Cattedra di Microbiologia
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ENTEROBACTERIACEAE, VIBRIO, CAMPYLOBACTER, HELICOBACTER PowerPoint PPT Presentation


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Cattedra di Microbiologia. ENTEROBACTERIACEAE, VIBRIO, CAMPYLOBACTER, HELICOBACTER. Enterobacteriaceae. Gruppo eterogeneo di Bacilli Gram-negativi Aerobi e Anaerobi facoltativi Non sporigeni Mobili (flagelli peritrichi) o immobili Fermentano il glucosio Riducono i nitrati a nitriti

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ENTEROBACTERIACEAE, VIBRIO, CAMPYLOBACTER, HELICOBACTER

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Presentation Transcript


Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

Cattedra di Microbiologia

ENTEROBACTERIACEAE,

VIBRIO, CAMPYLOBACTER,

HELICOBACTER


Enterobacteriaceae

Enterobacteriaceae

  • Gruppo eterogeneo di

    • Bacilli Gram-negativi

    • Aerobi e Anaerobi facoltativi

    • Non sporigeni

    • Mobili (flagelli peritrichi) o immobili

    • Fermentano il glucosio

    • Riducono i nitrati a nitriti

    • Catalasi positivi

    • Ossidasi negativi

  • 32 generi principali e più di 130 specie:

    • 20 specie responsabili di più del 95% delle infezioni

  • Generi classificati sulla base di:

    • caratteristiche biochimiche

    • struttura antigenica

    • sulla base di tecniche di ibridazione e di sequenziamento


  • Enterobacteriaceae1

    Enterobacteriaceae

    • Escherichia: E. coli

    • Klebsiella: K. pneumoniae, K. oxytoca

    • Proteus: P. mirabilis, P. vulgaris

    • Salmonella: S. typhi, S. paratyphi, S. enteritidis

    • Shigella: S. sonnei, S. flexneri, S. dysenteriae

    • Yersinia:Y. pestis, Y. enterocolitica,Y. pseudotuberculosis

    • Morganella: M. morganii

    • Enterobacter: E. aerogenes, E. cloacae

    • Citrobacter: C. freundii, C. koseri

    • Serratia: S. marcescens, S. liquefaciens

    • Hafnia: H. alvei

    • Providencia: P. stuartii, P. rettgeri

    • Edwardsiella: E. tarda

    • Erwinia


    Habitat

    Habitat

    • Ampiamente distribuiti in natura

      • nel suolo

      • nelle acque

      • nell’intestino dell’uomo e di numerosi animali

    • Alcune specie decisamente patogene

    • Altre specie patogene opportuniste


    Sierotipi

    Sierotipi

    • Laboratorio di riferimento

      • antigeni

        • O (lipopolisaccaride)

        • H (flagellari)

        • K (capsulari)

        • F (fimbriali)

          Es. E. coli O111: K58: H2


    Fattori di virulenza comuni associati alle enterobacteriaceae

    Fattori di virulenza comuni associati alle Enterobacteriaceae

    • Endotossina

    • Capsula

    • Produzione di esotossine

    • Variazione di fase antigenica

    • Sequestro di fattori di crescita

    • Resistenza all’uccisione mediata dal siero

    • Resistenza antimicrobica


    Endotossina

    Endotossina

    • Attivazione del complemento

    • Rilascio di citochine

    • Leucocitosi

    • Trombocitopenia

    • Coagulazione intravascolare disseminata

    • Febbre

    • Diminuita circolazione periferica

    • Shock

    • Morte


    Capsula

    Capsula

    • Protezione dalla fagocitosi

    • Antigeni capsulari interferiscono con il legame degli anticorpi al batterio

      Tuttavia, specifici anticorpi anticapsulari diminuiscono il ruolo protettivo


    Variazione di fase antigenica

    Variazione di fase antigenica

    • L’espressione degli antigeni capsulare K e flagellare H è sotto il controllo genico del microrganismo

    • Questi antigeni possono essere espressi o non espressi - VARIAZIONE DI FASE

    • Variazione di fase protegge il microrganismo dalla morte cellulare anticorpo-mediata


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Sistemi di secrezione di tipo III

