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07.genere streptococcus - Facoltà di Medicina e Chirurgia

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UNIVERSITA' degli STUDI <strong>di</strong> PERUGIA<br />

<strong>Facoltà</strong> <strong>di</strong> MEDICINA e CHIRURGIA<br />

Corso <strong>di</strong> Laurea in Me<strong>di</strong>cina e <strong>Chirurgia</strong><br />

AA 2011-2012<br />

Genere<br />

Streptococcus


cocchi Gram +: 21 generi che colonizzano l’uomo<br />

i generi “catalasi +” sono:<br />

• Staphylococcus<br />

• Micrococcus<br />

• Alloiococcus<br />

• Stomatococcus<br />

i generi “catalasi –” sono:<br />

• Streptococcus<br />

• Enterococcus<br />

Genere Streptococcus<br />

principali specie:<br />

• S. pyogenes<br />

• S. agalactiae<br />

• S. anginosus<br />

• S. bovis<br />

• S. mitis<br />

• S. mutans<br />

• S. salivarius<br />

• S. pneumoniae


• cocchi Gram+ a catenella<br />

• aerobi-anaerobi facoltativi<br />

• <strong>di</strong>ametro <strong>di</strong> 0.5-2.0 micron<br />

• crescono in agar-sangue<br />

• colonie <strong>di</strong> 1-2 mm<br />

(emolisi: alfa, beta, gamma)<br />

• capsulati, immobili, asporigeni<br />

• metabolismo omolattico<br />

• catalasi negativi<br />

Genere Streptococcus


Genere Streptococcus<br />

Gli streptococchi si classificano in base a:<br />

1) proprietà sierologiche (gruppi <strong>di</strong> Lancefield)<br />

2) caratteristiche emolitiche (emolisi alfa, beta, gamma)<br />

3) caratteristiche biochimiche (fisiologiche)<br />

S. pyogenes<br />

S. mutans S. agalactiae


Genere Streptococcus<br />

Classificazione <strong>di</strong> Lancefield:<br />

in base al carboidrato gruppo specifico<br />

Rebecca Craighill Lancefield<br />

• antigeni gruppo-specifici: carboidrati della parete<br />

messi in evidenza con test rapi<strong>di</strong><br />

• con tale classificazione si identificano solamente alcuni<br />

streptococchi (gruppi antigenici da A a H e da K a V)<br />

• n.b.:<br />

gli streptococchi α-emolitici e non-emolitici <strong>di</strong> solito<br />

non presentano gli antigeni gruppo-specifici


Gruppo D: enterococchi<br />

Classificazione degli streptococchi<br />

S. pneumoniae e viridanti: manca l’antigene <strong>di</strong> Lancefield<br />

da P.R. M urra y, K.S. Rose nthal, G .S . K obayashi, M .A. Pf aller<br />

Mic ro biolog ia<br />

EDI SES


Streptococchi e<br />

malattie associate<br />

da P.R. M urra y, K.S. Rose nthal, G .S . K obayashi, M .A. Pf aller<br />

Mic ro biolog ia<br />

EDI SES


Streptococcus pyogenes


Genoma dello S.pyogenes<br />

• Recentemente sono stati sequenziati gli interi genomi <strong>di</strong><br />

<strong>di</strong>versi ceppi <strong>di</strong> S.pyogenes con <strong>di</strong>fferenti proprietà<br />

sierologiche e <strong>di</strong> virulenza. Un carattere <strong>di</strong>stintivo è la<br />

presenza <strong>di</strong> genomi fagici completi, che costituiscono il<br />

10% del genoma totale. Sono i fagi i protagonisti del<br />

trasferimento genico orizzontale in S.pyogenes, e quin<strong>di</strong><br />

della sua complessiva evoluzione, col continuo emergere<br />

<strong>di</strong> nuovi cloni con nuove caratteristiche e nuovi profili <strong>di</strong><br />

virulenza.


• emolisi <strong>di</strong> tipo Beta<br />

• nella parete sono presenti<br />

Genere Streptococcus<br />

Streptococcus pyogenes<br />

antigeni gruppo-specifici<br />

e<br />

antigeni tipo-specifici


Streptococcus pyogenes<br />

antigeni gruppo-specifici<br />

Carboidrato gruppo specifico:<br />

- costituisce il 10% del peso secco della cellula<br />

- è un <strong>di</strong>mero <strong>di</strong> N-acetilglucosamina e ramnosio.<br />

Streptococcus pyogenes: gruppo A


Streptococcus pyogenes<br />

antigeni tipo-specifici<br />

Proteina M (tipo-specifica)<br />

- la proteina è tipo-specifica, associata agli streptococchi<br />

virulenti.<br />

- è formata da 2 catene polipepti<strong>di</strong>che unite a formare una<br />

alfa-elica.<br />

- l’estremità COOH-terminale è ancorata alla membrana<br />

citoplasmatica ed è costante.<br />

- l’estremità NH 2-terminale è responsabile della <strong>di</strong>versità<br />

antigenica <strong>di</strong> più 100 sierotipi M.<br />

Le proteine M sono sud<strong>di</strong>vise in classe I (associata alla<br />

febbre reumatica) e classe II<br />

Sono co<strong>di</strong>ficate a livello del “gene emm"


Streptococcus pyogenes<br />

Altri componenti <strong>di</strong> superficie:<br />

- Proteine tipo-M: sono co<strong>di</strong>ficate nel “gene emm"<br />

(geni deputati alla sintesi della proteina M, tipo M ed<br />

altre che si legano alle Ig)<br />

Il sequenziamento del gene emm che co<strong>di</strong>fica per<br />

la proteina M permette la classificazione a fini epidemiologici<br />

M protein gene (emm) typing Streptococcus pyogenes


Controllo genico della patogenicità<br />

• Il controllo e l’espressione <strong>di</strong> questi <strong>di</strong>versi fattori <strong>di</strong>pende da<br />

complessi sistemi <strong>di</strong> modulazione genetica, <strong>di</strong> cui l’es. più<br />

conosciuto è Mga (multiple gene activator). Il gene mga<br />

co<strong>di</strong>fica una proteina che si lega ai siti promotori <strong>di</strong> alcuni geni<br />

<strong>di</strong> virulenza regolandone la sintesi. Diversi <strong>di</strong> questi geni sono<br />

a<strong>di</strong>acenti uno all’altro all’interno del cosiddetto Mga regulon<br />

(che rappresenta una delle principali isole <strong>di</strong> patogenicità <strong>di</strong><br />

S.pyogenes) e sono espressi in modo coor<strong>di</strong>nato (tra questi il<br />

gene emm della proteina M). Altri <strong>di</strong> questi geni, la cui sintesi è<br />

regolata dal prodotto mga, hanno invece <strong>di</strong>fferenti<br />

localizzazioni genetiche.


