Gram-negatív fakultatív anaerob pálcák ( Enterobacteriaceae )

1. Gram-negatív fakultatív anaerob pálcák (Enterobacteriaceae) Dr. Szabó Dóra Egyetemi adjunktus Semmelweis Egyetem Orvosi Mikrobiológiai Intézet

2. Escherichia Shigella Edwardsiella Salmonella Citrobacter Klebsiella Enterobacter Hafnia Serratia Proteus Providencia Morganella Yersinia Erwinia Pectinobacterium Enterobacteriaceae Osztályozás- több mint -15 különbözőtörzs

3. Enterobacteriaceae • Fakultatív anaerobok • Ha motilisak, peritrich csillójuk van • Sok közülük ember és más állat bélrendszerének normál flórájának tagja • Több enterális pathogén,illetve húgyúti vagy légútikórokozó • Elkülönítésük biokémiai reakciókkal és antigén szerkezeti különbségek alapján

4. Enterobacteriaceae • Morfológiaésáltalános jellemzés • Gram-negatív, nem-spórás, pálca alakú baktériumok • Oxidáz – • Glükózt fermentálják, gáz termeléssel vagy anélkül (aerogenic - anaerogenic) • Nitrátot nitritté redukálja (néhány kivétel van)

5. Enterobacteriaceaeantigén szerkezet

6. Enterobacteriaceae • SejtesO antigén – ez ahő stabil polysaccharid része a LPS-nek. Sima ésdurva felszínű telepek az O antigén jelenlétével vagy elvesztésével van összefüggésben. • CsillóH antigénjei – hő labilis • TokK antigénjei – elfediafelszíni O antigéntésaz O specifikus antiszérum az agglutinációtgátolja. 15 perces forralás elpusztítja a K antigéntésfelszínre hozza az O antigéneket. A K antigént Vi (virulencia) antigénnek hívják Salmonella-ban.

7. E. colifertőzések • Extraintestinális fertőzések • Intestinális fertőzések

8. E. coliextraintestinális fertőzések • Első helyen a húgyúti infekciókállnak, melyek akut cystitist (hólyagfertőzést) és pyelonephritist (vesefertőzés) okoznak. • Újszülöttkori meningitis – vezető oka azújszülöttek meningitisénekés szepszisének,magashalálozási arányuk van. Általában K1 tok antigénnel rendelkező törzsek okozzák. • Peritonitis, cholecystitis • Nosocomiális fertőzések

9. Ascendáló húgyútifertőzések

10. E. coliintestinális fertőzések • Gastroenteritis– számosE. coli típus, okozhatkülönböző gastroenteritist: • enterotoxikusE. coli (ETEC), • enteroinvazív E. coli (EIEC), • enteropathogén E. coli (EPEC) , • enteroaggregatívE. coli (EAEC), • enterohemorrhagiásE. coli (EHEC).

11. KülönbözőE. colitípusok

12. E. coli gastroenteritisETEC – enterotoxikusE. coli • Utazók hasmenésének, és a fejlődő országok gyerekkori (<2 év) hasmenésének okozója. • Akórokozókitapadkolonizációs faktorokkal(CFA I, II, III) avékonybél mucosájáhozés enterotoxint termel. • Enterotoxinok –enterotoxikusE. coli (ETEC) törzsek termelnekés okozzák a víz és ionokkiáramlását a szövetekbőla bélbe, melyvizes hasmenést okoz. Két típusa van az enterotoxinoknak: • LT – hő labilisésa specifikus Gm1 gangliosidokhoz kötődikaz epitheliális sejtekben a vékonybélben, ahol ADP-ribosylatodás után stimulálja az adenylát cyclázt, így fokozza a cAMP termelést. Az emelkedett cAMPszint összefügg a nátrium és klór transporter rendszerrel, melyek az ion egyensúlyt megváltoztatják ésfolyadék transzport eredményeznek a bélbe. Hasonlít a koleratoxinhoz. • ST- hőstabil • Abetegséget vizes hasmenés, hányinger, hasi görcséshőemelkedésjellemzi 1-5 napig. • Kontaminált élelmiszervagyvíz útján terjed.

