COCCHI GRAM-POSITIVI Staphylococcus spp. Streptococcus spp

COCCHI GRAM-POSITIVI
Staphylococcus spp.
Streptococcus spp.
Enterococcus spp.
Cocchi Gram-positivi
Famiglia
Genere
Specie principali
Micrococcaceae
Staphylococcus
S. aureus
S. epidermidis
Non assegnata
Streptococcus
S. pyogenes
S. agalactiae
S. pneumoniae
Non assegnata
Enterococcus
E. faecalis
E. faecium
Non assegnata
Leuconostoc
L. mesenteroides
Non assegnata
Pediococcus
P. acidilacticus
Non assegnata
Aerococcus
A. urinae
Non assegnata
Gemella
G. haemolysans
Non assegnata
Alloiococcus
A. otis
STAFILOCOCCHI
 Famiglia: Micrococcaceae
 Genere: Staphylococcus






Cocchi Gram-positivi (0.5um-1um)
Aggregazione a “grappolo d’uva”
Immobili
Aerobi o Anaerobi Facoltativi
Catalasi positivi
Alofili (crescono in presenza di cloruro di sodio
10%)
 Principali componenti della normale flora
batterica
STAPHYLOCOCCUS spp
 Famiglia: Micrococcaceae
 Genere: Staphylococcus






Cocchi Gram-positivi (0.5um-1um)
Aggregazione a “grappolo d’uva”
Immobili
Aerobi o Anaerobi Facoltativi
Catalasi positivi
Alofili (crescono in presenza di cloruro di sodio 10%)
 Principali componenti della normale flora batterica
 cute
 naso
Staphylococcus
• Si riconoscono 20 specie di cui 12 sono state
riscontrate nell’uomo
• Coagulasi-positivi
– Staphylococcus aureus (pigmenti carotenoidi)
• Coagulasi-negativi
–
–
–
–
Staphylococcus epidermidis
Staphylococcus saprophyticus
Staphylococcus capitis
Staphylococcus haemolyticus, ecc..
• Coagulasi - lega il fibrinogeno e lo converte in fibrina
insolubile
Staphylococcus aureus
Fattori di virulenza di Staphylococcus aureus
• Componenti strutturali
– Capsula
– Proteina A
• Tossine
–
–
–
–
Citotossine
Enterotossine (A-E, G-I) 30-50% di ceppi di S. aureus
Tossine esfoliative (ETA e ETB) 5-10% di ceppi di S. aureus
TSST (Toxic Shock Syndrome Toxin-1)
• Enzimi
–
–
–
–
–
–
–
Coagulasi
Catalasi
Ialuronidasi
Fibrinolisina
Lipasi
Nucleasi
Penicillinasi
Diffusione
• Enzimi che degradano i tessuti
– lipasi
– ialuronidasi → acido ialuronico del
tessuto connetivo
La Proteina A inibisce la fagocitosi
Fagocita
recettore Fc
immunoglobulina
Proteina A
MICRORGANISMO
Causa importante di infezioni opportunistiche
sia in ambito ospedaliero che comunitario:
• ascessi/infezioni cutanee
• polmoniti
• osteomieliti
• artriti settiche
• batteremie
• endocarditi
• sindrome dello shock tossico/pelle ustionata/
tossinfezioni alimentari
S. aureus
• bambini
– Sindrome della pelle ustionata
* esfoliatina
Sindrome dello shock tossico
• Tossina della “Sindrome da Shock
Tossico” (Toxic shock toxin)
– disseminazione
• Microrganismo
– nessuna disseminazione
Sindrome dello shock tossico
•
•
•
•
•
febbre
eritema
desquamazione
vomito
diarrea
Associated with outbreak
of toxic shock syndrome.
