COCCHI GRAM-POSITIVI
Staphylococcus Staphylococcus spp.spp.
Streptococcus Streptococcus spp.spp.Enterococcus Enterococcus spp.spp.
Cocchi Gram-positiviCocchi Gram-positivi
FamigliaFamiglia GenereGenere Specie principaliSpecie principali
MicrococcaceaeMicrococcaceae StaphylococcusStaphylococcus S. aureusS. aureus
S. epidermidisS. epidermidis
Non assegnataNon assegnata StreptococcusStreptococcus S. pyogenesS. pyogenes
S. agalactiaeS. agalactiae
S. pneumoniaeS. pneumoniae
Non assegnataNon assegnata EnterococcusEnterococcus E. faecalis E. faecalis
E. faeciumE. faecium
Non assegnataNon assegnata LeuconostocLeuconostoc L. mesenteroidesL. mesenteroides
Non assegnataNon assegnata PediococcusPediococcus P. acidilacticusP. acidilacticus
Non assegnataNon assegnata AerococcusAerococcus A. urinaeA. urinae
Non assegnataNon assegnata GemellaGemella G. haemolysansG. haemolysans
Non assegnataNon assegnata AlloiococcusAlloiococcus A. otisA. otis
STAFILOCOCCHISTAFILOCOCCHI
Famiglia: MicrococcaceaeFamiglia: Micrococcaceae Genere: StaphylococcusGenere: Staphylococcus
Cocchi Gram-positivi (0.5um-1um)Cocchi Gram-positivi (0.5um-1um) Aggregazione a “grappolo d’uva”Aggregazione a “grappolo d’uva” Immobili Immobili Aerobi o Anaerobi FacoltativiAerobi o Anaerobi Facoltativi Catalasi positiviCatalasi positivi Alofili (crescono in presenza di cloruro di sodio 10%)Alofili (crescono in presenza di cloruro di sodio 10%)
Principali componenti della normale flora batterica Principali componenti della normale flora batterica cutecute nasonaso
STAPHYLOCOCCUSSTAPHYLOCOCCUS spp spp Famiglia: MicrococcaceaeFamiglia: Micrococcaceae Genere: Genere: StaphylococcusStaphylococcus
Cocchi Gram-positivi (0.5um-1um)Cocchi Gram-positivi (0.5um-1um) Aggregazione a “grappolo d’uva”Aggregazione a “grappolo d’uva” Immobili Immobili Aerobi o Anaerobi FacoltativiAerobi o Anaerobi Facoltativi Catalasi positiviCatalasi positivi Alofili (crescono in presenza di cloruro di sodio 10%)Alofili (crescono in presenza di cloruro di sodio 10%)
Principali componenti della normale flora batterica Principali componenti della normale flora batterica cutecute nasonaso
• Si riconoscono 20 specie di cui 12 sono state Si riconoscono 20 specie di cui 12 sono state riscontrate nell’uomoriscontrate nell’uomo
• Coagulasi-positiviCoagulasi-positivi– Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus (pigmenti carotenoidi)pigmenti carotenoidi)
• Coagulasi-negativiCoagulasi-negativi– Staphylococcus epidermidisStaphylococcus epidermidis– Staphylococcus saprophyticusStaphylococcus saprophyticus– Staphylococcus capitisStaphylococcus capitis– Staphylococcus haemolyticus, ecc..Staphylococcus haemolyticus, ecc..
