Orvosi Mikrobiológiai Intézet -...

Staphylococcusok és Streptococcusok

Dr. Kocsis Béla

2014.10.15.

Semmelweis Egyetem Orvosi Mikrobiológiai Intézet

Gram-pozitív coccusok Staphylococcusok és Streptococcusok

Kataláz reakció

negatív pozitív

Micrococcaceae család

Nitrofurantoin érzékenység

Pozitív (érzékeny)

Staphylococcus genus

Negativ (rezisztens) Micrococcus genus

Streptococcus genus

Streptococcaceae család

Mikroszkópos kép

Gram-pozitív coccusok Staphylococcusok

Micrococcaceae család

Micrococcus genus: apathogén Staphylococcus genus:

koaguláz pozitív: S. aureus

Koaguláz negatív: S. epidermidis, S. haemolyticus, S. saprophiticus, S. hominis

Koaguláz teszt

Staphylococcus aureus

1) Mikroszkópos morfológia: Gram-pozitív, 1 µm coccusok Szőlőfürtszerű elrendeződésben

Staphylococcus aureus

2) Tenyésztés • fakultatív anaerob • Húslevesben homogén

növekedés • agar lemezen: 2-3 mm átmérőjű,

kerek aranysárga telepek • pigment zsírban oldódik

telepeket festi meg • S. aureus AU : arany vegyjele

• Véres agaron: -haemolyzis

• Szelektív táptalaja : 7.5% NaCl

agar táptalaj

Staphylococcus aureus

3) Biokémiai tulajdonsága kataláz+

koaguláz +

Exokoaguláz:

• S. aureus termeli, mely fibrinogént fibrinné alakítja

• kimutatása: koaguláz kémcsőteszt

Endokoaguláz: „clumping factor” (sejthez kötött koaguláz):

• S. aureus baktérium sejt felszínéhez kötött

• fibrinogen to fibrinné alakítja

• kimutatás: latex-agglutinációval

latex-agglutináció

Staphylococcus aureus

3) Biokémiai tulajdonságok

koaguláz kémcsőteszt

Staphylococcus aureus

4) Virulencia faktorok

polysaccharide tok nyákréteg (segíti a műanyag felszínekhez kitapadást) teicholsav, lipoteicholsav (nyálkahártyán kitapadást segíti) Adhéziós fehérjék: kollagene-, laminin-kötőfehérjék kötőszeti kitapadást segítik clumping factor: endokoaguláz mimikri S. aureus körüli fibrin réteg megvédi a makrofágoktól protein A: egyedi módon megköti a Fc résznél az immunoglobulinokat így védi a S. aurest immunrendszertől

Staphylococcus aureus

4) Sejtfelszíni virulencia faktorok

exokoaguláz, fibrinolysin

DNáz

hyalurinidáz

phosphatáz

lipáz

Staphylococcus aureus

4) Virulence faktorok: enizmek

Véralvadást , fibrinolízist okoz

Invazitást segíti elő a szövetekben

Staphylococcus aureus

• Toxic Shock Syndrome Toxin (TSST-1) szeptikus állapotot, magas lázat és sok szervi elégtelenséget okoz

• Staphylococcus enterotoxin (SE) hányással hasmenéssel járó toxico-infekció

• Exfoliatív toxin Epidermis stratum granulosum intercelluláris kapcsolatait károsítja

4) Virulence faktorok: exotoxinok

Staphylococcus aureus

Szuperantigenek a T helper sejtek receptorainak V β alegségén keresztül tudják aktiválni a T sejteket T sejt proliferációt okozva és fokozott cytokin termelést TNF- β, IFN- γ, IL-2.

A betegek szeptikus állapotba kerül: hypotensio, shock, sok szervi elégtelenség

4) Virulence faktorok: Szuperantigén exotoxin

Staphylococcus aureus

-haemolysin

- haemolysin

- haemolysin

-haemolysin

Leukocidin fevérvérsejteket lizálja

Pórus képzés és membrán károsodás

Vörösvérsejteket lizálják

4) Virulence faktorok: cytotoxinok

Klinikai képek

Bőr gennyes fertőzései a behatolás helyén

folliculitis, furunkulus, karbunkulus, sebfertőzés

otitis media, mastoiditis, mastitis

Invazív fertőzések

pneumonia, bakteraemia, szepsis, meningitis, ostitis, osteomyelitis, endocarditis

