASTATISCHE ABCESSEN • Lokale ontsteking → stafylokokkensepsis o Vaak na chirurgische interventie o Na langdurig gebruik intravasculaire katheters • Typisch (↔ andere bacteriën) → 1/3 gevallen → toegangspoort nooit gevonden • Massieve stafylokokkeninfectie → snel dood • Vaak → hematogene uitzaaiing stafylokokken → metastatische abcessen in inwendige organen o Klassieke verwikkelingen: o Endocarditis (S. aureus) • Mortaliteit 50% • Slechte prognose indien geen snelle behandeling o Respiratoire infectie (S. aureus) • Vooral bejaarden na influenza aanval • Tgv aspiratie orale secreties of hematogene spreiding o Hematogene pneumonie (S. aureus) vooral bij: • Patiënten met endocarditis • Patiënten met besmette katethers o Osteomyelitis • Na hematogene spreiding • Tgv trauma • Kinderen → vnl. lange beenderen • Volwassenen → vnl. vertebrae
3.
SCALDED SKIN SYNDROME (SSS) OF EXFOLIATIEVE DERMATITIS • Ziekte van von Rittersheim • Vooral baby’s en jonge kinderen • Isolatie stammen S. aureus uit de neus → ° dermatologisch toxine • Klinisch beeld: o Huid over hele lichaam aangedaan o Grote bullae – blazen → helder vocht zonder bacteriën of ontstekingscellen (CD9.9-9.10) o Opperhuid → lichte druk → lost gemakkelijk o Enkele dagen → symptomen spontaan weg o Geen littekens • Bulleuze impetigo → lokale vorm van SSS → enkel gelokaliseerde blazen – wél isolatie van stafylokokken
4.
TOXIC SHOCK SYNDROME • Zeldzame verwikkeling → o.a. (niet exclusief) menstruerende vrouwen o Bijna steeds isolatie toxineproducerende stafylokokken uit vagina o Risicofactor → superabsorberende tampons → niet tijdig vervangen → vermenigvuldiging + productie toxine • Zeldzaam optreden bij andere stafylokokkeninfecties • Klinisch beeld: o Acuut optredende koorts o Hypotensie o Diffuse rash → vervolgens desquamatie hele lichaamsoppervlak o MOF
5.
VOEDSELVERGIFTIGING • Stafylokokken → één van meest frequente oorzaken • Géén infectie ↔ wél intoxicatie • Typische bronnen: o Bereid vlees (hesp, gezouten varkensvlees) o Bereide groentesalades o Roomijs • Banale besmetting → uitgaande van mens (voedselbereider) ↔ niet uitgaan van besmet dier (cf. meeste andere bacteriën) • Voedsel besmet → bewaring nodig aan KT → groei stafylokokken → vrijzetting toxine • Voedsel + stafylokokken-enterotoxine → normale smaak/geur
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
•
•
Verwarming → bacterie dood → toxine niet geïnactiveerd Klinisch beeld: o Snel na inname toxine o Braken o Diarree o Abdominale pijn o Koorts → afwezig/mild o 24h → symptomen verdwijnen
DIAGNOSE EN BEHANDELING •
•
•
Aantal organismen nodig → infectie: hoog o Uitzonderingen: Vreemd voorwerp in wonde Besmetting gedurende heelkundige ingreep via prothese Gezonde personen → voorkomen wondinfectie met stafylokokken: o Grondig reinigen wonde o Goed ontsmetten Ziekenhuizen: o Methicilline-resistente stafylokokken (MRSA) → groot probleem (CD9.11) Oorzaak moeilijk te behandelen infecties bij gehospitaliseerd (voorbeschikte) patiënten Remedie → strikte handhygiëne → voorkomt infectie van ene persoon naar andere Belangrijke factor → asymptomatisch dragerschap in neus bij patiënten en verzorgend personeel
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
26. STAPHYLOCOCCUS EPIDERMIDIS EN ANDERE COAGULASE-NEGATIEVE STAFYLOKOKKEN (CNS) (p. 238) VINDPLAATS EN EPIDEMIOLOGIE •
•
S. epidermidis o ∈ normale flora huid en slijmvliezen o Frequentste coagulase-negatieve stafylokok (mens) Epidemiologie: o Gezonde mens → zelden infectie o ↓ weerstand → infectie o Vreemd lichaam → Ρ(infectie) ↑
PATHOGENESE EN ZIEKTEBEELDEN •
•
VIRULENTIEFACTOREN •
Coagulase-negatieve stafylokokken: o Virulentiefactoren = S. aureus Kapsel Katalase o Afwezige virulentiefactoren (→ specifiek voor S. aureus) Proteïne A Sommige toxinen Coagulase en nuclease o Virulentiefactoren voorkomend bij deel van de CNS: o Specifiek voor sommige CNS: Productie slijm → na vastzetting op een vreemd voorwerp (bv. katheter) → organismen na verloop van tijd ingebed in dikke slijmlaag = biofilm → bescherming tegen antibiotica en immuunsysteem
Bacteriologie – J. Van Eldere
Aantal patiënten ↑ met o Lage weerstand o Blijvende vreemde lichamen (implantaten) o Tijdelijke vreemde lichamen (katheters) ⇒ ook # infecties met CNS ↑ (CD9.12) Typische infecties met CNS: o Endocarditis op kunstkleppen Meestal geïntroduceerd bij plaatsing kleppen Symptomen ontwikkelen zeer traag o Infecties van gewrichtsprothesen Vooral heup o Bacteriëmie uitgaande van geïnfecteerde katheters Vooral verblijfskatheters → lang ter plekke ⇒ productie slijmlaag → moeilijk eradicatie !
DIAGNOSE EN BEHANDELING • •
•
Meestal voldoende → grondige reiniging en ontsmetting wonde Normaal → # organismen opdat infectie: vrij hoog o Uitzonderingen: Vreemd voorwerp in wonde Heelkundige ingreep → prothese ⇒ # bacteriën nodig voor infectie ↓↓ Bestrijding → verwijderen katheter
Armando M. De Palma – 2011
27. CLOSTRIDIUM PERFRINGENS (p. 239) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE • •
•
Gram+ sporulerende staaf (CD9.13) Frequent geïsoleerd – indicatie voor: o Bijbesmetting o Kolonisatie o Ernstig ziekteproces Sterk verspreid in omgeving o Vnl. type A-stammen → belangrijkste klinische stammen o Andere stammen Niet/kortstondige overleving in bodem Koloniseren darmslijmvlies mens en dier
VIRULENTIEFACTOREN •
C. perfringens → hele reeks toxinen en enzymen o Echter: niet alle typen → °alle toxinen
1.
α-toxine
2.
3.
