Bacili gram negativi de interes medical

Familia Enterobacteriaceae

Taxonomie

Familia Enterobacteriaceae cuprinde cel putin 27 de genuri si 127 de specii, la care se mai adauga 8 grupuri enterice. Fiind controversata, taxonomia familiei Enterobacteriaceae este supusa unor schimbari permanente.

Enterobacterii cu importanta medicala:

Habitat

Enterobacteriile sunt germeni ubicuitari - se izoleaza din sol, apa, plante, intestinul omului si animalelor. Majoritatea (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis etc.) fac parte din flora normala a organismului si pot produce infectii oportuniste. Unele specii ca, de pilda Salmonella typhi - au habitat exclusiv uman (bolnav sau purtator sanatos).

Din punct de vedere al patogenitatii, germenii din aceasta familie se împart în înalt patogeni (Salmonella, Shigella, Yersinia), conditionat patogeni (E.coli, Klebsiella, Enterobacter, Proteus, Serratia, Citrobacter) sau lipsiti de importanta în patologia umana.

Rezistenta la actiunea factorilor fizici si chimici

Germenii din aceasta familie sunt rezistenti în mediul extern. Rezista 5-6 luni în apele poluate cu materii fecale (genul Shigella rezista doar 2-6 saptamâni). Supravietuiesc si se multiplica la temperatura camerei în medii umede, în alimente, în solutii perfuzabile. De aici decurg posibilitatile largi de raspândire a lor în colectivitati si în spitale (enterobacteriile se izoleaza frecvent din infectii nosocomiale).

Sunt distrusi de caldura (în 30' la 55-60 C si instantaneu la fierbere), antiseptice si dezinfectante.

Din ce în ce mai multe specii sunt rezistente la numeroase antibiotice, în special prin transfer de plasmide.

Morfologie

Sunt bacili gram-negativi de dimensiuni medii (0,3-1 x 1-6m ), cu capetele rotunjite, cu dispozitie în general necaracteristica. Pot fi mobili (cili peritrichi) sau imobili. Nu sporuleaza. Majoritatea enterobacteriilor sunt necapsulate. Unele pot avea o capsula proeminenta (Klebsiella), iar altele (Salmonella, E.coli) pot fi învelite de un material capsular.

Caractere culturale

Facultativ anaerobe, enterobacteriile sunt nepretentioase nutritiv. Se dezvolta cu usurinta atât pe mediile uzuale (bulion, geloza, geloza-sânge), cât si pe mediile selective lactozate (Mac Conkey, AABTL, ADCL, XLD, Istrati-Meitert), pe care putem diferentia enterobacteriile lactozo-pozitive de cele lacto 838d37i zo-negative.

Tulbura uniform mediile lichide (bulionul). Pe medii solide se dezvolta sub forma de colonii S sau R. Între cele doua tipuri pot exista si forme intermediare sau uneori colonii mucoase de tip M (Klebsiella, unele tulpini de E.coli). Proteusul prezinta pe unele medii solide (geloza, geloza-sânge) fenomenul de invazie.

Caractere biochimice

Clasificarea enterobacteriilor se bazeaza pe studiul caracterelor biochimice, ele constituind criterii importante de identificare a genului si a speciei.

Enterobacteriile prezinta unele caractere biochimice comune care le permit încadrarea în familia Enterobacteriaceae:

dozele mici produc "reactii de alarma" benefice organismului, care cresc rezistenta antiinfectioasa;

dozele mari produc efecte nocive organismului, cu soc endotoxic, hipotensiune, CID.

Capsula, prezenta la enterobacteriile capsulate, este un factor de virulenta - asigura rezistenta la fagocitoza.

Sinteza de exotoxine. Numeroase exotoxine au fost evidentiate la enterobacterii: enterotoxine termostabile si termolabile, Shiga si Shiga-like toxine, hemolizine.

Enterotoxine termolabile au fost evidentiate la E.coli si ocazional la Klebsiella, Salmonella.

Enterotoxine termostabile au fost evidentiate la E.coli si ocazional la Yersinia enterocolitica si Citrobacter freundii. Ambele tipuri de enterotoxine sunt responsabile de aparitia unor scaune diareice.

Shigella dysenteriae elaboreaza o exotoxina cu efect neurotoxic, enterotoxic si citotoxic.

Fimbriile sunt factori de patrundere si aderenta.

Supravietuirea si multiplicarea intracelulara - protejeaza bacteria fata de numeroase antibiotice si de raspunsul imun al gazdei. Astfel, Salmonella, Shigella, E.coli enteroinvaziv si Yersinia sunt germeni cu habitat facultativ intracelular. Supravietuirea lor în diverse celule si mai ales în fagocite favorizeaza diseminarea lor în organism.

Rezistenta la puterea bactericida a serului. Desi majoritatea bacteriilor pot fi rapid eliminate din torentul circulator, exista si microorganisme virulente capabile sa produca infectii sistemice deoarece sunt rezistente la puterea bactericida a serului. Aceasta caracteristica poate fi mediata de prezenta capsulei, dar exista si alti factori mai putin cunoscuti care împiedica legarea componentelor complementului de bacterie si implicit clearence-ul bacterian mediat de acesta.

Rezistenta la antibiotice - apare în special prin transfer de plasmide. S-a descris astfel transferul de plasmide între specii, genuri si familii diferite.

Semnificatie clinica

Enterobacteriile sunt germeni responsabili de producerea a numeroase infectii intestinale si extraintestinale. Foarte rar pot aparea infectii generalizate pe un fond de rezistenta scazuta a organismului.