Tossinfezioni alimentari
• Alimenti contaminati dall’uomo
– crescita batterica
– produzione di enterotossine
• Insorgenza e risoluzione hanno
luogo nell’arco di poche ore
Tossinfezioni alimentari
•
•
•
•
Vomito
Nausea
Diarrea
Dolori addominali
Staphylococcus epidermidis
• principale componente della normale flora
batterica della cute
• infezioni: batteriemie, endocarditi, ferite
chirurgiche, vie urinarie
• infezioni opportunistiche/nosocomiali
(cateteri, shunt, protesi e dialisati peritoneali)
Staphylococcus saprophyticus
• infezioni delle vie urinarie/opportunistiche
• coagulasi-negativi
– non facilmente differenziabili da S. epidermidis
Diagnosi di laboratorio
• Esame microscopico
• Esame colturale
– Terreno selettivo:MSA
• Test sierologici
• Identificazione
– Coagulasi
– Fermentazione del mannitolo
– Nucleasi termostabile
• Antibiogramma
Identificazione S. aureus
• beta emolitici
– agar sangue
• Fermentano il mannitolo
• Pigmentazione giallo-oro (aureus)
• coagulasi-positivi
Identificazione
Stafilococchi coagulasi - negativi
• Non-emolitico
– su agar sangue
• Non fermenta il mannitolo
• Non-pigmentato
• Coagulasi-negativo
Terapia, Profilassi e Controllo
• Beta-lattamici: 30-50% di S. aureus e la maggior
parte degli stafilococchi coagulasi negativi sono
resistenti alle penicilline
– Beta-lattamasi
– mecA codifica per PBP 2A in MRSA
• Glicopeptidi
• Controllo della diffusione di MRSA in ambito
nosocomiale
• Chemioprofilassi per i portatori sani con
vancomicina e rifampicina
Antibiotico terapia
• Resistenza alla penicillina
– penicillinasi
• Antibiotici beta lattamici (inclusa la meticillina)
– spesso inefficaci
– Modificazioni nelle PBP (PBP 2A)
– Resistenza alla penicillina
• Vancomicina
• Farmaco di prima scelta
• Resistenza è già stata osservata
Streptococcus
Genere: Streptococcus
Caratteristiche generali
• Cocchi Gram-positivi
(diametro: 0.6-1μm) con caratteristica disposizione
a catenella
• Aerobi-anaerobi facoltativi
• Asporigeni
• Immobili
• Ossidasi negativi
• Catalasi negativi
gli stafilococchi sono catalasi positivi
Streptococcus in chains
• Streptococci
• Lancefield groups
*one or more species per group
*surface antigens
groupable streptococci
• A, B and D
–most important
• C, G, F
–rare
Autolisi - identificazione
autolisina
Acido teicoico
peptidoglicano
Membrana cellulare
(Acido lipoteicoico)
Bile
Reazione di Quellung
• utilizza antisieri specifici
• capsula "fixed"
• visibile al microscopio
Another Rapid “Strep” Test
Throat swab extract
(+/- streptococcal antigen)
-
+
Antibody
Liposome
Streptococcal antigen
Post-infectious diagnosis
(serology)
• antibodies to streptolysin O
• important if delayed clinical
sequelae occur
Non-groupable
• S. pneumoniae
–pneumonia
• viridans streptococci
–e.g. S. mutans
* dental caries
hemolysis reaction - sheep blood
agar
• alpha
– partial hemolysis
• green color
• beta
– complete clearing
– A and B
• gamma
– no lysis
Hemolysis
• Groups A an B
– beta
• Group D
– alpha
• S. pneumoniae and viridans
– alpha
S. pneumoniae
S. pneumoniae
• Diplococchi lanceolati
• Alfa emolitico
• pneumolisina
– Degrada i globuli rossi in condizioni di
anaerobiosi
• cresce su agar-sangue
• non possiede antigene di gruppo (Lancefield)
Capsula
• Importante fattore di patogenicità
– Ceppi virulenti
• Proprietà anti-fagocitarie
• Proprità antigeniche (carboidrati)
– Variabili nei vari stipiti – almeno 83 sierotipi
diversi
Capsula
• immunità
– Sierotipo specifica
• vaccino contiene diversi sierotipi
Reazione di Quellung
• utilizza antisieri specifici
• capsula "fixed"
• visibile al microscopio
Patogenesi
• Acido Teicoico
– Attivazione del complemento
– Richiamo di un elevato numero
di cellule infiammatorie al sito
d’infezione
S. pneumoniae
• Principale agente eziologico delle
polmoniti nell’uomo