Toxin okozta ferőzések

Gastroenteritis, TSS, Pemph. neonat, Scales Skin Syndrom

Fertőzés forrása: a lakosság 5-10 % tünetmentesen hordoz S. aures baktériumot az orrban, orrgaratban, (bőrőn) Fertőződés útja : cseppfertőzéssel, direk kontakt

impetigo

folliculitis

Furunkulus karbunkulus

Bőr gennyes fertőzései a behatolás helyén

• osteomyelitis

• mediastinitis

• peritonitis

• meningitis, subduralis empyema,

• abscesus (tályog) képzés a parenchymás szervekben

Mély gennyes fertőzések

Fig. 8.27 – Septic arthritis. Erythema and swelling of the left ankle joint

in a young girl with staphylococcal sepsis.

By courtesy of Mr. N.St.J.P. Dwyer

Szeptikus arthritis

Arthrotomia során genny Gram festés után Gram-pozitív coccusok

Staphylococcus aures fertőzések kezelés

Antibiotikum kezelés

β-laktám antibiotikum kombinálva β-laktamáz inhibitorral

pl.: amoxicillin + klavulánsav

Staphylococcus aures fertőzések kezelés

Penicillin antibiotikumok (és az összes β-laktam antibiotikum) peptidoglykán szintézis gátlók (sejtfal szintézis gátlók) támadáspontjuk PBP (Pencillin Binding Protein) transzpeptidáz ami a sejtfalszintézisért felelős

β-laktám antibiotikumok

Peptidoglycan építő elemei: NAM: N-acetyl-muraminsav : NAG: N-acetyl-glukosamin

NAM

NAG

NAM

NAG

NAM

PBP

Ala-Glu-Lys-D-Ala-D-Ala

Ala-Glu-Lys-D-Ala-D-Ala

Ala-Glu-Lys-D-Ala-D-Ala

beta-lactamáz (penicillináz) termelés

A beta-laktámokkal szembeni rezisztencia

beta-laktamáz termelés

(penicillináz termelés)

Rezisztenica penicillinekkel szembeni

• Penicillin-binding Protein (PBP) módosulása

• Rezisztencia az összes beta-laktámmal szemben:

– penicillinek

– cephalosporinok

– karbapenemek

– monobactamok

– beta-laktamáz inhibitorok

MRSA: Methicillin Resistant S. aureus

Így a kezelés: amoxicillin + klavulánsav

Penicillináz inhibitor Penicillin származék

Különböző támadáspotnú antibiotikumok : Vancomycin Linezolid Mupirocin Clindamycin Daptomycin

Így a kezelés antibiogram alapján történik:

MRSA = methicillin resistent S. aureus

Methicillin penicillinek közé tartozik (β-laktam antibiotikum) peptidoglycan szintézis gátlás támadáspont PBP (Pencillin Binding Protein) Támadáspont (célmolekul) változása történikPBP’2a módosult támadáspont rezisztenciát okoz az összes β-laktám antibiotikummal szemben

Ala-Glu-Lys-D-Ala-D-Ala Ala-Glu-Lys-D-Ala-D-Ala Ala-Glu-Lys-D-Ala-D-Ala

Hatástalanok a β-laktám antibiotikumok

NAM

NAG

NAM

NAG

NAM

PBP’2a

MRSA: methicillin resistent S. aureus Európa, 2012

Kevesebb mint 1%

Több mint 25%

VRSA = vancomycin resistent S. aureus

Vancomycin MRSA ellen hatásos Sejtfal szintézis gátlás de a támadáspontja a D-Alanin Módosult támadáspont (D-Ala-laktát) vezet rezisztenciához VRSA

Ala-Glu-Lys-D-Ala-D-Ala Ala-Glu-Lys-D-Ala-D-Ala Ala-Glu-Lys-D-Ala-D-Ala

Vancomycin

Vancomycin

Vancomycin

Sejtfal peptidoglikánváza

NAM

NAG

NAM

NAG

NAM

Koaguláz-negatív Staphylococcusok

Koaguláz-negatív Staphylococcusok

• Bőr normálflóra tagjai

• Fakultatív pathogének

S. epidermidis

S. hominis

S. hemolyticus

S. saprophyticus

Staphylococcus epidermidis

Morfológia: Gram-pozitív coccusok szőlőfürt szerű alakzatban

Tenyésztés : fehér telepeket képez hemolízis nélkül

Biokémiai tulajdonságok

Kataláz +

Koaguláz-

Mannit -

Staphylococcus epidermidis

Bőr normálflóra tagja intakt bőrőn nem okoz megbetegedést

Műanyag eszközökön biofilmet képez

– exopolysaccharide

– matrixproteins (Fibrin, Fibrinogen)