Enterobacteriile reprezinta 80 din totalitatea bacililor gram-negativi izolati si peste 50 din totalul germenilor izolati. De asemenea, sunt implicate în etiologia a 30-35 din septicemii, în peste 70 din infectiile urinare si în majoritatea toxiinfectiilor alimentare. Sunt cauza frecventa a infectiilor nosocomiale.

Germenii care produc infectiile extraintestinale sunt E.coli, unele specii de Klebsiella, Proteus, Enterobacter si Serratia. Patogenii enterici sunt Salmonella, Shigella, E.coli, Yersinia, mai rar Citrobacter, Proteus, Klebsiella, Enterobacter si Serratia, implicatia acestora din urma în infectiile intestinale fiind discutabila.

Sursa de germeni este reprezentata de un rezervor animal (infectiile cu Salmonella), un purtator uman (Shigella, Salmonella typhi) sau flora oportunista a organismului (E.coli etc.).

Semnificatia clinica, în cazul evidentierii unor enterobacterii în probele biologice, tine cont de natura produsului patologic si de habitatul normal al germenilor. Astfel, prezenta germenilor în probe natural sterile sau în alte zone decât habitatul lor normal, permite implicarea lor etiologica. În cazul produselor normal contaminate se ia în considerare numarul bacteriilor observate, importanta reactiei celulare inflamatorii si se determina caracterul de patogenitate al germenului.

Izolarea unor enterobacterii înalt patogene (Salmonella, Shigella, Yersinia pestis) din produsele patologice are întotdeauna semnificatie patologica (bolnav sau purtator sanatos).

Raspunsul imun, profilaxie si tratament

Raspunsul imun este în general slab, deoarece infectiile sunt localizate la poarta de intrare. În febra tifoida, care este o infectie generalizata, raspunsul imun este foarte puternic.

Profilaxia este nespecifica, dar exista si situatii în care se efectueaza profilaxia specifica:

vaccinarea antitifoidica, la anumite persoane care lucreaza în sectorul alimentar sau al apelor

vaccinare antidizenterica cu vaccin atenuat, mai ales în colectivitati

vaccinare antipestoasa - cu germeni inactivati în formalina, persoanelor care pleaca în zone endemice.

Tratamentul antiinfectios se face conform antibiogramei, deoarece foarte multe tulpini si mai ales cele izolate din infectiile nosocomiale au dobândit multirezistenta, în special prin transfer de plasmide.

Genul Salmonella

Clasificare

Din punct de vedere patogenetic sunt împartite în doua mari categorii:

agenti ai febrelor tifoide: S.typhi, S.paratyphi A, B, C, care au habitat exclusiv uman,

agentii toxiinfectiilor alimentare (salmoneloze): S.typhimurium, S.enteritidis, S.choleraesuis, etc, care habiteaza în intestinul animalelor.

Toate tipurile serologice sunt actualmente cuprinse în schema Kaufmann-White. Speciile majore, importante în patologia umana includ toate speciile enumerate anterior. S. enteritidis este subclasificat în peste 1700 de serotipuri pe baza structurii antigenice.

Tabelul 1: Schema lui Kaufmann White

Habitat

Sunt foarte raspândite în natura. Habitatul natural al salmonelelor este intestinul animalelor (în special al pasarilor) si al omului. Salmonella typhi are habitat exclusiv uman, omul bolnav sau purtator sanatos fiind rezervorul de bacili tifici. Ele nu sunt considerate niciodata ca facând parte din flora normala a intestinului. Izolarea salmonelelor din intestinul uman are întotdeauna senificatie patologica.

Proprietati generale

Caracteristicile definitorii ale speciilor genului Salmonella sunt listate în tabelul 1.

Determinanti ai patogenitatii

a.Endotoxina. Peretele celular al speciilor genului Salmonella contine LPS cu un antigen polizaharidic (antigenul O).Acesta joaca un rol important în virulenta germenilor, fiind principali mediatori ai socului septic.

b.Invazinele, proteine care mediaza aderenta si penetrarea în celulele epiteliului intestinal, sunt determinanti importanti ai patogenitatii speciilor genului Salmonella.

c.Factorii implicati în rezistenta la fagocitoza permit bacteriilor sa supravietuiasca în interiorul celulelor fagocitare. (Salmonella este un exemplu clasic de microorganism facultativ intracelular)

(1) Unii din acesti factori (de ex. catalaza, superoxid dismutaza) neutralizeaza radicalii activi de oxigen.

(2) Alti factori neutralizeaza defensinele, proteine cationice mici care faciliteaza omorârea bacteriilor de catre fagolizozomi.

d.Factori implicati în rezistenta la pH-ul acid pot contribui la abilitatea salmonelelor de a supravietui aciditatii din stomac si din fagolizozomi.

e.Antigen (Vi) de "virulenta", un polizaharid capsular special al S. typhi, are proprietati antifagocitare; cu toate acestea, rolul sau precis ca factor de virulenta este neclar.

Patogeneza si semnificatie clinica

a.Patogeneza. Poarta de intrare (epiteliul intestinului subtire) este comuna pentru toate speciile. Toate speciile virulente, aparent, pot supravietui aciditatii gastrice si pot penetra epiteliul si subepiteliul intestinal, dar doar S. typhi este sistemic invaziva.

(1) Penetrarea mucoasei este mediata de invazinele salmonelei si urmata de inflamatia acuta si ulceratia mucoasei.