Controllo genico della patogenicità<br />

• I complessi sistemi che presiedono al controllo e alla regolazione<br />

dell’espressione dei vari fattori <strong>di</strong> patogenicità sono soggetti a una<br />

continua evoluzione. Lo <strong>di</strong>mostra, la <strong>di</strong>versa virulenza dei ceppi<br />

che hanno prevalso in tempi <strong>di</strong>versi, con conseguenze cliniche ben<br />

<strong>di</strong>verse: ad es. in relazione alla gravità dei quadri <strong>di</strong> faringotonsillite<br />

e alla potenzialità reumatogena (oggi assai minore che in<br />

passato), o alla tendenza a sviluppare infezioni invasive (oggi, in<br />

aumento). Un ruolo cruciale, in questa continua evoluzione e<br />

<strong>di</strong>versificazione dei ceppi <strong>di</strong> S.pyogenes e della loro potenzialità<br />

patogena, è svolto dagli intensi scambi genetici fra i <strong>di</strong>versi ceppi<br />

(spesso me<strong>di</strong>ati da fagi), che tendendo a garantire una sempre<br />

maggiore fitness e possono conferire nuove e <strong>di</strong>verse<br />

caratteristiche <strong>di</strong> virulenza.


Streptococcus pyogenes<br />

- Proteina T (proteina tripsina-resistente)<br />

- Proteina F: facilita il legame alla cellula ospite<br />

legandosi alla fibronectina presente sulla superficie<br />

della cellula ospite<br />

- Acido lipoteicoico: insieme alla proteina F<br />

determina il legame alla fibronectina


Fattori <strong>di</strong> virulenza<br />

degli streptococchi<br />

<strong>di</strong> gruppo A<br />

da P.R. M urra y, K.S. Rose nthal, G .S . K obayashi, M .A. Pf aller<br />

Mic ro biolog ia<br />

EDI SES


Streptococcus pyogenes<br />

FATTORI DI VIRULENZA<br />

- capsula<br />

- tossine<br />

- enzimi<br />

Capsula:<br />

• composta da acido ialuronico<br />

• non immunogena<br />

• possiede attività antifagocitaria (insieme alla proteina M)


Streptococcus pyogenes<br />

fattori <strong>di</strong> virulenza: TOSSINE<br />

Esotossine pirogeniche streptococciche<br />

(Spe) dette anche tossine eritrogeniche:<br />

sono 4: SpeA, SpeB, SpeC e SpeF<br />

• Prodotte da ceppi lisogeni<br />

• Agiscono da superantigeni<br />

• Permettono il rilascio <strong>di</strong> grosse quantità <strong>di</strong><br />

citochine che me<strong>di</strong>ano <strong>di</strong>versi effetti biologici<br />

tra cui lo shock, l’insufficienza d’organo e il<br />

collasso.<br />

• SONO RESPONSABILI DELL’ERITEMA<br />

DELLA SCARLATTINA.


Streptococcus pyogenes - FATTORI DI VIRULENZA<br />

ENZIMI (a)<br />

Streptolisina<br />

• Streptolisina S: siero-solubile, ossigeno stabile.<br />

Lisa globuli rossi, leucociti, piastrine.<br />

Stimola il rilascio <strong>di</strong> enzimi lisosomiali dopo fagocitosi.<br />

Non è immunogena.<br />

• Streptolisina O: ossigeno labile.<br />

Lisa leucociti, piastrine, eritrociti, stimola il rilascio <strong>di</strong><br />

enzimi lisosomiali.<br />

È immunogena: induce Ab rivelabili con il TAOS


Streptococcus pyogenes - FATTORI DI VIRULENZA<br />

ENZIMI (b)<br />

Streptochinasi:<br />

2 forme: Streptochinasi A e Streptochinasi B.<br />

• Lisano i coaguli <strong>di</strong> sangue.<br />

• Sono responsabili della rapida <strong>di</strong>ffusione dello<br />

S. pyogenes nei tessuti infetti.<br />

• Anticorpi anti-streptochinasi sono markers utili per<br />

la <strong>di</strong>agnosi dell’infezione.<br />

Desossiribonucleasi (da A a D):<br />

• Depolimerizzano il DNA libero presente nel pus,<br />

favorendo la <strong>di</strong>ffusione del batterio nell’ospite.<br />

• Inducono la produzione <strong>di</strong> anticorpi.


Streptococcus pyogenes - FATTORI DI VIRULENZA<br />

ENZIMI (c)<br />

C5a peptidasi:<br />

• la componente C5a del complemento me<strong>di</strong>a<br />

l’infiammazione reclutando e attivando i fagociti. La C5a<br />

peptidasi inattiva il processo infiammatorio degradando il<br />

C5a.<br />

• Ialuronidasi (presunto sprea<strong>di</strong>ng factor)<br />

• Altre proteine sono: la proteina SIC (streptococcal<br />

inhibitor of complement), la proteina Mac, e una<br />

endoglicosidasi (EndoS).


