Gram negatív fakultatív anaerob pálcák Enterobacteriaceae II. Dr. Berek Zsuzsa 2009 November 11
GRAM NEGATÍV PÁLCÁK AEROB Bordetella Brucella Francisella Pseudomonas Acinetobacter Legionella
FACULTATIV ANAEROB Haemophilus Pasteurella Familia: Enterobacteriaceae Vibrionaceae Cardiobacterium Eikenella Kingella Actinobacillus
ANAEROB Bacteroides Prevotella Porphyromonas Fusobacterium
MICROAEROPHIL Campylobacter Helicobacter
Enterobacteriaceae Morphologia: - Gram negativ pálcák - csilló (ex.: Klebsiella, Shigella) Tenyésztés: egyszerű táptalajon (agar, véres agar) differenciálás: patogén - fakultatív patogén (biokémiai tulajdonságok alapján) a) szelektív táptalaj b) differenciáló táptalaj c) indikátor táptalaj
Enterobacteriaceae Antigének és Virulencia faktorok: O (sejtfal) H (csilló) K (tok) felszíni fehérjék pilusok exotoxinok endotoxin
BACTERIALIS BÉLFERTZŐZÉSEK I. Typus Enterotoxin Hypersecretio vékonybél
II. Typus Inflammatio Invasio a mucosaba Vastagbél
III. Typus Penetratio, Generalisatio Intracellularis kórokozó Ileum
vizes hasmenés
gennyes, véres, nyákos hasmenés
Typhus, Sepsis
Vibrio cholerae Escherichia coli (ETEC)
Shigella E. coli (EIEC) (EPEC, EHEC) Salmonella Yersinia enterocolitica Campylobacter jejuni Aeromonas sp. Vibrio parahaemolyticus
Salmonella typhi S. paratyphi A, B Yersinia enterocolitica Y. pseudotuberculosis Campylobacter fetus
Exogen, bejutás: per os, faeco–oralis transmissio; hygiene! Clostridium difficile Clostridium perfringens
Enterobacteriaceae Fakultatív pathogen genus Escherichia Klebsiella csoport Enterobacter Edwardsiella Citrobacter Proteus csoport Serratia Providencia Morganella
Obligat pathogen (genera) Escherichia coli ETEC (enterotoxic) EPEC (enteropathogenic) EIEC (enteroinvasive) EHEC (enterohemorrhagic) EAggEC (enteroaggregativ) Shigella S. dysenteriae S. flexneri S. boydii S. sonnei Salmonella S. typhi S. paratyphi Yersinia Y. pestis Y. pseudotuberculosis Y. enterocolitica
Salmonellae
Salmonella sp.
www.about-salmonella.com
www.ltsa.fr
Salmonella typhi, S. paratyphi A, B, C Obligat human pathogen
Antigének O H (flagella) felszíni Vi Ag = tok gripsdb.dimdi.de
Antigenstruktur von Salmonella typhi
Salmonella typhi, S. paratyphi A, B, C Pathogenesis forrás betegek, hordozók; Kontaminálódott élelmiszer, ivóvíz Behatolási kapu száj Î bél Î vér Î szervek: lép, máj, epe(utak), csontvelő, vese, agy Ileum: ulceratio (vérző fekélyek, Perforatio) kórképek: Typhus abdominalis Salmonella typhi Paratyphus S. paratyphi A, B, C
Salmonella typhi, S. paratyphi A, B, C
Figure 1. Salmonella typhi, the agent of typhoid. Gram stain. (CDC)
www.textbookofbacteriology.net
Figure 2. Flagellar stain of a Salmonella typhi. Like E. coli, Salmonella are motile by means of peritrichous flagella. A close relative that causes enteric infections is the bacterium Shigella. Shigella is not motile, and therefore it can be differentiated from Salmonella on the basis of a motility test or a flagellar stain. (CDC)
Typhus abdominalis
Roseolenartiges, makulopapulöses Exanthem bei Typhus abdominalis gripsdb.dimdi.de
Rose spots on abdomen of a patient with typhoid fever www.wrongdiagnosis.com due to the bacterium Salmonella typhi.
Rose spots on the chest of a patient with typhoid fever www.wrongdiagnosis.com due to the bacterium Salmonella typhi.
Fig. 4.37 Typhoid fever. Numerous ulcers of the small intestine overlying hyperplastic lymphoid follicles (Peyer’s patches). By courtesy of Dr. J. Newman.
Fig. 4.39 Typhoid fever. Mononuclear cells and red blood cells in the stool. Trichrome stain. By courtesy of Dr. H.L. DuPont.