(2) Inflamatia mucoasei induce sinteza de prostaglandine, activând adenil ciclaza si conducând la pierdere hidro-electrolitica.

În febra tifoida etapele patogenice ale bolii sunt urmatoarele: dupa patrunderea pe cale digestiva, germenii traverseaza enterocitele si, fara producere de leziuni se multiplica la acest nivel. O parte din germeni trec în sânge (bacteriemia), iar cealalta parte elibereaza endotoxina, care se va propaga pe cale sanguina la nivelul centrilor neuro-vegetativi ventriculari, ceea ce explica simptomatologia severa a bolii, hemoragiile digestive, sau perforatiile intestinale.

b.Semnificatia clinica. Diferite specii si serotipuri de Salmonella produc diferite boli.

(1) Enterocolita (salmoneloza) este cauzata cel mai frecvent de S. enteritidis si S. typhimurium. Se prezinta de obicei sub forma unor toxiinfectii alimentare consecutive absorbtiei de alimente contaminate(oua crude, sau insuficient gatite, maioneze, pateuri, carne, etc).

(a) Simptomele caracteristice (diaree, febra, dureri abdominale) apar dupa o perioada de incubatie de 18-24 de ore si sunt, în general, autolimitate (self-limitate), cu o durata de 2-5 zile.

(b) Complicatii. Deshidratarea si dezechilibrul electrolitic sunt probleme posibile la pacientii foarte tineri (în special la nou-nascuti), imunodeprimati (persoane cu SIDA), precum si la cei vârstnici, ducând la o evolutie severa a bolii, uneori chiar la deces. Toate serotipurile pot fi raspunzatoare de producerea septicemiilor cu punct de plecare digestiv.

(2) Febra tifoida este o infectie sistemica produsa de S.typhi, S.paratyphi A, S.paratyhi B, C ) afecteaza exclusiv omul.

(a)   Simptome caracteristice:

Contaminarea este orala. Dupa o perioada de incubatie de aprox. 14 zile, debuteaza prin:

(i)Simptomele de-a lungul primei saptamâni includ letargie, stare generala alterata, febra si dureri generalizate. Constipatia este o regula de-a lungul acestei perioade.

(ii)În a doua saptamâna, microorganismul reintra în circulatie (bacteriemia) producând febra înalta, abdomen sensibil si, posibil, macule roz pe tegumentul abdominal. Diareea începe la sfârsitul celei de-e doua saptamâni sau începutul saptamânii a treia.

(b)Complicatii. Boala este autolimitata (self-limitata) dar sunt posibile complicatii severe (perforatie intestinala, hemoragii severe datorita coagularii intravasculare diseminate, tromboflebite, colecistite, tulburari cardiovasculare, pneumonii, abcese).

Epidemiologie

a.Salmoneloza este cel mai frecvent produsa de patogeni animali care sunt usor transmisi la om prin alimente contaminate (carne, lapte, oua).

b.Febra tifoida (febra enterica).

Febra tifoida este dobândita via transmitere fecal-orala, apa contaminata (urmând cutremurelor sau inundatiilor) sau alimente preparate de purtatori cronici asimptomatici (obisnuit femei vârstnice cu boli ale vezicii biliare la care microorganismul este prezent timp îndelungat în calculi sau cicatrici ale tesutului biliar si este secretat în numar foarte mare prin materiile fecale).

Rata infectiei este de aproximativ 25% cu o doza infectanta de 10⁵ microorganisme si 95% cu o doza infectanta de 10⁹ microorganisme.

Febra enterica mai poate fi produsa de S. paratyphi.

Profilaxie si tratament

a. Salmoneloza se previne mai ales prin sanitatie adecvata si imunizarea animalelor domestice crescute pentru consum uman. Controlul carnii în abatoare, prepararea termica adecvata a produselor din carne sunt masuri importante cu rol în reducerea riscului infectiei. Utilizarea nediscriminatorie a antibioticelor pentru a promova cresterea pasarilor de curte sau a vitelor trebuie evitata, pentru a preveni aparitia de tulpini rezistente. Depistarea purtatorilor sanatosi de germeni (în special a celor ce lucreaza în sectorul alimentar) este deosebit de importanta, dar nu înlocuieste masurile de igiena locala.

b. Febra tifoida este controlata prin masuri de sanitatie si igiena personala. S-a încercat obtinerea unui vaccin eficient.

Un vaccin omorât de S. typhi a fost utilizat multi ani, dar nu este eficient.

Este de asemenea în uz o tulpina atenuata, rata protectiei obtinuta fiind variabila.

Astazi sunt sub evaluare doua tipuri de vaccinuri sunt ca potentiali înlocuitori, ambele fiind mai eficiente.

a. Salmoneloza este obisnuit tratata suportiv.

b. Febra tifoida

(1) Pacienti cu febra tifoida. Cloramfenicolul a fost traditional antibioticul de electie pentru pacientii cu febra tifoida, în ciuda riscului discraziei sanguine asociata cu uzul sau. Ampicilina si trimethoprim-sulfamethoxazol sunt alternative cu mai putine efecte secundare, Studiile recente sugereaza ca quinolonele (norfloxacin, ciprofloxacin) si cefalosporinele III sunt la fel de eficiente ca si cloramfenicolul, ampicilina si trimethoprim-sulfamethoxazol, atât pentru tratamentul pacientilor cu febra tifoida ca si pentru purtatorii cronici, iar aceste antibiotice au mai putine efecte secundare decât cloramfenicolul.

Genul Shigella

Proprietati generale

Germenii din genul Shigella sunt agentii etiologici ai dizenteriei bacteriene.