Streptococcus pyogenes<br />

Patogenesi e immunità<br />

La virulenza è determinata dalla capacità che ha lo streptococco <strong>di</strong><br />

effettuare il percorso:<br />

adesione invasione evasione dell’opsonizzazione e della<br />

fagocitosi capacità <strong>di</strong> produrre una grossa quantità <strong>di</strong> tossine<br />

ed enzimi<br />

Adesione: adesine, acido lipoteicoico,<br />

Proteina M, Proteina F<br />

Invasione: Proteina M e F (ingresso nelle cellule epiteliali)<br />

Eviasione dell’opsonizzazione e della fagocitosi: Proteina M;<br />

inoltre si lega al fattore H del Complemento<br />

Produzione <strong>di</strong> C5a peptidasi:<br />

inattiva il C5a e blocca la chemiotassi dei PMN e macrofagi


Streptococcus pyogenes<br />

Epidemiologia<br />

Colonizza l’orofaringe <strong>di</strong> soggetti sani e giovani adulti.<br />

Si trasmette me<strong>di</strong>ante:<br />

• goccioline <strong>di</strong> Flügge<br />

• break cutanei<br />

• contatto <strong>di</strong>retto<br />

• fomiti<br />

• artropo<strong>di</strong> vettori<br />

• per aerosol da persona a persona (zone affollate).


Streptococcus pyogenes beta emolitico <strong>di</strong> gruppo A<br />

Malattie suppurative:<br />

• Faringite<br />

• Scarlattina<br />

• Piodermite<br />

• Erisipela<br />

• Cellulite<br />

• Fascite necrotizzante<br />

• Sindrome da shock tossico<br />

• Polmonite, sepsi puerperale,<br />

linfangite<br />

• Batteriemia<br />

Malattie non suppurative:<br />

• Febbre reumatica acuta<br />

• Glomerulonefrite acuta


Streptococcus pyogenes<br />

Faringite:<br />

• interessa i ragazzi <strong>di</strong> 5-15 anni<br />

• il contagio avviene per via aerea<br />

tramite le goccioline <strong>di</strong> Flügge<br />

• periodo d’incubazione <strong>di</strong> 2- 4<br />

giorni.<br />

• sintomi: gola infiammata, febbre,<br />

malessere, cefalea<br />

• faringe posteriore edematosa con<br />

essudato bianco-giallastro, sulle<br />

tonsille, l’ugola, il palato molle<br />

• è presente linfoadenopatia<br />

cervicale.<br />

• DD con la faringite virale


Scarlattina<br />

• è una complicazione della<br />

faringite<br />

• sono responsabili ceppi <strong>di</strong><br />

S. pyogenes produttori <strong>di</strong><br />

tossina eritrogenica.<br />

• la tossina è co<strong>di</strong>ficata da un<br />

fago lisogeno.<br />

• Periodo d’incubazione:<br />

1- 2 giorni dopo i sintomi<br />

della faringite<br />

Streptococcus pyogenes


Rash eritematoso,<br />

dolore al torace, addome,<br />

<strong>di</strong>ffusione del rash all’estremità<br />

Pallore circumorale (attorno alla bocca),<br />

alle mani, ai pie<strong>di</strong><br />

Lingua a fragola (piccole emorragie<br />

ricoperte da essudato)<br />

Il rash scompare dopo 5 - 7giorni.<br />

ed è seguito da desquamazione.<br />

Streptococcus pyogenes<br />

Scarlattina<br />

Talvolta possono essere<br />

osservati ascessi peritonsillari<br />

Complicazioni (rare):<br />

cervello, cuore, ossa ed articolazioni.


Evoluzione <strong>di</strong><br />

segni e sintomi<br />

della scarlattina<br />

da P.R. M urra y, K.S. Rose nthal, G .S . K obayashi, M .A. Pf aller<br />

Mic ro biolog ia<br />

EDI SES


Streptococcus pyogenes<br />

Piodermite o impetigine<br />

infezione cutanea che colpisce mani,<br />

gambe, viso, braccia, cute, a volte il<br />

tessuto sottocutaneo.<br />

Evoluzione: vescicola, pustola, crosta.<br />

Interessa i bambini <strong>di</strong> 2-5 anni, con<br />

scarsa igiene personale.<br />

Mesi cal<strong>di</strong> e umi<strong>di</strong>.<br />

Linfono<strong>di</strong> regionali ingrossati.<br />

Sovrainfezioni da stafilococchi.<br />

Break cutanei, punture d’insetti


Streptococcus pyogenes<br />

Erisipela: infezione acuta delle pelle.<br />

• Segni locali: eritema, calore, linfono<strong>di</strong><br />

ingrossati<br />

• Segni sistemici: brivi<strong>di</strong>, tossicità sistemica,<br />

febbre, leucocitosi.<br />

• Interessa generalmente viso, tronco, gambe<br />

Cellulite<br />

• Diversamente dalla erisipela, la cellulite<br />

coinvolge il tessuto connettivo<br />

sottocutaneo profondo<br />

• La <strong>di</strong>stinzione tra la cute infetta e quella<br />

non infetta non è facilmente apprezzabile.<br />

• Marcato eritema che spesso è doloroso.<br />

• Infiammazione localizzata e segni sistemici.


Streptococcus pyogenes<br />

Fascite necrotizzante<br />

• Causata da alcuni stipiti <strong>di</strong> S. pyogenes <strong>di</strong><br />

gruppo A produttori <strong>di</strong> tossine pirogeniche<br />

• Infezione che interessa cute, sottocute,<br />

fascia muscolaris, muscoli, grasso.<br />

• La risposta infiammatoria all’infezione<br />

ostacola l’apporto sanguigno con<br />

gangrena e necrosi muscolare<br />

• Sintomi: febbre, ipotensione, <strong>di</strong>sturbi<br />

multiorgano.<br />

• Queste infezioni si possono sviluppare<br />

rapidamente ed essere fulminanti nel giro<br />

<strong>di</strong> 24 ore.