13. LT kontra ST aktivitás

14. E. coli gastroenteritisEPEC – enteropathogén E. coli • Bundle forming pilusoknak (BFP) van szerepe avékonybél mucosájához történő kitapadásban. • Ez a sejtekben a jelátviteli változásokhoz vezet, majd a microvillusok pusztulásához. • A szekréció/abszorpció aránya megváltozik • A hasmenésnagy mennyiségű nyákkal, vér vagy genny nélkül,hányással, hányingerrel és hőemelkedéssel jelentkezik. • Főként a kórházban kezelt újszülötteket (< 1 év) érinti • Dyspepsia coli

15. E. coli gastroenteritisenteroinvazívE. coli (EIEC) • A kórokozóa vastagbélnyálkahártyáhoztapad a pilusokés a külső membrán fehérjék segítségével, melyeknek szerepe van a direct penetrációban, abél sejtekbe történő inváziójában,és a bélnyálkahártya lebontásában. • Laterális mozgása van a kórokozónak, mely sejtről sejtre haladva károsítja a nyálkahártyát • Tünetek: láz,súlyoshasi görcsök, hányingerésvizes hasmenés;vért, nyákot és gennyet tartalmazó széklet ürítés. • A virulencia gének a Shigella virulencia génjeihez hasonlóak

16. E. coli gastroenteritisenteroaggregatív E. coli (EAEC), EAEC – Mucosa asszociált autoagglutininekokozta baktérium aggregáció asejt felszínen, a biofilm képzésben is szerepet játszanak • Enteroaggregative ST-szerű toxin –enteroaggregative E. colitörzsek termelik (EAEC) – vizes hasmenést okoznak. • A kórokozó pilusokkal kitapadés cytotoxintszabadít fel, amely nem egyezik meg, de hasonlít ETEC által termelt ST és LT enterotoxinokhoz. • Tünetek vizes hasmenés, hányás, dehidrációésalkalmanként hasi fájdalom.

17. E. coli gastroenteritisenterohemorrhagiásE. coli (EHEC) • EHEC – Akórokozók pilusokkal tapadnak ki a bélrendszer nyálkahártyájához és shiga-like toxint (SLT) termelnek. • Élelmiszer, hús, tej közvetítette zoonózis • Alacsony fertőző dózis • Atünetekvizes hasmenéssel kezdődnek, mely véres hasmenésbe megy át, de nincs genny, görcsös hasi fájdalom, láz, vagy hőemelkedés. • Hemolitikus-urémiásszindrómaalakulhat ki, alacsony thrombocyta szám jellemzi, hemolyticus anemia, veseelégtelenség. • Thromboticus thrombocytás purpura • SLT kapilláris endothel receptorhoz kötődik, elongációs faktoron keresztül gátolja a fehérje szintézist

18. E. coli gastroenteritisenterohemorrhagiásE. coli (EHEC) • Leggyakrabban O157:H7 szerotípusa okozza. • E. coliezen törzse elkülöníthető a többi E. coli törzstől, mert nem fermentálja a szorbitolt 48 óra alatt (többi törzs fermentálja). • A sorbitol-Mac (SMAC) lemezzel (sorbitolt tartalmaz laktóz helyett)szelektíven izoláljuk ezt a kórokozót. • Meg kell győződnünk szerológiai tesztekkel, hogy az izolátumE. coli O1547:H7 és a shiga-like toxin termelésről.

19. E.colitörzsek okozta gastroenteritisek

20. Shigella genus • Négy speciese van antigénjeik alapján. • S. dysenteriae (Group A) • S. flexneri (Group B) • S. boydii (Group C) • S. sonnei (Group D) • OBLIGÁT HUMÁN PATHOGÉN

21. Shigella species • Antigén szerkezet • O antigén alapján A, B, C, és D szerotípus; O antigén hasonlít azE. coli-éhoz, ezért fontos, előbb az identifikálás, és csak utána a szerotípus meghatározás. • Virulencia faktorok • Shiga toxin –S. dysenteriaetermeli éskisseb mennyiségben S. flexneriésS. sonnei. • A fehérjeszintézist gátolja a 60S riboszómális alegységen. • Az intestinális nyálkahártya kifekélyesedésében van szerepe.