Caracteristicile definitorii ale membrilor genului Shigella sunt listate în tabelul 1.

Tabelui 1.Caracteristici definitorii ale speciilor genului Shigella:

Clasificare

Speciile genului Shigella au fost clasificate în concordanta cu diferentele prezentate în structura antigenului somatic "O".

a. Grupul A (S. dysenteriae cu 10 serotipuri): tipul1(Sh.shiga), tipul2(Sh.schmitzi), tipurile 3-7(S.Large-Sachs), tipurile 8,9,10.

b. Grupul B (S. flexneri cu 6 serotipuri): tipul1(1a,1b), 2(2a,2b), 3(3a,3b,3c), 4(4a,4b),5,6,7, x, y.

c. Grupul C (S. boydii cu 15 serotipuri)-

d. Grupul D (S. sonnei cu un unic serotip)

Habitat

Sunt bacterii înalt patogene specifice tubului digestiv al omului. Nu se întâlnesc la alte specii animale. Sunt agenti ai dizenteriei bacteriene. Transmiterea se realizeaza pe cale fecal-orala, sursa de infectie fiind reprezentata de bolnavi si purtatorii sanatosi de germeni.

Patogeneza si semnificatie clinica

Shigelele sunt patogene pentru om. Factorii de virulenta, unii determinati plasmidici si altii de gene cromozomiale, actioneaza sinergic pentru a determina patogenitatea speciilor genului Shigella.

Tabelul 2. Determinanti ai patogenitatii speciilor genului Shigella:

Patogenia bolii este complexa, fiind implicati numerosi factori: lipopolizaharidul bacterian, toxinele cu proprietati neuro, entero si citotoxice. Puterea invaziva a tulpinilor la nivelul celulelor epiteliale ale mucoasei colice este responsabila de tulburarile digestive semnalate la bolnavi.

Contaminarea este orala, dupa multiplicarea intestinala si colonizarea epiteliului colonului, germenii patrund în interiorul celulelor prin fagocitoza dirijata. Acest mecanism se deruleaza fara pasajul în mediul extracelular, permitând eludarea factorilor umorali. Reactiile inflamatorii au de asemenea un rol esential în invazia si distructiile tisulare. Infectia este limitata la mucoasa si submucoasa colonului, shigellele ramânând localizate la nivel intestinal. Shigellele invadeaza epiteliul intestinal, cauzând un intens raspuns inflamator caracterizat prin prezenta de neutrofile si macrofage, cu formare de microabcese si ulceratii care determina aspectul mucopurulent si sangvinolent al materiilor fecale (diareea sanguinolenta si mucopurulenta). Invazia sistemica, pe calea torentului circulator este foarte rara, fiind posibila doar la pacientii imunodeprimati, precum si la sugari.

Din punct de vedere clinic, dizenteria este caracterizata prin crampe abdominale severe si pasaje frecvente si dureroase a unui volum mic de materii fecale continând sânge si mucus, tenesme, un sindrom infectios sever, însotit de semne neurologice, în cursul carora hemoculturile ramân de regula negative. În formele grave se constata o deshidratare severa.

Cu toate ca toate speciile genului au proprietatea de a fi invazive si de a cauza moartea enterocitelor, producerea toxinei Shiga este limitata la S. dysenteriae tipul 1, care cauzeaza cele mai severe infectii. Se crede, în mod curent, ca aceasta toxina, care este eliberata numai dupa moartea celulara, cauzeaza sindromul hemolitic-uremic (anemie hemolitica +trombocitopenie+insuficienta renala acuta) prin inducerea de leziuni ale endoteliului vascular agravate de endotoxina absorbita în cantitati mai mari decât poate fi inactivata de macrofage.

S-a demonstrat ca S. sonnei si S. flexneri produc mici cantitati de enterotoxina.

Toate celelalte specii de Shigella dau forme de boala mai putin severe.

Epidemiologie

a. Shigella este un patogen uman adevarat, si din aceasta cauza nu exista nici un rezervor animal (omul pare a fi unicul rezervor de shigelle, fie el bolnav sau purtator sanatos). Shigella se transmite pe ruta fecal-orala de la persoana la persoana prin contact direct (incluzând contactul sexual) sau prin apa si alimente contaminate. Exista o incidenta înalta a bolii la persoanele institutionalizate, debilitate.

b. Dizenteria bacteriana a îmbracat uneori forma unor mari epidemii de importanta istorica, care se mai pot manifesta înca sub forme endemo-epidemice în zone ale globului unde exista deficiente de igiena. Diferitele specii de Shigella prezinta predominanta în diferite regiuni ale lumii. În Statele Unite predomina S. sonnei (70% din cazuri) urmata de S. flexneri (desi se pare ca în SUA etiologia shigellozelor este ciclica; uneori predomina S. flexneri si uneori predomina S. sonnei). La noi predomina Sh.flexner, urmata de Sh.boydi.

Control preventie si tratament

a.Terapia suportiva, incluzând reechilibrarea hidro-electrolitica, este esentiala pentru pacientii cu shigelloza (în mod particular când este asociata cu diareea apoasa).

b.Antibioticele pot fi administrate, în mod particular pacientilor tineri, deoarece scurteza durata bolii si statusul de purtator, limitând, astfel, recaderile. Antibioticele de electie sunt ampicilina si amoxicilina, desi tulpinile rezistente apar relativ frecvent; daca susceptibilitatea la antibiotice a tulpinii infectante este necunoscuta, trimethoprim-sulfamethoxazol poate fi preferat, deoarece rezistenta la acest antibiotic este mai putin frecventa.