Adhézió, kolonizáció

bakteraemia

Therápia: műanyag eszköz eltávolítása Kezelés antibiogram alapján: S. epidermidis rezisztencia beta-laktámokkal szemben: MRSE : methicillin resistant S. epidermidis Rezisztencia más antibiotikumokkal szemben: vancmomycin, linezolid

Staphylococcus epidermidis

Staphylococcus saprophyticus

1) Mikroszkópos morfológia: Gram-pozitív coccusok szőlőfürtszerű elrendeződésben

2) Tenyésztés: hemolízis nélkül képez telepeket véres agaron

3) Biokémiai tulajdonságok: koaguláz negatív, novobiocin rezisztens, ureáz termelő baktérium

Klinikai jelentősége: normál flóra tagja főként a genitáliákon

cystitist („honeymoon cystitis”) fiatal nőkben, szexuális életük kezdetén.

S. saprophyticus uroepithel sejteken kitapad ureáz aktivitása miatt NH3 szabadul fel és az nyálkahártyát irritálja

Staphylococcus haemolyticus Staphylococcus hominis

1) Mikroszkópos morfológia: Gram-pozitív coccusok szőlőfürtszerű elrendeződésben

2) Tenyésztés: fehér hemolízis nélküli telepek

3) Biokémiai tulajdonságok: novobiocin érzékeny

Bőr normálflóra tag

Nozokómiális pathogén biofilm képzés katétereken, kanülökön, műanyag orvosi eszközökön, intubáció esetén tubuson is

Nyálkahártya sérülés esetén invázió a véráramba

bacteraemia és szepszis

Streptococcusok

Streptococcus genus

Morfológia: Gram-pozitív 1m átmérőjű coccusok

Láncba rendeződnek

Tenyésztésük:

igényes baktériumoking

véresagaron: -, -, - haemolízis

1 mm kerek, tűszúrásnyi telepeket képez

Biokémiai tulajdonságok: kataláz negatív

Streptococcusok osztályozása

1) Haemolízis:

a) - haemolízis: Streptococcus pyogenes, S. agalactiae

b) -haemolízis: S. pneumoniae

c) nem haemolizál: S. lactis, Enterococcusok

2) Lancefield csoportosítás: a sejtfalban C- polysaccharide alapján

szerocsoportok: A, B, C, D, F, G human fertőzéseket okoznak

“A” csoport: S. pyogenes

“B” csoport: S. agalactiae

“D” csoport: Enterococcus faecalis

Streptococcusok osztályozása

3) Sejtfal M- protein alapján : szerotípusok

S. pyogenes > 90 szerotípus

Egyes betegségekben jellegzetes szerotípusok fordulnak elő:

pl.: 10 szerotípus: skarlát;

2, 4, 12, 49 szerotípusok: acut glomerulonephritis

(nephritogen törzsek)

4) 16 S rRNA kódoló DNS szekvencia alpján :

• 6 csoportban oszthatók : anginosus, pyogen, mitis, salivarius, bovis, mutans

Streptococcus pyogenes

1) Mikroszkópos morfológia:

Gram-pozitív coccus 1m átmérőjű

Több mint 10 coccus alkot láncot

Hialuronsav tok

Streptococcus pyogenes

2) Tenyésztés: igényes baktérium,

Véres agaron tenyészthető

-haemolizál

1 mm, kerek tűszúrásnyi telepet képez

S. pyogenes on blood agar

Streptococcus pyogenes

3) Biokémiai tulajdonság:

Antigen stuktúra: Lancfield group “A”

M protein alapján szerotípusokba sorolható

Streptococcus pyogenes 4) Virulancia faktorok

I. Sejthez kötött: lipoteicholsav, F-protein, hialuronsav tok

II. Exotoxin: erythrogén toxin – skarlát okozója (capillar toxin)

Spe A, B, C, F – streptococcal pyrogén exotoxinok

III. Streptolysin S and O (haemolizinek):

anti-streptolysin O titer – reumás láz kimutatására

(post streptococcális betegségben)