Inizialmente cellulite, poi bolle,<br />

gangrena e sintomi sistemici.<br />

Tossicità sistemica, insufficienza<br />

<strong>di</strong> <strong>di</strong>versi organi (MOFS) e morte<br />

(50%).<br />

E’ necessaria una tempestiva<br />

terapia chirurgica.<br />

Streptococcus pyogenes<br />

Fascite necrotizzante:<br />

“flesh-eating bacteria”


Streptococcus pyogenes<br />

Sindrome streptococcica da shock tossico:<br />

I pazienti presentano infiammazione dei tessuti molli,<br />

nel sito d’infezione, dolore e sintomi aspecifici come<br />

ipotensione, dolore, febbre, brivi<strong>di</strong>, malessere.<br />

Può seguire shock e collasso degli organi.<br />

• Soggetti a rischio: immunodepressi, alcolisti<br />

• Sierotipi coinvolti: M1 e M3 che presentano capsule<br />

mucopolisaccari<strong>di</strong>che <strong>di</strong> acido ialuronico.<br />

• La sindrome si deve anche alla produzione esotossine<br />

pirogeniche (SpeA e SpeC)


Streptococcus pyogenes<br />

Batteriemia<br />

• S. pyogenes è uno degli streptococchi betaemolitici<br />

più frequentemente isolati dalle<br />

emocolture.<br />

• È isolato da pazienti affetti da fascite<br />

necrotizzante o sindrome da shock tossico.<br />

• La mortalità è del 40%.


Streptococcus pyogenes<br />

MALATTIE STREPTOCOCCICHE NON SUPPURATIVE:<br />

1. FEBBRE REUMATICA ACUTA<br />

(o reumatismo articolare acuto, RAA)<br />

2. GLOMERULONEFRITE ACUTA (GNA)


Malattie streptococciche non suppurative:<br />

1. Febbre reumatica acuta<br />

• Complicazione non suppurativa associata alla faringite<br />

streptococcica da S. pyogenes beta emolitico <strong>di</strong> Gruppo<br />

A.<br />

• Si hanno processi infiammatori a carico del cuore<br />

(anche pancar<strong>di</strong>te: endocar<strong>di</strong>te+pericar<strong>di</strong>te+miocar<strong>di</strong>te),<br />

• processi infiammatori a carico articolazioni (artralgie,<br />

artriti deformanti a decorso migratorio), vasi sanguigni,<br />

tessuto sottocutaneo, còrea <strong>di</strong> Sydenham (chorea<br />

minor).<br />

• I sierotipi coinvolti sono: M1, 3, 5, 6, 18.


Il danno car<strong>di</strong>aco si deve a :<br />

Streptococcus pyogenes<br />

a) reazione autoimmune. Alcuni antigeni <strong>di</strong> Streptococcus<br />

hanno reattività crociata con molecole presenti nel corpo<br />

umano: in particolare gli Ab evocati dal batterio si legano<br />

al muscolo car<strong>di</strong>aco, a muscoli scheletrici, a muscoli<br />

lisci, a vasi sanguigni<br />

b) <strong>di</strong>struzione <strong>di</strong>retta da parte del germe o da un enzima<br />

prodotto da esso,<br />

c) produzione <strong>di</strong> TNF-α e IFN-γ da parte dei monociti<br />

La causa primaria è una faringite o la scarlattina curata<br />

male.


Non esistono test specifici per identificare la febbre<br />

reumatica.<br />

La <strong>di</strong>agnosi è su base clinica e documentata dal riscontro<br />

<strong>di</strong> infezione da S. pyogenes β emolitico <strong>di</strong> gruppo A con:<br />

• Isolamento colturale<br />

• Dimostrazione dell’antigene <strong>di</strong> gruppo A<br />

• Valutazione degli anticorpi<br />

Anti-ASO<br />

Anti-DNasi-B<br />

Anti-ialuronidasi<br />

Streptococcus pyogenes


Eritema marginato del tronco<br />

Valvolite attiva:<br />

la valvola aortica è ispessita e mostra<br />

vegetazioni sterili ("verrucae”)<br />

Stenosi della valvola mitrale<br />

vista dall’atrio sinistro:<br />

le cuspi<strong>di</strong> sono ispessite<br />

e le commessure sono fuse


Malattie streptococciche non suppurative:<br />

2. Glomerulonefrite acuta<br />

• Complicazione <strong>di</strong> infezione<br />

(sia cutanea che respiratoria)<br />

• Infiammazione acuta con edema,<br />

ipertensione ematuria, proteinuria<br />

• Disfunzione renale<br />

• Si deve ad immunocomplessi che<br />

attivano il Complemento.<br />

antigeni<br />

batterici


Diagnosi microbiologica delle infezioni da<br />

Streptococcus pyogenes<br />

• campioni biologici: tamponi tonsillari, faringei.<br />

• esame microscopico: cocchi Gram+ a catena<br />

• Esame colturale: semina su agar-sangue (beta emolisi)<br />

• ricerca degli antigeni <strong>di</strong> gruppo con anticorpi<br />

monoclonali coniugati con latex<br />

• Test alla bacitracina<br />

• Presenza dell’enzima L-pirrolidonil arilamidasi (S.<br />

pyogenes: +)<br />

• Ricerca degli anticorpi<br />

(TAOS: titolo anti-O;<br />

anti-streptochinasi, anti-ialuronidasi)


