Bakteriell patogenes T7 Mars 2010 släktskap och morfologi,

1. Basgrupp 1: S. aureus Basgrupp 2: Streptococcus pyogenesBasgrupp 3: Streptococcus pneumoniaeBasgrupp 4: E.coli (Enterobacteriaceae)Basgrupp 5: Haemophilus influenzaeBasgrupp 6: Neiserria meningitidis Basgrupp 7: Pseudomonas aeruginosaBasgrupp 8: Enteroccus faecalis & E. faeciumBasgrupp 9: Bacteroides fragilisBasgrupp 10: Clostridium difficile Bakteriell patogenes T7 Mars 2010 släktskap och morfologi, virulensmekanismer inklusive endo/exo-toxin, normalflora vs vanliga infektionsfokus fall

2. Värden Immunförsvar PHARMAKOKINETIK (PK) Absorption Distribution Elimination Biverkningar Toxicitet Virulens Resistensmekanismer Antibiotika Bakterier PHARMAKODYNAMIK (PK) Effekt av antibiotika i infektionshärden

3. Värden Immunförsvar PHARMAKOKINETIK (PK) Absorption Distribution Elimination Biverkningar Toxicitet Virulens Resistensmekanismer Antibiotika Bakterier PHARMAKODYNAMIK (PK) Effekt av antibiotika i infektionshärden

4. S. Aureus Basgrupp 1

5. Stafylokocker sfäriska grampositiva ”druvklasar” 0,5-1,5 um diameter ej motila fakultativt anaeroba 35 arter och 17 subarter

6. Cytoplasmamembran – lipider, proteiner, kolhydrater • Cellvägg • Petptidoglycan • Teiconsyra • Protein A • Coagulas (endast S.aureus) • Kapsel • Cellväggen kan var täckt av polysackarid kapsel • Skyddar mot fagocytos S. aureus • guldfärgade kulturer – bildar ett carotenoid pigment • Koagulas positiva kocker

7. Virulensfaktorer och toxiner • Kapsel och protein A • Koagulas, katalas • Lipas, hyaluronidas • Penicillinaser • Cytolytiska toxiner, 5 st • Exfoliativa toxiner A och B • Enterotoxiner, 8 st • TSST 1

8. Normalflora Vanliga sjukdomar Generell behandling

9. Normalflora vs. infektionsfokus Normalflora Hud Näsa Perineum (Sjukhusmiljö) Staphylococcus aureus

10. PVL-exotoxinets • Panton–Valentine-leukocidin (PVL) är ett exotoxin som produceras av vissa stammar av Staphylococcus aureus. • PVL-exotoxinets binder till och avdödar neutrofila granulocyter och monocyter genom att bilda en por i cytoplasmamembranet, vilket kan leda till leukopeni. • Antikroppar mot PVL utvecklas sannolikt genom upprepade subkliniska exponeringar för toxinet vilket kan förklara att svår nekrotiserande pneumoni orsakad av PVL-pos Staph aureus har beskrivits främst hos barn och ungdomar. Läkartidningen nr 7 2007 volym 104

11. Läs mera om PVL-S.aureus i Läkartidningen nr 7 2007 volym 104

12. Bg 2 Streptococcus pyogenes

13. Streptococcus pyogenes Domän: Bakterier Stam: Firmicutes Klass: Bacilli Ordning: Lactobacilliales Familj: Streptococcaceae Släkte: Streptococcus Art: Pyogenes Grampositva runda kocker i kedjor Betahemolytiska Katalasnegativ, bacitracinsensitiva Lancefield serotyp A

14. Virulensfaktorer exotoxiner: Streptococcus pyogenes Kapsel F-protein Pyrogeniska exotoxiner Cell membran DNase Streptolysin O o S Streptokinase DNase C5a peptidase M-protein (Pili) M-lika proteiner Lipoteikonsyra

15. Normalflora vs infektion Normalt: slemhinnor såsom näsa, svalg, GI, genitalt. Även i torra eksem, dock inte på frisk hud Infektioner: Hud och mjukdelsinfektioner (impetigo, erysipelas, sårinfektioner, fascit) Luftvägsinfektioner (tonsillit, sinuit, otit, faryngit) Bakteremi (sepsis, endokardit, meningit) Faktorer som påverkar: värdens allmäntillstånd, immunitetsläge och hudtillstånd

16. Bg 3 Streptococcus pneumoniae

17. Pneumokocker Släktskap och morfologi Streptococcuspneumoniae Grampositiva diplokocker Ovala eller lansettformade, diameter 0,5 – 1,2 μm Delas in på tre sätt - Serologi Polysackaridkapsel Hemolys α/β hemolys – aerob/anaerob miljö Fysiologiska mönster Fakultativt anaeroba Katalasnegativa

18. Normalflora • Hals och nasofarynx hos 5-75 %. Vanligare hos barn. • Serotypsbyte sker då immunitet uppnås. Infektion • Pneumoni, mediaotit, sinuit. Föregås av ÖLI. • Meningit • Sepsis sekundärt till dessa.

