Stafilococul Auriu

Introducere

Stafilococul auriu este considerat specia cea mai virulenta dintre toate speciile stafilococice [1]. Acesta face parte, alaturi de streptococ, din principalele clase de coci ce prezinta interes medical. Este o bacterie ubicuitara in mediu, apartinand florei saprofite umane, cu localizari predilecte precum :axila, zona inghinala, zona perineala si narinele anterioare. Infectia cu aceasta bacterie prezinta manifestari pleiomorfe, variind de la afectiuni simple cutanate la infectii sistemice, ce pot pune in pericol viata pacientului ( ex. sindromul de soc toxic). Este responsabil de infectii dobandite in comunitate dar si infectii nosocomiale. Este un agent patogen uman major din cauza virulentei sale intrinseci, multitudinii manifestarilor clinice si capacitatii sale inalte de adaptare la mediu.

Staphylococcus aureus este un agent etiologic frecvent intalnit in infectiile bacteriene, fiind responsabil si de Sindromul Socului Toxic (TSS) sau intoxicatie alimentara toxin-mediata. Dintre speciile mai putin virulente de Stafilococi, Staphylococcus epidermidis este responsabil de infectiile pe implanturi prostetice iar Staphylococcus saprophyticus este agentul etiologic primar responsabil de infectiile de tract urinar inferioar, remarcandu-se ca agent cauzal pentru cistita femeilor tinere [2]

Importanta sa in practica medicala curenta este data de cresterea numarului de tulpini rezistente la multiple clase de antibiotice, ajungand principalul agent etiologic al infectiilor nosocomiale alaturi de bacilii gram negative non-fermentativi. Mortalitatea in era preantibiotica ajungea pana la 80% iar in 70% din cazuri pacientii dezvoltau complicatii metastatice [3] Prezinta o rata de mortalitate de 20-40%, in ciuda existentei terapiei antimicrobiene eficiente [4]

Introducerea penicilinei in anul 1940 a crescut semnificativ prognosticul pacientilor ce prezentau infectii stafilococice. La doar 2 ani dupa, in 1942, au fost identificate primele tulpini de Staphylococcus penicilin-rezistente, intai in cadrul infectiilor dobandite in spital, apoi si la cele dobandite in comunitate.[5] La sfarsitul anilor 1960 peste 80% dintre izolatele de Staphylococcus prezentau rezistenta la penicilina. Acum, se considera ca, peste 90% dintre tulpini produc penicilinaza, ce inactiveaza antibioticul penicilina. S-a observant ca genele care determina rezistenta la antibiotice sunt transmise initial in randul tulpinilor ce determina infectii nosocomiale urmand ca ulterior, sa fie descoperite si la tulpinile implicate in infectii comunitare. Acest proces are loc prin propagarea in mediu a versiunii penicilin-rezistente, in detrimentul celei penicilin-sensibile.[6]

In anul 1961 a fost introdusa Meticilina, prima penicilina de semisinteza. Prognosticul terapeutic al pacientilor ce prezinta infectie cu MRSA (Meticilin Ressistant Staphylococcus Aureus = Stafilococ auriu rezistent la meticlina) este mai prost decat a pacientilor infectati cu MSSA (Meticilin Sensible Staphylococcus aureus = Stafilococ auriu sensibil la meticilina). MRSA afecteaza in proportie mai mare pacienti cu tare organice, substrat de imunosupresie, sau cei aflati la varste extreme. De asemenea exista mai putine optiuni terapeutice pentru tulpinile de MRSA decat cele MSSA.[7] Modelul transmisiei corespunde cu cel al rezistentei la penicilina, intai fiind identificate rezistenta la tulpinile cu origine intraspitaliceasca, ca mai apoi sa se descopere si la cele din cadrul infectiilor comunitare. Infectiile cu aceste tulpini prezinta o rata de mortalitate destul de ridicata. De asemenea, tulpinile MRSA sunt purtatoare de gene responsabile de rezistenta incrutisata si pentru alti agenti antimicrobieni.[8]

Folosirea excesiva a vancomicinei pentru tratarea infectiilor multi-drog rezistente (MRSA, Clostridium difficile etc) a dus la emergenta tulpinilor Staphylococcus aureus Vancomicin-rezistente. Primele tulpini izolate au fost inregistrate in Japonia in anul 1997. [9]

Se considera ca aceste tulpini multi-drog rezistente au aparut atat din cauza utilizarii in exces a antibioticelor, cat si din cauza virulentei native a stafilococului auriu, dar si a capacitatii sale de adaptare foarte ridicata la agentii terapeutici.

In ultimii 20 de ani numarul infectiilor cauzate de S aureus, dobandite atat in comunitate cat si in spital, a crescut. CDC considera S aureus cea mai comuna etiologie de pneumonie nosocomiala si infectie de plaga post-operatorie si a doua cea mai comuna cauza de septicemie

Figura Evolutia incidentei MRSA

2.Etiologie

2.1 Definitie

Bacteriile din genul Staphylococcus sunt coci Gram- pozitivi, de forma rotunda care au un diametru intre 0.5 si 1.5 μm, imobili, nesporulati organizati in perechi sau sub forma de chirochine de strugure. Sunt catalazo pozitivi, diferentiindu-se astfel de streptococi care sunt catalazo-negativi. Singura subspecie de stafilococ auriu catalazo negativ este cea anaerobius, desi incidenta ei este necunoscuta.[10]

Stafilococul auriu se distinge de alti stafilococi prin productia de coagulaza, o enzima de suprafata care converteste fibrinogenul la fibrina. De asemenea, acest microorganism hemolizeaza sangele si produce enzime extracelulare si toxine, fiind considerata specia cea mai virulenta de stafilococ.

