----------- ------------------------------------~-----~

Genul Vibrio

Curs XXI_Genul Vibrio, Genul Campylobacter, Genul Helicobacter

1.II.III.IV.V.

VI.VII.VIII.IX.X.

Minidefinitielncadrare taxonomicaHabitatImplicare in patologia umanaMicrobiologie - principalele caractere si implicatii in patogeneza sidiagnosticul microbiologieFactori de patogenitatePatogenieRaspunsul imunNotiuni de epidemiologie si profilaxie a infectiilor nosocomialeDiagnosticul de laborator

Cuvinte cheie: Vibrion mobil, 01 şi non 01, subtipuri şi biotipuri 01 (EI Tor);toxina holerică termolabilă; sistem guanilatciclază/adeniiatciclază; deshidratare,şoc; cultivare apă peptonată alcalină, mediu TCBS; a saptea pandemie - EI Tor

1. Minidefinitie

Bacteriile din Genul Vibrio sunt bacili Gram negativi, nesporulaţi, necapsulaţi,mobili, cu un flagel polar. Vibrio cholerae este implicat în etiologia holerei, infecţie cupoartă de intrare digestivă.

Prezintă caractere similare cu Enterobactariaceae-ie, cum sunt categoriamorfologică (bacili), tinctorialitatea (Gram negativi), şi tropismul pentru tractul digestiv,dar şi caractere diferite, ca: forma bacililor (Ia Vibrio - bacili curbaţi, În formă devirgulă) şi reacţia oxidazei (pozitivă la Vibrio, negativă la enterobacterii).

II. Incadrare taxonomică

Domeniu: BacteriaPhylum: ProteobacteriaClasa: GammaproteobacteriaOrdin: V ibrionalesFamilie: VibrionaceaeGenul: Vibrio

II1. Habitat

Vibrionii sunt cele mai comune organisme în apele de suprafaţă, sărate sau dulci.Colonizează vieţuitoarele acvatice, cu care coexistă în relaţii de mutualism, aşa

cum se întâmplă cu unele specii bioluminiscente care trăiesc în organismul unor peşti saual altor specii marine, sau pot fi patogene pentru peşti, broaşte, alte specii vertebrate saunevertebrate.

----- ----- --------------------------------------------,

2

În apele de suprafaţă supravieţuiesc mai multe zile şi se pot multiplica, chiar înabsenţa contaminării fecale. Supravieţuiesc mai multe zile pe legume, fructe, peşte crud,obiecte. În lapte sau produse lactate este viabil 1-2 săptămâni.

Este distrus destul de uşor de factori fizici sau chimiei: cloramina 5% in 2 minute,var c1oros 200 g%o in 120 minute, clor O, 5 mg %0 in 15 minute, permanganat de potasiu1%0 30 minute, fierbere 2 minute.

IV. Implicare in patologia umană

Vibrio cholerae serogrup 01 este agentul etiologie al holerei, iar serogrupurilenon O 1 pot cauza forme intestinale de boală mai uşoare, dar şi infecţii extraintestinale.Specia Vibrio parahaemolyticus cauzează o formă de colita invazivă şi/sau infecţiiextraintestinale.

V. Microbiologie - principalele caractere, implicaţii în patogeneză şi diagnosticulmicrobiologie

La prima izolare, bacteriile din Genul Vibrio păastreză forma de bacili curbaţi,Gram negative, dar prin cultivare repetată pot deveni bacilli drepţi, cu dimensiune de 2-4).!.

Sunt nepretenţioăi nutritiv, cresc bine la pH uşor alcalin, respectiv 7,4 - 9,6 şisunt foarte sensibili la schimbările de pH. De aceea, pentru izolare este recomandatăutilizarea apei peptonate alcaline.