19. Virulensmekansismer Kolonisering och migration • S-IgA proteas • Adhesionsproteiner • Pneumolysin Vävnadsdestruktion • Teikonsyra (TA) och Peptidoglykan (PG) • Pneumolysin • Väteperoxid • Phosforylcholin Fagocytosöverlevnad • Polysackaridkapsel • Pneumolysin Sjukdomssymtomen beror ffa på värdens inflammatoriska svar!

21. Lipopolysackarid (LPS) • Lipid A + polysackarid • Endotoxin • Frisätts när bakterien lyserar

22. Basgrupp 4: E.coli (Enterobacteriaceae)

23. Escherichia Coli Tillhör familjen Enterobacteriaceae Gram negativa stavar Fakultativt anaeroba Generella virulensfaktorer Adhesiner- CFA,AAF, Bfp, mfl Exotoxiner

24. Undertyper av E. Coli • ETEC • Enterotoxinbildande, SL/ST toxin -> turistdiarré • EHEC • Enterohemorragisk, Shiga-liknande toxin -> blodig diarré • HUS, Hemolytiskt Uremiskt Syndrom • EPEC • Enteropatogen, vanlig hos spädbarn i 3:e världen • EIEC • Enteroinvasiv, producerar Shiga-toxin -> dysenteriliknande, invaderar enterocyter • EAEC • Enteroaggregativ, producerar två olika toxiner. Adhesiva, ger kronisk diarré

25. Normalflora vs vanliga infektionsfokus • Utgör en stor andel i den humana normala tarmfloran och är en vanlig orsak till: Sepsis, neonatal menignit, UTI och gastroenerit • Flesta infektioner är endogena, undantag gastroenterit och neonatal meningit

26. Blododlingssvar Arne 66 år • Du är underläkare  på medicinkliniken i Säffle och har på morgonronden träffat Arne 66 år. • Arne lades in i förrgår kväll på din avdelning pga frossa och feber efter KAD-byte och blev insatt på Claforan (cefalosporin)  1g x 3 på akuten men har fortfarande efter 1 ½ dygn hög feber. • Det kommer grumlig urin ur patientens KAD som spolats på akuten och senast inatt pga residualurin (700 ml). Följande telsvar från klin mikro i Karlstad kommer 1 ½ dygn efter inkomsten: ”Växt av gram-negativa stavar i 4/4 blododlingsflaskor” • Din överläkare Hasse ber dig redogöra för alla relevanta bakterier som är gram-negativa stavar och ta reda på om Claforan är optimal behandling för dessa arter.

27. Återkoppling Arne 66 år • Orsak: E. coli. • Tillhör Enterobacteriaceae (gram-neg stavar) som kan ge urosepsis • Enterobacteriaceae: Escherichia coli Klebsiella spp, Proteus spp, Enterobacter spp, • Annan (nonfermentativ) gram-neg som kan ge UVI: Pseudomonas aruginosa

28. Basgrupp 5: Haemophilus influenzae

29. Haemophilus Influenzae Basgrupp 5

30. Släktskap, morfologi och virulens • Gramnegativ stav. • Uppdelad i typer A-F (serologisk) och subtyp 1-8 (Biokemisk). B, C och F har polysackaridkapsel (PRP). • Ickemotil och fermenterande fakultativ anaerob. • Behöver faktor V eller X (Haemin respektive NAD) för att växa och överleva • Växer på chokladagar. • Virulensfaktorer: -Kapsel -IgA proteaser -LPS -Protein som inhiberar ciliefunktion.

31. Normalflora och infektionsfokus Ickekapsulära H. Influenzae är en del av vår normalflora i mag och tarmkanalen samt nedre urinvägar. Okapslade typer ger otit, sinuit, pneumoni, meningit, sepsis och konjuktivit etc. Typ B är invasiv och kan även ge cellulit, epiglottit, meningit, och artrit etc.

32. Behandling, resistens och vaccination Förstahandsval är cefotaxin vid meningiter. 23.3% är resistenta mot betalaktamer! Man kan vaccinera mot kapsel (Typ B). Innan vaccinering var komplikationsrisken 1 på 300. Nu är den i princip obefintlig.

33. Basgrupp 6: Neiserria meningitids

34. Neisseriameningitidis (meningokocker)Släktskap & Morfologi Gramnegativ aerob diplokock Flera serotyper (beroende på polysackaridkapsel) varav A, B, C, Y och W135 är de mest virulenta Släkt med Gonorré

35. Virulensmekanismer inklusive endo/exo-toxin • Kapsel – hämmar fagocytos • IgA-proteas • Pili & Fimbriae - infästning • Endotoxin - LPS • Yttre membran proteiner – bladegranuleraneutrofiler, infästning till epitel mm Invasion av blod och meningier är ovanligt och dess mekanismer är huvudsakligen okända.