Sanitatia si igiena personala sunt cele mai eficiente metode de control a epidemiilor cu Shigella, deoarece interfera cu lantul fecal-oral de transmitere.

Genul Yersinia

Genul Yersinia contine 11 specii dintre care doar 3 specii sunt de interes medical: Yersinia pestis, Y. pseudotuberculosis si Y. enterocolitica.

Yersinia pestis este cauza ciumei, boala infecto- contagioasa care în trecut a decimat Europa în repetate rânduri. Astazi este endemica doar în unele regiuni ale lumii.

Este un patogen al rozatoarelor (sobolani, cobai etc) si se transmite omului prin intermediul puricelui de sobolan. De la locul întepaturii germenii ajung la ganglionii limfatici regionali (mai ales inghinali si axilari), formând bubonul pestos (inflamatie, necroza, fistulizare). Incubatia este în jur de 7 zile. Pacientul prezinta febra si durere locala cu limfadenita si adenopatie regionala satelita. În absenta unui tratament adecvat (tetraciclina) apar forme septicemice cu leziuni parenchimatoase hemoragice generalizate, în diferite tesuturi si organe (splina, ficat, tegumente si mucoase). Mortalitatea este peste 60%- 75%.

Transmiterea interumana este neobisnuita, dar se poate avea loc în timpul epidemiilor pe cale aerogena când bolnavii devin eliminatori de bacili. Se produce pesta pulmonara care se manifesta ca o pneumonie cu evolutie fatala.

Imunitatea dupa boala este de lunga durata.

Focarele naturale de infectie în prezent s-au extins la Asia, Africa si America cu izbucniri epidemice limitate si accidentale.

Y. pseudotubeculosis este un patogen animal care produce la om infectii de tip enteral cu limfadenita primara, cu prinderea ileonului prececal si al apendicelui si mai rar septicemii. Se transmite prin alimente contaminate.

Y. enterocolitica produce o boala diareica, ileita terminala si adenita mezenterica. Este un patogen intestinal izolat frecvent în tarile nordice ale Europei, în Canada si în SUA. Doar unele tulpini sunt patogene, fiind invazive, iar dintre acestea , unele secreta o enterotoxina termostabila asemanatoare celei produse de E.coli. Prinderea ganglionilor limfatici regionali poate mima o apendicita acuta. Sunt implicate mai rar în producerea septicemiilor cu localizari secundare de tipul artritelor sau peritonitelor.

Genul Escherichia

Genul Escherichia este genul tip al familiei Enterobacteriaceae. Denumirea genului a fost data dupa numele cercetatorului Th. Escherich care a izolat specia tip a genului. Dintre cele cinci specii ale genului, singura de interes medical este E.coli.

Habitat

Colibacilii sunt foarte raspânditi în mediul înconjurator odata cu continutul intestinal al omului si al animalelor. Numarul acestor germeni pe unitatea de volum - în apa si alimente - reprezinta indicele coli care este un criteriu de apreciere a gradului de poluare a apei, mediului si a alimentelor cu materii fecale. În standardele de stat sunt prevazute valorile indicelui coli, care permit ca o sursa de apa sa fie considerata potabila sau un aliment bun de consum.

E.coli face parte din flora normala a intestinului la om si animale. Formeaza aproximativ 80 din flora rezidenta a colonului cu rol important în sinteza unor vitamine din grupul B si K si contribuie la mentinerea unui echilibru al biocenozei. Nou-nascutul va fi însamântat în timpul nasterii, prin contact cu flora perineala materna. E. coli se regaseste de asemenea în flora cavitatii sale bucale, de aici decurgând rapida colonizare a tubului digestiv. Aceasta însamântare este proportionala cu durata actului nasterii, mai precis cu durata de timp care decurge dintre ruptura membranelor si nastere si este un proces inevitabil în conditii naturale. Contaminarea initiala este determinata nu numai de contactul cu mama ci si cu personalul medical.

Morfologie

Sunt bacili gram-negativi, scurti, cu capetele rotunjite, nesporulati, necapsulati (rar unele tulpini pot avea o pseudocapsula), în general mobili (cu cili peritrichi).

Caractere culturale

Sunt germeni aerobi, facultativ anaerobi, nepretentiosi nutritivi. Se dezvolta atât pe mediile uzuale, cât si pe mediile selective lactozate pe care formeaza colonii lactozo-pozitive. Coloniile sunt de tip S, iar tulpinile pseudocapsulate formeaza colonii cu aspect mucos.

Caractere biochimice

Prezinta caracterele comune enterobacteriilor (fermenteaza glucoza, reduc nitratii la nitriti, sunt catalazo-pozitivi si oxidazo-negativi). Fermenteaza lactoza. De retinut, ca din 100 de tulpini de E.coli, 95 fermenteaza lactoza, iar 5 nu.

Caracterele biochimice se cerceteaza pe setul de teste biochimice care permit identificarea genului.

Factori de virulenta

Secreta diverse substante biologic active, de tipul:

-enterotoxine, hemolizine, enzime care asigura rezistenta la antibiotice,

-lipopolizaharidul sau endotoxina, comun tuturor membrilor familiei, participa la distrugerile tisulare, fiind responsabil de cresterea sintezei de TNF macrofagic, aflat la originea socului septic; joaca rol în lupta contra mecanismelor de aparare nespecifice,

-capsula (antigenul K1) este de natura polizaharidica, are rol antifagocitar, realizând un veritabil camuflaj imunologic al bacteriei, deoarece poseda determinanti antigenici care se regasesc la suprafata celulelor eucariote.