Vibrio cholerae necesită prezenţa clorurii de sodiu 2-3% pentru creştere optimă.Pe medii solide selective, care conţin ca agent selectiv sărurile biliare, dau colonii

rotunde, uţor bombate, cu suprafaţa fin granulară, foarte translucide în primele 24 ore.Pe medii lichide se dezvoltă ca o peliculă la suprafaţă, care prin cădere poate

deveni depozit.Sunt oxidază pozitive şi au o activitate metabolică bogată asupra zaharurilor

(glucoză pozitiv, fără producere de gaz, maltoză pozitiv), aminoacizilor (Iizină, ornitină,triptofan), proteinelor (gelatina), reduc nitraţii la nitriţi.

VI. Factori de patogenitate

Vi brio cholerae posedă factori de patogenitate somatici, structurali şi factoriextracelu lari.

Dintre factorii somatici fac parte:tlagelul polar, care conţine antigenul H, comun pentru serogrupurile 01 şinon 01 şi conferă mobilitatelipopolizaharidul din structura membranei externe a peretelui celular, careconţine antigenul O, specific de grup; există peste 130 grupe antigenice O:

Vibrionii Grup 01 conţin 13 antigene somatice O (de la A la M).Subtipurile implicate în epidemii de holeră sunt:

OGA WA (antigene somatice A,B)INABA (antigene somatice A,C)HIKOJIMA (antigene somatice A,B,C)

3

Vibrionii grup 01 se distribuie în 2 biotipuri, în funcţie dediferenţele metabolice, susceptibilitatea la antibiotice şibacteriofagi:

clasicEI Tor

Tulpina non 01 Bengal este un fenotip O special, care a fostimplicat în ultima pandemie de holeră

fimbrii, cu rol în aderenţăalte adezine: hemaglutinine, proteine ale membranei externe (ex. factoraccesor de colonizare)

Dintre factorii exocelulari fac parte:enterotoxina holericăenzime extracelulare - mucinaza, proteaza, neuraminidaza - faciliteazaaderenţa la epiteliul ciliar şi fixarea toxinei prin receptorii activaţihemolizine

Toxina holerică - este o moleculă termolabilă care poate fi asemănată ca formăcu o margaretă cu 5 petale. Dacă ne imaginăm că petalele sunt constituite din unităţile B,centrul este unitatea A, alcătuită din doua subunităţi, unitatea Al, sau unitatea activă şiunitatea A2, sau piesa de legătură, legate prin punţi disulfidice.

Alţi factori implicaţi în patogenitate sunt: tropismul pentru receptorii celulari de lanivelul mucoasei intestinale, rezistenţa la săruri biliare etc.

VII. Patogenie

Calea de pătrundere a vibrionilor este digestivă. Sunt necesari 1010- 1011 vibrioni

pentru a provoca infecţia.Principalele faze ale bolii în holeră sunt: ingestia, aderenţa, elaborarea şi

eliberarea toxinei, urmată de dezvoltarea unui sindrom grav de deshidratare şi acidoză şideces în 25 - 50% din cazurile netratate. Perioada de incubaţie. adică perioada dintreingestia alimentului sau apei contaminate ţi apariţia simptomelor durează între I şi 4 zile.

Tabloul clinic se caracterizează prin debutul brusc, cu diaree apoasă în cantităţifoarte mari, cu aspect de zeamă de orez, care conţine mucus, celule epiteliale şi vibrioni-in numar mare. Diareea este însoţită de crampe, greaţă, vomă, an urie, tulburări de ritmcardiac, şoc. .

Există şi cazuri uşoare sau inaparente, care nu se pot identifica decât prin prezenţaanticorpi lor specifici (marca serologică).