Typhus abdominalis Diagnosis Direct kimutatás (vér, széklet, vizelet) Selective táptalajok ellenanyag kimutatás (cső-agglutináció)) Prophylaxis Expositios prophylaxis Immun-prophylaxis: 1) Aktív oral immunisatio Ty21, egy apathogen, attenuált törzs 2) Parenteral injectio Vi tok-polysaccharid S. typhi Type-2
www.spiceisle.com
Therapia Ampicillin Trimethoprim Chloramphenicol Hordozók meggyógyítása! „Typhoid Mary”
Salmonella - Salmonellosis Ubiquiter: S. typhimurium, S. enteritidis etc. Pathogenitás: madarak (tojás!), sertés, szarvasmarha, egér, patkány és ember Pathogenesis forrás: fertőzött állatok, kontaminált élelmiszer BAKTÉRIUM AZ ÉLELMISZERBEN SZAPORODIK! Î Endotoxin felszabadulás a bélben Kórkép: – Endotoxin hatás 1. ÉTELMÉRGEZÉS (nincs baktérium szaporodás a bélben!) 2. (Gastro)Enteritis (II. typus, min. szaporodás a bélben) Diagnosis: direct kimutatás (élelmiszer) Prophylaxis: élelmiszer és konyha hygiene
Figure 21-3 Invasion of intestinal mucosa by Salmonella.
medmicro
Typhus abd.
www.idph.state.il.us
Salmonella sp.
spacescience.com
www.arches.uga.edu
Salmonella sp.
Salmonella enterica
www.textbookofbacteriology.net www2.nphs.wales.nhs.uk
Figure 3. Salmonella sp. after 24 hours growth on XLD agar.
www.textbookofbacteriology.net
Figure 4. Colonial growth Salmonella choleraesuis subsp. arizonae bacteria grown on a blood agar culture plate. Also known as Salmonella arizonae, it is a zoonotic bacterium that can infect humans, birds, reptiles, and other animals. (CDC) www.textbookofbacteriology.net
wqc.arizona.edu Rambach™ Agar For detection of Salmonella spp. •Salmonella - red •other bacteria - blue, violet, colourless, or inhibited. www.chromagar.com
Isolation of Salmonella from Environmental Samples
TSI Medium
pathmicro.med.sc.edu
Identification
Salmonella typhimurium HE agar
www.textbookofbacteriology.net
Enterobacteriaceae Fakultatív pathogen genus Escherichia Klebsiella csoport Enterobacter Edwardsiella Citrobacter Proteus csoport Serratia Providencia Morganella
Obligate pathogen (genera) Escherichia coli ETEC (enterotoxisch) EPEC (enteropathogene) EIEC (enteroinvasive) EHEC (enterohemorrhagisch) EAggEC (enteroaggregativ) Shigella S. dysenteriae S. flexneri S. boydii S. sonnei Salmonella S. typhi S. paratyphi Yersinia Y. pestis Y. pseudotuberculosis Y. enterocolitica
Shigella S. dysenteriae* 10 Serotypus S. flexneri* 6 Serotypus S. boydii 15 Serotypus S. sonnei Antigen O * Toxin
Shigella sonnei
Shigella Virulencia faktorok Exotoxin cytotoxicus (sejtlysis!); Enterotoxicus; Paralyticus – letalis activitas Fragment A, B (5) – Glycolipid Ð Proteinsynthesis gátló – kötődés és a 60s Ribosoma alegység gátlása Î sejthalál OMP (Ipa, Ics) Endotoxin - LPS
Shigella Pathogenitás, infekció – ID50: 100-200 Bacterium Behatolás és szaporodás Epithel sejtekben: Invasion Plasmid Antigens – Ipa Intercellular Spread – Ics Pathogenesis, kórképek Localis Infectio Epithel necrosis, ulceratio Absorptio gátlás HUS!
Shigella
Medmicro
Shigella
mgc.ac.cn/VFs/Figures/Shigella
faculty.ccbcmd.edu
Fig. 2: Shigella Passing Through the Mucous Membrane and …
… Invading Mucosal Epithelial Cells
Fig. 4.33 Shigellosis. Sigmoidiscopic view of colonic mucosa in a mild case of infection due to S. flexneri. Note the thin whitish exsudate, which is made up of fibrin and polymorphonuclear leucocytes. By courtesy of Dr. R.H. Gilman.
Fig. 4.34 Shigellosis. Sigmoidiscopic view of colonic mucosa in a fatal case of infection with S. dysenteriae type 1 showing extensive pseudomembranous colitis. By courtesy of Dr. R.H. Gilman and Dr. F. Koster.
Fig. 4.18 Positive Serény test. Keratoconjunctivitis in the rabbit produced by the instillation of shigella microorganism. By courtesy of Dr. H.L. DuPont.
