A. Ekiel
PRELEKCJA 7
Badanie bakteriologiczne moczu i pałeczki Gram(-)
Pałeczki Gram(-):
- występują w glebie, wodzie, przewodzie pokarmowym zwierząt i człowieka
- rosną na zwykłych podłożach
- w znacznym stopniu oporne na środki dezynfekujące, antybiotyki, chemioterapeutyki
- poprzez koniugację uczestniczą w procesie rozpowszechniania genów oporności na antybiotyki
- częsty czynnik etiologiczny zakażeń szpitalnych
Charakterystyka:
- posiadają fimbrie płciowe i adhezyjne
- nie produkują spor
- urzęsione (kilka wyjątków)
- niekiedy wytwarzają otoczki
- wytwarzają dużą różnorodność antygenów (O, H, K)
- szybko nabywają oporność na liczne antybiotyki (ma tu wielką rolę wymiana materiału genetycznego w mechanizmie koniugacji)
- są często przyczyną zakażeń wewnątrzszpitalnych
Podłoże McConkeya:
- wybiórcze – uniemożliwia wzrost bakteriom Gram(+) -> ponieważ zawiera fiolet krystaliczny i sole źółciowe
- różnicujące -> laktoza (różnicowanie laktozo-ujemnych i laktozo-dodatnich)
Podłoże zawiera barwnik (zwykle obojętny barwnik czerwony) barwiący kolonie fermentujące laktozę na różowo.
W preparacie mikroskopowym wszystkie Gram(-) wyglądają identycznie!
Antygen somatyczny stanowią łańcuchy polisacharydowe.
Pałeczki G(-) dzielimy na:
1. Enterobacteriaceae:
- względne beztlenowce
- fermentują glukozę
- oksydazo (-)
- redukują azotany do azotynów
2. pałeczki niefermentujące
- nie fermentują glukozy (rozkładają ją tylko w warunkach tlenowych)
- z reguły oksydazo (+), niektóre są oksydazo(-) jak Acinetobacter i Stenotrophomonas
Różnicowanie pałeczek Gram(-) - posiew na podłoże McConkeya:
1. kolonie różowe – laktozo-dodatnie (powstający w fermentacji kwas powoduje zmianę barwy wskaźnika):
- E. coli
- Klebsiella
- Enterobacter
- Citrobacter
2. kolonie bezbarwne - laktozo-ujemne:
a) fermentujące glukozę = oksydazo-ujemne:
- Salmonella
- Shigella
- Serratia
- Proteus
- Morganella
- Yersinia
b) nie fermentujące glukozy:
-> oksydazo-dodatnie:
- Pseudomonas
- Burkholderia
- Flavobacterium
-> oksydazo-ujemne:
- Acinetobacter
- Stenotrophomonas
Grupy nr 1 oraz 2a należą należą do Enterobacteriaceae!
Czynniki warunkujące chorobotwórczość Enterobacteriaceae:
a) czynniki adhezyjne:
- fimbrie pospolite CFA I-II, fimbrie agregacyjne, intimina EPEC
- Yad A (?), PsaA
b) oporność na bakteriobójcze działanie układu dopełniacza i fagocytozę:
- białko zewnętrzne Yersinia spp.
- wydłużone łańcuchy LPS Salmonelli spp.