    • Sistema effettore che rilascia geni di virulenza in cellule bersaglio

    • Costituito da circa 20 proteine

    • Senza di esso diminuisce la virulenza


    Enterobacteriaceae2

    Enterobacteriaceae

    • Coltivazione:

      • Crescono con facilità su terreni comuni

      • Terreni selettivi sono spesso utilizzati per l’isolamento da materiali polimicrobici

        • Agar MacConkey (cristalvioletto-lattosio)

        • Agar EMB (eosina-blu di metilene)

        • Agar DCA (deossicolato-citrato)

      • Il terreno di MacConkey permette la distinzione:

        • Lattosio fermentanti

        • Lattosio non fermentanti

        • (Salmonella, Shigella e Proteus)


    Enterobacteriaceae3

    Enterobacteriaceae

    • Nell’uomo possono causare infezioni:

      • Localizzate

      • Sistemiche

      • Opportunistiche


    Enterobacteriaceae4

    Enterobacteriaceae

    • Rappresentano :

      • oltre l’80% dei bacilli Gram-negativi

      • 50% di tutti i batteri isolati da campioni clinici

      • 30-35% di tutte le setticemie

      • oltre 70% delle infezioni delle vie urinarie


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Enterobacteriaceae

    • infezioni acquisite in comunità

    • in soggetti “sani”

      • Infezioni delle vie urinarie

        • Contaminazione fecale

        • E. coli

        • Proteus

          • ureasi (degrada l’urea)

          • urine alcaline

      • Klebsiella pneumoniae

        • infezioni respiratorie

        • capsulati


    Enterobacteriaceae5

    Enterobacteriaceae

    • infezioni gastrointestinali

      • Escherichia coli

      • Salmonella spp

      • Shigella spp

      • Yersinia enterocolitica


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Sindrome di Reiter

    • Antigene di Istocompatibilità (HLA-B27)

      • Enterobacteriaceae

        • Salmonella

        • Shigella

        • Yersinia

    • NonEnterobacteriaceae

      • Campylobacter

      • Chlamydia


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Infezioni Opportunistiche

    -Enterobacteriaceae

    • setticemia

    • polmonite

    • meningite

    • infezioni delle vie urinarie

    CitrobacterEnterobacter

    Escherichia

    Hafnia

    Morganella

    Providencia

    Serratia


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Feces

    • E. coli

      • lactose positive

      • not usually identified

      • lactose positive sp. common, healthy intestine

    • Shigella, Salmonella, Yersinia

      • lactose negative

      • identified


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Enterobacteriaceae

    • other sites

      • identified biochemically


    Therapy

    Therapy

    • severe diarrhea

      • fluid replacement essential

    • antibiotic therapy sometimes used in local

    • infection but always in systemic disease


    Enterobacteriaceae6

    Enterobacteriaceae

    • SENSIBILITA’ AGLI ANTIBIOTICI

    • Sensibilità agli antibiotici è estremamente variabile.

    • In generale gli antibiotici più attivi sono:

    • Nuove beta-lattamine

    • (ureidopenicilline, cefalosporine di 3a generazione,monobattamici e carbapenemici)

    • Aminoglicosidi

    • Fluorchinoloni


    Escherichia coli

    Escherichia coli


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Escherichia coli

    • Epidemiologia

    • Malattie

    • Diagnosi

    • Terapia, profilassi e controllo

      • geneticamente indistinguibili

      • molte similitudini nelle malattie


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Escherichia coli

    • Epidemiologia

      • Normali commensali del tratto gastrointestinale

      • Maggior parte delle infezioni sono endogene

      • Ceppi che causano la gastroenterite acquisiti per via esogena


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Escherichia coli

    • Malattie

      • Infezioni delle vie urinarie (cistite, pielonefrite, prostatite)

      • Batteremie (bacillo Gram-neg più comunemente isolato)

      • Gastroenterite

      • (6 diversi gruppi patogeni)

      • Infezioni intra-addominali

        • (peritoniti - associate a perforazioni intestinali;

        • infezioni delle vie biliari)

      • Meningite neonatale (ceppi K1)


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Fimbrie in Escherichia coli


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Escherichia coli


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Klebsiella pneumoniae


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Aspetto mucoso di colonie diKlebsiella pneumoniae


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Capsula di

    Klebsiella pneumoniae


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Klebsiella pneumoniae


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Batterio peritrico (Proteus mirabilis)