Streptex®<br />

Lancefield Streptococci Latex Test<br />

Group A, B, C, D, F, and G latexes<br />

Test <strong>di</strong> agglutinazione con anticorpi<br />

Gruppo-specifici coniugati con lattice<br />

Test alla bacitracina


Streptococcus pyogenes<br />

PREVENZIONE, TRATTAMENTO, CONTROLLO<br />

• Penicillina (nessuna segnalazione dello S. pyogenes<br />

resistente alla penicillina e più in generale ai beta-lattamici)<br />

• In pazienti allergici alla penicillina: eritromicina,<br />

cefalosporina. Resistenza dello S.pyogenes ai macroli<strong>di</strong><br />

del 40%.<br />

• Terapia: almeno 10 giorni.<br />

• Infezioni miste con stafilococchi: utilizzare anche oxacillina<br />

o vancomicina.<br />

• drenaggio e pulizia della ferita<br />

• screening dei portatori


Streptococcus pneumoniae


Diplococchi Gram+<br />

Forma lanceolata<br />

Capsulati (capsula polisaccari<strong>di</strong>ca)<br />

Diametro <strong>di</strong> 0,5 -1,2 micron<br />

In agar sangue:<br />

• alfa emolitici in aerobiosi<br />

• beta emolitici in anaerobiosi<br />

Fermentano zuccheri con produzione<br />

<strong>di</strong> acido lattico.<br />

Catalasi negativi<br />

Streptococcus pneumoniae


Antigeni <strong>di</strong> S. pneumoniae:<br />

CAPSULA POLISACCARIDICA (classifica S. pneumoniae in 90<br />

sierotipi)<br />

ACIDI TEICOICI (polisaccaride C)<br />

ricchi <strong>di</strong> galattosamina, fosfato e colina, non correlato ai gruppi <strong>di</strong><br />

Lancefield<br />

Il polisaccaride C precipita una frazione <strong>di</strong> globulina sierica<br />

(proteina C reattiva, PCR*) in presenza <strong>di</strong> calcio. La PCR è<br />

presente a bassa concentrazione nei soggetti sani e in elevata<br />

concentrazione in soggetti affetti da malattie infiammatorie acute.<br />

ACIDI LIPOTEICOICI (antigene F)<br />

può dare reazioni crociate con gli Ag <strong>di</strong> superficie <strong>di</strong> Forssman<br />

presenti su cellule alcuni mammiferi.<br />

Associati a FOSFORILCOLINA<br />

* PCR: da non confondere con “polymerase chain reaction”!!!


Streptococcus pneumoniae<br />

Patogenesi ed immunità<br />

• Colonizzazione e migrazione<br />

• Distruzione del tessuto<br />

• Sopravvivenza alla fagocitosi


Colonizzazione e migrazione<br />

• Le proteine <strong>di</strong> superficie si <strong>di</strong>vidono in 3 famiglie:<br />

• a) Proteine legate alla parete: al primo gruppo appartengono una<br />

ialuronidasi e una neuraminidasi.<br />

• b) Proteine che legano la colina: Le principali sono una proteina<br />

A(PspA), che interferisce con l’attivazione del complemento e con<br />

la captazione del ferro, una proteina C (PspC), coinvolta<br />

nell’adesività all’epitelio delle alte vie respiratorie, e una autolisina<br />

(Lyta), che sembra contribuire alla patogenicità, permettendo la<br />

liberazione <strong>di</strong> altri fattori <strong>di</strong> virulenza e componenti della parete.<br />

•<br />

• c) Lipoproteine : contribuiscono sia alla colonizzazione che alla<br />

virulenza.


Colonizzazione e migrazione<br />

• La IgA1-proteasi: elimina la rimozione da parte <strong>di</strong><br />

cellule epiteliali ciliate me<strong>di</strong>ata dalle IgA secretorie<br />

• Pneumolisina:<br />

può <strong>di</strong>struggere<br />

le cellule epiteliali ciliate<br />

formando PORI<br />

• Neuraminidasi:<br />

scinde il muco<br />

Streptococcus pneumoniae


Distruzione del tessuto<br />

Streptococcus pneumoniae<br />

l’infezione provoca la mobilizzazione delle cellule<br />

infiammatorie al sito <strong>di</strong> infezione<br />

• Acido teicoico: attiva il Complemento per via alternativa<br />

• Frammenti <strong>di</strong> peptidoglicano: attivano la via alternativa<br />

• Pneumolisina: attiva la via classica<br />

• Perossido <strong>di</strong> idrogeno: permette ai ROI <strong>di</strong> provocare<br />

danno tissutale.<br />

• Fosforilcolina della parete: si lega al recettore del PAF,<br />

permettendo ai batteri <strong>di</strong> entrare nelle cellule dell’ospite.


Streptococcus pneumoniae<br />

Sopravvivenza alla fagocitosi:<br />

Capsula: azione antifagocitaria<br />

Pneumolisina: sopprime l’aumento del consumo <strong>di</strong><br />

ossigeno (burst ossidativo) delle cellule fagocitarie.


Streptococcus pneumoniae<br />

Epidemiologia<br />

• Commensale della gola e del nasofaringe <strong>di</strong> persone sane.<br />

• La trasmissione avviene attraverso goccioline <strong>di</strong> saliva e<br />

secrezioni respiratorie.<br />

• La comparsa <strong>di</strong> anticorpi sierotipo-specifici riduce lo stato<br />

<strong>di</strong> portatore.<br />

• La malattia si verifica quando i microrganismi commensali<br />

vengono aspirati.<br />

• Può verificarsi in seguito ad una infezione respiratoria<br />

virale (influenza, morbillo) e altre con<strong>di</strong>zioni che<br />

interferiscono con l’eliminazione dei batteri come una<br />

malattia cronica polmonare, alcolismo, insufficienza<br />

car<strong>di</strong>aca congestizia, <strong>di</strong>abete mellito e malattia renale<br />

cronica.


EPIDEMIOLOGIA<br />

soggetti a rischio <strong>di</strong> contrarre le infezioni da<br />

S. pneumoniae<br />

• Soggetti con malattie virali respiratorie antecedenti<br />

• Soggetti che hanno con<strong>di</strong>zioni che interferiscono<br />

sulla clearance batterica del tratto respiratorio<br />

(riflesso epiglottideo, poco muco, riflesso della<br />

tosse)<br />

• Bambini ed anziani con bassi livelli <strong>di</strong> anticorpi<br />

• Soggetti con <strong>di</strong>sor<strong>di</strong>ni ematologici<br />

• Soggetti senza milza<br />

• Soggetti con rene trapiantato


Distribuzione endogena:<br />

dall’orofaringe o dal nasofaringe si <strong>di</strong>ffonde in<br />

situazioni particolari a:<br />

• Seni: sinusiti<br />

• Polmoni: polmoniti<br />

• Orecchie: otiti<br />

• Sangue: batteriemie<br />

• Meningi: meningiti<br />

Streptococcus pneumoniae


• Polmonite<br />

• Sinusite<br />

• Otite me<strong>di</strong>a<br />

• Meningite<br />

• Batteriemia<br />

Streptococcus pneumoniae<br />

Clinica


Polmonite<br />

Streptococcus pneumoniae<br />

l’infezione è contratta me<strong>di</strong>ante:<br />

- goccioline <strong>di</strong> Flügge (aerosol) o<br />

- aspirazione <strong>di</strong> organismi endogeni orali<br />

Barriere <strong>di</strong> <strong>di</strong>fesa naturale ridotte: riflesso epiglottideo, muco,<br />