– Particolarmente nei bambini e negli
anziani
– In seguito a “danno” delle vie
respiratorie
e.g. dopo infezione virale
• Batteremie/Setticemie
• Meningiti
• Otiti medie
Streptococcus pneumoniae:
TRANSMISSION AND COLONISATION
Nasopharyngeal carriage may occur in up to 60% of healthy pre-school
children and up to 30% of healthy older children and adults
Nasal cavity
Asymptomatic
carrier
Nasopharynx: site
of colonisation
Aerosol
Trachea
Inhalation
Patient with
pneumococcal
disease
Dissemination
Fedson, Musher, in Vaccines, 1994
Musher, in Principles and Practice of Infectious
Diseases, 1995
DISEASES CAUSED BY
STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE
PNEUMOCOCCAL INFECTION
Non-invasive disease
• Sinusitis (sinuses)
• Otitis media (middle ear)
• Pneumonia (lungs)
Invasive disease
• Bacteraemia (blood)
•
•
•
•
Meningitis (CNS)
Endocarditis (heart)
Peritonitis (body cavity)
Septic arthritis (bones and
joints)
• Others (appendicitis,
salpingitis, soft-tissue
infections)
Musher, in Principles and Practice of Infectious
Diseases, 1995
PNEUMOCOCCUS:
PATHOGENESIS
Salyers, Whitt, in Bacterial Pathogenesis, 1994
Diagnosi - liquor
• Colorazione di Gram diretta
• Test per determinare la presenza di antigeni
capsulari
• Esame colturale
• Identificazione
• Antibiogramma
Diagnosi di laboratorio
• Microscopia e colorazione di Gram diretta
• Esame colturale
• Colonie alpha emolitiche
• “Ombellicate”
• Identificazione
• Sensibilità all’optochina
• Solubilità al bile
• Reazione di “Quellung”
• Antibiogramma
Identificazione
Sensibile all’optochina
Terapia
• S. pneumoniae
–penicillina
–problema terapeutico dovuto ad
un aumento nella resistenza
Group A streptococcus (S. pyogenes)
Streptococcus pyogenes
Habitat
• Presenti nell’uomo
– Tratto respiratorio
– Cute
– Tratto intestinale
• Portatori sani 4-25%
(le % più alte nei bambini)
Trasmissione
• Interumana
(principalmente secrezioni alte vie respiratorie)
Soggetti colpiti
• Particolarmente comune in età pediatrica (5-15 anni)
Streptococcus pyogenes
Fattori di virulenza
• Cellulari
– Capsula (non immunogena)
• Potere antifagocitario
– Proteina M (ca 80 tipi - principale fattore di virulenza)
• Potere antifagocitario
• Potere immunogeno
– Principale target dell’immunità naturale
– Variabilità antigenica nell’ambito della specie
– Possibili reinfezioni con tipi antigenici diversi
• Patogenesi sequele post-infettive
• Super antigene
– Proteina F1
• responsabile per l’internalizzazione del microrganismo
Streptococcus pyogenes
β emolitico di Gruppo A
(responsabile di circa il 90% delle infezioni
streptococciche umane)
Ulteriormente suddivisibile in base alle
caratteristiche antigeniche di alcune
proteine di parete
• Proteina M
• Proteina T
• Proteina R
M protein
IMMUNE
Complement
IgG
r
r
r
M protein
NON-IMMUNE
peptidoglycan
fibrinogen
r
r
r
Internalizzazione di S.
pyogenes
lipoteichoic acid
F-protein
fibronectin
epithelial cells
Streptococcus pyogenes
Fattori di virulenza
• Extra Cellulari
– Esoenzimi
•
•
•
•
•
Ialuronidasi
Streptochinasi
NADasi
DNAsi
C5a peptidasi
– Tossine
• Eritrogenica (scarlattina)
– Ceppi lisogeni portatori di un fago che codifica per la
tossina
– 4 varietà antigeniche
(A, B, C e D)
• Citotossine/emolisine
– Streptolisina O
– Streptolisina S
Streptococcus pyogenes
Manifestazioni cliniche
• Acute/Suppurative
(infezioni primarie)
• Non suppurative
(complicanze dell’infezione primaria)
Streptococcus pyogenes
Manifestazioni Acute/Suppurative
• Angina streptococcica
± Scarlattina
(Complicanze suppurative)
•
•
•
•
•
Ascesso peritonsillare
Otite media
Mastoidite
Polmonite
Meningite
• Infezioni cutanee e sottocutanee
– Impetigine
– Erisipela
– Cellulite
• Sindrome da shock tossico/fascite necrotizzante
• (Febbre puerperale)
Streptococcus pyogenes
Manifestazioni Non Suppurative