Spre deosebire de streptococci, sunt foarte rezistenti in mediu extern. Suporta temperaturi de pana la 60°C timp de 60 de minute, rezista la o concentratie de 10% sare, Ph cu valori extreme si supravietuiesc si in medii uscate. Persista mai ales pe suprafete, chiar si luni intregi.

Cand este cultivat, produce colonii rotunde, opace si pigmentate. Culoarea poate varia de la galben la gri. Creste preferential la o temperatura de 37°C. Este facultativ anaerob, cresterea fiind acceleranta in prezenta O2 si CO2. Unele tulpini prezinta pe mediu agar-sange doua zone de hemoliza : zona interna, translucida cauzata de α-toxina si zona externa, vizibila doar in urma refrigerarii placii Petri, cauzata de β-toxina. Toate speciile cresc in prezenta sarurilor biliare. Pe mediu Baird Parker Stafilococii cresc fermentativ cu exceptia S.saprophyticus care este oxidativ

2.2 Taxonomie

Genul Staphylococcus face parte din familia Staphylococcaceae, ordin Bacillales, clasa III Bacilli, phylum B XIII, Firmicutes, domeniu Bacteria.Familia Staphylococcaceae include inca 4 genuri : Gemella, Macrococcus, Jeotgalicoccus si Salinicoccus.

Genul Staphylococcus contine 45 de specii si 24 de subspecii, identificarea lor necesitand diverse teste biochimice pentru determinarea biotipului.[12] Numele genului provine din limba greacă, facand referire la preferinta cocilor de a se organiza în grămezi asemănătoare unor ciorchine de strugure. Aceste aranjamente se formeaza in momentul cultivarii germenilor pe medii solide de cultura și este mai puțin caracteristică germenilor proveniți din produse patologice (care nu pastreaza forma de „cluster” putand fi dispuși izolați, în perechi sau lanțuri scurte).

Stafilococii sunt apropiați filogenetic de streptococi, enterococi, lactobacili ȘI Genul Bacillus.

In mod clasic speciile de stafilococ erau impartite in doua grupuri, in functie de capacitatea de a coagula plasma (reactia coagulazei) : coagulazo pozitiv precum S. aureus, S. intermedius. S.delphini, S. lutrae, S.pseudointermedius si S.scleiferi subspecia coagulans si restul considerate specii coagulazo- negative. SCN (Stafilococi coagulazo-negativi) de interes medical sunt : grupul simulans cu specia S.Simulans, grupul Intermedius cu S.Intermedius, grupul saprophyticus cu S.saprophyticus, S.xylosus si S.cohnii si grupul Epidermidis cu S.epidermidis, S.auricularis, S.capitis, S.hominis, S.lugdunensis, S.haemolyticus, S.warneri.

Impartirea taxonomica a speciilor se bazeaza pe secventierea 16s ARN. Stafilococul auriu apartine de acelasi cluster ca si Staphylococcus simiae si contine doua subspecii : S. aureus subspecia S. aureus si S.aureus subspecia Anaerobius

Apartenenta la genul Staphylococcus se determina prin urmatoarele criterii : Coci G+ ce se divid in 2 planuri (spre deosbire de Streptococi care se dezvolta intr-un singur plan) formand astfel agregate (spre deosebire de streptococci care formeaza lanturi), existenta de peptidoglicani si acid teichoic in peretele celular si prezenta intr-o concentratie de 30-40 mol% a ADN-ului G+C.[13]

Principalele clase cu importanta clinica sunt Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, si Staphylococcus saprophyticus, dar pot aparea infectii la om si cu S.lugdunensis, S,warneri si S.hominis. Unele clase au o localizare preferentiala de colonizare. Narinele anterioare si axilele sunt colonizate de catre Stafilococul auri. S.capitis este gasit la nivelul fruntii datorita continutului ridicat de glande sebacee. S. hemoliticus si hominis sunt gasiti in axila unde este o proportie ridicata de glande apocrine iar S.saprophyticus colonizeaza tractul urinar inferior al femeilor tinere.[12]

2.3 Epidemiologie

2.3.1 Habitat

Sunt organisme ubicuitare in mediu si fac parte din flora saprofita a pielii si a mucosei omului, fiind un comesal. Colonizeaza in special sistemul respirator superior, tractul gastrointestinal si urogenital. Aderenta bacteriei la epiteliul mucos este reglata de existenta celulelor de suprafata cu rol in adeziune. Bacteria este localizata preferential la nivelul organelor cavitare ce prezinta comunicare spre exterior ex colon,vagin. Contamineaza tegumentele, fiind identificat cu predilectie in zonele anatomice ce prezinta umiditate ridicata ex axile, perineu, plici interdigitale.

Prezenta stratului de peptidoglicani confera rezistenta marita in mediu, astfel ca S aureus este izolat des in fomite (imbracaminte, asternuturi de pat).

Nou-nascutii prezinta la cateva zile dupa nastere S aureus la nivelul foselor nazale, periombilical, perineu. Intre 20 si 40% dintre adultii sanatosi prezinta portaj pentru aceasta bacterie.[12] Exista trei clase de purtatori de S aureus: purtatori permanenti, purtatori intermitenti si cei la nivelul carora nu se identifica niciodata prezenta bacteriei. Majoritatea purtatorilor sunt intermitenti. In randul personalului sanitar rata de portaj poate sa fie pana la 70%. Bacteria este identificata la nivelul purtatorilor cel mai des in narinele anterioare si nazofaringe si mai rar la nivel cutanat si intestinal. Colonizarea nu atrage dupa sine starea de bolnav, des neexistand manifestari clinice nici in purtatori nici in contactii lor.