• Coagulasi - lega il fibrinogeno e lo converte in fibrina insolubileCoagulasi - lega il fibrinogeno e lo converte in fibrina insolubile
StaphylococcusStaphylococcus
Staphylococcus aureusStaphylococcus aureus
Fattori di virulenza di Staphylococcus aureus
• Componenti strutturali– Capsula– Proteina A
• Tossine– Citotossine– Enterotossine (A-E, G-I) 30-50% di ceppi di S. aureus– Tossine esfoliative (ETA e ETB) 5-10% di ceppi di S. aureus– TSST (Toxic Shock Syndrome Toxin-1)
• Enzimi– Coagulasi– Catalasi– Ialuronidasi– Fibrinolisina– Lipasi– Nucleasi– Penicillinasi
DiffusioneDiffusione
• Enzimi che degradano i tessuti– lipasi – ialuronidasi → acido ialuronico del
tessuto connetivo
La Proteina A inibisce la fagocitosiLa Proteina A inibisce la fagocitosi
Proteina AProteina Aimmunoglobulinaimmunoglobulina
recettore Fcrecettore Fc
MICRORGANISMO MICRORGANISMO
FagocitaFagocita
Causa importante di infezioni opportunistiche Causa importante di infezioni opportunistiche sia in ambito ospedaliero che comunitario:sia in ambito ospedaliero che comunitario:
• polmoniti
• osteomieliti
• artriti settiche
• batteremie
• endocarditi
• ascessi/infezioni cutanee
• sindrome dello shock tossico/pelle ustionata/
tossinfezioni alimentari
S. aureusS. aureus
• bambinibambini– Sindrome della pelle ustionataSindrome della pelle ustionata
* esfoliatinaesfoliatina
Sindrome dello shock tossicoSindrome dello shock tossico
• Tossina della “Sindrome da Shock Tossina della “Sindrome da Shock Tossico” (Toxic shock toxin) Tossico” (Toxic shock toxin)
– disseminazionedisseminazione
• MicrorganismoMicrorganismo
– nessuna disseminazione nessuna disseminazione
Sindrome dello shock tossico Sindrome dello shock tossico
• febbrefebbre
• eritemaeritema
• desquamazionedesquamazione
• vomitovomito
• diarreadiarrea
Associated with outbreak of toxic shock syndrome.
Tossinfezioni alimentariTossinfezioni alimentari
• Alimenti contaminati dall’uomo Alimenti contaminati dall’uomo – crescita batterica crescita batterica – produzione di enterotossineproduzione di enterotossine
• Insorgenza e risoluzione hanno Insorgenza e risoluzione hanno luogo nell’arco di poche oreluogo nell’arco di poche ore
Tossinfezioni alimentariTossinfezioni alimentari
• VomitoVomito
• NauseaNausea
• DiarreaDiarrea
• Dolori addominaliDolori addominali
Staphylococcus epidermidisStaphylococcus epidermidis
• principale componente della normale flora batterica della cute
• infezioni: batteriemie, endocarditi, ferite chirurgiche, vie urinarie
• infezioni opportunistiche/nosocomiali (cateteri, shunt, protesi e dialisati peritoneali)
Staphylococcus saprophyticusStaphylococcus saprophyticus
• infezioni delle vie urinarie/opportunistiche
• coagulasi-negativi – non facilmente differenziabili da S. epidermidis
Diagnosi di laboratorio
• Esame microscopico• Esame colturale
– Terreno selettivo:MSA
• Test sierologici• Identificazione
– Coagulasi– Fermentazione del mannitolo– Nucleasi termostabile
• Antibiogramma
Identificazione Identificazione S. aureusS. aureus
• beta emolitici – agar sangue
• Fermentano il mannitolo
• Pigmentazione giallo-oro (aureus)
• coagulasi-positivi
Identificazione Identificazione Stafilococchi coagulasi - negativiStafilococchi coagulasi - negativi
• Non-emolitico – su agar sangue
• Non fermenta il mannitolo
• Non-pigmentato
• Coagulasi-negativo
Terapia, Profilassi e Controllo