Structura antigenica

Structura antigenica la E.coli este complexa, fiind descrise numeroase antigene O, H, si K. Pe baza antigenelor O, bacilii sunt împartiti în grupe serologice, iar pe baza antigenelor H grupele sunt împartite în tipuri serologice. Sunt identificate 165 de grupe antigenice O de E.coli, 103 antigene K si 54 antigene H.

Semnificatie clinica si patogenitate

Sunt germeni conditionat patogeni fiind cei mai izolati microbi în laboratorul de bacteriologie. În anumite conditii, mai ales când scade rezistenta locala sau generala a organismului sau daca ajung în zone normal sterile, produc infectii cu localizare si gravitate diferita grupate în:

a) infectii enterale

b) infectii extraenterale.

Potentialul patogen al colibacililor este foarte variat. E.coli este patogen prin multiplicare si toxinogeneza (enterotoxina termostabila, enterotoxina termolabila). Pe lânga enterotoxina s-au mai pus în evidenta si alte secretii toxice: o exotoxina cu efect neurotoxic pentru animalele de laborator si o endotoxina cu rol de hemolizina.

a) Infectiile enterale sunt produse de 5 grupe de E.coli: enterotoxigen, enteroinvaziv, enteropatogen, enterohemoragic si enteroaderent.

E.coli enterotoxigen (ETEC) - secreta enterotoxine termolabile sau termostabile codificate plasmidic. O tulpina ETEC produce una sau ambele toxine. Pe lânga toxinogeneza intervine si capacitatea de a coloniza intestinul subtire prin pilii de aderenta. ETEC produce forme usoare de enterita sau un sindrom diareic holeriform.

E.coli enteroinvaziv (EIEC) - penetreaza, ca si shigellele, enterocitele colonului în care se multiplica si pe care le distrug, determinând un sindrom diareic dizenteriform, cu scaune mucopurulente sau sangvinolente. Capacitatea enteroinvaziva este codificata plasmidic.

E.coli enteropatogen (EPEC) - este principalul agent etiologic al sindromului diareic la copii mici, la care determina o imunizare precoce. De aceea, îmbolnavirile prin EPEC la vârste mai mari de 2 ani sunt rar semnalate. Factorii de patogenitate sunt pili de aderenta, codificati plasmidic si o toxina Shiga-like produsa prin conversie lizogena. Aceasta determina distrugerea enterocitelor de la nivelul intestinului subtire.

E.coli enterohemoragic (EHEC) - produce doua toxine Shiga-like, denumite verotoxine deoarece produc efect citopatic pe linia celulara Vero. Initial apare o diaree apoasa care în câteva zile devine hemoragica, iar mucoasa rectului si a colonului sigmoidian devine friabila si sângereaza. Febra este mica sau absenta. Frecvent colita hemoragica se complica cu un sindrom uremic hemolitic (anemie hemolitica microangiopatica, trombocitopenie, insuficienta renala acuta). Boala se declanseaza predominant în sezonul cald si la copii sub 5 ani, prin consum de carne de vita insuficient preparata termic si de lapte nepasteurizat. Aproximativ jumatate din EHEC apartin serotipului O₁₅₇ : H₇.

E.coli enteroaderent, denumit în prezent "Enteroaggregative E.coli" (EAggEC), este considerat o cauza a diareei persistente la copiii din tarile subdezvoltate. Capacitatea de aderenta este codificata plasmidic.

Dozele infectante ale fenotipurilor diareigene de E.coli sunt de ordinul 10⁸ germeni ingerati. Se realizeaza numai prin consumul unor alimente în care E.coli s-a multiplicat (toxiinfectii alimentare) sau prin consum de apa cu contaminare fecala intensa (infectii hidrice). Rezervorul de infectie al tulpinilor de EIEC, ETEC, EPEC este uman, iar al celor EHEC este bovin.

b) Infectiile extraenterale:

infectii ale tractului urinar (ITU) - E.coli produce 50-90 din ITU. Cel mai frecvent se izoleaza serotipurile O₄, O₆ si O₇₅. Sursa infectiei este cel mai frecvent cea enterala (în infectiile ascendente), fapt favorizat de anatomia tractului genital feminin (uretra scurta), precum si de prezenta raporturilor sexuale. Tulpinile care stau la originea infectiilor urinare înalte poseda structuri fibrilare care permit atasarea bacteriei la nivelul celulelor tractului urinar (aceste tulpini se pot vizualiza prin imunofluorescenta). Calea descendenta, este mai rara si se datoreaza unor diseminari septice secundare. O alta posibilitate de contaminare frecvent întâlnita în mediul spitalicesc este cea iatrogena (prin intermediul unor sonde, catetere, etc.). De obicei germenii de spital achizitionati pe aceasta cale sunt deosebit de rezistenti la agentii antimicrobieni.

septicemii - E.coli este bacilul gram-negativ cel mai frecvent izolat din septicemii. Diseminarea hematogena se produce de obicei de la un focar infectios urinar sau gastrointestinal.

meningite neonatale din tulpinile de E.coli izolate poseda antigenul capsular K₁.

infectii biliare

infectii respiratorii

infectii O.R.L.

suprainfectii ale plagilor si arsurilor

infectii genitale

infectii nosocomiale (deseori infectiile enumerate: urinare, ale plagilor chirurgicale, etc. pot lua caracter nosocomial).