36. Normalflora vs vanliga infektionsfokus Finns som normalflora i nasofarynx hos 20% Barn vid övergång från moderns till egen immunitet Vid övergång till tonåren om man ej stött på bakterien tidigare Inget specifikt infektionsfokus Utbrott oftast under sen vinter/tidig vår

37. Basgrupp 7 Pseudomonas aeruginosa

38. PSEUDOMONAS AERUGINOSA • G- liten, stav (0,5-0,8 x 1,5-3 µm) • Mobil med monotrik flagell. • Aerob, men kan även utnyttja NO3- som slutlig elektronacceptor i andningskedjan. • Bildar biofilm. • Odling • Stora, plana och grönaktiga kolonier med oregelbundna kanter. • Ger ibland β-hemolyszon. • Karaktäristisk lukt (karamell eller smultron). • Katalas och Oxidas positiv Domän: Bakterier Fylum: Proteobacteria Klass: Gamma Proteobacteria Ordning: Pseudomonadales Familj: Pseudomonadadaceae Genus: Pseudomonas Art: Aeruginosa

39. Virulensfaktorer Strukturella: Adhesiner: Pili och non-pili samt neuraminidase Polysaccaridkapsel Endotoxin: Lipid A Exotoxiner: Exotoxin A Exoenzymer S och T Enzym: Elastaser Proteaser Hemolysiner Pyocyanin Antibiotikaresistens: Poriner Betalaktamaser

40. OprN MEX E Outer membrane MEX F Cytoplasmic membrane Periplasmicspace P. aeruginosa cell envelope (Gram-) Toxic molecule Imipenem PBP Beta-lactamase porin • Imipenem mechanism of resistance • Loss of OprD* (mutation-frequency 10-7) • Metallo-betalactamases (IMP, VIM) • Efflux-pump (MexEFOprN) • 1 mutation is required for R* = highest risk (10-7 ) for development of R!

41. Normalflora och infektionsfokus Förekommer i begränsad mängd i normal tarmflora, framförallt hos inneliggande patienter. Finns i jord och vatten. Trivs bra i fuktiga miljöer. Opportunistiska infektioner Hudinfektioner UVI Pneumonier Otiter Sår, brännskador Nosokomiala infektioner

42. Basgrupp 8: Enteroccus faecalis & E. faecium

43. Enterococcusfaecalis & E. faecium Släktskap och morfologi Grampositiv kock Växer i par och korta kedjor Tidigare klassificerad som grupp D streptokock 38 olika enterokocker – Dessa 2 är de kliniskt viktigaste Icke-, alfa- eller betahemolyserande Fakultativt anaeroba

44. Virulensmekanismer inklusive endo/exotoxin Inget potent toxin Ytadhesinproteiner Hemolytiska och proteolytiska proteiner Multipla plasmider och kromosomgener – resistens mot Aminoglykosider, Betalaktam och Vankomycin Resistensmönstret skiljer sig mellan arterna Producerar bakteriosiner –hämmar andra bakteriers tillväxt Kan överleva på ytor länge pga cellväggsuppbyggnaden

45. Normalflora vs vanliga infektionsfokus Normalflora i tarm (colon) och i urogenitalorganen Problem vid bredspektrumantibiotikabehandling, bukkirurgi, immunsuppression samt korssmitta mellan patienter. Orsakar: UVI, sårinfektioner (intraabdominellt), bakteremi, endokardit Står för 10% av alla nosokomiala infektioner. Källa: Mims Medical Microbiology Murray Medical Microbiology

46. Basgrupp 9: Bacteroides fragilis

47. Bakteroides fragilis Släktskap, morfologi och förekomst: • Tillhör familjen bacteroidaceae • Anaerob icke sporbildande gramnegativ stav • Förekommer som normalflora i colon (1011/g feces) samt i vagina hos 60% av kvinnorna

48. Virulensmekanismer • Polysackaridkapsel • Endotoxin, modifierat  minskad virulens • Proteolytiska enzym (viktigt för abscessutveckling) • Enterotoxin (omdiskuterat huruvida det är patogent.) • Bildar betalaktamas • Pili och fimbrier

49. Infektioner Endogena infektioner, kommer vanligtvis från en skadad mukosa. Bakterien smittar inte. Bildar lokala samt spridda abscesser genom hematogen spridning. Abscesser framförallt under diafragmanivå Nekrotiserande fascit Lungabscesser genom aspriation av oral flora.

50. Basgrupp 10: Clostridium difficile