- otoczki polisacharydowe E. coli, Klebsiella,
- Vi od salmonelli
c) inwazyny umożliwiające inwazję komórek nabłonka
d) toksyny: LPS, egzotoksyny (cytotoksyny, enterotoksyny)
e) siderofory – wiązanie jonów Fe
f) bakteriocyny (np. kolicyny) – substancje bakteriobójcze
znaczenie LPS:
- powoduje wstrząs i posocznicę
- aktywuje makrofagi, które zaczynają wydzielać cytokiny prozapalne Il-1, Il-6, Il-8, TNF-a
- cytokiny te odpowiadają za większość ogólnoustrojowych objawów zespołu wstrząsu toksycznego: spadek ciśnienia krwi, gorączkę, leukopenię, biegunkę
Egzotoksyny:
Cytotoksyny:
a) Cytotoksyny:
- toksyna Shiga: ShT
- SLT1, SLT2 – toksyny podobne do toksyny Shiga spotykane u E. coli
- czynnik nekrotyzujący CNF
b) CDT – cytotoksyna rozciągająca komórki:
- egzotoksyna białkowa
- powoduje reorganizację aktyny w komórce
- powoduje apoptozę komórek nabłonka hodowanych inwitro
Hemolizyny:
- wydzielane poza komórkę, do środowiska
- powodują powstanie porów w błonie komórkowej i co za tym idzie lizę komórek eukariotycznych, nie tylko erytrocytów
- działają też na leukocyty powodując leukopenię - zaburzają odpowiedź immunologiczną
- hemolizyny kontaktowe – wymagają do działania bezpośredniego kontaktu bakterii z komórką eukariotyczną, ponieważ nie są wydzielane (wytwarzane przez EAEC - enteroagregacyjne E. coli oraz przez Shigella flexneri)
Enterotoksyny:
- powodują zachwianie równowagi jonowej poprzez zaburzenie pracy pompy jonowej
- toksyny ST i LT u E. coli, ciepłostała toksyna Yersinia enterocolitica (YST), toksyna CT Shigella flexneri, toksyna Vibrio cholerae
- wywołują biegunkę sekrecyjną
Schorzenia powodowane przez poszczególne drobnoustroje:
E. coli
ZUM, ZOMR (antygen HI?), posocznica, biegunki
Shigella
czerwonka
Salmonella
Dur, dury rzekome, salmonelloza
Klebsiella spp. (najważniejsza K. pneumoniae)
Zapalenie płuc, ZUM, posocznica, biegunki
Klebsiella rhinosclerosis
Twardziel
Klebsiella ozene
Cuchnący nieżyt nosa
Enterobacter
ZSZ-ZUM
Citrobacter
Posocznica
Serratia
ZSZ ran, ZUM, ZUO, posocznica
Proteus
ZUM
Morganella
ZUM, zapalenie płuc
Yersinia pestis, Yersinia enterocolica
Odpowiednio: Dżuma, jersinioza
Burkholderia mallei
Nosacizna
Burkholderia pseudomallei
Melioidoza
Proteus wytwarza ureazę, Pseudomonas żółty barwnik, Flavobacterium zielony barwnik
Do rodzaju Pseudomonas zaliczano: rodzaj Burkholderia (B. capacia, B. mallei, B. pseudomallei) i Flavobacterium
Diagnostyka:
- posiew
- różnicowanie biochemiczne
- różnicowanie serologiczne – Salmonella, Shigella, szczepy E. coli
- serodiagnostyka – odczyn Widala
Mechanizmy oporności na antybiotyki:
1. ESBL:
- są to β-laktamazy o rozszerzonym spektrum działania (extended spectrum β-lactamases)
- warunkują oporność na penicyliny, cefalosporyny I-IV generacji (wyjątek - cefamycyny!) oraz na monobaktamy (aztreonam)
- są wrażliwe na inhibitory β-laktamaz, choć często efekt ten nie wystarcza, by szczepy były wrażliwe na połączenie beta-laktam+inhibitor
- geny tych enzymów znajdują się na plazmidach
- występują głównie u fermentujących, najczęściej u Klebsiella pneumoniae
- wywodzą się od β-laktamaz o szerokim spektrum, które dodatkowo poszerzone zostało o II-IV generację cefalosporyn (są wtórnymi beta-laktamazami)
- bakterie posiadające ESBL są wrażliwe na: karbapenemy, cefamycyny oraz na beta-laktamy w połączeniu z inhibitorami beta-laktamaz!