4.
• •
Een lecithinase Lysis van RBC, WBC, plaatjes en endotheelcellen
•
Veroorzaakt letsels darmslijmvlies bij necrotiserende enterocolitis
β-toxine
E-toxine • • • Enterotoxine •
Prototoxine Geactiveerd door proteolytische enzymen Vasculaire permeabiliteit thv intestinale slijmvlies ↑↑
PATHOGENESE EN ZIEKTEBEELDEN 1.
GASGANGREEN • C. perfringens → belangrijkste oorzaak (CD9.14) • Andere species → zelfde syndroom: o C. septicum o C. novyi o C. histolyticum o C. sordellii • Besmetting wonde met sporen → anaerobie aanwezig → °delende bacteriën → zeer snel verder verloop • Predisponerende factoren: o Gedevitaliseerd weefsel o Bloedklonters o Abcederende infectie • Pelvische infectie → bacterie vanuit met feces vervuild perineum of gebruik besmet chirurgisch materiaal → bereikt necrotisch weefsel thv baarmoeder → verder opstijgende infectie met peritonitis • Andere mogelijkheid → bacterie vanuit darmslijmvlies → rechtstreeks naar peritoneum tijdens doormaken gangreneuze appendicitis, intestinale obstructie, trombose van de aa. mesentericae
2.
VOEDSELINTOXICATIE • Vleesproducten → matige verhitting → voldoende lang op KT → ontwikkeling van “overlevende” sporen → voldoende productie enterotoxine • Symptomen → na 8-12h → diarree + krampen zonder koorts (kortdurend)
DIAGNOSE, PREVENTIE EN BEHANDELING DIAGNOSE Microscopisch onderzoek wondvocht → snelle diagnose gasgangreen • • Zekerheidsdiagnose → cultuur wondvocht • Voedselintoxicatie → mild verloop → bacteriologische diagnose onnodig BEHANDELING • Heelkundig → levensbelangrijk ! o Opheffen anaerobie door: i. Verbreken eventuele suturen ii. Verwijderen vreemde lichamen iii. Excisie necrotisch weefsel iv. Fasciotomie (CD9.15)
Bindt aan membraan epitheelcel → verstoring permeabiliteit → waterige diarree
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
28. BORRELIA BURGDORFERI (p. 240) MORFOLOGIE EN TAXONOMIE •
• •
•
•
• • •
•
Spirocheten: o Beweeglijke schroefvormig gewonden bacteriën o Diameter 0.1-0.3µm o Lengte 5-120 µm (CD9.16-9.17-9.18) Deze familie → zowel pathogenen als saprofyten Pathogene bacteriën → 3 ≠ genera: o Treponema (micro-aerofiel metbaolisme) o Borrelia (micro-aerofiel metbaolisme) o Leptospira (aeroob metabolisme) Borrelia’s: o Lengte 3-20µm o Windingen veel grover dan bij Treponema o Gram- celwand (cf alle spirocheten) → toch zeer zwakke gramkleuring o Complexe groeibehoeften → cultuur moeilijk o Talrijke species → reservoir bij knaagdieren en reptielen o Bij mensen → Borrelia’s 2 infectieziekten: Recidiverende koorts → boek p. 241 Ziekte van Lyme
VINDPLAATS EN EPIDEMIOLOGIE •
•
•
Overgedragen door beet van een teek (CD9.19) o Europa → teek Ixodes ricinus als vector o USA → teek Ixodes dammini als vector Natuurlijke gastheren voor B. burgdorferi: o Kleine knaagdieren, herten, schapen, honden ⇒ bij deze dieren meestal asymptomatisch België en Nederland → 10% teken besmet o Indien besmet → B. burgdorferi in darmstelsel o Tijdens bloedzuigen → rerurgitatie vanuit darmstelsel → besmetting naar mens o Mens → meestal gebeten tijdens wandelen: Loofwoud met dichte onderbegroeiing, weiden, stadsparken Vooral zomermaanden → open kledij o Na wandeling → inspectie huid Langere tijd teek aan huid → meer bloed opzuigen → Ρ(infectie) ↑↑
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE
ZIEKTEBEELDEN
Inoculatie met B. burgdorferi → lokale verspreiding bacteriën in de huid ofwel → verspreiding via bloedstroom → alle organen Geen productie toxinen Aanmaak specifieke antilichamen → snelle verwijdering bacterie uit lichaam Echter → virulente B. burgdorferi → omzeilen 1ste lijnverdediging immuunsysteem Hoe? o Ongekend o Mogelijke factoren die bijdragen: Intracellulaire overleving Antigeenvariatie Ontstaan symptomen na ziekte van Lyme? o Wel: aanwezigheid bacteriën → ontsteking o Niet: directe schade door bacterie
ZIEKTE VAN LYME • Historiek o 1ste rapportering: Lyme, Connecticut, USA (1975) o Sommige patiënten → juveniele reumatoïde artritis → initieel “Lyme-artritis” genaamd o Retrospectief serologisch onderzoek → ziekte reeds veel langer endemisch in Europa/USA • Chronische infectieziekte → 3 stadia: STADIUM 1 o °<3 weken na beet o Kenmerken: Griepachtige verschijnselen Erythema chronicum migrans (CD9.20-9.21) • Centrifugaal uitbreidend erytheem → verbleekt centraal • Enkele weken → letsels verdwijnen meestal spontaan o Sommige patiënten → na stadium 1 = einde (geen stadium 2 en 3) STADIUM 2 o Chronische aanwezigheid bacterie → neurologische en cardiologische afwijkingen o Enkele weken → symptomen verdwijnen spontaan STADIUM 3 o Enkele maanden – 2 jaar na infectie o Kenmerkend → gewrichtsverschijnselen Een of meerdere grote gewrichten, bv. knieën Uitzonderlijk → chronische artritis met anatomische afwijkingen
DIAGNOSE EN BEHANDELING DIAGNOSE • Gesteld obv o Klinisch beeld o Antistoftiter ↑ in serum en/of CSV → opsporing dmv Immunofluoresentie of ELISA test BEHANDELING • Diagnose snel → behandeling met antibiotica korter en eenvoudiger • Stadium 1 → perorale behandeling (10-20 dagen) met o Tetracycline o Macroliden • Cardiale en/of neurologische afwijkingen → parenterale behandeling met o Cefalosporines 3de generatie o Langdurige nabehandeling met perorale tetracycline of macroliden o
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
29. LEPTOSPIRA INTERROGANS (p. 243) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE • • •
•