Numar crescut de purtatori gasim intre personalul medical, pacienti cu afectiuni eczematoase in trecut si cei pe tratament injectabil (hemodializa, insulina, tratament antialergic, consumatori de droguri iv)[12]

In natura, rezervorul bacteriei este reprezentat de mamifere si pasari care contamineaza mediul prin dejectii astfel ca transmiterea infectiei are lor prin urmatoarele medii : sol, apa sarata, apa dulce, nisip, plante, fructe, alimente, imbracaminte, suprafete. Purtatorii cu localizarea nazo-faringiana a bacteriei raspandesc bacteria in mediu prin vorbire, stranut,tuse si produse patologice. Uneori contaminarea se poate face pe cale aeriana sau digestiva. Microorganismul se transmite prin contact direct, prin fomite sau autoinoculare in cazul purtatorilor.[14] Desi un management corect si curatenia suprafeteloe cu solutii dezinfectante si aseptice pot controla rata de imprastiere a bacteriei, putine metode sunt valabile pentru a preveni diseminarea generalizata de la purtatori. Sectiile cu risc din spital sunt reprezentate de neonatologie, terapie intensiva si oncologie.[14] Debutul unei epidemii aici va fi urmata de un numar mare de bolnavi cu manifestari clinice severe ce pot duce la moarte. Personalul sanitar trebuie sa ia precautii prin spalarea viguroasa a mainilor pentru a impiedica raspandirea stafilococului intre pacienti.

O proportie mare de personal sanitar si pacienti sunt purtatori de S aureus rezistente la antibiotic situat la nivel cutanat sau in narinele anterioare.

Pentru a micsora rata de transmisie in interiorul spitalului, pacientii aflati in sectiile la risc trebuiesc testati pentru a se verifica prezenta portajului in narinele anterioare. Cei cu rezultate pozitive in urma culturilor sau testului PCR ar trebui izolati de restul pacientilor si lucratorii sanitari sa-si insuseasca masuri aditionale de igiena in urma contactului cu acesti pacienti. Personalul sanitar ar trebui sa poarte manusi si sa se spele pe maini inainte si dupa contactul cu acesti pacienti. [14]

Numarul de infectii dobandite in comunitate sau in spital a crescut in ultimii 20 de ani conform unui studiu sustinut de Active Bacterial Core Surveillance database (societate ce au in baza de data 4.4 milioane de copii sub 18 ani) Incidenta MRSA este in crestere printre copii, afectand in mod particular cei de culoare neagra sau sugari pana in 90 de zile. In 2005 se inregistrau 1.1 cazuri la 100.000 locuitori de MRSA, in 2010 insa s-au inregistrat 1.7 cazuri la 100.00 locuitori. Statisticile pentru copii de culoare releva o incidenta de S aureus invaziv de 6.7 cazuri la 100.000 locuitori, comparativ cu 1.6 cazuri per 100.000 in cazul copiilor de alta etnie [15][16]

Un studiu efectuat pe 148 de pacienti suferind de infectie musculo-scheletala cauzata de S aureus (111 cu MSSA and 37 cu MRSA) releva cresterea incidentei MRSA in practica pediatrica de la 11.8% la 34.8% din 2001 pana in 2009. De asemenea a crescut si numarul zilelor de spitalizare de la 8 la 13. Aditional copii cu mrsa au avut nevoie de operatii chirurgicale aditionale 15 vs 38, au experimentat complicatii infectioase 6% vs 24% si au fost internati mai des la urgente 3% vs 16% [17]

mai putin de 5% dintre izolate raman sensibile la penicilina. Studiu cdc demonstreaza cresterea numarului de tulpini mrs sensibile doar la vancomicina de la 22.8% in 1987 la 56.2% in 1997. [18]

in 1980 s-a observat raspandirea rapida a tulpinilor de MRSA printre pacientii susceptibili din spitale. Incepand cu 2003 s-a observat afectarea pacientilor sanatosi cu raspandirea tulpinilor in comunitate.[12]

Exista doua clasificari care imparte tulpinile de MRSA: CA-MRSA (Community aquired Meticillin resistant staphylococcus aureus, infectie cu mrsa dobandita in comunitate) sau HA-MRSA (Hospital aquired MRSA, infectie nosocomiala)

In 2003 s-a observat ca tulpina mrsa era cauza etiologica primara pentru infectiile dobandite in comunitare (ex infectii cutanate si pulmonare) fara legatura cu tulpinile vehiculate prin spital [12]. Sunt responsabile in principiu de infectii localizare la nivelul pielii si tesutului subcutanat. Cele mai comune manifestari sunt : impetigo, furunculi, abcese, foliculita si celulita. Mai rar pot fi responsabile si de infectii severe precum soc septic, sindrom de soc toxic, pneumonie necrotizanta, endocardita infectioasa si fasceita necrotizanta.[19] Tulpinile de CA-MRSA prezinta caseta SCCmec tip IV , responsabila pentru codificarea rezistentei la meticilina a bacteriei. De asemenea ele sunt caracterizate de prezenta leucocidinei panton valentine si de susceptibilitatea la majoritatea antibioticelor in fara de beta-lactamice. Identificarea genotipica a determinat faptul ca tulpinile de MRSA sunt inrudite in cadrul unei tari dar diferite de la o tara la alta Raspandirea globala a tulpinilor de CA-MRSA a dus la cresterea infectiilor de piele si tesuturi si pneumonie necrotizanta special in pacienti tineri fara factori de risc MRSA. Aceste tulpini sunt mai virulente. [14]

HA-MRSA este o infectie dobandita in spital cu rezistenta antimicrobiana multipla. Incidenta in crestere in ultima decada datorita numarului marit de pacienti imunocompromisi, pacienti tarati, varstnici, numar de proceduri invazive, operatii complexe, pacienti pe sustinere vitala, dializati cu catetere