Epidemiologie

Infectiile extraenterale sunt de obicei endogene, cu tulpini apartinând florei intestinale normale.

În infectiile enterale, izolarea si cuantificarea prezentei lui E.coli în alimente, apa, reprezinta principalul test de evidentiere a contaminarii fecale. Profilaxia acestora se refera la respectarea masurilor de igiena.

Transmiterea iatrogena din infectiile nosocomiale se realizeaza prin contact direct cu mâini sau instrumente contaminate, iar profilaxia se refera la îmbunatatirea calitatii actului de îngrijire medicala din spitale.

Raspunsul imun, profilaxie si tratament

Raspunsul imun este în general slab, nesemnificativ. Profilaxia este nespecifica. Tratamentul se face în functie de rezultatul antibiogramei si de localizarea antigenului patogen.

În acest sens deosebim:

-un fenotip sensibil (salbatic), caracterizat printr-o relativa sensibilitate la beta-lactamine (aprox. 2/3 din tulpini),

-un fenotip producator de penicilinaza, caracterizat prin rezistenta la amino si carboxipeniciline (aprox. 10% din tulpini),

-un fenotip producator de cefalosporinaza (2-6%), presupune rezistenta la asociatia amoxicilina/clavulanat, precum si la cefalosporinele I,

-asocierea ultimelor doua fenotipuri presupune doar sensibilitatea la cefalosporinele III,

-fenotipul producator de beta -lactamaze cu spectru extins (BLSE) este întâlnit printre tulpinile de spital, presupune rezistenta inclusiv la cefalosporinele III, cu o relativa sensibilitate la fluoroquinolone.

Genul Klebsiella

Din cele 7 specii ale genului, 4 sunt importante în patologia umana: K.pneumoniae, K.oxytoca, K.ozenae si K.rhinoscleromatis.

Habitat

Sunt germeni conditionat patogeni. Sunt componenti ai florei intestinale la om si animale, iar în numar redus se gasesc la nivelul mucoasei tractului respirator. Se pot izola din apa, sol, plante.

Morfologie

Sunt bacili gram-negativi, scurti, cu capetele rotunjite, imobili, nesporulati, capsulati, dispusi în diplo în sensul lungimii (mai rar izolati, sau în lanturi scurte 2-3 bacili înconjurati de o capsula comuna).

Caractere culturale

Sunt germeni aerobi, facultativ anaerobi, nepretentiosi nutritiv. În mediile lichide (bulion) produc o turbiditate intensa si formeaza la suprafata mediului un val vâscos ce cade la fundul tubului.

Pe medii solide formeaza colonii mari, mucoase, confluente. Pe mediile selective lactozate coloniile sunt initial lactozo-pozitive, care dupa 24 de ore devin "lactozo-negative" datorita "fenomenului de cameleonaj" prin alcalinizarea mediului.

Caractere biochimice

Prezinta caracterele comune enterobacteriilor. Fermenteaza lactoza. Pe baza testelor biochimice se evidentiaza genul si specia.

Structura antigenica

Structura antigenica cuprinde antigene somatice O si antigene capsulare K. În functie de antigenele K au fost descrise peste 80 de serotupuri. Tulpinile patogene apartin de regula tipurilor 1, 2 si 3.

Semnificatie clinica si patogenitate

Sunt germeni conditionat patogeni. Puterea patogena este data de prezenta capsulei care asigura rezistenta la fagocitoza, a endotoxinei si a unei enterotoxine termostabile evidentiate la unele tulpini izolate din scaunul copiilor cu enterita.

Infectiile cu Klebsiella apar în cazul scaderii rezistentei antiinfectioase a organismului. Se izoleaza din infectii urinare, respiratorii, septicemii, meningite (în special neonatale). Klebsiella este agentul etiologic important al unor infectii nosocomiale.

Speciile K.rhinoscleromatis si K.ozenae sunt patogene numai pentru om la care produc infectii respiratorii cronice.

K.rhinosleromatis este asociata cu rinoscleromul - o afectiune specifica caracterizata printr-o rinita cronica hipertrofica cu leziuni granulomatoase.

K.ozenae este asociata ozenei - o afectiune inflamatorie cronica cu supuratii mucoase si fetide însotita cu atrofia mucoasei nazale ce poate duce la pierderea simtului olfactiv. Ambele infectii sunt mai frecvente în zonele tropicale.

Raspunsul imun, profilaxie si tratament

Raspunsul imun umoral este slab si profilaxia nespecifica.

Fenotipul salbatic se caracterizeaza printr-un nivel scazut de rezistenta la amino si carboxipeniciline, (activitate restaurata prin inhibitorii de beta-lactamaza), cloramfenicol, tetraciclina, streptomicina, biseptol.

Tulpinile de spital sunt în general multirezistente la antibiotice. Mecanismele dobândirii acestei rezistente pot fi multiple.

Deosebim astfel un fenotip producator de beta-lactamaza (aprox. 12% dintre tulpinile de spital), caracterizat prin: rezistenta crescuta la amino, carboxi si ureidopeniciline (inclusiv la asocierea cu inhibitorii de beta-lactamaza), cefalosporinele I.

Fenotipul producator de beta-lactamaze cu spectru extins (BLSE) a fost pentru prima data descris în 1985 în mediul spitalicesc si se caracterizeaza printr-un nivel crescut de rezistenta la: amino, carboxi, ureidopeniciline, cefalosporine I, II, cu o sensibilitate diminuata la cefalosporinele III si aztreonam si conservarea sensibilitatii la cefoxitin, cefotetan, latamoxef.