Etapele moleculare ale acţiunii toxinei sunt:1. Neuraminidaza degradează gangliozidele de la suprafaţa celulei intestinalela forma MONOSIALOSYL (GMl gangliozid)2. GM 1 gangliozidul poate fixa toxina holerică3. Unitatea A este prezentată celulei intestinale4. Unitatea A intră în celula intestinală

5. Punţile disulfidice sunt reduse de glutationul intracelular, cu eliberareaunităţilor A 1 şi A26. Unitatea activă liberă AI interactioneaza cu NAD si sistemulguanilatciclază - adenilatciclază, blocând adenilatciclaza În forma activă7. Sub acţiunea AMPc care se produce continuu, ionul de CI- este eliminatcontinuu din celulă, tragând după el apa, Na+ , K+ si HC03-; clinic, aceastăstare a enterocitului se traduce prin diaree apoasă.8. Se instalează dezechilibrul hidroelectrolitic şi acidobazic grav, cu posibildeces in cateva ore

VIII. Răspunsul imun

În cazul contaminării moderate, pH-ul acid gastric, ca element al apărăriinespecifice, poate reduce numărul vibrionilor, cu limitarea semnificativă a efecteloracestora asupra enterocitelor,

lmunitatea specifică se instalează la 2 - 7 luni după debutul bolii şi este de tipumoral. Anticorpii locali, de tip Ig A, care pot inhiba aderenţa şi producerea de toxină, auviaţă mai lungă decât anticorpii circulanţi.

Dintre anticorpii aglutinanţi Ig M şi Ig G, numai cei cu specificitate anti O suntprotectori, antibacterieni şi au durată de viaţă scurtă.

IX. Noţiuni de epidemiologie şi profilaxie a infecţiilor nosocomiale

Holera este legată de Începuturile epidemiologiei.Cu ocazia epidemiei de holeră care a avut loc la Londra În 1866 (Fig. 1), doctorul

John Snow a elaborat primul studiu epidemiologic descriptiv, cuprinzând caracterizareatemporo-spaţială a focarului (Fig. 2), care i-a permis corelarea cazurilor de holeră cusursele de apă şi adoptarea măsurilor În focar eficiente.

Fig. 1. Consemnarea epidemiei de holeră din 1866 În presa vremii

"King Cholera dispenses contagion: the London cholera epidemie of 1866".By George John Pinwell

4

Q "J.

'~fji\~\}~~,"

Fig. 2. Reprezentarea spaţială a cazurilor de holeră dovedeşte rolul sursei de apă(pompă)

\

La nivel global, cel mai mare număr de cazuri de holeră apar în India, în DeltaGangelui, această zonă fiind consemnată încă din antichitate. În figura 3 sunt reprezentatezonele în care au fost raportate cazuri de holeră în perioada 2002 - 2003.

Progresele în diagnosticul microbiologie sunt legate de numele lui Robert Koch(1833).

Din 1917 au fost descrise până în present 6 pandemii, începutul celei de-a VI-apandemii datând din 1961, când a fost pusă în evidenţă circulaţia activă a biotipului EITor, cu virulenţă crescută. În 1992, în Bangladesh a izbucnit o epidemie cu Vibrio =139Bengal, derivat din EI Tor.

La noi în ţară, ultimele cazuri de import au fost descrise în 1994, iar ultimelecazuri cu transmitere autohtonă au fost raportate în 1993.

Fig. 3. Distribuţia geografică a cazurilor de holeră la nivel global, în perioada2002 - 2003

Cholern, 20010-2001

C6untries/arell5 mporfing cbciere casesCoontri&:, ww" ~ ehOk>rnceses

5

Prelevarea: materii fecale cu aspect caracteristic. Se face examenmicroscopic direct si examenul preparatului umed Între Iarnă şi lamelă lamicroscopul cu contrast de faza, pentru observarea vibrionilor mobile

Profilaxia este în special comportamentală, presupunând: fierberea apei, spălareaatentă a legumelor, fructelor, spălarea mâinilor.

In epidemie se recomandă tratarea excrementelor cu cloramină.Nu se cunoaşte incă un vaccin cu eficacitate inalta, iar perioada de protecţie se

rezumă la 5-6 luni de la imunizare.