Leptospiren → strikt aerobe, beweeglijke spirocheten 2 species in dit genus → enkel L. interrogans pathogeen voor mens L. interrogans: o Zeer fijne windingen → één of beide haakvormig omgebogen (CD9.22) Transmissie: o Via de urine o Leptospiren vermenigvuldigen zich in niertubuli van dieren → van hieruit periodiek weggespoeld met urine → water besmeurd met urine → menselijk contact hiermee → binnendringen leptospiren via kleine wondjes in lichaam → ° leptospiremie ⇒ leptospirosis frequenter bij bepaalde beroepen (rioolwerkers, vissers, landbouwers, etc)
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE •
•
Wondjes → leptospiren in bloedbaan → organen (lever, nieren, lumbaal vocht) → snelle vermenigvuldiging → beschadiging endotheel van kleine bloedvaatjes → hemorragie + lever- en nierinsufficiëntie Soms → postinfectieuze immuunreacties → meningitis
ZIEKTEBEELDEN •
•
Incubatietijd → 1-2 weken → symptomen: o Koorts o Hoofdpijn o Spierpijn Typische symptomen (Ziekte van Weil): o Bloedingsneiging (verbruikscoagulopathie)→ uiting als diffuse petichiën of GI bloedingen o Meningitis o Uveïtis o Lever- en nierinsufficiëntie o Mortaliteit 5-10%
DIAGNOSE EN BEHANDELING DIAGNOSE • Grote verscheidenheid aan tests → enkel in referentielabo’s beschikbaar 1. Donkerveldmicroscopie • Aantonen spirocheet in bloed, urine en lumbaal vocht 2. Cultuur • L. interrogans → enkel op bodems met complexe samenstelling • Incubatieduur tot 6 weken → cultuur weinig praktisch nut 3. Titerstijging van antistoffen in gepaarde serummonsters • Meest gebruikt BEHANDELING • Reageert op antibiotica • Belangrijk → voldoende dosis tijdens beginstadium ziekte • Immuunstadium ziekte → nut van antibiotica niet bewezen
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
30. BACILLUS ANTHRACIS (p. 244) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE •
•
Genus Bacillus → grote sporulerende Gram+ aerobe bacillen o Meeste species → saprofyten o Belangrijkste pathogeen in dit genus → B. anthracis (CD9.23) B. anthracis o Obligate pathogeen o Veroorzaakt anthrax (miltvuur) o Vooral ziekte van vee o Geïnfecteerd dier(-producten) → besmetting mens Ontwikkelde landen → veestapel gevaccineerd → miltvuur zeer zelden Ontwikkelingslanden → dierlijke producten → voornaamste bron bij besmetting
ZIEKTEBEELDEN •
•
•
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE VIRULENTIEFACTOREN • Polypeptidenkapsel • Exotoxine → adenylaat cyclase activiteit → [cAMP]intracellulair ↑↑ → oedeem (typisch voor anthrax) • Sporulatie → overlevingsfactor o Niet-sporulerende mutanten → nog steeds virulent maar geen overleving PATHOGENESE • Verschillende wijzen besmetting: o Cutane anthrax Sporen die vasthangen aan dierlijke producten → inoculatie in kleine huidletsels → lokale infectie → soms uitbreiding naar regionale lymfeknopen o Inhalatieanthrax Besmet stof → inhalatie sporen → kunnen alveolen bereiken → fagocytose door alveolaire Mφ → Mφ zelf via regionale lymfevaten → tracheobronchiale lymfeknopen Sporen ontkiemen → snelle vermenigvuldiging bacillen → overweldiging immuunsysteem lichaam → massieve en meestal fatale sepsis o Intestinale anthrax Besmet vlees → inname sporen Klinisch beeld: • ≅ acuut abdomen • Massieve hemorragische inflammatie met perforatie dunne darm
Cutane anthrax o Vnl. bij landbouwers, veeartsen, arbeiders in slachterijen, wolspinnerijen, leerlooierijen o Inoculatie sporen in huidwondjes op armen, handen of gelaat o Na enkele dagen → ulcus omgeven door vesikels → evolueert tot blauwzwarte korst met oedemateuze rand (CD9.24) o Deze letsels → pijnloos, wel litteken Respiratoire anthrax o Begin → milde griepachtige malaise → plotse evolutie tot ernstige aantasting algemene toestand + ademhalingsmoeilijkheden → sepsis → snelle dood na acute fase Intestinale anthrax o Begin → nausea, braken, koorts → evolutie naar acuut syndroom met abdominale pijn, hematemese en bloederige diarree → snel shock en dood
DIAGNOSE, PREVENTIE EN BEHANDELING DIAGNOSE • Gemakkelijk via o Microscopisch onderzoek o Cultuur PREVENTIE • Efficiënte controle anthrax in veestapel • Diergeneeskunde → efficiënt vaccin BEHANDELING • Cutane anthrax → antibiotica o Onbehandeld → 20% gevallen fataal o Inhalatieanthrax + intestinale anthrax → bijna altijd fataal
BIOLOGISCHE OORLOGSVOERING • •
•
Ontwikkelde landen → vee in slachthuizen gecontroleerd → intestinale anthrax door eten besmet voedsel zéér zeldzaam Anthrax → “goed” biologisch wapen: o Sporen → zeer weerstandig o Inhalatieanthrax → bijna 100% mortaliteit Historiek: o USSR – Sverdlovsk-1979: >100 plotse overlijdens door eten besmet vlees Latere onthulling leger USA → ontploffing nabijgelegen onderzoeksstation voor biologische oorlogsvoering → overlijdens van mens en dier waren tgv inhalatieanthrax door inademing sporen o Engels leger – na WO II: Onderzoek naar gebruik anthrax als biologisch wapen 40 jaar later → eilanden voor de kust van Schotland (plaats experimenten) → anthraxsporen nog steeds actief Recent → beslissing Britse regering tot sanering van de eilanden o Miltvuur: Waarschijnlijk oorzaak van de 5de (van de 7) Bijbelse plagen van Egypte (vee werd gedood) Beschrijvingen van anthrax bij mens/dier → teksten bij hindoes, Grieken en Romeinen Tot einde 19de eeuw → miltvuur plaag voor grasetende vee – beperkte mate ook mensen Daarna → Pasteur → vaccinatie vee met afgezwakte miltvuurbacil
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
31. CLOSTRIDIUM TETANI (p. 246) MORFOLOGIE EN TAXONOMIE • •
•
Gram+ sporulerende staaf Tegenstelling C. perfringens: o Moeilijk kweekbaar o Zeer gevoelig voor O2 o Metabool weinig actief Sporen → resistent aan o Verhitting o Sommige desinfectantia (CD9.25-9.26)
VINDPLAATS EN EPIDEMIOLOGIE •
Sporen C. tetani → zeer verspreid in natuur o Lange tijd overleving o Sporadisch → isolatie uit feces van mens en dier (vnl. paarden)
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE 1. 2.