Genul Proteus

Genul Proteus cuprinde 4 specii: P.vulgaris, P.mirabilis, P.penneri si P.mixofaciens. În patologia umana se întâlnesc doar primele doua.

Habitat

Germenii din genul Proteus sunt foarte raspânditi în natura mai ales acolo unde exista materii organice în descompunere (gunoaie, sol, ape reziduale, carne alterata) deoarece participa la procesele de putrefactie. La om si animale bacilul Proteus face parte din flora normala a tubului digestiv.

Morfologia

Sunt bacili gram-negativi scurti, cu capetele rotunjite, cu polimorfism accentuat, foarte mobili (au cili peritrichi), nesporulati, necapsulati.

Caractere biochimice

Caracterele biochimice definesc genul si diferentiaza speciile de Proteus între ele. Prezinta caracterele comune ale enterobacteriilor.

Sunt germeni lactozo-negativi, produc hidrogen sulfurat (H₂S), ureaza si secreta fenilalanindezaminaza (FAD). Elaboreaza enzime cu caracter proteolitic (participa la procesul de putrefactie).

Caractere culturale

Sunt germeni aerobi, conditionat anaerobi nepretentiosi - cresc usor pe mediile de cultura. Pe bulion tulbura uniform mediul, formeaza o pelicula la suprafata si degaja un miros de putrefactie.

Pe geloza, geloza-sânge proteusul creste chiar si pe portiunile neînsamântate sub forma unor valuri concentrice ce invadeaza toata suprafata mediului de cultura (fenomenul de invazie).

Pe geloza înclinata apare fenomenul de catarare (însamântarea se face la baza eprubetei, iar cultura invadeaza suprafata mediului).

Fenomenele de invazie si de catarare apar datorita mobilitatii accentuate a germenilor.

Tulpinile diferite însamântate pe acelasi mediu nu se amesteca; la locul de întâlnire a valurilor de expansiune apare o linie de demarcatie de 2-3 mm (fenomenul liniei de demarcatie a lui Dienes). Daca tulpinile apartin aceluiasi serotip, valurile de invazie se suprapun. Fenomenul liniei de demarcatie se utilizeaza în scop epidemiologic pentru stabilirea sursei de infectie si pentru filiatia cazurilor.

Fenomenul de invazie poate fi inhibat prin incorporarea în mediul de cultura a unor substante (coloranti, tiosulfat de sodiu, bila, saruri biliare). Pe aceste medii proteusul formeaza colonii rotunde cu centrul negricios datorat producerii de H₂S.

Pe mediile selective lactozate se dezvolta sub forma unor colonii lactozo-negative de culoarea mediului cu centrul negru.

Structura antigenica

Antigenele determinante ale proteusului sunt antigenele somatice O si antigenele flagelare H. Din punct de vedere antigenic proteusul se împarte în serotipuri definite prin 35 de AgO si 31 AgH.

Unele serotipuri de Proteus OX₂, OX₁₉, OX_K prezinta înrudiri antigenice cu ricketsiile. Ele pot fi utilizate pentru serodiagnosticul ricketsiozelor (tifosul exantematic, febra tsutsughamushi) prin reactia de aglutinare Weil-Felix.

Semnificatie clinica si patogenitate

Sunt germeni conditionat patogeni. Caracterele de patogenitate se manifesta prin multiplicare si endotoxina.

Speciile genului Proteus care se întâlnesc în patologia umana sunt P.mirabilis si P.vulgaris. Infectiile urinare sunt cele mai frecvente afectiuni determinate de acest gen. Majoritatea sunt produse de specia P.mirabilis si mai rar de P.vulgaris. Deoarece produce o mare cantitate de ureaza ce descompune ureea în CO₂ si NH₃ care cresc pH-ul urinar, proteusul poate duce la formarea si cresterea calculilor urinari coraliformi. Cresterea pH-ului urinar este, de asemenea, toxica pentru uroepiteliu (efect necrozant).

Germenii din genul Proteus se pot izola si din infectii O.R.L, infectii respiratorii, infectii ale plagilor si arsurilor, septicemii si meningite la nou-nascuti si sugari, mai rar din infectii digestive.

Proteusul este unul dintre cei mai importanti germeni de spital producând infectii nosocomiale greu de tratat datorita multirezistentei la antibiotice.

Raspunsul imun, profilaxie si tratament

Raspunsul imun umoral este slab. Deoarece numeroase tulpini prezinta multirezistenta la antibiotice si mai ales cele izolate din infectiile nosocomiale, tratamentul tintit este rareori posibil în absenta antibiogramei.

Genul Morganella si genul Providencia

Multa vreme clasificarea germenilor din genul Proteus a fost controversata, apoi genul a fost scindat pe baza proprietatilor biochimice în 3 genuri: genul Proteus, genul Morganella cu o specie (Morganella morganii)si genul Providencia cu 5 specii. Germenii din ambele genuri sunt conditionat patogeni si pot fi izolati din materiile fecale de la om si animale precum si din apa sau alimentele contaminate.

Dupa ce mult timp au fost considerati nepatogeni s-a constatat implicarea lor în infectii urinare, mai ales la pacientii cateterizati, precum si în alte infectii nosocomiale.

Tratamentul este dificil, deoarece tulpinile au dobândit un grad înalt de rezistenta.

Genurile Enterobacter, Citrobacter Serratia si Arizona

Salmonela-Arizona, care a suferit modificari de taxonomie si a fost separat într-un gen aparte. Sunt germeni rareori izolati în laboratorul de bacteriologie.