• Beta-lattamici: 30-50% di S. aureus e la maggior parte degli stafilococchi coagulasi negativi sono resistenti alle penicilline– Beta-lattamasi– mecA codifica per PBP 2A in MRSA
• Glicopeptidi• Controllo della diffusione di MRSA in ambito
nosocomiale• Chemioprofilassi per i portatori sani con
vancomicina e rifampicina
Antibiotico terapiaAntibiotico terapia
• Resistenza alla penicillina– penicillinasi
• Antibiotici beta lattamici (inclusa la meticillina) – spesso inefficaci– Modificazioni nelle PBP (PBP 2A)– Resistenza alla penicillina
• Vancomicina • Farmaco di prima scelta• Resistenza è già stata osservata
Streptococcus
• Cocchi Gram-positivi (diametro: 0.6-1μm) con caratteristica disposizione a catenella
• Aerobi-anaerobi facoltativi• Asporigeni• Immobili• Ossidasi negativi• Catalasi negativi gli stafilococchi sono catalasi positivi
Genere: Streptococcus
Caratteristiche generali
Streptococcus in chains
• Streptococci Streptococci
• Lancefield Lancefield groupsgroups*one or more species per groupone or more species per group*surface antigenssurface antigens
groupable streptococcistreptococci
• A, B and DA, B and D–most importantmost important
• C, G, F C, G, F –rarerare
Autolisi - identificazioneAutolisi - identificazione
BileBile
peptidoglicanopeptidoglicano
Membrana Membrana cellularecellulare(Acido lipoteicoico)(Acido lipoteicoico)
Acido teicoicoAcido teicoico
autolisinaautolisina
Reazione di QuellungReazione di Quellung
• utilizza antisieri specificiutilizza antisieri specifici
• capsula "fixed" capsula "fixed"
• visibile al microscopiovisibile al microscopio
Another Rapid “Strep” TestAnother Rapid “Strep” TestThroat swab extract Throat swab extract (+/- streptococcal antigen)(+/- streptococcal antigen)
AntibodyAntibody
Liposome
++
-
Streptococcal antigenStreptococcal antigen
Post-infectious diagnosis Post-infectious diagnosis (serology)(serology)
• antibodies to streptolysin O antibodies to streptolysin O • important if delayed clinical important if delayed clinical
sequelae occursequelae occur
Non-groupableNon-groupable
• S. pneumoniaeS. pneumoniae–pneumonia pneumonia
• viridans streptococciviridans streptococci–e.g.e.g. S. mutans S. mutans
* dental cariesdental caries
hemolysis reaction - sheep blood hemolysis reaction - sheep blood agaragar
• alphaalpha– partial hemolysis partial hemolysis
• green colorgreen color• betabeta
– complete clearingcomplete clearing– A and BA and B
• gammagamma– no lysisno lysis
HemolysisHemolysis
• Groups A an B Groups A an B – beta beta
• Group D Group D – alphaalpha
• S. pneumoniaeS. pneumoniae and viridans and viridans – alphaalpha
S. pneumoniaeS. pneumoniae
S. pneumoniae
• Diplococchi lanceolatiDiplococchi lanceolati• Alfa emoliticoAlfa emolitico• pneumolisinapneumolisina
– Degrada i globuli rossi in condizioni di Degrada i globuli rossi in condizioni di anaerobiosianaerobiosi
• cresce su agar-sanguecresce su agar-sangue• non possiede antigene di gruppo (Lancefield) non possiede antigene di gruppo (Lancefield)
CapsulaCapsula
• Importante fattore di patogenicità– Ceppi virulenti
• Proprietà anti-fagocitarie• Proprità antigeniche (carboidrati)
– Variabili nei vari stipiti – almeno 83 sierotipi diversi
CapsulaCapsula
• immunità – Sierotipo specifica
• vaccino contiene diversi sierotipi
Reazione di QuellungReazione di Quellung