X. Diagnosticul de laborator

\Diagnosticul de laborator comportă fazele cunoscute:

Cultivarea:a. Imbogatire În apă peptonată alcalinăb. Însămânţare pe medii selective cu saruri biliare (BSA = Bile Salt Agar;

TCBS = Tiosulfat, Citrat, Bile salts, Sucrose), zaharuri - colonii tipice,stralucitoare, mici pe BSA; galbene, mari pe TCBSldenti ficare:

a. Aspect caracteristic microscopic si pe mediile de culturăb. Oxidază pozitivc. Aglutinare pe lama cu antiser 01d. Diferenţiere biochimică

Tratamentul constă În:Refacerea volumului hidric şi reechilibrare electrolitică parenterală, apoi orală(glucoză şi electroliţi)Intreruperea ciclului anormal de activare a AMPc, prin tratament cu antibiotice(tetraciclină). Limite:

unele tulpini rezistente;in realitate doar scurteaza evoluţia - nu mai este acceptat unanim

6

7

Familia SpirilaceaeGenuri de importanţă medicală: Campylobacter, Helicobacter, Spirillum

Campylobacter

Sunt bacili Gram negativi, cu formă caracteristică de S sau spirale, mobili prinflageli polari, nesporulati, necapsulati, microaerofili (au nevoie de atmosferă cu 5% 02,10% C02, 85% azot), oxidaza şi catalază pozitivi.

Produc imbolnaviri umane de tipul enterocolitelor, interesând zona ilealăterminală şi rectală. Sunt implicaţi rar în infecţii sistemice.

Se pot transmite de la animale (cel mai frecvent pui cruzi), prin contaminareaunor suprafeţe pe care ulterior se prelucrează alimente care se consumă neprelucratetermic (paine, salata etc.). Se descriu şi epidemii hidrice, prin consum de apăcontaminată. Sunt implicaţi frecvent în sindroame diareice la copii în vârstă de 1-5 ani,dar şi la gazde cu imunitate scăzută de orice vârstă.

Speciile cel m ai frecvent implicate sunt: C. jejuni (90-95% imbolnaviri), C. coli.Bacteriile invadeaza celulele epiteliului intestinal şi, de asemenea elaborează

enterotoxine.Aspectul clinic poate fi dizenteriform (diaree cu sânge prin invadarea celulelor şi

leziuni vasculare), asociat cu sindrom pseudogripalDiagnosticul de laborator presupune condiţii speciale de cultivare şi

incubare, deoarece:Campylobacter are necesitati nutritive specialeSunt necesare medii selective cu antibioticeSunt necesare dispozitive şi echipamente speciale, pentru realizarea condiţiilor demicroaerofilie necesare creşteriiEste necesară dotarea laboratorului cu termostat reglabil, pentru realizareatemperaturii de 42-43 o C

Principalele caractere biochimice şi de creştere sunt:

Activitate absentă asupra carbohidraţilorTestul hipuratului pozitivTemperatura optima de creştere 42-43 OC

Helicobacter pilori

Evidentiat in cultura de Marshall si Warren în 1984, initial inclus in genulCampylobacterlntalnit la om si primate (alte 9 specii la alte animale)Principala caracteristica: tolereaza mediul foarte acid de la nivelul stomacului(este prezent la cel putin 1 din 4 persoane); corelat cu afectiuni ale stomaculuiBacterie spiralata in frotiuri din prelevate, cu dimensiuni de 0,5 - 3 microniIncurbat, in U sau coarne de berbec in culturi proaspete; în culturi vechi aspectcocoid

4 flageli polariPretentios nutritiv, microaerofil; necesita multa umiditate; optim 37 O CColonii mici, transparente, slab beta-hernolitice dupa 4-5 zileOxidaza si catalaza pozitivProduce o mare cantitate de ureaza (de 100 x mai mult ca Proteus vulgaris)-neutralizeaza acidulTratament cu antibiotice asociat altor tratamente în ulcerul gastro-duodenal

8