22. Shigella species • Külső membrán és szekretáltfehérjék • Ezek a fehérjék test hőmérsékleten fejeződnek ki, majd az M sejtekkel kontaktusba kerülve a baktérium fagocitózisát indukálják a vacuolumban. • Az M-sejtekből átkerülnek a macrophágokba és a azok apoptosisát indukálják. • Shigella elpusztítja a vacuolumokat,hogy a citoplazmába kerüljön. • Onnan laterálisan halad az epitheliálissejtekhez,ahol szaporodik, de rendszerint nem terjedaz epithelium rétege alá.

23. Shigella • Klinikaijelentősége • Shigellosistvagybacillaris dysentériát okoz. • Feco-oral úton terjed. • Nagyon alacsonya fertőzést kiváltó csíraszám (10-200 organizmus). • 1-7 napos inkubációs időután láz, görcsök, hasi fájdalom, és vizes hasmenésjelentkezik (toxin hatás miatt) 1-3 napig. • Ezt követhetia gyakori,csekélymennyiségű székletürítésvérrel, nyákkal, gyennyel (intestinal mucosába történő invázió miatt). • Nagyon ritkán disseminálódik. • S. dysenteriaa leggyakoribb pathogén,melyet S. flexneri, S. sonneiésS. boydiikövet.

24. Shigellosis

25. Fig. 4.33 Shigellosis. A colon mucosasigmoidoscopos képe S.flexneri által okozott enyhe esetben. Exsudate, fibrinből és polymorphonuclear leucocytákból áll. Dr. R.H. Gilman képe. Fig. 4.34 Shigellosis. Colon mucosa sigmoidiscopos képe egy fatális kimenetelű S. dysenteriae 1 típusa okozta shigellosis, mely kiterjedt pseudomembranous colitis képét mutatja. Dr. R.H. Gilman és Dr. F. Koster képe.

28. Fig. 4.18 Positív Serény teszt. Keratoconjunctivitis nyúlban Shigella microorganism beoltását követően. Dr. H.L. DuPont képe.

29. Salmonellae

30. Salmonella sp. www.ltsa.fr www.about-salmonella.com

31. Salmonella • A klasszifikáció megváltozott az utóbbi években. • 1 species: S. enteritica, és 7 subspecies: 1, 2 ,3a ,3b ,4 ,5, és 6. • Subgroup 1 felelős a legtöbb humán fertőzésért • A klinikai Salmonella izolátumokat az ún. Kauffman-White klasszifikáció alapjána szerocsoportokba és szerotípusokba sorolják. • O és H (flagella) antigének alapján • A H antigénnek két fázisa van: 1 és 2 és egyszerre csak egy fázis van jelen. • Polyvalens antiszérumot használnak a szerocsoport meghatározásra

32. Gazdaspecificitás • Széles gazdaspecificitás; normál flóra az állatok bécsatornájában, emberben gastroenterititist okozhat; zoonosis S. enteritiditis • Egy meghatározott állatfajhoz nagy fokban adaptálódott; Súlyos fertőzés a gazda állatban, invazív vagy focális infekció az emberben (gyermekekben) S. cholerasuis • Emberhez adaptált ; csak emberben okoz megbetegedést S. typhi, S. paratyphi A, B, and C

33. Salmonella GastroenteritisbenSalmonellaosztódikés jelenlétük erős gyulladásos választ eredményez, mely gastroenteritis tüneteit okozza (enyhelázhasmenéssel és hasi görcsökkel). • A gyulladásos válasz kivédi, hogy a bélrendszeren túl haladjon a kórokozó. Enterális láz (typhusés paratyphus)a Salmonella szétszóródikmielőtt szaporodásaolyan magas szintet érne el, hogy stimulálnáaz erős gyulladásos választ, ezért a kezdeti tünetek csak hőemelkedés és székrekedés.