Zuurstoflabiel hemolysine (tetanolysine) Zuurstofresistent neurotoxine (tetanospasmine) o Letale dosis → zeer klein Muis → 0.0001 µg o Geproduceerd tijdens stationaire groeifase o Opbouw: Lange keten – disulfidebrug – korte keten o Mechanisme: Bij cellysis → vrijzetting neurotoxine → bindt met lange keten aan ganglioside van motorneuronen → korte keten dringt deze lichaamscel binnen → migratie via retrograde axonaal transport → ruggenmerg o Neurotoxisch effect: Inhibeert vrijzetting van inhiberende neurotransmitters (glycine, GABA) → géén relaxatie antagonistische spiergroep → spastische paralyse (klem, stijfkramp)
ZIEKTEBEELDEN TETANUS • Kleine verwonding → sporen dringen mee binnen • Incubatieperiode → afhankelijk van afstand wonde-CZS → enkele dagen-weken 1.
2. 3.
Gegeneraliseerde tetanus • Meest voorkomende klinische vorm • Symptomen: o 1ste symptoom: spasme masseterspier (trismus) o Vervolgens ‘risus sardonicus‘ (CD9.27) o Irritabiliteit o Spasme rugspieren (opisthotonus) o Spasme alle andere spiergroepen (CD9.28-9.29) o Bij ernstige verloop → ook aantasting AZS met Hartritmestoornissen Dehydratatie Bloeddrukfluctuaties Gelokaliseerde tetanus • Enkel spiergroep grenzend aan geïnfecteerde letsel → spastische paralyse Neonatale tetanus • Ontwikkelingslanden → afbinden navelstreng met besmet materiaal → neonatale tetanus (CD9.30)
DIAGNOSE, PREVENTIE EN BEHANDELING DIAGNOSE • •
Karakteristieke symptomatologie Klein aantal aanwezige bacteriën – grote gevoeligheid aan O2 → isolatie bacterie uit wondvocht niet evident
PREVENTIE • • •
Vaccinatie met anatoxine Primo-vaccinatie → zuigelingen → reeks van 3 inspuitingen met anatoxine Boosterinjectie → om 10 jaar
BEHANDELING • • • •
Indien ziekte → symptomatische behandeling Debridement primaire wonde Toediening penicilline → vernietigen toxineproducerende bacterie Injectie humane anti-tetanusglobulinen → onschadelijk maken vrij circulerende neurotoxine
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
32. TREPONEMA PALLIDUM (p. 251) MORFOLOGIE EN TAXONOMIE •
•
Familie Spirochaetales Beweeglijke schroefvormig gewonden bacteriën Diameter 0.1-0.3 µm / lengte 5-120 µm Zowel pathogenen als saprofyten Pathogenen ∈ 3 ≠ genera (CD10.1-10.2): Treponema (micro-aerofiel metabolisme) Borrelia (micro-aerofiel metabolisme) Leptospira (aeroob metabolisme) Genus Treponema (≥ 5 ≠ pathogene species) Treponema pertenue → tropische huidziekte (framboesia) Treponema carateum → chronische huidziekte (pinta): Huidzweren Papulo-squameuze gedepigmenteerde letsels Endemisch in Zuid- en Centraal-Amerika Treponema endemicum → endemische syfilis (bejel): Afrika en West-Azië Bij bevolkingsgroepen met slechte hygiëne Besmetting → besmet eetgerie Inoculatie → mondslijmvlies Treponema vincenti → in associatie met Fusobacterium sp. → microscopisch diagnostisch teken van necrotiserende ulceratieve gingivitis (angina van Plaut-Vincent)
ZIEKTEBEELDEN • •
Ziekteverloop → 3 stadia Enkel besmettelijk in stadia 1 en 2
PRIMAIR STADIUM (GELOKALISEERD) • Vermenigvuldiging op inoculatieplaats → na 10-90 dagen (gemiddeld 3 weken) → papel → wordt snel erosief → evolueert tot pijnloos ulcus met duidelijke induratie van de bodem (ulcus durum of harde sjanker) → snel hierna regionale lymfadenopathie → spontane genezing ulcus na 1-2 maanden o Lokalisatie ulcus? Klinisch onderzoek → meestal ulcus op uitwendige genitaliën (CD10.3) Soms → ulceraties op andere plaatsen (cervix, perianaal, mondholte) → soms onopgemerkt (CD10.4) • Tussen stadia I - II → kortdurende symptoomloze latente periode SECUNDAIR STADIUM (SYSTEMISCHE INFECTIE) • 2-8 weken na verschijnen ulcus durum → secundair stadium met symptomen op huid en slijmvliezen • Tijdens dit stadium → spirocheten zeer groot # in lichaam • Onbehandeld → stadium 2 kan tot 2 jaar duren • Klinisch beeld: o Polymorf exantheem (CD10.5-10.6-10.7) Maculeus Papuleus Pustuleus o Genitaliën + perianaal → huidletsels kunnen macereren en wratachtige letsels vormen = condylomata lata → zéér besmettelijk o Zwaktegevoel, hoofdpijn, koorts o 10% patiënten in stadium 2 ook Hepatitis Ontsteking nieren Neurologische problemen • Onbehandeld → spontane verbetering na 3-6 weken o Soms nieuwe episodes van secundaire syfilis (niet meer na 1 jaar) • Vervolgens → latente periode → symptomen na 5-12 jaar (tertiair stadium) bij ± 1/3 patiënten TERTIAIR STADIUM • Ziekte kan gelokaliseerd zijn o In alle organen: Huid → °subcutane nodi → kunnen ulcereren → destructie van bot en kraakbeen (gummata) (CD10.8-10.9-10.10) Bloedvaten → vooral aantasting thoracale aorta → aorta-insufficiëntie en aneurysma-vorming CZS → neurosyfilis met dementia paralytica en tabes dorsalis o Niet in bloed → niet meer besmettelijk CONGENITALE SYFILIS • 2de helft zwangerschap → moeder kan foetus transplacentair besmetten (vnl. tijdens primaire en secundaire stadium o Massieve besmetting → afsterven vrucht o Minder ernstige besmetting → kind bij geboorte tekens van congenitale syfilis: Pemphigus Etterige rhinitis Hepatomegalie o Soms → 1ste tekenen van congenitale syfilis pas rond kinderleeftijd (syphilis congenita tarda): Beendermisvormingen Afwijkingen snijtanden Keratitis Doofheid