• utilizza antisieri specificiutilizza antisieri specifici
• capsula "fixed" capsula "fixed"
• visibile al microscopiovisibile al microscopio
PatogenesiPatogenesi
• Acido Teicoico– Attivazione del complemento
– Richiamo di un elevato numero di cellule infiammatorie al sito d’infezione
S. pneumoniae
• Principale agente eziologico delle polmoniti nell’uomo– Particolarmente nei bambini e negli anziani– In seguito a “danno” delle vie respiratorie e.g. dopo infezione virale
• Batteremie/Setticemie• Meningiti• Otiti medie
Streptococcus pneumoniae: TRANSMISSION AND COLONISATION
Fedson, Musher, in Vaccines, 1994Musher, in Principles and Practice of Infectious Diseases, 1995
Nasopharyngeal carriage may occur in up to 60% of healthy pre-schoolchildren and up to 30% of healthy older children and adults
Nasopharynx: siteof colonisation
Trachea
Dissemination
Inhalation
Patient withpneumococcaldisease
Asymptomaticcarrier
Aerosol
Nasal cavity
DISEASES CAUSED BY DISEASES CAUSED BY STREPTOCOCCUS PNEUMONIAESTREPTOCOCCUS PNEUMONIAE
Non-invasive disease• Sinusitis (sinuses)• Otitis media (middle ear)• Pneumonia (lungs)
Musher, in Principles and Practice of Infectious Diseases, 1995
Invasive disease
• Bacteraemia (blood)
• Meningitis (CNS)• Endocarditis (heart)• Peritonitis (body cavity)• Septic arthritis (bones and joints)• Others (appendicitis, salpingitis,
soft-tissue infections)
PNEUMOCOCCAL INFECTION
PNEUMOCOCCUS: PATHOGENESIS
Salyers, Whitt, in Bacterial Pathogenesis, 1994
Diagnosi - liquorDiagnosi - liquor
• Colorazione di Gram diretta• Test per determinare la presenza di antigeni
capsulari• Esame colturale• Identificazione• Antibiogramma
Diagnosi di laboratorioDiagnosi di laboratorio
• Microscopia e colorazione di Gram diretta• Esame colturale
• Colonie alpha emolitiche• “Ombellicate”
• Identificazione• Sensibilità all’optochina• Solubilità al bile• Reazione di “Quellung”
• Antibiogramma
Sensibile all’optochina
IdentificazioneIdentificazione
TerapiaTerapia
• S. pneumoniaeS. pneumoniae –penicillina penicillina
–problema terapeutico dovuto ad problema terapeutico dovuto ad un aumento nella resistenzaun aumento nella resistenza
Group A streptococcusGroup A streptococcus ((S. pyogenesS. pyogenes))
Habitat • Presenti nell’uomo
– Tratto respiratorio– Cute– Tratto intestinale
• Portatori sani 4-25%(le % più alte nei bambini)
Trasmissione• Interumana
(principalmente secrezioni alte vie respiratorie)
Soggetti colpiti• Particolarmente comune in età pediatrica (5-15 anni)
Streptococcus pyogenes
• Cellulari– Capsula (non immunogena)
• Potere antifagocitario
– Proteina M (ca 80 tipi - principale fattore di virulenza)• Potere antifagocitario• Potere immunogeno
– Principale target dell’immunità naturale– Variabilità antigenica nell’ambito della specie– Possibili reinfezioni con tipi antigenici diversi
• Patogenesi sequele post-infettive• Super antigene
– Proteina F1 • responsabile per l’internalizzazione del microrganismo
Fattori di virulenza
Streptococcus pyogenes
Ulteriormente suddivisibile in base allecaratteristiche antigeniche di alcuneproteine di parete
• Proteina M
• Proteina T
• Proteina R
β emolitico di Gruppo A (responsabile di circa il 90% delle infezioni streptococciche umane)
Streptococcus pyogenes
M protein M protein
M proteinM protein
fibrinogenfibrinogen
rrr
peptidoglycanpeptidoglycan
rrr
IgGIgG