• 1-3 mesi dall’episodio acuto
• 0.1-1% dei casi
– Glomerulonefrite post-streptococcica
– Febbre reumatica acuta
– Eritema nodoso
Rheumatic fever -etiology
 M protein
– cross-reacts heart myosin
– autoimmunity
 cell wall antigens
– poorly digested in vivo
– persist indefinitely
Streptococcus pyogenes
Diagnosi di laboratorio
Test rapido
Tampone colturale:
Esame colturale
– Semina su agar sangue:
• Colonie 1-2 mm di diametro
(aspetto ± mucoso) circondate da
β emolisi
Identificazione
– Cocchi Gram +vi
– Catalasi negativi
– Sensibili alla bacitracina
– Gruppo A con test al lattice
(agglutinazione antigene-anticorpo)
Streptococcus pyogenes
Prove sierologiche
• Determinazione del titolo ASL ca. 2-3 settimane dopo
l’infezione (particolarmente importante per la diagnosi delle
sequele non suppurative)
quantità note di streptolisina S
+
quantità scalari di siero
incubazione a 37° per 1 h
aggiunta di 5% di sangue di coniglio
incubazione a 37° per 45’
EMOLISI
ASSENZA DI EMOLISI
(neutralizzazione della streptolisina)
Titolo di Todd: reciproco della più alta diluizione di siero in
grado di inibire l’emolisi
Another Rapid “Strep” Test
Throat swab extract
(+/- streptococcal antigen)
-
+
Antibody
Liposome
Streptococcal antigen
Post-infectious diagnosis
(serology)
• antibodies to streptolysin O
• important if delayed clinical
sequelae occur
Streptococcus pyogenes
Terapia
• Penicillina
(farmaco di prima scelta)
• Macrolidi
(farmaci di seconda scelta)
Rheumatic fever
• penicillin
- terminates pharyngitis
- decreases carditis
Streptococcus agalactiae
Group B streptococcus
• neonatal meningitis
• septicemia
• transmission
– vaginal flora
Group B streptococcus identification
• Beta hemolysis
• hippurate hydrolysis
• CAMP reaction
– increases beta hemolysis of S.
aureus
Group D streptococcus
• Growth on bile esculin agar
– black precipitate
• 6.5% saline
• grow
– enterococci
• no growth
– non-enterococci
Enterococci
• distantly related to other streptococci
• genus Enterococcus
• gut flora
– urinary tract infection
• fecal contamination
– opportunistic infections
• particularly endocarditis
• most common E. (S.) faecalis
ENTEROCOCCHI
• (Gruppo D di Lancefield)
– Enterococcus faecalis
– Enterococcus faecium
– Enterococcus durans
• Habitat
• presenti in natura, nell’intestino dell’uomo, negli
alimenti
• Coltura
• Agar sangue (non emolitici/alfa emolisi)
• Identificazione
• Capaci di crescere in presenza di bile
• Idrolizzano l’esculina
ENTEROCOCCHI
• Principali patologie
–
–
–
–
–
Infezioni delle vie urinarie
Endocarditi subacute
Setticemie
Ascessi intraaddominali
Infezioni dei tessuti molli
• Terapia –
• Patogeni frequentemente antibiotico-resistenti
• Aminopenicilline/Ureidopenicilline
• Glicopeptidi
Enterococci
• resistant to many antibiotics
– including vancomycin
• terminal D-ala replaced by D-lactate
Minute colony streptococci
Various groups (e.g. group A)
– genetically distinct
* from large colony (e.g S. pyogenes)
– no rheumatic fever
Large colony
Minute colony
Viridans streptococci
•
•
•
•
•
•
•
diverse species
oral
dental caries
alpha hemolytic and negative for other tests
non-groupable.
includes S. mutans
endocarditis
– tooth extraction
Summary Figure (Identification Scheme)
Note: Strep. viridans
are alpha hemolytic and
negative for all the tests
below
GRAM POSITIVE COCCI
Catalase
Streptococcus (pairs & chains)
+
Staphylococcus (Clusters)
Coagulase
+
S. aureus
&hemolytic
mannitol
yellow
-
Hemolysis
•
S. epidermidis
nonhem olytic (usua lly)
mannitol
(2)
white
•
BETA: Bacitracin
S .pyogenes (group A)
+
CAMP/Hippurate
+
S. agalactiae (group B)
ALPHA: Optochin/Bile Solubility
GAMMA: Bile Es culin
+
S. pneumoniae
+ 6.5% NaCl +
Group D*
Enterococcus
Bile Esc ulin
NaCl
Group D*
+ 6.5%
Non-Enterococcus
(*can also be beta or alpha hemolytic)