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE • • •
Kleine letsels in mucosa of huid → inoculatie T. pallidum → verspreidt via lymfebanen naar regionale lymfeklieren Bij secundaire fase → hematogene verspreiding Vanaf begin ziekte → gegeneraliseerde infectie aanwezig
VINDPLAATS EN EPIDEMIOLOGIE •
DIAGNOSE • •
•
•
•
Diagnose T. pallidum: NIET: o Kweekbaar in laboratorium o Kleurbaar met gewone technieken WEL: o Tijdens primair/secundair stadium → schraapsel ulcusbodem of in lymfeklierpunctaat → donkerveldmicroscopie → bacterie opsporen of → aankleuren materiaal met een zilverimpregnatietechniek PRAKTIJK: o Meestal diagnose op anamnestische en klinische basis, aangevuld met serologische tests: Doormaken syfilis → vorming antistoffen gericht tegen Antigenen T. pallidum (specifieke As) of Cardiolipine (aspecifieke As → antigenen die vrijkomen bij weefseldegeneratie) Serologische diagnose → ≠ tests mogelijk: 1. VDRL-test (Venereal Disease Reference Laboratory) Obv cardiolipine (lipide uit runderhart) Uitvlokkingsreactie → snelle screeningstest Nadeel →vals ⊕ resultaten: Elke acute infectieziekte kan ⊕ assay geven Ook patiënten met systeemziekte → soms ⊕ Test ⊕ enkele weken na verschijnen ulcus en terug na ingestelde behandeling 2. TPHA-test (Treponema pallidum Hemagglutination Assay) Obv erythrocyten + antigeen van T. pallidum gekoppeld Indien antilichamen → hemagglutinatie Voordeel → zeer grote specificiteit en sensitiviteit Nadeel → test negativeert niet na behandeling (serologisch litteken) 3. FTA-ABS-test (Fluorescent Treponema assay) Indirecte immuunfluorescentietechniek → aantonen specifieke antilichamen Stappen in de test? 1. Serum absorberen met Treponema’s van de Reiter-stam ⇒ verwijdering groepsspecifieke antilichamen uit serum 2. Serum op objectglaasjes met T. pallidum gefixeerd 3. Aanbrengen een fluorescerend konijn antihumaan Ig op objectglaasje ⇒ aanwezigheid specifieke As in serum → treponemen fluoresceren bij microscopisch onderzoek Voordeel → zeer specifiek Nadeel → blijft soms ⊕ na behandeling
Bacteriologie – J. Van Eldere
T. pallidum: Strikt menselijke parasiet Kan niet overleven buiten menselijk lichaam Transmissie van mens tot mens: Geslachtsverkeer Aanraking letsels Prikaccidenten Bloedtransfusie Transplacentair Experimenteel: Inoculum van 57 MO → 50% van de gevallen infectie
BEHANDELING • • •
T. pallidum → zeer gevoelig voor AB Penicilline → frequent gebruik ↔ geen resistentie beschreven ! Traag delende bacterie → AB moet voldoende lange tijd in voldoende concentratie: o Primaire syfilis → 10 dagen o Tertiaire syfilis → minstens 3 weken
Armando M. De Palma – 2011
33. NEISSERIA GONORRHOEAE (p. 254) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE •
• • • • •
Genus Neisseria → 2 medisch belangrijke species: o N. meningitidis o N. gonorrhoeae Beide aerobe omkapselde Gram- diplokokken (CD10.11) Gonokok → mensen enige reservoir Transmissie → seksueel contact Probleem bij bestrijding → reservoir van asymptomatische vrouwen België → gonokokkeninfecties zeldzaam
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE VIRULENTIEFACTOREN • Gonokokken: o Vooral genetische variabiliteit → belangrijk Onderhevig aan snelle genetische variatie Genetische conversie → ∆antigene structuur van de pili met hoge frequentie • Pili → noodzakelijk voor adhesie + opname DNA → speelt rol in hoge frequentie van genetische conversie o Bijdrage IgA-protease aan virulentie gonokok → onbekend o Hebben geen echt polysacharidekapsel o LPS is kort → LOS genoemd (cf. meningokokken)
ZIEKTEBEELDEN 1.
INFECTIES VAN DE GENITALE TRACTUS • Mannen o Infecties beperkt tot urethra (CD10.12) met Etterig urethraal verlies Dysurie o Soms → uitbreiding tot Epididymis Prostatitis Periurethrale abcessen o Onbehandeld → tekenen infectie verdwijnen spontaan na enkele weken o Herhaalde infecties → littekenweefsel → vernauwing urethra • Vrouwen o Primaire plaats infectie → cervix (CD10.13) met Vaginaal verlies Dysurie Abdominale pijn 30% gevallen → asymptomatisch o 10-20% vrouwen → opstijgen van de infectie → Salpingitis Tubo-ovariële abcessen Pelvic inflammatory disease (PID) o Chronische infectie eileiders → littekenweefsel → vernauwing → Infertiliteit Ectopische zwangerschap Chronische pijn
2.
GEDISSEMINEERDE INFECTIE • Uitbreiding infectie → veralgemeende aandoening met o Koorts o Arthralgieën o Artritis in polsen, knieën en enkels o Pustulaire rash • Bij 1-3% van de vrouwen (mannen → nog minder)
3.
ANDERE SOORTEN INFECTIES MET GONOKOKKEN • Ophtalmia neonatorum (CD10.14) • Neonati besmet bij passage geboortekanaal → purulente conjunctivitis van de ogen • Anorectale gonorrhoea en faryngitis bij homo’s
DIAGNOSE EN BEHANDELING DIAGNOSE • Gramkleuring op etter → zeer gevoelig bij symptomatische mannen • Cultuur → speciale selectieve bodems o Cave → staal mag niet uitdrogen ! BEHANDELING • Besmetting → vorming protectieve antistoffen • Echter → grote variabiliteit oppervlaktestructuren → herhaaldelijke infectie met gonokokken mogelijk • Behandeling → penicilline ↔ toenemend probleem van β-lactamase productie !