riflesso della tosse, clearance mucociliare.<br />

Periodo d’incubazione 1 - 3 giorni<br />

Febbre elevata 39-41°C.<br />

Tosse produttiva con sputo tinto <strong>di</strong> sangue<br />

Dolore toracico (infiammazione pleurica).<br />

Poiché la malattia è associata ad una aspirazione, è localizzata ai<br />

lobi inferiori dei polmoni (polmonite lobare).<br />

Dopo terapia appropriata: guarigione dopo 2 - 3 settimane.<br />

Mortalità del 5%. Aumenta in pazienti anziani o con fattori <strong>di</strong><br />

rischio.


Soggetti a rischio:<br />

• Alcolisti<br />

Streptococcus pneumoniae<br />

Polmonite<br />

• Pazienti con <strong>di</strong>sturbi car<strong>di</strong>aci<br />

• Pazienti con <strong>di</strong>abete mellito<br />

• Pazienti con <strong>di</strong>sturbi renali cronici


Sinusite:<br />

• Infezioni acute dei seni paranasali e<br />

dell’orecchio. La malattia è una<br />

sovrapposizione ad una infezione virale<br />

del tratto respiratorio superiore, dopo che<br />

i PMN infiltrano ed ostruiscono i seni ed il<br />

canale dell’orecchio.<br />

Otite:<br />

Streptococcus pneumoniae<br />

• infezione dell’orecchio me<strong>di</strong>o (otite<br />

me<strong>di</strong>a) viene riscontrata nei giovani,<br />

mentre la sinusite si verifica in pazienti <strong>di</strong><br />

tutte le età.


sinusite<br />

Sinusite: seno etmoidale<br />

otite


Meningite<br />

• Da una batteriemia può originare una infezione del SNC.<br />

• Una infezione dell’orecchio o dei seni nasali, o un trauma<br />

cranico possono provocare una comunicazione tra lo spazio<br />

subaracnoideo ed il nasofaringe.<br />

Batteriemia<br />

• 25-30% con polmonite pneumococcica<br />

• 85% in pazienti con meningiti<br />

Endocar<strong>di</strong>te<br />

Streptococcus pneumoniae<br />

• In pazienti con danni alle valvole car<strong>di</strong>ache .


Campioni biologici:<br />

• espettorato<br />

• CSF<br />

Streptococcus pneumoniae<br />

Diagnosi<br />

Esame microscopico: <strong>di</strong>plococchi Gram+,<br />

lanceolati con capsula<br />

Esame colturale: semina su agar cioccolato e su<br />

agar sangue


Diagnosi<br />

Ricerca <strong>di</strong> antigeni urinari:<br />

il polisaccaride C viene escreto<br />

nell’urina e può essere rilevato<br />

me<strong>di</strong>ante un immunoassay<br />

Streptococcus pneumoniae


Streptococcus pneumoniae<br />

Identificazione:<br />

test <strong>di</strong> suscettibilità all’optochina (Taxo P)<br />

La sensibilità è <strong>di</strong> circa 80%<br />

test <strong>di</strong> rigonfiamento capsulare (quellung) con<br />

anticorpi anticapsulari tipo-specifici<br />

(Test <strong>di</strong> Neufeld)<br />

test <strong>di</strong> solubilità alla bile<br />

test sierologici<br />

- Ac + Ac


Identificazione<br />

Test dell’optochina:<br />

il cosiddetto “Taxo P”<br />

Negativo<br />

(Not optochin sensitive)<br />

Positivo<br />

(optochin sensitive =<br />

Pneumococco)


Streptococcus pneumoniae<br />

Terapia, profilassi e controllo<br />

• Penicillina (in aumento le resistenze)<br />

• Eritromicina, cefalosporine, cloramfenicolo<br />

(meningite).<br />

• Vaccino costituito <strong>di</strong> 23 <strong>di</strong>versi polisaccari<strong>di</strong><br />

capsulari.


Streptococcus agalactiae<br />

Appartiene al gruppo B della classificazione <strong>di</strong><br />

Lancefield:<br />

Group B Streptococcus, in sigla GBS<br />

• Agente eziologico <strong>di</strong> setticemia, polmonite e<br />

meningite nei neonati e <strong>di</strong> malattie gravi negli adulti.<br />

• Cocchi Gram+ (0,6 -1,2 micron) a catenelle.<br />

• Colonie beta emolitiche o non-emolitiche


Produzione <strong>di</strong> <strong>di</strong>versi enzimi come:<br />

• DNasi<br />

• Ialuronidasi<br />

• Neuraminidasi<br />

• Proteasi<br />

• Ippurasi<br />

• Emolisine<br />

Streptococcus agalactiae


Streptococcus agalactiae<br />

I ceppi <strong>di</strong> S. agalactiae possono essere sud<strong>di</strong>visi in base a 3<br />

marker sierologici:<br />

1) L’antigene B o antigene polisaccari<strong>di</strong>co della parete<br />

gruppo-specifico (Lancefield; composto da ramnosio, NAG e<br />

galattoso)<br />

2) Polisaccari<strong>di</strong> capsulari tipo-specifici<br />

(9 varianti sierotipiche: Ia, Ib, II-VIII).<br />

3) La proteina <strong>di</strong> superficie, detta antigene C.<br />

I sierotipi sono importanti come marcatori epidemiologici.<br />

I sierotipi Ia, III, V sono associati a colonizzazione e malattia.