2.3.2 Factori de risc

Numeroase conditii preexistente ale pacientului il predispun pe acesta la infectia cu S aureus, dintre care amintim : diabet, hiv/sida, insuficienta renala, insuficienta hepatica, pacienti dializati, pacienti situati la varste extreme, suferinzi multi-tarati, pacienti aflati sub tratament imunodepresant (corticoizi, chimioterapie oncologice, iradiere pentru tumori, hormoni steroizi androgeni), consumatori de droguri iv, nerespectarea conditiilor igieno-sanitare, leziuni cutanate si abraziuni care rup continuitatea pielii, boli respiratorii in special fibroza chistica si emfizem, muscaturi de insecte.[20]

Figura Distributia pe varsta a infectiilor cu MRSA

Anumite categorii de pacienti sunt predispusi la afectari specifice precum: copii nou-nascuti la Scalded Scale Syndrom, copii tineri cu conditii de igiena deficitara la impetigo si alte afectari cutanate, pacienti ce prezinta afectari virale in trecut la pneumonii [12]

Pacienti care au suferit recent un transplant, interventie chirurgicala, internare pe perioada indelungata, au necesitat echipamente medicale invazive precum catetere, suturi, proteze (predispun la bacteriemie si endocardita), , sunturi (predispun la meningita), femei la menstruatie (predispune la TSS) tratament antibiotic indelungat, pacienti cu functie pulmonara alterata, prezinta rani chirurgicale, arsuri recente, internari recente, tuburi de traheostoma, tuburi de hranire sunt de asemenea la risc pentru contactarea infectiei cu S aureus.

O incidenta crescuta a bacteriei o intalnim la practicantii de sporturi de contact ce provoaca rani, abraziuni si favorizeaza contactul piele-piele. Se poate raspandi si in vestiar, prin impartirea de instrumente de igiena personala,lama de ras, prosop, uniforma si echipament.

O alta categorie la risc pentru s aureus o reprezinta oamenii strazii, veterinarii, detinatorii de animale de companie, angajati care se ocupa de animale de ferma. Aglomeratele umane favorizeaza transmiterea infectiei de la om la om prin contact strans, cum ar fi de exemplu inchisoarea, baze militare, orfelinate, azile, centre de ingrijire.

Personalul din industria alimentara care nu se spala pe maini inainte de manipularea hranei poate transmite s. Mancarea contaminata poate sa arate si sa aibe gust normal. Acelasi risc de transmitere directa prin contactul mainilor impropriu spalate il reprezinta si personalul din sectorul sanitar.Pacientii predispozati pot lua s aureus cu rezistenta antibiotica de la alti pacienti, personal medical sau obiecte sanitare.

La risc sunt si pacientii cu deficit dobandit sau congenital, cantitativ sau calitativ de PMN precum: disfunctie neutrofilica innascuta (sindrom Chédiak-Higashi, sindrom Job, deficit de G6PD, sindrom de hipereozinofilie) disfunctie neutrofilica dobandita (traume, arsuri, pancreatita, boli autoimune, consum de etanol, glucocorticoizi) neutropenii cu valoarea sub 500 PMN/µL. [1]De asemenea, la risc, sunt si cei cu anomalii ale imunitatii umorale precum: anomalii ale imunoglobulinelor, hipogamaglobulinemia, deficienta de IgM/IgA, mielom multiplu, sindrom nefrotic, deficit de componente de complement C3 si C5.[1]

2.3.3 Preventie

Pentru a scadea incidenta infectiei si raspandirea ei in mediu spitalicesc se recomanda spalarea viguroasa a mainilor de catre personalul sanitar, mai ales intre examinari, inainte si dupa efectuarea controlului pacientului. Echipamentul trebuie sterilizat iar suprafetele trebuiesc decontaminate cu solutii dezinfectante.

Tinand cont ca o persoana purtatoare de S aureus prezinta un risc mai mare de reinfectie se recomanda, unde este posibil, izolarea pacientilor pana la vindecare. Acelasi lucru se aplica si pentru pacientii identificati cu tulpini MRSA, tinand cont ca in unele situatii, desi rare, poate avea loc transmiterea infectiei prin aerosoli. [20]Purtatorii asimptomatici nu trebuiesc izolati sau tratati decat daca se identifica tulpini rezistente la antibiotic.

Pacientii internati in unitati la risc (oncologie, urgente, terapie intensiva) sau cei proveniti din medii propice pentru dezvoltarea S aureus (Azile de batrani, orfelinate, cazarmi, camine) ar trebui testati pentru a verifica existenta sau nu a portajului de S aureus. Cei testati pozitivi ar trebui izolati.

Pentru pacientii programati la interventii chirurgicale invazive ex ortopedice, vasculare ,cardiace se recomanda decolonizare nazala cu mupirocin unguent de 2 ori pe zi timp de 5/10 zile si decolonizare corporala cu o solutie antiseptica – clorhexidina sau baie cu solutie de clor diluata 5ml CL/L de apa pentru 5/14 zile. Terapia per os se recomanda doar in cazul infectiilor active, simptomatice[20]

In cazul infectiilor recurente sau esecul tratamentului topic, se poate lua in considerare tratamentul cu rifampicina plus cloxacilina, dicloxacilina, TMP/SMX sau ciprofloxacin. Nu se administreaza rifampicina in monoterapie datorita dezvoltarii rezistentei. Bacteria are rata de recurenta de 50% in cazul purtatorilor si poate deveni rapid multi-rezistenta[20]

Toxinfectia cu S aureus poate fi prevenita prin prepararea corespunzatoare a mancarii.

Pacientii cu s aureus cutanat nu trebuie sa manevreze mancarea, si mancarea trebuie consumata imediat sau refrigerata si nu trebuie tinuta la temperatura camerei

2.4 Caractere morfotinctoriale

Stafilococii sunt coci Gram-pozitivi cu dimensiuni intre 0.5 si 1.5 μm, rotunzi, cu o dispozitie caracteristica, grupati in gramezi de forma chiorchinelui de strugure. Dispozitia lor caracteristica apare pe frotiul efectuat din cultura de mediu solid. Pe frotiul efectuat din cultura din mediul lichid sau din produsul patologic,stafilococii sunt dispusi in lanturi scurte, perechi, tetrade sau coci izolati

Coloreaza intens prelevatul Gram si pot fi observati atat intra cat si extracelulari. Majoritatea sunt necapsulati dar tulpinile foarte virulente, prelevate in special din leziuni cu continut purulent sau infectii sistemice, pot prezenta capsula. Sunt imobili si nesporulati.