IV. Exoenzimek:

hyaluronidáz (,,spreading factor”)

DNáz

streptokináz : plasminogént plasminná alakítja fibronolízis

5) S. pyogenes klinikai jelentősége

I. Purulens fertőzések: S. pyogenes baktérium okozza

II. Toxin okozta betegségek: skarlát, TSST

III. Post-streptococcalis betegségek: II. és III. típusú túlérzékenységi reakciók

5) S. pyogenes klinikai jelentősége

I. Purulens fertőzések (S. pyogenes baktérium okozza)

• pharyngitis,

• tonsillitis follicularis,

• otitis media, sinusitis

• meningitis,

• pneumonia, endocarditis

• gyermekágyi láz (Semmelweis)

• impetigo,

• erysipelás

• myositis

• nekrotizáló fasciitis (“húsevő baktérium”)

Streptococcus pyogenes 5) Klinikai jelentőség

Tonsillitis follicularis Impetigo contagiosa

Semmelweis Ignác

1818-1865

Semmelweis Ignác bizonyította be hogy a

gyermekágyi láz megelőzhető

Klór vizes kézmosással

antisepsis szülészetben

1874-ben fedezték fel a S. pyogenes

baktériumot, Semmelweis Ignác

halála után 9 évvel

S. pyogenes klinikai jelentősége

Gyermekágyi láz (febris puerperalis )

5) S. pyogenes klinikai jelentősége

Necrotising fasciitis

Erysipelas (orbánc)

5) S. pyogenes klinikai jelentősége

II. Toxin okozta fertőzések

• skarlát: erythrogén toxin okozza, kapillárisok endotheljeit roncsolja kiütések

• Nem lehet toxoiddá alakítani nincs ellene védőoltás!!

• 2 nappal a fertőzés után kiütések (exanthemák) jelentkeznek a bőrön és nyálkahártyákon

Skarlát Málna nyelv: papilla hyperthrophia a nyelven Exanthemák a bőrön

III. Poststreptococcalis betegségek (S. pyogenes fertőzés szövődményei)

1. Reumás láz:

• II. típusú túlérzékenységi reakció: szívizom felszíni antigénjei hasonló kémiai szerkezetűek a S. pyogenes M-proteinjével anittestek kötődnek oda

• endocarditis: szívbillentyűk gyulladása

• Később pancarditis

2. Akut glomerulonephritis (GN): immunkomplexek okozzák

Immunkomplexek rakódnak le az izületekben polyarthritis

Immunkomplexek glomerulus basalmembranján is lerakódnak nephritis

• III. típusú túlérzékenységi reakció : immunkomplexek kötődnek glomerulus basalmembranhoz így a komplement rendszer aktiválódik glomerulonephritis

• Hypertonia és oedema

3. Erythema nodosum:

• subcutan nyirokcsomók megnagyobbodnak

III. Poststreptococcalis betegségek (S. pyogenes fertőzés szövődményei)

Immunitás:

Antibakteriális: tonsillitis follicularis több alkalommal is lehet

(több szerotípus okozza)

Antitoxikus: skarlátot egy szerotípusú baktérium termeli és az erythrogen toxin egységes kémiai szerkezetű

Kezelés: penicillin (természetes érzékenysége van penicillinekre),

• makrolid (ha a betegnek penicillin allergiája van)

1) Mikroszkópos morfológia: Gram-pozitív coccusok 1m átmérővel, láncokba rendeződnek

2) Tenyésztés: véresagaron: gyenge -haemolysis

1 mm átmérőjű , kerek, tűszúrásnyi telepek

CAMP +

3) Antigen szerkezet alapján : Lancfield “B” csoportba tartozik

4) Pathogenézis: hüvelyt kolonizálja,

5) Klinikai jelentősége:

terhesség során burok repedés és vetélés

szülés során : újszülöttben pneumonia, ARDS, meningitis, sepsis

(35.dik gestaciós héten terhesek szűrése)

• Kezelés és megelőzés: ampicillin

Streptococcus agalactiae

Enterococcusok

1) Mikroszkópos morfológia:

Gram-pozitív 1m átmérőjű coccusok rövid láncokba rendeződnek (3-5 tagú láncok)