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Movimento di batteri flagellati


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Proteus mirabilis


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Enteropathogenic E. coli (EPEC)

    destruction of microvilli surface (histopathology A/E)

    Mostly serotypes O55, O111

    Enteritis in paediatric age

    • fever

    • diarrhea

    • vomiting

    • nausea

    • non-bloody stools


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Enterotoxigenic E. coli (ETEC)

    • diarrhea like cholera

    • milder

    • travellers diarrhea


    Enterotoxigenic e coli

    Enterotoxigenic E. coli

    • Heat labile toxin (LT-1, LT-II)

      • like choleragen

      • Adenyl cyclase activated

      • cyclic AMP

      • secretion water/ions

  • Heat stable toxin (STa, STb)

    • Guanylate cyclase activated

    • cyclic GMP

    • uptake water/ions


  • Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    LT-1 di ETEC (1 subunità A)

    GM1

    CFTR

    Inactivation of Gsa → GTP-Gsa


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Enteroinvasive E. coli (EIEC)

    • Dysentery

      • resembles shigellosis

      • pInv genes, plasmidic, colon invasion

      • Dissemination: Actin filaments formation (Listeria-like)


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Transmission electron

    micrograph

    Enterohemorrhagic E. coli (EHEC)

    • 50 serotypes (usually O157:H7)


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Meat

    • Hemorrhagic

      • Non bloody → bloody, copious diarrhea

      • few leukocytes

      • afebrile

    • hemolytic-uremic syndrome (HUS)

      • hemolytic anemia

      • thrombocytopenia (low platelets)

      • kidney failure


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Enterohemorrhagic E. coli

    • Vero toxin (Stx-1, Stx-2) → Histopathology A/E

    • “shiga-like” (Shigella dysenteriae)

    • 1 subunit A, 5 subunit B → glycolipid Gb3

    • Hemolysins


    Treatment gastrointestinal disease

    Treatment -gastrointestinal disease

    • fluid replacement

    • antibiotics

      • not used usually unless systemic

        • e.g. hemolytic-uremia syndrome


    Shigella

    Shigella

    • Batteri fermentanti, immobili, anaerobi facoltativi

    • In base alla loro struttura antigenica vengono divise in 4 specie o sottogruppi:

      • S. dysenteriae (12 sierotipi) (gruppo sierologico A)

      • S. flexneri (14 sierotipi) (gruppo sierologico B)

      • S. boydii (18 sierotipi)(gruppo sierologico C)

      • S. sonnei (1 sierotipo)

    • Trasmissione oro-fecale per contaggio diretto o indiretto

    • Fonte di contaggio: malati, convalescenti e portatori sani (rari)

    • Provocano processi morbosi di varia gravità

      • Forme dissenteriche acute

        (diarrea mucosa e sanguinolenta, dolori addominali)

      • Gastoenteriti meno gravi


    Infezioni da shigella

    Infezioni da Shigella

    • Danno epiteliale della mucosa del colon

      nell’arco di 2-3 giorni


    Shigella sonnei responsabile della maggior parte delle infezioni nei paesi industrializzati

    Shigella sonneiresponsabile della maggior parte delle infezioni nei paesi industrializzati


    Virulenza

    Virulenza

    • Endotossina

    • Geni per adesività, invasione e replicazione intracellulare (IpaA-B-C-D)

    • Esotossina (tossina Shiga in S. dysenteriae)

      • Citotossina - danno endoteliale

      • Blocca sintesi proteica (lisi 28S rRNA)


    Infezioni da shigella1

    Infezioni da Shigella

    • L’uomo è l’unico serbatoio

    • Microrganismi altamente infettanti

      (basse cariche in grado di produrre malattia)

    • Bambini: pazienti ad alto rischio

      • Trasmissione oro-fecale

      • Trasmissione bambino-adulto

    • transmitted by adult food handlers

      • unwashed hands


    Terapia di infezioni da shigella

    Terapia di infezioni da Shigella

    • Recupero di fluidi ed elettroliti

    • Terapia antibiotica accelera il decorso della malattia sintomatica e la solidificazione delle feci