PATHOGENESE • Gonokok in genitale tractus → vasthechting op kolomepitheelcellen → door deze kolonisatie → cellen met cilia sterven af → worden uitgestoten → vervolgens snelle vermenigvuldiging gonokok → besmetting van anderen via genitale secreties • Adherende gonokok → wordt ook gefagocyteerd → komt terecht in epitheliale bindweefsel → van hieruit → °lokale ontstekingen of veralgemeende infectie
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
ANTIGENE VARIATIE EN FASEVARIATIE •
Gonokokken versus meningokokken: o Zeer nauw verwant – genetisch vlak >80% identiek o Gelijkenis → beide kunnen: Mucosae koloniseren zonder symptomen te veroorzaken Purulente infecties veroorzaken o Verschillend → spectrum van infecties: Gonokokken → meestal gelokaliseerde infectie • Zelfs indien organismen in bloed → zelden levensbedreigend Meningokokken → veralgemeende invasieve infecties • Gepaard met levensbedreigende symptomen o Waarin ligt verschil tussen beide organismen? Gedeeltelijke verklaring → gonokok niet omkapseld (↔meningokok) Aanvullende verklaring → de gonokok kan een bijna volmaakte parasiet genoemd worden: • Gonokokken → zeer oud, hebben zeer gesofistikeerde relatie met gastheer ontwikkeld o Slaagt erin immuunsysteem gastheer te ontwijken, bedriegen of negeren → chronisch en vaak symptoomloos aanwezig blijven in gastheer • Meningokok → helemaal andere situatie: o Is een oppervlakkige of transiënte kolonisator (bv. bij niet-invasieve infecties) • Immuunsysteem + AB ⇒ meningokok uitgeroeid o Ofwel gaat een heroïsch gevecht aan met gastheer bij invasieve infectie • Invasieve infectie → gastheer dood ⇒ meningokok uiteindelijk ook uitgeroeid o In elk scenario lijkt de meningokok de verliezer → infectie is voor meningokok steeds een “dead end” → eerder ongewenste verwikkeling van een transiënte kolonisatie o Welke strategieën heeft de gonokok ontwikkeld om zo een “bijna volmaakte parasiet” te worden? 1. Genetische en fasevariatie van oppervlakte-antigenen • Bacterie → herschikkingen van genen → ∆ aanbrengen in antigene structuur van haar oppervlakte-antigenen → 2 goed gekende mechanismen bekend: a) Fasevariatie Synthese van een oppervlakte-antigeen kan aan- of afgezet worden Voorbeeld van één soort mechanisme dat verantwoordelijk kan zijn voor fasevariatie: • Ontleend aan Salmonella • Salmonella → aanwezigheid “genetische schakelaar” → kan afwisselend 2 ≠ soorten flagellen tot expressie brengen • Genetische schakelaar: stuk DNA (± 1000bp) met promotor voor transcriptie van één van beide typen flagellen → via “inverted repeats” aan beide uiteinden van deze regio → gespecialiseerd recombinatie-enzym kan deze regio omkeren = flipflopmechanisme • Ene oriëntatie: o Promotor actief o Maakt tevens suppressor aan voor andere type flagel • Andere oriëntatie : o Promotor niet actief o Suppressie valt weg → aanmaak ander type flagel ⇒ fasevariatie waarbij slechts één type flagel aangemaakt b) Antigene variatie Keuze uit een repertoire van beschikbare genen → bepaalt kenmerken van het antigeen Voorbeeld • Synthese van pili door gonokok • Chromosoom gonokok: o Één set van genen, downstream van promotor → komen tot expressie + coderen voor de pili o Nog 6-8 sets van “stille” genen → geen promotor → niet tot expressie Deze stille genen → via recombinatie → geheel of gedeeltelijk plaats innemen van genen die wel tot expressie → °nieuw type van pilus • Daarenboven → tgv puntmutaties en voortdurend herschikken/recombineren van deze ≠ genen → zeer groot # ≠ pili mogelijk (cf. eindeloos repertorium antistoffen – immunologie) 2. Productie van IgA-protease 3. Mogelijkheid van intracellulaire overleving
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
34. CHLAMYDIA TRACHOMATIS (p. 257) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE •
•
Chlamydiaceae → intracellulaire parasieten met een merkwaardige levenscyclus (cf. infra - C. pneumoniae) o 3 belangrijke species: Chlamydophila psittaci Chlamydia trachomatis Chlamydophila pneumoniae (CD10.15) C. trachomatis: o Wereldwijd, maar enkel bij de mens en de muis o USA → meest voorkomende SOA (~4 miljoen nieuwe gevallen/jaar) o België → veel minder frequent
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE •
• • • • • •
C. trachomatis: o Weinig invasief o Infecteert uitsluitend cilindrische epitheelcellen van de mucosae van de Genitale tractus Respiratoire tractus Conjunctivae (CD10.16) Dringen het lichaam binnen via minuscule wondjes Belangrijke virulentiefactor → vermogen om intracellulair te vermenigvuldigen → bacterie minder bereikbaar voor immuunsysteem Toch → infectie met C. trachomatis → °uitgesproken inflammatoire respons Infectie → geen langdurige immuniteit Re-infectie → versterkte inflammatoire respons gepaard met weefselbeschadiging Na acute fase → chronische fase → kan jaren duren o Asymptomatische dragers → belangrijke rol als reservoir van de pathogeen
Bacteriologie – J. Van Eldere
ZIEKTEBEELDEN •
•
Mannen: o C. trachomatis belangrijkste oorzaak post-gonokokken en nietgonokokken-urethritis (CD10.17) Vrouwen: o Dikwijls asymptomatische infectie o Als infectiehaard beperkt tot endocervicale cylindrische epitheel → cervicitis + cervicaal erytheem + mucopurulente secretie o Vanuit primaire infectielokalisatie → infectie kan uitbreiden naar endometrium, eileiders en eventueel leverkapsel o Tijdens bevalling → pasgeborene kan besmet worden → gevaar voor neonatale inclusieconjunctivitis en pneumonie (CD10.18)
DIAGNOSE EN BEHANDELING DIAGNOSE • PCR → “Gouden standaard” o Bv. op urinestaal • Cultuur → speciale cellijnen → nog zelden gebruikt BEHANDELING • Goede behandeling → snel starten van antibiotica die intracellulair doordringen • Belangrijk → niet alleen patiënt maar ook partner behandelen
Armando M. De Palma – 2011
35. KLEBSIELLA (p. 262) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE •
•