Shigella Diagnosis Direct kimutatás (széklet) Differenciálás – Selectiv táptalajok Identificatio Szerotipizálás www.textbookofbacteriology.net
TSI Medium
pathmicro.med.sc.edu
Identification
Shigella boydii colonies on blood agar
www.biologie.de
D: Proteus mirabilis
C: Salmonella sp. Both Salmonella sp. & Proteus mirabilis product hydrogen sulfide.
E: Pseudomona aeruginosa
www.rci.rutgers.edu
B. Escherichia coli A. Klebsiella pneumoniae Klebsiella pneumoniae & Escherichia coli are positive for acid production from fermentation of the carbohydrate(s) present.
The Pseudomonas colonies are nearly colorless.
Appearance of Colonies on Salmonella-Shigella Agar
Shigella Prophylaxis Expositios prophylaxis – Hygiene, rendszabályok Therapia Antibiogram Tetracylin, Ampicillin, Chloramphenicol, Sumetrolim
Enterobacteriaceae Fakultatív pathogen genus Escherichia Klebsiella csoport Enterobacter Edwardsiella Citrobacter Proteus csoport Serratia Providencia Morganella
Obligate pathogen (genera) Escherichia coli ETEC (enterotoxic) EPEC (enteropathogenic) EIEC (enteroinvasive) EHEC (enterohemorrhagic) EAggEC (enteroaggregativ) Shigella S. dysenteriae S. flexneri S. boydii S. sonnei Salmonella S. typhi S. paratyphi Yersinia Y. pestis Y. pseudotuberculosis Y. enterocolitica
Yersinia enterocolitica
flagellae
www.wadsworth.org
Morphologia Gram negativ, bipolaris pálcák
www.ktl.fi
Yersinia enterocolitica tenyésztés optimum 28°C, motilitás 28°C Antigenek O és H
Y. enterocolitica O:5,27 CIN-ag
www.szu.cz
Blood agar
Y. enterocolitica
de.wikipedia.org
Figure 29-7 Pathogenesis of Y. enterocolitica. Kórkép Enterocolitis Lymphadenitis mesenterica
Diagnosis Direct kimutatás Serologia Serotyp
Therapia Tetracyclin Chloramphenicol Sumetrolim
Yersinia pseudotuberculosis Morphologia Gram negativ, bipolaris pálca flagellae tenyésztés könnyű, 37°C és 20°C; 4°C motilitás 20°C
www.microbes-edu.org
Pathogenitás Pseudotuberculosis rágcsálók forrás: Beteg állatok behatolás: száj, mucosa
Y. pseudotuberculosis
Yersinia pseudotuberculosis Kórképek Lymphadenitis mesenterica Septicus-typhous Forma Enteritis Diagnosis Direct kimutatás Szerotipizálás (O3 és O9; újabban O8) – Agglutinatio Serologia Therapia Tetracyclin
Fig. 4.50 Yersinia infection. Gross specimen of ileum, showing superficial necrosis of the intestinal musosa with several well-defined deep and superficial ulcers.
Y. pseudotuberculosis
www.llnl.gov
Microaerophil Gram negativ pálcák – Campylobacter és Helicobacter
BACTERIALIS BÉLFERTZŐZÉSEK I. Typus Enterotoxin Hypersecretio vékonybél
II. Typus Inflammatio Invasio a mucosaba Vastagbél
III. Typus Penetratio, Generalisatio Intracellularis kórokozó Ileum
vizes hasmenés
gennyes, véres, nyákos hasmenés
Typhus, Sepsis
Vibrio cholerae Escherichia coli (ETEC)
Shigella E. coli (EIEC) (EPEC, EHEC) Salmonella Yersinia enterocolitica Campylobacter jejuni Aeromonas sp. Vibrio parahaemolyticus
Salmonella typhi S. paratyphi A, B Yersinia enterocolitica Y. pseudotuberculosis Campylobacter fetus
Exogen, bejutás: per os, faeco–oralis transmissio; hygiene! Clostridium difficile Clostridium perfringens
Spiralis & hajlott Gram-negativ bacteriumok
Spirillaceae
Campylobacter
C. jejuni
Helicobacter
H. pylori
Spirillum
S. minus
Legfontosabb Campylobacter fajok Species
C. jejuni C. coli
C. fetus
C. lari
C. upsalensis
Reservoir
kórképek
Gastroenteritis, szárnyas, sertés, sepsis, szarvasmarha, meningitis, nyúl Guillan-Barré
előfordulás gyakori
sertés, szárnyas, szarvasmarha, birka
Sepsis, gastroenteritis, meningitis
Uncommon
szarvasmarha, birka
Sepsis, gastroenteritis, meningitis
Uncommon
szárnyas, sertés, macska, majom, ló
Gastroenteritis, sepsis
ritka
kutya, macska
Gastroenteritis, sepsis, abscess
?