Antigen szerkezet:

Lancfield szerint D csoportba tartozik

Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium

2) Tenyésztés: véres agaron szürkés telepeket alkot (zöldes udvarral a telepek alatt)

3) Biokémiai tulajdonságok : esculin (polysaccharid) hidrolizálja

Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium

Klinikai tulajdonságok:

Bélnormálflóra tagja fakultatív pathogen

Epeúti gyulladás , húgyuti fertőzések

Nozokómiális fertőzéseket okoz abdominális műtét után

Intestinal trauma /perforation után sepsis, peritonitis

Kezelés: természetes rezisztencia cephalosporin és szulfonamidokra!

Th.: szinergista kombinációk : ampicillin + gentamycin

Th: vancomycin gyakori a glycopeptid rezisztencia

VRE: vancomycin resistant Enterococcus

Streptococcus viridans csoport (S. mutans, S. mitis, S. sanguis,

S. salivarius, S. milleri)

Szájüregi normálflóra tagjai

• Tenyésztésük véres agaron - haemolysis

• S. pneumoniae optochin teszttel lehet elkülöníteni:

Streptococcus viridans : optochin R

• Klinikai jelentőség:

• Száüregben kolonizálják a fogakat dental plaque fogszuvasodás

• Ha a szájüregből véráramba kerülnek: subacute endocarditist okoznak

Peptostreptococcusok

Anaerob Streptococcususok

• Szájüregi és bél normal florához tartoznak

• Polimikróbás, purulens fertőzéseket okoznak, abscessusokat képeznek hasüregben, tüdőben, agyban és a szájüregben

• Kezelés: metronidazol, clindamycin

Abscessus

Streptococcus pneumoniae

1) Mikroszkópos morfológia:

Gram-pozitív diplococcusok

A coccusok láng vagy lándzsa alakúak

Streptoccocus pneumoniae, köpetből Gram festett kenetben

diplococcus formában jelennek meg

By courtesy of Dr. J.R. Cantey

Streptococcus pneumoniae

Streptococcus pneumoniae

2) Tenyésztés:

• Véres agaron -haemolízis

• autolízis: köldök szerűen behúzodnak a telepek

3) Biokémiai tulajdonság optochin

érzékenység így lehet elkülöníteni a viridans csoporttól

4) Virulencia faktor : polysaccahride tok

Streptococcus pneumoniae

• Lancfield szerint nem csoportosítható

• Tok polysaccharide alapján 91 szerotípust lehet elkülöníteni

• ,,quellung”-reakció, tokduzzadási próba:

Tokellenes antitestekket hozzáadva, mikroszkópban vizsgálva megnagyobbodotnak tűnnek a baktériumok

Streptococcus pneumoniae

Klinikai jelentőség:

lobaris pneumonia

sinusitis, otitis media bacteriaemia, meningitis

ulcus serpens corneae

(szem kúszófekélye)

Populáció: 5-10%-as hordozza S. pneumoniae-t az orrban, torokban

Streptococcus pneumoniae

Kezelés antibiogram alapján

penicillinekkel (beta-lactamokkal) szemben rezisztencia alakult ki

PBP csökken érzékenysége az antibiotikumokkal szemben

Kezelés: makrolid, fluorokinolonok

Megelőzés: 13-valens polysaccharide vakcina (fehérjéhez konjugált)

kötelező védőoltás újszülöttek részére (Magyarországon 2014 Júliusa óta)

Ajánlott:

1. gyerekeknek (2014 Július előtt születtek)

2. felnőtteknek 65 év felett

3. krónikus betegségekben (COPD,szívérrendszeri betegségek)

4. splenektomizáltak (lépírtottak)

Bakteriális fertőzésekkel szembeni védőoltások

1) BCG = Mycobacterium tuberculosis ellen (élő attenuált baktérium)

2) aP = Bordetella pertussis elleni (acelluláris Pertusis vakcina)

3) Diphtheria = Corynebacterium diphtheriae ellen (toxoid)

4) Tetanus = Clostridium tetani ellen (toxoid)

5) Hib = Haemophilus influenzae b ellen tok antigén

6) Neisseria meningitidis tok antigén

7) Streptococcus pneumoniae tok antigén

8) Salmonella typhi elölt baktérium (polysaccahride kivonat)

9) Vibrio cholerae elölt baktérium