Genus Klebsiella → 4 species o 2 species belangrijk voor mens: K. pneumoniae K. oxytoca ⇒ deze beide species: • Alomtegenwoordig in buitenwereld • Sporadisch als commensaal op slijmvliezen van de o Darmtractus o Bovenste luchtwegen • Gehospitaliseerde patiënten → frequentie kolonisatie ↑ o Vooral na AB-gebruik o Klebsiella → natuurlijke resistentie tegen penicilline Klebsiellae → lange onbeweeglijke Gram- bacillen o Groei op voedingsbodems → synthese dik polysacharidekapsel → vorming grote mucoïde kolonies
VIRULENTIEFACTOREN, PATHOGENESE EN ZIEKTEBEELDEN • •
KAPSEL → enige belangrijke virulentiefactor K. pneumoniae en K. oxytoca o → kolonisatie respiratoire slijmvliezen → bronchitis en pneumonie Vooral indien chronische onderliggende pathologie bv. • Alcoholisme • Diabetes mellitus • COPD Pneumonie → vaak weefselnecrose + bloeding o → nosocomiale urineweginfecties → eventueel sepsis (secundair)
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
36. PROTEUS, MORGANELLA EN PROVIDENCIA (p. 263) MORFOLOGIE EN TAXONOMIE •
3 genera → nauw verwant → samen besproken o Genus Proteus: P. mirabilis P. vulgaris ⇒ typische rottingsbacteriën Vooral in dood organisch materiaal o Genus Morganella: Één enkel species → M. morganii o Genus Providencia: P. alcalifaciens P. stuartii P. rettgeri
•
Alle species → zeer talrijke flagellen → zeer beweeglijk o Proteus-species → kunnen zelfs uitzwermen op vaste agarbodems = “swarming”: Gebeurt in ≠ fasen → fase van uitzwermen onderbroken door rust- of stationaire fase
VIRULENTIEFACTOREN, PATHOGENESE EN ZIEKTEBEELDEN •
•
P. mirabilis: o Commensaal van darmslijmvlies o Na E. coli → belangrijkste oorzaak acute cystitis Verklaring uropathogeniciteit? o Gedeeltelijke verklaring door productie urease → omzetting ureum naar NH4OH → pH urine ↑ (alkaliseert) → Ρ(steenvorming) ↑ Deze stenen ≅ vreemde lichamen → belemmeren normale urinelozing + veroorzaken infecties → verklaart neiging tot chronisch verloop infectie Urease op zichzelf → nefrotoxisch o Sterke beweeglijkheid bacteriën → verspreiding langs urinaire tractus ↑ o Bij wondinfecties na GI operaties o Bij cholecystitis o Bij pneumonie o Bij sepsis Overige species → regelmatig verwekker nosocomiale infecties o Veel resistentie tegen AB
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
37. ENTEROBACTER (p. 264) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE •
Genus Enterobacter: o Beweeglijk o Productie minder uitgesproken polysacharidekapsel o Omvat heterogene groep bacteriën → 5 species als humane pathogenen (in ↓ orde van frequentie): E. cloacae E. aerogenes E. agglomerans E. sakazakii E. gergoviae o Vindplaats: Bodem + oppervlaktewater Zelden aanwezig op slijmvliezen GIT
VIRULENTIEFACTOREN, PATHOGENESE EN ZIEKTEBEELDEN •
Enterobacter sp. → typische voorbeelden van opportunistische pathogenen o Grote ziekenhuizen → >5% van de nosocomiale infecties, oa: Pneumonie Sepsis Postoperatieve wondinfecties Urineweginfecties o Verklaring voor ↑ frequentie van isolatie? Vermogen om resistentie tegen AB te ontwikkelen (induceerbare β-lactamasen)
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
38. SERRATIA (p. 264) MORFOLOGIE EN TAXONOMIE •
Genus Serratia: o Opportunistische pathogeen o 6 species die bij de mens worden afgezonderd: Belangrijkste → S. marescens o Wijdverspreid in de natuur: Water, groenten, vruchten, insecten o Sommige Serratia → ° rood pigment “prodigiosine”: Oplosbaar in alcohol + andere organische solventen Onoplosbaar in water Pathogene stammen → meestal geen pigment
VIRULENTIEFACTOREN, PATHOGENESE EN ZIEKTEBEELDEN •
•
•
Nosocomiale infecties met S. marescens: o Frequentie sterk afhankelijk van ziekenhuis tot ziekenhuis: Antibioticagebruik Type patiënten o Serratia → meest resistente genera van de Enterobacteriaceae Laatste decennia → resistentie ↑↑ tegen alle klassen van AB o Zeer belangrijke factor in transmissie → fouten tegen handhygiëne (medisch personeel) Patiënten → kolonisatie mogelijk door S. marescens owv: o Onderliggende lijden o Gebruik van AB o Contact met exogene bronnen in ziekenhuis Deze koloniserende flora → mogelijk vertrekpunt van endogene infecties Welke nosocomiale infecties worden meest aangetroffen met S. marescens? o Urineweginfecties o Postoperatieve wondinfecties o Lageluchtweginfecties o Sepsis → regelmatig geassocieerd met diepe veneuze katheters
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
39. CITROBACTER (p. 265) MORFOLOGIE EN EPIDEMIOLOGIE •
•
Genus Citrobacter → 3 ≠ species: o C. freundii o C. diversus (C. koseri) o C. amalonaticus Vindplaats: o Deze bacteriën → ∈ commensale flora van het darmslijmvlies van de mens + sommige dieren (zoogdieren, reptielen, insecten) o In de omgeving: Bodem Oppervlaktewater Organisch afvalmateriaal
VIRULENTIEFACTOREN, PATHOGENESE EN ZIEKTEBEELDEN • •
Citrobacter freundii → zeldzame pathogeen o Echter → laatste jaren geleidelijke ↑ van # urineweg- en lageluchtweginfecties Citrobacter diversus → in sommige landen frequente oorzaak van: o Meningitis o Hersenabcessen bij neonati
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
40. PSEUDOMONAS AERUGINOSA (p. 266) MORFOLOGIE EN TAXONOMIE •
•
•
Pseudomonaceae: o Middelgrote Gram- bacillen o Polaire flagellen → zeer beweeglijk (CD11.1) o Strikt aeroob metabolisme o Groeien in vloeistoffen → vlies aan oppervlakte P. aeruginosa → ° 2 pigmenten: o Pyocyanine (blauwgroen – niet-fluorescerend) o Pyoverdine (geelgroen – fluorescerend) Pus in sommige infectielokalisaties → groenachtige kleur Beide geen gekende toxische effecten Sommige stammen P. aeruginosa → geen pigment → “apyocyanogene varianten” Epidemiologische doeleinden → typering geïsoleerde stammen → mogelijk mbv antisera gericht tegen de ≠ O- en H-antigenen
VINDPLAATS EN EPIDEMIOLOGIE • • •
•