Streptococcus agalactiae<br />

Patogenesi e immunità<br />

Gli Anticorpi che si sviluppano nei confronti degli antigeni<br />

capsulari tipo-specifici <strong>di</strong> GBS sono protettivi, e ciò<br />

spiega in parte la pre<strong>di</strong>lezione <strong>di</strong> questi batteri per i<br />

neonati.<br />

La colonizzazione genitale con GBS è stata associata<br />

con alto rischio <strong>di</strong> nascita prematura.<br />

I neonati prematuri che hanno bassi livelli <strong>di</strong> Ab materni<br />

tipo-specifici sono ad alto rischio d’infezione.<br />

Neonati con bassi livelli <strong>di</strong> attività del Complemento<br />

sono più suscettibili ad infezione sistemica.


Streptococcus agalactiae - Epidemiologia<br />

Commensali intestinali e del tratto genito-urinario:<br />

nel 10 - 30% delle donne fa parte della popolazione<br />

microbica residente nella vagina.<br />

I sierotipi associati a malattia neonatale sono: Ia, III, V<br />

nell’adulto: Ia e V


Malattia ad esor<strong>di</strong>o precoce:<br />

E’ acquisita in utero (verticale) e si manifesta nei primi<br />

7 giorni <strong>di</strong> vita (anche


PREVENZIONE DELLE INFEZIONI NEONATALI<br />

dal 1996 il Centre for Disease Control (CDC) raccomanda<br />

l’applicazione <strong>di</strong> una delle due strategie <strong>di</strong> prevenzione<br />

dell’infezione neonatale da GBS:<br />

- la SCREENING STRATEGY basata su un test <strong>di</strong> screening<br />

colturale eseguito su tampone vagino-rettale tra la 35a e la<br />

37a settimana <strong>di</strong> gestazione, associato alla valutazione dei<br />

fattori <strong>di</strong> rischio;<br />

- la RISK FACTOR STRATEGY basata sui fattori <strong>di</strong> rischio come:<br />

· Precedente neonato nato con infezione da SGB<br />

· Parto pretermine (< a 37 settimane <strong>di</strong> gestazione)<br />

· Rottura prolungata delle membrane (> 18 ore)<br />

· Iperpiressia in travaglio (Temp. > 38° C)


PROFILASSI<br />

PREVENZIONE DELLE INFEZIONI NEONATALI da<br />

Streptococcus agalactiae<br />

AMPICILLINA + SULBACTAM<br />

IN SOGGETTI ALLERGICI: CLINDAMICINA<br />

LA PROFILASSI ANTIBIOTICA VIENE EFFETTUATA<br />

4 ORE PRIMA DEL PARTO.


Streptococcus agalactiae<br />

Infezioni in donne gravide:<br />

Infezioni del tratto urinario si verificano in donne durante<br />

e subito dopo la gravidanza.<br />

La prognosi è eccellente per coloro che ricevono una<br />

terapia appropriata.<br />

Infezioni in uomini e donne non gravide:<br />

Si verificano intorno ai 50 -70 anni e presentano<br />

con<strong>di</strong>zioni generali <strong>di</strong> debilitazione.<br />

Sintomi sono: batteriemia, polmonite, infezioni<br />

osteoarticolari, infezione della pelle e dei tessuti molli.<br />

La mortalità è molto alta (15 - 32%).


Diagnosi<br />

(tampone vaginale e rettale)<br />

Esame colturale: semina su agar sangue<br />

(beta emolisi)<br />

Identificazione: ricerca degli antigeni gruppospecifici<br />

del carboidrato C <strong>di</strong> Lancefield<br />

con anticorpi monoclonali (Streptex®:<br />

gruppo B)<br />

CAMP test (da Christie, Atkins, Munch,<br />

Petersen: sinergia tra emolisi <strong>di</strong> S. aureus<br />

e GBS)<br />

Test <strong>di</strong> idrolisi dell’ippurato<br />

Streptococcus agalactiae


Streptococcus agalactiae<br />

PREVENZIONE, TRATTAMENTO, CONTROLLO<br />

• Penicillina G ma a dosaggio 10 volte superiore<br />

alla MIC richiesta per S. pyogenes<br />

• Penicillina G + aminoglicoside<br />

• Eritromicina e vancomicina in pz allergici alla<br />

penicillina.<br />

• Eritromicina + aminoglicoside o tetracicline<br />

• Terapia intrapartum (CDC USA)<br />

• Siero immune somministrato a bambini ad alto rischio<br />

ha ridotto la morbi<strong>di</strong>tà e la mortalità


Genere Enterococcus<br />

Enterococchi<br />

Fino al 1984 erano considerati Streptococchi <strong>di</strong> gruppo D<br />

• cocchi Gram+, catalasi negativi.<br />

• le specie più comuni sono: E. faecalis, E. faecium<br />

• anaerobi facoltativi, T° ottimale <strong>di</strong> 35°C.<br />

• crescono su agar sangue con colonie alfa emolitiche,<br />

beta emolitiche o non emolitiche.<br />

• crescono in presenza <strong>di</strong> NaCl al 6,5%, tollerano i sali biliari<br />

al 40% e possono idrolizzare l’esculina.<br />

• altri test d’identificazione sono: reazioni <strong>di</strong> fermentazione,<br />

idrolisi <strong>di</strong> pirrolidonil-beta-naftilammide (PYR), motilità,<br />

produzione <strong>di</strong> pigmento.


microrganismi commensali<br />

Patogenesi<br />

Fattori <strong>di</strong> virulenza: la sostanza aggregante e le<br />

adesine carboidratiche (fattori <strong>di</strong> colonizzazione)<br />

Fattori secreti: citolisina, feromone, gelatinasi,<br />

beta-lattamasi.<br />

Enterococchi


Responsabili <strong>di</strong>:<br />

Enterococchi<br />

• Infezioni del tratto urinario<br />

• Infezioni biliari<br />

• Batteriemia<br />

• Infezioni <strong>di</strong> ferite<br />

• Infezioni ospedaliere


Enterococchi<br />

Epidemiologia<br />

• Batteri enterici che si trovano comunemente<br />

nelle feci dell’uomo e <strong>di</strong> molti animali.<br />

• Intestino crasso e tratto genitourinario.<br />

• La maggior parte delle infezioni umane deriva<br />

dalla flora intestinale del paziente, sebbene i<br />

germi possono essere trasmessi da paziente a<br />

paziente o acquisiti attraverso cibo o acqua<br />

contaminati.