Preparatele proaspete de S aureus coloreaza intens Gram, in schimb cu trecerea timpului acestea pot aparea chiar G negative.[21]

Figura Staphylococcus aureus la microscopie optica

Figura Staphylococcus epidermis la microscopie optica

2.5 Caractere biochimice si de metabolism

Stafilococii patogeni elibereaza o serie de enzime pe baza carora poate fi identificat si clasificat, fiind considerat cea mai virulenta specie de S

Staphylococul auriu este catalazo-pozitiv, productia de catalaza diferentiindu-l de streptococi care sunt considerati catalazo-negativi. Exista o subspecie de S aureus care este catalaza negativa si coagulaza pozitiva numita Anaerobius. Incidenta ei este momentan necunoscuta. [22]O alta specie stafilococica catalaza-negativa este S. Saccharolyticus. Catalaza , care are rolul de a degrada H202 in O2 si H20, este un factor de virulenta important conferind bacteriei capacitatea de supravietuire in interiorul neutrofilelor impotriva efectelor H202.[23] Testul catalazei este utilizat in practica pentru a distinge Stafilococii de Enterococi si Streptococi

Figura Testul catalazei pozitiv la Staphylococcus Aureus

Stafilococul auriu se distinge de alti stafilococi prin productia de coagulaza. Aceasta este o enzima de suprafata care converteste fibrinogenul la fibrina, identificata in 97% dintre tulpini. [21]Tulpinile coagulaza negative sunt o subspecie complet diferita, cu epidemiologie si manifestari clinice diferite fata de S aureus. Coagulaza catalizeaza activarea protrombinei la trombina, reactia desfasurandu-se in continuare cu transformarea fibrinogenului in fibrina. Coagulaza poate fi libera sau legata de peretele celular

Figura Testul Coagulazei pozitiv pentru Staphyloccocus Aureus

De asemenea, acest microorganism secreta hemolizina, producand zone de hemoliza pe medii imbogatite cu sange, spre deosebire de S epidermidis si S saprophyticus care nu produc hemolizina.[23] S aureus are si actiune hemolitica, scindand hemoglobina. Reactia de liza a hematiilor este una necesara bacteriei pentru metabolismul propriu. Fierul eliberat din hemoglobina este recuperat de catre bacterie si folosit pentru sinteza de enzime citocromice. Astfel bacteria isi procura energia necesara. [23]

Stafilococii au un metabolism glucidic atât respirator cât și fermentativ. Fermenteaza numerosi carbohidrati precum: glucoza, manitol, xiloza, lactoza, zaharoza, cu producere de acid lactic dar nu si gaz [14] Stafilococii coagulaza-pozitivi fermeneaza manita atat in aerobioza cat si in anaerobioza. SCN pot utiliza manita doar in aerobioza sau chiar deloc. Aceasta diferenta permite folosirea reactiei de fermentare a manitei ca metoda de identificare si diferentiere in laborator intre S aureus si SCN. De asemenea bacteriile capabile sa fermenteze manita acidifiaza mediul culturii

Sunt germeni oxidazo-negativi, tolereaza clorura de litiu si telurit de potasiu. produc dna-aze, lipaze, fosfataze si lecitinaze, stafiloxantine [21]

Au activitate proteolitica caracteristica fiecarei tulpini (lichefiaza gelatina, coaguleaza laptele) si descompun fosfolipidele. Hidrolizeaza proteinele native precum: hemoglobina, gelatina, cazeina, fibrina. [21]

Figura Testul lecitinazei si Lipazei pe culturi de Staphylococcus Aureus

S aureus sunt ureaza pozitivi, reduc nitratii la nitriti si sunt indoli negativi. Productia de fosfataza poate fi demonstrata prin folosirea unui mediu agar suplimentat cu fenoftaleina difosfat.

2.6 Caractere de cultura

Stafilococii au un metabolism heterotrof, crescand pe colonii numai in prezenta substantelor organice, desi sunt nepretentiosi si au un metabolism facultativ anaerob.

Pot fi cultivati pe medii nutritive simple, complexe cat si medii speciale precum mediu hiperclorurat Chapman sau Baird-Parker.

Pe medii solide creste sub forma de colonii ,, S ” (smooth = neted), cremoase, rotunde,suprafata neteda, lucioasa cu diametrul de 2-3 mm, margini perfecte,bombate, se omogenizeaza usor in in ser fiziologic si apartin, de obicei, formelor virulente

Stafilococii produc pigment nedifuzibil, care colorează doar colonia bacteriană neafectand mediul de cultură, de culoare galben-auriu (S.aureus), alb (S.epidermidis) sau galbencitrin

(S.saprophyticus). Pigmentogeneza este mai intensă la temperatura camerei și în prezenta oxigenului.

Culoarea coloniilor de S aureus este determinata de pigmentul carotenoid produs de acesta numit stafiloxantina. Acest pigment inactiveaza efectul bactericid al superoxidului si a altor specii de oxigen suprareactiv ce sunt situate in interiorul neutrofilelor (This pigment enhances the pathogenicity of the organism by inactivating the microbicidal effect of superoxides and other reactive oxygen species within neutrophils. Asta e fraza originala nu stiu daca am inteles bine) Absenta acestui pigment determina aparitia de colonii albe la S epidermidis si explica si virulenta mai redusa a acestei specii comparativ cu S aureus. [23] Cresterea caracteristica sub forma de colonii „S” are lor doar pe medii solide. In mediu lichid se produce tulburarea uniforma cu aparitia de depozit pe fundul tubului. Toate speciile cresc in prezenta sarurilor biliare.