Campylobacter Morphologia Gram negativ hajlott pálca (0,3–0,6 μm)
Campylobacter
www.wadsworth.org
Polaris flagellum
Transmission electron micrographs of Campylobacter jejuni, negatively stained to enhance contrast.
www.shef.ac.uk
Campylobacter jejuni
Campylobacter jejuni
www.indigo.com
Campylobacter tenyésztés Microaerophil 5–7% O2 5–10% CO2 Thermophil: 42ºC
Campy-blood-agar medinfo.ufl.edu
Special media
www.biomerieux.com
Campylobacter
C. jejuni, SEM
Biokémia reakciók Non-fermenting • Catalase +, Oxidase + • Nitrate reductio + • Antigen szerkezet – O, H, K (Serotyping)
C. jejuni, SEM
Campylobacter Virulencia faktorok
flagellum ⇒ motilitás Adhaesio-s faktorok Invasio-s faktorok (?) Cytotoxin C. fetus: S-Protein ⇒ C3b kötődés gátlása ⇒ antiphagocyter hatás • LPS • • • • •
Complicatio: • Guillan-Barré Syndroma Szerkezeti hasonlóság: LPS-core és glycosphingolipid of Gangliosids (GM1, GM2) ⇒Antibodies against GM1 ⇒ Autoimmun folyamat ⇒ Demyelinisatio
C. coli & Guillan-Barré syndrome
Epidemiologia • Zoonosis! • forrás: kontaminált élelmiszer & víz Nem megfelelő hőkezelés • Emberről emberre: Faeco-oralis úton (gyermekek). • ID: 500 (low) • gyakori (fejlődő országokban a hasmenések 80%)
Campylobacteriosis: klinikai kép • • • • •
Incubatio: 1–2 nap Véres széklet láz Hasi fájdalom, görcsök Spontan gyógyulás: 1–7 nap alatt • Complicatio – – – –
Időbeli elhúzódás Systemás infectio Reactive arthritis Guillan-Barré syndroma
Diagnosis • minta – széklet – haemokultura, liquor – élelmiszer
• tenyésztés (microaerophil, thermophil) • Identificatio • antibiogram Campylo-agar culture
Biochemical identification
Therapia & Preventio • Supportiv (folyadék, electrolyt) • Antibiotikum therapia – Gastroenteritis • Erythromycin, Doxycycline, Ciprofloxacin, Amoxicillin/clavulanic acid
– Systemás infectio • Carbapenem, Aminoglycoside, Chloramphenicol
• Preventio: élelmiszer hygiene
Helicobacter pylori Morphologia • Gram negativ, spiralis pálca Polaris flagellae: Motilitas tenyésztés • Microaerophil Biokémiai reakciók • Non-fermenting • Catalase + • Oxidase + • Urease + (!)
H. pylori
Virulencia faktorok • • • • • •
Adhaesinek (HOP) Flagellae (Motilitas) Mucinase, phospholipase Urease activitas Vacuolizáló cytotoxin Protein CagA Translocation via Type IV. Secretion-system changing cytoskeleton Il-8, Il-1, TNFα Stimulation
Urease positive
Cytotoxic effect in HeLa cells
H. pylori Epidemiologia • Világ szerte • Reservoir: emberek • Transmissio – Faeco-oralis – Oro-oralis (nyál) – Endoscope!
Klinikai kép Acut Gastritis Chronic-active Gastritis Gastroduodenal Ulcus Tumor
H. pylori & pepticus fekély
Chronic gastritis H. pylori on gastric mucosa, SEM
H. pylori histology, silver impregnation
Duodenal ulcer
H. pylori & gyomor carcinoma
Antral adenocarcinoma gastroscopic finding
Gastric adenocarcinoma with liver metastasis & ascites
Diagnosis H. pylori • direct kimutatás: Helicobacter Antigen székletmintából • biopsia: Histopathology, tenyésztés, molecularbiologia (PCR) • radioactive Urea expiration test • serologia: AT kimutatás
Radioactive Urea kilégzési test
Microbiologiai Diagnosis H. pylori ellenanyagok – serum
tenyésztés – Biopsia Material
H. pylori ELISA (IgG, IgA)
H. pylori culture
H. pylori Western blot
Biochemical identification
H. pylori Eradicatio • Combinatio - Therapia – Proton pumpa inhibitorok – Antibioticumok • Clarithromycin + Metronidazole • Amoxicillin + Metronidazole • Doxycycline + Metronidazole
– Eradicatio: 90%
Santorini, 2009
THE END