Complement Complement IMMUNEIMMUNE
NON-IMMUNENON-IMMUNE
Internalizzazione diInternalizzazione di S. S. pyogenespyogenes
fibronectinfibronectin
lipoteichoic acidlipoteichoic acidF-proteinF-protein
epithelial cellsepithelial cells
• Extra Cellulari– Esoenzimi
• Ialuronidasi• Streptochinasi• NADasi• DNAsi• C5a peptidasi
– Tossine• Eritrogenica (scarlattina)
– Ceppi lisogeni portatori di un fago che codifica per la tossina
– 4 varietà antigeniche (A, B, C e D)
• Citotossine/emolisine– Streptolisina O– Streptolisina S
Fattori di virulenza
Streptococcus pyogenes
Manifestazioni cliniche• Acute/Suppurative
(infezioni primarie)
• Non suppurative(complicanze dell’infezione primaria)
Streptococcus pyogenes
Manifestazioni Acute/Suppurative• Angina streptococcica
± Scarlattina(Complicanze suppurative)
• Ascesso peritonsillare• Otite media• Mastoidite• Polmonite• Meningite
• Infezioni cutanee e sottocutanee– Impetigine– Erisipela– Cellulite
• Sindrome da shock tossico/fascite necrotizzante
• (Febbre puerperale)
Streptococcus pyogenes
Manifestazioni Non Suppurative• 1-3 mesi dall’episodio acuto• 0.1-1% dei casi
– Glomerulonefrite post-streptococcica
– Febbre reumatica acuta
– Eritema nodoso
Streptococcus pyogenes
Rheumatic fever -etiologyRheumatic fever -etiology
M protein M protein – cross-reacts heart myosin cross-reacts heart myosin – autoimmunityautoimmunity
cell wall antigens cell wall antigens – poorly digested poorly digested in vivoin vivo– persist indefinitelypersist indefinitely
Diagnosi di laboratorio Test rapido
Tampone colturale:
Esame colturale– Semina su agar sangue:
• Colonie 1-2 mm di diametro (aspetto ± mucoso) circondate da β emolisi
Identificazione– Cocchi Gram +vi– Catalasi negativi– Sensibili alla bacitracina– Gruppo A con test al lattice
(agglutinazione antigene-anticorpo)
Streptococcus pyogenes
Prove sierologiche • Determinazione del titolo ASL ca. 2-3 settimane dopo
l’infezione (particolarmente importante per la diagnosi delle sequele non suppurative)
quantità note di streptolisina S +
quantità scalari di siero
incubazione a 37° per 1 h
aggiunta di 5% di sangue di coniglio
incubazione a 37° per 45’
EMOLISI ASSENZA DI EMOLISI (neutralizzazione della streptolisina)Titolo di Todd: reciproco della più alta diluizione di siero in grado di inibire l’emolisi
Streptococcus pyogenes
Another Rapid “Strep” TestAnother Rapid “Strep” TestThroat swab extract Throat swab extract (+/- streptococcal antigen)(+/- streptococcal antigen)
AntibodyAntibody
Liposome
++
-
Streptococcal antigenStreptococcal antigen
Post-infectious diagnosis Post-infectious diagnosis (serology)(serology)
• antibodies to streptolysin O antibodies to streptolysin O • important if delayed clinical important if delayed clinical
sequelae occursequelae occur
Terapia
• Penicillina(farmaco di prima scelta)
• Macrolidi(farmaci di seconda scelta)
Streptococcus pyogenes
Rheumatic feverRheumatic fever
• penicillinpenicillin- terminates pharyngitisterminates pharyngitis
- decreases carditisdecreases carditis
Streptococcus agalactiaeStreptococcus agalactiaeGroup B streptococcusGroup B streptococcus
• neonatal meningitisneonatal meningitis
• septicemiasepticemia
• transmission transmission – vaginal floravaginal flora
Group B streptococcus - Group B streptococcus - identificationidentification
• Beta hemolysisBeta hemolysis
• hippurate hydrolysishippurate hydrolysis