Mediile se incubează timp de 18-24 ore, la temperatura de 35-37ºC, în aerobioză la pH 7.4-7.6. Poate creste la orice temperatura intre 10°C si 46°C [21]. Cresterea S aureus in prezenta unor cantitati mari de clorura de sodiu (7-9%) permite identificarea stafilococului din produse suprainfectate,cu ajutorul mediilor speciale, streptococul nesupravietuind in medii hiperclorurate. Creste preferential la o temperatura de 37°C, fiind facultativ anaerob, cresterea avand un ritm mai rapid in prezenta O2 si CO2[21]

Figura Cultura de Staphyloccocus aureus manifestand culoarea galbena datorata stafiloxantinei

Mediu Chapman este agar manitol NaCl, ce permite cresterea S aureus ce produce virarea culorii mediului, schimbare care nu se produce la alte specii de S. Se bazeaza pe rezistenta S chiar si in medii hiperclorurare (Streptococii nu cresc pe acest mediu, dezvoltarea lor fiind inhibata) si pe capacitatea lui de la fermenta, cu producere de acid, manita.  S aureus produce colonii galbene cu halou galben in timp ce alti S produc colonii mici roz sau rosii ce nu altereaza culoarea mediului. Daca are loc fermentarea manitolului, substantele produse catalizeaza transformarea fenolului rosu in galben.

Figura Aspectul culturii de Staphylococcus Aureus pe mediu Chapman

Mediu Baird- Parker este mediu agar ce contine clorura de litiu si telurit care inhiba cresterea altor microorganisme in afara de S aureus. Contine piruvat si glicina care favorizeaza cresterea S. Produc colonii negre cu halou clar. Pe acest mediu Stafilococii cresc fermentativ cu exceptia S.saprophyticus care este oxidativ. Albusul de ou este folosit pentru a detecta producerea de lecitinaza, care se manifesta prin aparitia unui halou clar in jurul coloniilor si lipaza, prin aparitia unei zone opace de precipitare

Figura Aspectul coloniilor de Staphylococcus Aureus pe mediu Baird-parker

S aureus cultivat pe agar triptic cu soia poate sa nu formeaza coloniile clasice cu pigment galben in functie de existenta sau nu a pigmentului stafiloxantinei. Coloniile sunt circulare cu margini bine definite. Aspectul tipic de colonii S apar si pe agar Chocolat, care se incubeaza timp de 18 ore in atmosfera aeroba la 35°C

Pe mediu de cultura agar-sange unele tulpini manifesta doua zone de hemoliza. Alfa toxina cauzeaza zona interna clara, iar beta toxina duce la formarea unei zone opace. Zona externa numita zona calda-rece este vizibila doar in urma refrigerarii placii Petri. Zona interna este considerata zona de hemoliza completa, in timp ce zona externa este considerata hemoliza cald-rece incompleta. Daca se expune cultura la 4 grade celsius timp de cateva ore zona de hemoliza devine completa. [21]Aceste caracteristici se observa daca se cultiva S aureus pe mediu Cap care este agar sange cu continut de 5% sange de oaie defibinat, colistin si aztreonam.

Figura Hemoliza completa si incompleta a tulpinii de Staphylococcus aureus pe agar-sange

Mediu agar imbogatit cu alcool pheniletil este folosit pentru a diferentia bacilii gram negativi precum Escherichia coli, Shigella, Proteus, a caror crestere le-o inhiba si Staphylococcus aureus care se poate dezvolta in acest mediu

Pentru MRSA se foloseste agar ORSAB. Acesta este un mediu agar manitol cu NaCl la care s-a redus concentratia clasica de sare de la 7.5% la 5.5%. Aceasta concentratie inca este inhibitorie pentru alti patogeni in afara de S. Mediul mai contine oxacilina pentru a inhiba MSSA si polimixina B pentru a inhiba Proteus care ar putea creste la aceasta concentratie de sare. Coloniile sunt albastru intens pe fundal transparent. Se cultiva in conditii aerobe la 37°C timp de 24 de ore

Figura Aspect tulpina MRSA pe Agar ORSAB

2.7 Structura

Peretele bacteriei Stafilococ auriu este formata din peptidoglicani, acizi teichoici si proteine. Din punct de vedere chimic, peptidoglicanii formeaza peste 50% din compozitia peretelui, acizii teichoici fiind legati covalenti de acestia printr-o legatura fosfodiesteraza.

1.Capsula

Mai este denumita si microcapsula, este formata din polizaharide antigenice si proteine. Exoscheletul exterior, structura care confera rigiditate peretelui, este compusa din peptidoglicani. Reprezinta un factor de virulenta important, fiind catalogata in 11 serotipuri, de importanta medicala reprezentand doar serotipul 5 si 8, care cumulat cauzeaza peste 85% din patologia intalnita in spital.[23] Gasirea unui vaccin efficient impotriva stafilococului auriu a fost dificila deoarece capsula este slab imunogenica. Are rol de protectie pentru bacterie prin inhibitia fagocitozei de catre polimorfonucleare.

Strans legata de capsula mai poate fi observata o structura subtire, un biofilm format din monozaharide, protein si peptide cu greutate moleculara mica, ce are rol de adeziune intre bacterie si mediu. Aceasta substanta permite bacteriei sa invadeze corpuri straine precum catetere, shunturi, valve artificiale, reprezentand un factor de supravietuire si virulenta pentru stafilococ [12]. Se poate forma atat pe suprafete cat si in tesut viu, putand fi localizat atat in natura cat si in spital. Este responsabil de o varietate mare de infectii in corp precum : infectii de tract urinar, de cateter, otice, endocardita, de proteze artificiale si valve cardiace.