Enterococchi<br />

Epidemiologia<br />

• Possono causare infezioni letali in soggetti<br />

immunodepressi.<br />

• Sono una delle principali cause <strong>di</strong> infezioni<br />

ospedaliere, responsabili del 10% <strong>di</strong> tutte le<br />

infezioni.<br />

• Il tratto urinario ed il torrente circolatorio sono i siti<br />

più comunemente interessati.<br />

• Le infezioni si hanno in pazienti che hanno cateteri<br />

urinari e intravascolari, in pazienti sottoposti a<br />

terapia ad ampio spettro.


Enterococchi<br />

Diagnosi<br />

• Crescita in agar sangue e agar cioccolato.<br />

• Test biochimici: resistono all’optochina, non sono<br />

solubili alla bile, producono pigmenti e sono mobili.<br />

Terapia, profilassi e controllo<br />

• Ampicillina, vancomicina + amminoglicoside.<br />

• Resistenza a questi antibiotici <strong>di</strong> natura plasmi<strong>di</strong>ca.<br />

• Isolamento <strong>di</strong> pazienti infetti, l’uso <strong>di</strong> grembiuli e guanti<br />

quando si è a contatto con i pazienti.


Resistenza alla Vancomicina<br />

• Primo caso <strong>di</strong> VRE (vancomycin-resistant enterococci)<br />

riportato nel 1980<br />

• la prevalenza è aumentata 34 volte dall’89 al 93 (nelle<br />

Unità <strong>di</strong> Terapia Intensiva).<br />

• Recentemente epidemie <strong>di</strong> VRE si hanno nei reparti<br />

d’oncologia, chirurgia intra-addominale e trapianti.<br />

Fattori associati con la colonizzazione o infezione con VRE:<br />

• Cateteri urinari<br />

• Prolungata degenza ospedaliera<br />

• Uso <strong>di</strong> antibiotici multipli.<br />

Enterococchi


Meccanismi <strong>di</strong> resistenza<br />

• Produzione <strong>di</strong> beta-lattamasi<br />

• La Vancomicina si lega al <strong>di</strong>peptide che è incorporato nel<br />

peptidoglicano che blocca la sintesi della parete cellulare.<br />

• I batteri resistenti sintetizzano <strong>di</strong>pepti<strong>di</strong> alternativi a quelli<br />

legati dalla vancomicina.<br />

- Isolati Van A (alto livello <strong>di</strong> resistenza alla vancomicina;<br />

(MIC > 64 μg/mL).<br />

- isolati Van B (livelli <strong>di</strong> resistenza variabile (MIC compresa<br />

tra 4 e 1000 μg/mL).<br />

Enterococchi


Enterococchi<br />

Combinazioni <strong>di</strong> trattamento<br />

• ampicillina / gentamicina (sinergismo)<br />

• ampicillina / imipenem / vancomicina (sinergismo)<br />

• ampicillina e ciprofloxacina<br />

• per il trattamento del fenotipo van b: teicoplanina.<br />

• sparfloxacina / clinafloxacina +/- gentamicina<br />

• streptogramina (quinupristin /dalfopristin = Synercid<br />

(poco efficace contro E. faecalis).<br />

• Linezolid: efficace sia su E. faecium che su E. faecalis.


Streptococchi viridanti<br />

Streptococcus mutans<br />

“ “ salivarius<br />

“ “ milleri<br />

“ “ oralis<br />

“ “ sanguis<br />

alfa emolitici su agar-sangue, vivono nell’orofaringe<br />

Habitat e trasmissione:<br />

Commensali del cavo orale rappresentano 1/4 della flora<br />

coltivabile della placca sopragengivale e<br />

sottogengivale, e 1/2 della flora isolata dalla lingua e<br />

saliva.<br />

Sono trasmessi dalla madre per via verticale.


Responsabili <strong>di</strong> endocar<strong>di</strong>ti infettive<br />

dovute all’entrata dei germi nel torrente<br />

circolatorio durante gli interventi<br />

chirurgici (estrazione <strong>di</strong> un dente) o,<br />

ad<strong>di</strong>rittura, durante lo spazzolamento dei<br />

denti (quando manca la copertura<br />

antibiotica).<br />

Streptococchi viridanti


• Cocchi Gram+ a catena, alfa emolitici catalasi -<br />

• Non vengono inibiti dalla bile e dalla optochina a<br />

<strong>di</strong>fferenza dei pneumococchi.<br />

• Responsabili della carie<br />

Streptococchi viridanti<br />

Patogenicità<br />

• producono polisaccari<strong>di</strong> extracellulari.<br />

• Il 60% dell’endocar<strong>di</strong>ti sono causate da questi germi<br />

• Endocar<strong>di</strong>ti: danno alle valvole car<strong>di</strong>ache.


Streptococcus mutans<br />

Streptococchi viridanti<br />

• 6 <strong>di</strong>fferenti specie, 8 sierotipi da a ad h<br />

• Streptococcus mutans ha sierotipi c, e, f<br />

Streptococcus sobrinus ha i sierotipi d, g<br />

• Il sierotipo c è quello più <strong>di</strong>ffuso<br />

• Produce polisaccari<strong>di</strong> extracellulari dal saccarosio.<br />

E’ presente in grossa quantità nelle lesioni cariose.<br />

• Produce aci<strong>di</strong> (pH 5): il pH è critico per la lesione<br />

cariosa.

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