      • Fluorochinoloni, Trimethoprim/Sulfametossazolo


    Salmonella

    Salmonella


    Salmonella1

    Salmonella

    • Bacilli Gram-negativi

    • Generalmente mobili

    • Lattosio-negativi (non fermentanti)

    • 2463 "tipi” antigenici in base

      • Antigene “O”

      • Antigene “H”

      • Antigene “K” (es. S. typhi)


    Salmonella2

    Salmonella

    • genetically single species (classification 1997)

      • S. enterica (6 subspecies)

      • S. bongori

    • disease category(Edwin 1966)

      • S. enteritidis

        • many serotypes

    • S. cholerae-suis

    • S. typhi


    Salmonellosi

    Salmonellosi

    • S. enteritidis

      • Specie di salmonella più frequentemente associata ad infezione nell’uomo

      • pollame, uova

      • Non esiste serbatoio nell’uomo

      • Gastroenterite

        • nausea

        • vomito

        • diarrea non sanguinolenta

        • auto-limitante (2 - 7 giorni)


    Salmonellosi1

    Salmonellosi

    I casi non-complicati (la maggior parte)

    Non necessitano terapia antibiotica


    S cholerae suis

    S. cholerae-suis

    • Patogeno meno comune

    • setticemia

    • Terapia antibiotica essenziale


    Febbre tifoidea

    Febbre tifoidea

    • Salmonella typhi

    • “salmonelle maggiori”

    • Infezione sistemica

    • Malattia contagiosa caratterizata da:

      • Febbre

      • Cefalea

      • Disturbi del sensorio

      • Splenomegalia

      • Leucopenia

    • Malattia epidemica

      • Prevalentemente nei Paesi del terzo mondo


    Salmonella typhi

    Salmonella typhi

    • Serbatoio umano

      • frequente lo stato di portatore (1-5%)

      • cistifellea

    • Cibi contaminati

    • Contaminazione delle acque

    • Scarse condizioni sanitarie


    S typhi

    S. typhi

    • Vi antigene capsulare

      • protettivo


    Febbre tifoide

    Febbre Tifoide

    Fase settica

    - dopo 10-14 giorni

    - dura circa 7 giorni

    Fegato, milza, midollo osseo

    • Colecisti

    • Elimina il germe

    • per settimane

    Fase acuta – gastroenterite

    Passaggio attraverso le cellule che rivestono l’intestino e fagocitosi da parte dei macrofagi

    gastroenterite


    Febbre tifoide terapia

    Febbre Tifoide -Terapia

    • Antibiotici

      • il loro utilizzo è fondamentale

    • Vaccini

      • Spesso inefficaci


    Yersiniosi zoonosi

    Yersiniosi (Zoonosi)

    • Yersinia enterocolitica

      • Gastroenteriti

      • Adeniti mesenteriche

        (con sintomi di appendicite acuta)

      • Setticemie in pazienti defedati


    Yersiniosi

    Yersiniosi

    • transmissione

      • Contaminazione fecale di alimenti

        • Acqua

        • Latte

      • Contatto con animali (maiali, pecore, bovini, cavalli, conigli, cani e gatti)


    Yersinia

    Yersinia

    Diarrea

    Febbre

    Dolori addominali

    Batteremia (raramente)

    Terapia antibiotica consigliata


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Y. pseudotuberculosis

    • simile

    • patologia meno grave

    • serbatoi naturali: roditori e uccelli


    Vibrio cholerae

    Vibrio cholerae


    Vibrio s

    Vibrios

    • Bacilli ricurvi Gram-negativi

    • Aerobi obbligati o facoltativi

    • Mobili - unico flagello polare

    • Fermentanti

    • Ossidasi-positivi

    • Richieste nutrizionali semplici


    Specie patogene di vibrio

    Specie patogene di Vibrio


    Habitat1

    Habitat

    • Presenti in ambienti acquatici (acque marine e di estuari)

    • Superficie e nel contenuto intestinale di animali marini

    • Acqua marina ha reso alofile molte specie


    Struttura antigenica

    Struttura antigenica

    • I vibrioni possiedono antigeni somatici O e antigeni flagellari H

    • Al sierotipo O1 appartengono i Vibrioni colerici

      • Sottotipi dell’antigene O

        • Ogawa: A, B

        • Inaba: A, C

        • Hikojima: A, B, C.