Figura Biofilm identificat la o tulpina de Staphylococcus aureus

2. Proteina A

Proteina majoritara a peretelui celular este un factor de virulenta foarte important deoarece se leaga de portiunea Fc al imunoglobulinelor IgG la situsul de legare a complementului, cu exceptia lui IgG3. Astfel ea previne activarea cascadei complementului iar portiunea Fab al IgG (legata de proteina A) este libera sa se combine cu antigene specifice. In concluzie componenta C3b nu mai este produsa, blocandu-se astfel opsonizarea si fagocitoza bacteriei de catre organism. Tulpinile coagulaza-negative nu produc proteina A,astfel ele sunt susceptibile fagocitozei in vitro [23]. Proteina A este un reactiv folosit in diagnosticul imunologic si de laborator, participand la reactia de co-aglutinare (imunoglobuline IgG combinate cu proteina A sunt directionate catre antigene bacteriene specifice, pe care le aglutineaza daca prezinta acel antigen)[23]

3. Acizi teichoici

Sunt polimeri de ribitol fosfat, ce se leaga covalent de resturi de acid N-acetil muramic a peretelui peptidoglicanic. Prezinta specificitate de specie [23]. Sunt slabi imunogeni, raspunsul antigenic fiind stimulat doar in urma legarii lor de peptidoglicani. Au rol in aderenta stafilococului la celulele mucoase, Au fost detectati anticorpi anti acizi teichoici in pacienti care sufereau de endocardita activa datorata Stafilococului auriu, demonstrand inca o data capacitatea antigenica a acestui acid.[12]

4. Acizi lipoteichoici

La fel ca si acizii teichoici, sunt polimeri de ribitol fosfat. Acestia se leaga covalent de resturi de acid N-acetil muramic provenite din membrana citoplasmatica. Sunt implicati in inductia socului septic prin producerea de interleukina 1 IL-1 si factor de necroza tumorala TNF.[23]

5. Peptidoglicani

Reprezinta 50% din greutatea peretelui celular, caracteristica specifica pentru bacteriile G+.[12] Spre deosebire de bacteriile G-, structura celor G+ este formata din mai multe lanturi peptidoglicidice cross-linkate, conferind astfel mai multa rezistenta peretelui. Peretele este format din lanturi constituite din 10 sau 12 subunitati alterante de acid N-acetil-muramic si N-acetil glucosaminic. La periferie sunt atasate, prin structuri peptidice, lanturi de oligopeptide de acidul N acetil muramic.

Structura specifica pentru Stafilococ auriu este urmatoarea: lanturi formate din glicani sunt intercalate prin cross-link cu punti de pentaglicina, care la randul lor sunt atasate de L-lisina formand un mare lant oligopeptidic. La intreaga structura se leaga D-alanina. [12] Rolul acestor peptidoglicani este de a stimula productia de citokine din macrofage actionand ca niste endotoxine. De asemenea activeaza cascada complementului, produce Il-1 si pirogeni. Participarea sa la agregarea polimorfonuclearelor este incriminata in constituirea absceselor.

Toate aceste caracteristici a peptidoglicanilor explica manifestarile clinice ale socului septic desi intrinsec Stafilococul auriu nu poseda capacitatea de a secreta endotoxine. [23]

Enzimele participante la constructia lanturilor de peptidoglicani au fost denumite PBS penicillin binding proteins (proteine ce leaga penicilina) datorita actiunii tintite a medicamentelor din clasa penicilinei asupra acestor substante. In cazul rezistentei la antibiotice beta-lactamice, datorita achizitiei genei mecA, se secreta o varianta alternativa a PBS numita PBS2a. Aceasta are o afinitate scazuta atat pentru peniciline cat si pentru meticiline si cefalosporine. Astfel se explica rezistenta incrutisata penicilina-cefalosporine [12]

6. Receptori de suprafata

Sunt specifici pentru Staphylococcus si permit tiparea lor in interes epidemiologic.

7. Proteine de adeziune de suprafata

O categorie speciala de proteine intalnita la stafilococi o reprezinta MSCRAMM (microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules) care au rolul de a detecta matricea proteica a celulei tina, de care adera.[12] Ele sunt legate covalent de stratul de peptidoglicani din peretele celular al stafilococului auriu. Dintre acestea cele mai importante sunt considerate : proteina A (care se leaga de IgG1, IgG3 si IgG4) proteina de legare a fibronectine A si b (fibronectin-binding proteins A and B), factorul de coagulare (denumit si clumping factor sau coagulaza)A si B. Factorul de coagulare este cel responsabil de convertirea fibrinogenului in fibrina insolubila, ceea ce duce la agregarea bacteriei. Proteine de adeziune sunt considerate si cele care leaga fibronectina, fibrinogenul, elastina si colagenul

Identificarea biochimica a acestor proteine reprezinta principalul test de detectie a stafilococului auriu. Prezenta proteinelor de suprafata G si H (cele mai noi descoperite) se asociaza cu boala invaziva

8. Membrana citoplasmatica

Formata dintr-un complex de proteine, lipide si o concentratie mai mica de carbohidrati. Reprezinta o bariera osmotica pentru celula, de ea legandu-se enzime respiratorii [12]

2.8 Rezistenta la factori fizici, biologici si chimici

Stafilococii, spre deosebire de streptococi, sunt foarte rezistenti in mediu extern. In puroi uscat rezista pana la 3 luni. Stafilococii sunt relativ rezistenți la agenți fizici, cum sunt frigul, uscăciunea, variații de pH, suportand temperaturi de pana la 60°C timp de 60 de minute, rezista la o concentratie de 10% sare, Ph cu valori extreme si supravietuiesc si in medii uscate. Persista mai ales pe suprafete, chiar si luni intregi. [14] Rezista in culturi, la frigider cateva luni.