• CAMP reactionCAMP reaction
– increases beta hemolysis of increases beta hemolysis of S. S. aureusaureus
Group D streptococcusGroup D streptococcus
• Growth on bile esculin agarGrowth on bile esculin agar– black precipitate black precipitate
• 6.5% saline6.5% saline• growgrow
– enterococcienterococci• no growth no growth
– non-enterococcinon-enterococci
EnterococciEnterococci
• distantly related to other streptococcidistantly related to other streptococci• genus genus EnterococcusEnterococcus • gut floragut flora
– urinary tract infection urinary tract infection • fecal contaminationfecal contamination
– opportunistic infectionsopportunistic infections• particularly endocarditisparticularly endocarditis
• most common most common E. (S.) faecalisE. (S.) faecalis
ENTEROCOCCHIENTEROCOCCHI
• (Gruppo D di Lancefield)(Gruppo D di Lancefield)– Enterococcus faecalisEnterococcus faecalis– Enterococcus faeciumEnterococcus faecium– Enterococcus duransEnterococcus durans
• Habitat Habitat • presenti in natura, nell’intestino dell’uomo, negli presenti in natura, nell’intestino dell’uomo, negli
alimentialimenti
• ColturaColtura• Agar sangue (non emolitici/alfa emolisi)Agar sangue (non emolitici/alfa emolisi)
• IdentificazioneIdentificazione• Capaci di crescere in presenza di bileCapaci di crescere in presenza di bile• Idrolizzano l’esculinaIdrolizzano l’esculina
ENTEROCOCCHIENTEROCOCCHI• Principali patologiePrincipali patologie
– Infezioni delle vie urinarieInfezioni delle vie urinarie– Endocarditi subacuteEndocarditi subacute– SetticemieSetticemie– Ascessi intraaddominaliAscessi intraaddominali– Infezioni dei tessuti molliInfezioni dei tessuti molli
• Terapia – Terapia – • Patogeni frequentemente antibiotico-resistenti Patogeni frequentemente antibiotico-resistenti • Aminopenicilline/UreidopenicillineAminopenicilline/Ureidopenicilline• GlicopeptidiGlicopeptidi
EnterococciEnterococci
• resistant to many antibiotics resistant to many antibiotics – including vancomycinincluding vancomycin
• terminal D-ala replaced by D-lactate terminal D-ala replaced by D-lactate
Minute colony streptococciMinute colony streptococciVarious groups (e.g. group A)Various groups (e.g. group A)
– genetically distinct genetically distinct * from large colony (e.g S. pyogenes)from large colony (e.g S. pyogenes)
– no rheumatic feverno rheumatic fever
Large colonyLarge colony Minute colonyMinute colony
Viridans streptococciViridans streptococci• diverse species diverse species • oral oral • dental cariesdental caries• alpha hemolytic and negative for other tests alpha hemolytic and negative for other tests • non-groupable.non-groupable.• includes includes S. mutansS. mutans• endocarditis endocarditis
– tooth extractiontooth extraction
GRAM POSITIVE COCCI
S. aureus hemolyticmannitol yellow
+ -Staphylococcus (Clusters) Streptococcus (pairs & chains)
Catalase
• BETA: Bacitracin S.pyogenes (group A)
CAMP/Hippurate S. agalactiae (group B)
HemolysisCoagulase
S. epidermidisnonhemolytic (usually)mannitol white
(2) ALPHA: Optochin/Bile Solubility S. pneumoniae
• GAMMA: Bile Esculin 6.5% NaCl Group D* Enterococcus
Bile Esculin 6.5% NaCl Group D* Non-Enterococcus
(*can also be beta or alpha hemolytic)
Note: Strep. viridansare alpha hemolytic andnegat ive for all the testsbelow
+
++
++
+
+
-
-
Summary Figure (Identification Scheme)