34. Salmonella pathogenézise:S. typhi – hastyphus (emberről emberre terjed)S. paratyphi A, B, C – hastyphus-szerűbetegség (emberrőlemberre terjed)S. enteritidis – gastroenteritis (állatról emberre terjed)ZOONÓZIS

35. Salmonella typhi, S. paratyphi A, B, C Human pathogén Antigén O H Vi Ag Antigén-szerkezet - Salmonella typhi gripsdb.dimdi.de

36. Hastífusz (enterális láz)orális útvékony bél epitheloid sejtje, macrophágok mesenteriális nyirokcsomók lymphatikus rendszer véráram,lép, máj, vese, tüdő; PRIMER BACTERAEMIAmáj, Kupffer-sejtek, SECUNDER BACTERAEMIA fejfájás, láz, bradycardiafocális fertőzésekepén keresztül a bélrendszerbe vissza, szaporodás a Payer’s plakkokba vérzés perforation

38. Hastyfus (a: petechia, Peyer plakk(b) és az ileumnecrosisa (c), d: Peyer-plakk perforációja

39. Hastyphus Hastyphus gripsdb.dimdi.de

40. Hastyphusos Piros kiütései a hason beteg Salmonella typhi-től. www.wrongdiagnosis.com

41. Hastyphusos beteg piros kiütései a mellkasán Salmonella typhi-től. www.wrongdiagnosis.com

42. Fig. 4.37 Typhoid fever. Numerous ulcers of the small intestine overlying hyperplastic lymphoid follicles (Peyer’s patches). By courtesy of Dr. J. Newman.

43. Fig. 4.39 Typhoid fever. Mononuclear cells and red blood cells in the stool. Trichrome stain. By courtesy of Dr. H.L. DuPont.

44. Mikrobiológiai diagnosztikaKlinikai minta:széklet: második vagy harmadik héttől pozitívvizelet: második héttől pozitívepe, csontvelő aspirátumvér, hemokultúra: gyakran az első héten pozitívDirekt kenetnincs diagnosztikus értéke.Tenyésztés: Mintákatkioltjákbrilliant zöldés/vagybizmut szulfit szelektívtáptalajra.

45. Biokémiaiazonosítás:Laktóz (-), dextróz fermentáció gáztermeléssel vagy anélkül, H2S (+)Szerológiaiazonosítás:Tárgylemez agglutináció specifikus antitestekkelS. typhijelenlétének kimutatása a sejtekben.Vér szerológia:=> Gruber-Widal reakció : (Ag = 'H' és 'O' antigénekaS. typhitörzsek) specifikus antitestek jelenlétét vagy emelkedését mutatjuk ki a beteg szérumából.

46. A hastyphus földrajzi elterjedése

47. Gruber-Widal reaction Salmonella typhibismutsulfit táptalajon + - Salmonella typhi O antigén meghatározása tárgylemez agglutinációval

48. KezelésAntibiotikum érzékenységi vizsgálatot követően: S. typhitörzsekrendszerint érzékenyek ampicillinre, sulfomethoxazole + trimethoprimre, vagy 3.dik generációs cephalosporinokra.Megelőzés - Aspecific kezelés a krónikus hordozást kontrollálja. - Aktív immunizálás acetonnalelölt baktérium szuszpenzióvalparenteralisan adagolva nagy rizikójú egyének esetén alkalmazható. - Oralisanadagoltvédőoltásélő avirulensS. typhi mutánssal szintén jelentősvédelmet jelent.“Hordozás”A hastyphust túlélők3 %-ahordozókká válnak, az epehólyagban, epeutakbanvagyhúgyutakban élhet túl a kórokozó.

50. Salmonellosis (gastroenteritis)egyébként egészséges egyénekben.Invazívfertőzések (sepsis, meningitis)nagyon fiatalokban vagy nagyon öregekben, és inmmunkompromittáltbetegekben.A kb. 2,000 Salmonellaetípus bármelyike enterocolitist okozhat, deS. typhimurium, S. enteritidis (több mint 1,500 serotípusa) leggyakrabban klinikai mintákból izolálják.)Pathogenesis: -A humán fertőzések rezervoárja: szárnyas, sertés, rovarok, szarvasmarha, háziállat. - Orálisan kerül be a kórokozó az emberbe, kontaminált élelmiszer vagy innivaló útján. -Gyulladásos léziókat hoz létre a vékony és a vastagbélben.