Regelmatig als transiënte flora van het darmslijmvlies bij de mens Typische ziekenhuispathogeen o Veroorzaakt dikwijls infecties bij vatbare patiënten Voornamelijk aanwezig in een “vochtige omgeving”: o Kolonisatie huid → perineum, oksel, uitwendige gehoorgang o Ziekenhuismilieu → wastafels, desinfectantia, bevochtigers en oogdruppels Door zijn alomtegenwoordigheid → kan gerekend worden tot commensale flora o Gezonde volwassenen: Op huid (0-2%) Neusslijmvlies (0-3%) Keel (0-6.6%) Rectum (2.6-24%) o Gehospitaliseerde patiënten → kolonisatiefrequentie ↑↑↑ Patiënten met brandwonden Kunstmatig beademde patiënten Patiënten behandeld met chemotherapie
VIRULENTIEFACTOREN EN PATHOGENESE VIRULENTIEFACTOREN Brede waaier aan pathologieën bij immuundeficiënte personen ← aanwezigheid van talrijke potentiële virulentiefactoren • PILI of FIMBRIAE o Vergemakkelijken kolonisatie slijmvliezen, in het bijzonder van de luchtwegen • EXOPOLYSACHARIDE o = een alginaat o Productie door mucoïde stammen → frequent geïsoleerd bij patiënten met mucoviscidose o Hecht aan op receptoren van de tracheale epitheelcellen o Heeft sterk remmend effect op fagocyterende cellen o ↓ antibacteriële activiteit van sommige AB • EXTRACELLULAIRE ENZYMEN o Proteasen Belangrijk bij necrose van huidinfecties en het cornea ulcus o Fosfolipasen Lokaal invasief vermogen o Hemolysines: Door afbraak van lipiden en lecithine → hemolyse • ENDOTOXINE o Autolysis celwand → grote hoeveelheid endotoxine vrijgezet (cf. andere pathogene Gram-) → in bloedcirculatie → reeks indrukwekkende symptomen = endotoxineshock
ZIEKTEBEELDEN •
•
•
Buiten ziekenhuis → infecties P. aeruginosa zeldzaam o Als secundaire pathogeen bij chronische otitis media en externa o Contact met besmet water in warme wervelbaden → folliculitis Gehospitaliseerde patiënten → infecties frequenter + ernstiger o P. aeruginosa → prototype “opportunistische pathogeen” o Type infectie: Gelokaliseerd: Urineweginfecties ← verblijfssonde Doorligwonden Brandwonden Ooginfecties Lageluchtweginfecties ← intensive care (kunstmatig beademde patiënten) Gegeneraliseerd: Bij sterk verzwakte patiënten Langdurige neutropenie → risicofactor voor sepsis Mucoviscidosepatiënten o Leeftijd ↑ ⇒ kolonisatiefrequentie ↑ Kinderen < 1j. →20% Volwassenen → >80% o Kolonisatie lage luchtwegen → acute exacerbaties + chronische deterioratie van de ziekte o Belangrijke factor die kolonisatie ↑ → vorming van biofilms (CD11.12) o Indien kolonisatie vroegtijdig onderkend + gepaste therapie (AB) → evolutie gunstig te beïnvloeden
DIAGNOSE EN BEHANDELING DIAGNOSE • Snelgroeiend + gemakkelijk te isoleren op gebruikelijke bacteriologische voedingsbodems • Identificatie obv pigmentproductie → eenvoudig BEHANDELING • Frequent probleem → resistentie tegen belangrijke AB • Voorkeursbehandeling → combinatie van AB: o β-lactam breedspectrumantibioticum + aminoglycoside of fluoroquinolone o Soms ook resistentie tegen deze → in ziekenhuis soms ernstige onbehandelbare Pseudomonas-infecties
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
41. BURKHOLDERIA CEPACIA (p. 268)
• • • • • •
•
∈ nosocomiale pathogenen Besmette vloeistoffen → soms verklaring voor epidemies in ziekenhuizen Verdunde oplossingen desinfectans → overleeft gemakkelijk → bij isoleren uit klinische specimens steeds rekening houden met “bijbesmetting of pseudoinfectie” Gehospitaliseerde patiënten → regelmatig kolonisatie huid en slijmvliezen → mogelijks vertrekpunt van gelokaliseerde/gegeneraliseerde infectie Lage pathogeniciteit bacterie → infectietekenen meestal discreet → onderscheid kolonisatie vs. infectie = moeilijk Respiratoire specimens mucoviscidosepatiënten → in ↑ mate isolatie B. cepacia (alleen of samen met P. aeruginosa) o Klinische betekenis isolatie B. cepacia? → correlatie met verslechtering respiratoire toestand patiënt Soms zelfs → onomkeerbare evolutie naar uitgebreide necrotiserende pneumonie BEHANDELING → sterk bemoeilijkt door resistentie tegen o Meeste β-lactams o Aminoglycosiden
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
42. STENOTROPHOMONAS MALTOPHILIA (p. 268)
• • • •
•
Vroegere naam → Pseudomonas maltophilia Komt voor in natuur als saprofyt Oorsprong naam? → bacterie verzuurt snel maltose → kenmerk voor identificatie Zeldzame verwekker opportunistische infecties o Nosocomiale pneumonie van kunstmatig beademde patiënt o Bij urineweg- en wondinfecties Toenemend belang bij nosocomiale infecties → door natuurlijke resistentie tegen o Carbapenems en o Andere β-lactam AB o Aminoglycosiden ⇒ vaak: kolonisatie + infectie met S. maltophilia na behandeling patiënt met breedspectrum-AB voor andere nosocomiale infectie
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011
43. ACINETOBACTER (p. 268)
•
• •
• •
•
Acinetobacter: o Genus van onbeweeglijke Gram- coccobacillen Hele reeks species 3 belangrijkste: • A. baumannii • A. haemolyticus • A. lwoffii o Zeer verspreid in natuur Natuur: • Bodem • Oppervlaktewater • Afval Ziekenhuisomgeving: • Beademingstoestellen • Bevochtigers • Intraveneuze katheters o ∈ normale commensale flora: Op huid → 2-25% volwassenen → isolatie Acinetobacter uit huidwissers Slijmvlies van de mond Slijmvlies urogenitale tractus Slijmvlies colon en rectum Typisch voorbeeld van opportunistische pathogenen o Ziekenhuis → frequente isolatie uit allerlei specimens Beschikken slechts over zeer klein aantal virulentiefactoren: o Meeste stammen omkapseld → gedeeltelijke bescherming tegen fagocytose o Fimbriae → adherentie aan epitheliale cellen ↑↑ o LPS uit celmembraan → endotoxicogene eigenschappen → slecht bestudeerd Onderscheid kolonisatie vs. infectie → vaak onduidelijk → isolatie uit klinisch specimen → niet noodzakelijk ook werkelijke pathogeen o 50% van de Acinetobacter-isolaties → gelijktijdige isolatie andere potentiële pathogeen uit zelfde specimen Meest frequente Acinetobacter-infecties: o Urinewegen: verblijfssonde → cystitis en hoge-urineweginfecties o Lage luchtwegen: vnl. patiënten op intensieve zorgen, kunstmatige beademd + recent AB gekregen Pneumonie → dikwijls multilobair →kan leiden tot cavitatie + empyeem Acinetobacter → resistent tegen meerdere AB o Behandeling → meestal rest enkel een carbapenem
Bacteriologie – J. Van Eldere
Armando M. De Palma – 2011