- należą do klasy AID
- powstały i powstają na nowo z beta-laktamaz o szerokim spektrum substratowym: TEM-1, TEM-2, SHV-1; w wyniku mutacji punktowych dochodzi do poszerzenia spektrum substratowego enzymów
- wspomniane enzymy (beta-laktamazy) o szerokim spektrum nadają oporność na aminopenicyliny, karboksypenicyliny, również (w dużych ilościach): ureidopenicyliny, cefalosporyny I generacji i cefoperazon; (w przypadku ESBL spektrum dodatkowo rozszerzone o II-IV generacja cefalosporyn)
- ok. 150 wariantów ESBL należących do 10 rodzin: TEM, SHV, CTX-M itd. - najczęściej występują u Klebsiella pneumoniae i E. coli
- poszczególne enzymy mają różną selektywność, aktywność -> preferencje substratowe
- poszczególne enzymy różnią się też aktywnością enzymatyczną i poziomem produkcji
- często szczepy produkujące ESBL pozostają wrażliwe in vivo na niektóre beta-laktamy należące do spektrum ESBL
- znane są gatunki Enterobacteriaceae u których gatunkowo specyficzne beta-laktamazy spełniają kryteria ESBL
Leczenie zakażeń szczepami produkującymi ESBL:
- nie stosować penicylin, cefalosporyn I-IV generacji (wyjątek - cefamycyny), monobaktamów
- w terapii stosujemy połączenia penicyliny z inhibitorami beta-laktamaz oraz antybiotyki innych grup (aminoglikozydy, fluorochinolony, karbapenemy)
Wykrywanie ESBL:
a) test dwóch krążków:
- krążki:
- CAZ - ceftazidym – najlepszy wskaźnik ESBL wywodzących się z klas TEM i SHV, które są wobec niego bardzo aktywne
- CTX - (cefotaxym – najlepszy wskaźnik ESBL wywodzących się z klasy CTX-M, które są wobec niego bardziej aktywne niż inne ESBL),
- AMC (amoksycylina-klawulonian - w centrum)
Krążki ułożone są w odległości 2 cm (25-30 mm) od siebie.
- wynik odczytujemy jako dodatni (obecne ESBL), jeśli strefa zahamowania wzrostu wokół krążka z ceftazidymem (lub cefotaksymem) rozszerza się też na rejon wokół krążka z połączeniem penicyliny i inhibitora (AMC – amoksycylina+klawulonian) – synergizm inhibicyjny
Rys. - test dwóch krążków:
- po lewej cefotaxym (30 mg), w środku – co-amoxyclav (amoksycylina + klawulonian, 20+10 mg), po prawej cetazydym (30 mg), krążki oddalone od siebie o 25-30 mm
- wynik: wysiany szczep wytwarza ESBL z klasy TEM, która jest bardzo aktywna wobec ceftazydymu, dlatego wokół krążka z ceftazydymem (po prawej) jest tylko niewielka strefa zahamowania wzrostu (w zasadzie tylko tam gdzie penetrował klawulonian ze środkowego krążka)
b) metoda :krążków kombinowanych” (combined disc method):
- porównuje się strefę zahamowania wzrostu wokół krążka z połączeniem cefalosporyny i inhibitora beta-laktamaz (kwas klawulanowy; jest to tzw. krążek „kombinowany”) ze strefą zahamowania wzrostu wokół krążka z samą cefalosporyną (bez inhibitora)
Powyższe metody mają największe znaczenie w detekcji ESBL u E. coli oraz Klebsiella spp. Nie są one natomiast miarodajne dla Enterobacter, Citrobacter ani Serratia, które są wyposażone w indukowalne beta-laktamazy AmpC, które mogą zostać indukowane przez kwas klawulanowy i całkowicie zaburzyć wynik testu.
2. β-laktamazy AmpC:
- gatunkowo specyficzne, występują u szczepów: Enterobacter, Citrobacter, Serratia, Morganella, niektóre szczepy E. coli
- enzymy o bardzo szerokim spektrum: warunkują oporność na: aminopenicyliny, ureidopenicyliny, piperazynopenicyliny, cefalosporyny I-III generacji, monobaktamy, cefalosporyny o szerokim spektrum działania (cefamycyny)
- są niewrażliwe na działanie inhibitorów β-laktamaz
- geny tych enzymów znajdują się na chromosomie bakteryjnym – genoforze
- istnieją mutanty konstytutywnie wytwarzające β-laktamazy AmpC – określane są mianem szczepów zdereprymowanych
- leczenie: imipenem, meropenem
3. MBL – metalo β-laktamazy czyli karpapenemazy:
- metaloza...
cyrylek12