      • Ulteriore suddivisione del sierotipo O1 in 2 biotipi

        • Classico

        • Eltor

          sulla base di caratteristiche “bio-fisiologiche” (emolisi degli eritrociti di montone, emoagglutinazione per eritrociti di pollo, Reazione di Voges-Proskauer, sensibilità alla polimixina B e al batteriofago IV)

  • Vibrioni appartenenti agli altri sierotipi sono definiti “non colerici”


  • Coltivazione

    Coltivazione

    • Crescono nei comuni terreni

    • Terreni selettivi a pH alcalino (pH 8,6)

      • TCBS (tiosolfato, citrato, bile, saccarosio)


    Fattori di virulenza di vibrio cholerae o1 e o139

    Fattori di virulenza diVibriocholerae O1 e O139

    • Tossina colerica

      ipersecrezione di elettroliti ed acqua

    • Pilo coregolato

      adesione alle cellule mucose

    • Fattore di colonizzazione accessorio

      adesine

    • Proteasi dell’emoagglutinazione(mucinasi) induce infiammazione intestinale e la degradazione delle giunzioni strette

    • Siderofori

      cattura il ferro

    • Neuraminidasi

      incremento dei recettori per la tossina


    Infezione colerica

    Infezione colerica

    • Agente eziologico - Vibrio cholerae O1

    • Malattia limitata all’uomo

    • Prevalente nei Paesi del Terzo Mondo

    • Nei Paesi Industrializati

      • poco frequente

        • “viaggiatore”

        • ingestione di “frutti di mare”


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    feces

    • water

    • fresh

    • salt

    • food

    Transmission - V. cholerae


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Terapia

    • Grave perdita di liquidi

      • anche 10 litri al giorno

      • più di 10 scariche l’ora

    • Disidratazione, acidosi, ipotensione/collasso circolatorio, morte

    • Terapia

      • somministrazione di soluzioni acquose di elettroliti

      • per via intravenosa

      • antibiotico: tetracicline

    • Vaccinazione

      • parzialmente efficace

      • utile nel viaggiatore


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Vibrio parahemolyticus

    • Infezioni spesso associate al consumo di pesce crudo

    • Alofilo - cresce meglio ad alte conc. saline

    • Frequente causa di diarrea in Giappone

    • Infezioni di ferite

      • contatto con acqua di mare


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    CAMPYLOBACTER & HELICOBACTER

    • Bacilli Gram-negativi

    • Incurvati o spiraliformi

    • Asporigeni

    • Microaerofili

    • Mobili per flagello polare

    • Non-fermentanti, non-ossidanti (inerti)

    • Geneticamente correlati


    Campylobacter

    Campylobacter


    Habitat2

    Habitat

    Sono presenti nelle

    feci di vari uccelli e di mammiferi

    cavo orale dell’uomo


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    C. jejuni

    • infetta il tratto intestinale degli animali

    • bovini e ovini

    • maggiore causa di aborto


    Transmissione

    Transmissione

    • latte

    • carni


    Isolamento campylobacter

    Isolamento - Campylobacter

    • microaerofili

    • Crescono meglio a 42oC


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Campylobacter - symptoms

    • diarrhea

    • malaise

    • fever

    • abdominal pain

    • usually self-limiting

    • antibiotics occassionally

    • bacteremia

      • small minority


    Helicobacter pylori

    Helicobacter pylori

    • Mucosa gastrica - gastrite cronica attiva di tipo B

    • Ulcera gastrica/duodenale


    Urease

    Urease

    • Important in neutralizing stomach acid


    Helicobacter pylori1

    Helicobacter pylori

    • Capacità di aderire all’epitelio gastrico (fattori di adesività)

    • Attività ureasica

    • Attività di una mucinasi

    • Attività di una lipasi e fosfolipasi

    • Citotossina vacuolizzante


    Enterobacteriaceae vibrio campylobacter helicobacter

    Diagnosis -Helicobacter

    • Culture

    • - urease NH4+ CO2

    • mucosal endoscopy

    • radioactive CO2 breath

    • after feeding radioactive urea


    Terapia helicobacter

    Terapia -Helicobacter

    • Antibiotici

      • Amoxicillina e Claritromicina

    • Bismuto colloidale

    • Inibitore della pompa protonica


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