Sunt relativ rezistenti la antiseptice si dezinfectante, rezistand 30 de minute la alcool de 70º si 10 minute la solutie de fenol 2%. Rezista la radiatii gamma, la actiunea colorantilor precum fuxina, violet de gentiana, verde malachit.

Sunt sensibili la dezinfectante din grupa derivaților halogenați (cloramină, povidoniodine,) și la derivați de amoniu cuaternar. Pot fi distrusi de bacteriofagi, radiatii uv si numeroase alimente naturale au efect bacteriostatic local asupra S aureus: mar, caise, ciocolata, cacao, suc de lamaie, ananas

Sensibilitatea lor la bacteriofagi permite tipizarea lor printr-un procedeu numit lizotipie. In cazul tulpinilor rezistente acest test are o valoare mica, ele fiind fie rezistente la bacteriofagi fie sensibile la majoritatea bacteriofagilor prezenti in setul de test international, astfel ca nu pot fi incadrate in grupe fagice distincte ce ar permite identificarea lor.

Stafilococii au o sensibilitate variabila la multe antibiotice. Sunt rezistenti in proportie de peste 95% din cazuri la peniciline. Tulpinile rezistente la oxacilina (MRSA meticillin resistant staphylococus aureus) apar in proportie de 50%, numarul fiind in crestere de-a lungul anilor, mai ales in mediu spitalicesc. Tulpinile MRSA sunt multi-drog rezistente, prezentand si pentru cefalosporine, eritromicina si clindamicina rezistenta.

Prezinta sensibilitate pentru vancomicina desi au fost raportate tulpini vancomicin-rezistente.

2.9 Patogenitate

2.9.1 Structuri de virulenta

Tabel Principalii factori de virulenta ai S aureus

Tabel Clasificarea in functie de localizare a factorilor de virulenta S aureus

Tabel Clasificarea in functie de rol a factorilor de virulenta S aureus

1.Factorii endocelulari de virulenta

Sunt: capsula, microcapsula, peptidoglicani, acid teichoic, proteina A, coagulaza de suprafata, adezine si pigmenti carotenoizi.

Capsula inhiba opsonizarea peretelui celular, conferind rezistenta marita bacteriilor. Ea inhiba fagocitoza si blocheaza accesul antibioticelor in interiorul bacteriei, modifica raspunsul imun al gazdei prin inhibarea chemoatractiei si proliferarea mononucleatelor [2]

Stratul „slyme” este considerata microcapsula polizaharidica cu rol protector impotriva macrofagelor, inhiband fagocitoza.[12]

Peptidoglicani au activitate endotoxinica, se considera ca au rol de chemoatractie leucocitari fiind implicati in procesul formarii de abcese. Stimuleaza productia de pirogeni si inhiba fagocitoza.[12]

Acizii teichoici sunt o componenta antigenica a peretelui celular faciliteaza adeziunea cocilor de suprafata celulelor gazdei si confera protectie patogenului impotriva procesului de opsonizare mediat de complement. Se leaga de fibronectina inducand formarea de anticorpi, participand la reactiile de sensibilizare.

Proteina A (proteina Cowan) este considerata modulatori imuni prin producerea de anticorpi specifici. Are activitate anticomplement si antifagocitara. Se leaga de portiunea Fc al imunoglobulinelor IgG1,IgG2 si IgG4. Este chemoatractant leucocitar. Cauzeaza la om reactie anafilactica locala, hipersensibilitate si urticarie. Induce distrugerea trombocitara si inhiba complementul. [23]

Adezinele au rol protectiv antifagocitar, conferindu-i bacteriei rezistenta marita.Faciliteaza adeziunea si invazia tesuturilor gazdei prin fixarea specifica a S aureus de: colagen, laminina si fibronectina.

Coagulaza legata “clumping factor” transforma fibrinogenul in fibrina. Este o enzima de suprafata, componenta a peretelui celular cu rol de receptor specific pentru fibrinogen. Tinta lui reprezinta tesuturile pe care s-a depus in prealabit fibrinogen precum implanturi medicale, catetere intravenoase

Pigmenți carotenoizi sau stafilotoxina au rolul de a reduce radicalii toxici de oxigen.

2. Factori exocelulari

2.1 Enzime

Staphylococcus aureus detine urmatorii factori de virulenta enzimatici: coagulaza, fibrinolizina, catalaza, hialuronidaza, lipaza, nucleaza, proteaza, penicilaza.

O carte imi spune ca coagulaza si clumping factor sunt acelasi lucru, alta ca clumping factor e coagulaza libera si coagulaza e doar cea legata. Care e corecta?

Coagulaza exista sub doua forme: libera si legata. Cea legata (de peretele bacterian) converteste direct fibrinogenul in fibrina insolubila, cauzand agregarea bacteriilor [12]. Prezenta in 97% dintre tulpinile de S aureus, este o caracteristica diagnostica importanta.[21] Fibrina insolubila ingreuneaza fagocitoza, promoveaza aderenta bacteriei la tesuturi si retine neutrofilele migrate in interiorul situsului infectiei. Coagulaza libera interactioneaza cu un factor plasmatic globulinic numit coagulase-reacting factor (factor de reactie a coagulazei) formand stafilotrombina. La fel ca si in cazul coagulazei legate, acest factor converteste fibrinogenul in fibrina solubila. Se formeaza un strat de fibrina in jurul abceselor stafilococice, astfel aparandu-le de atacul fagocitelor si al antibioticelor care ar fi putut sa ajunga pe calea fluxului sanguin.[12]

Fibrinolizina sau stafilokinaza, este un activator de plasminogen, formand un complex imun. Acesta detine activitate proteolitica catalizata plasminic ce cauzeaza dizolvarea cheagurilor de fibrina. Este responsabil de raspandirea bacteriei in corp. [24] Are actiune asemanatoare cu streptokinaza folosita in tratamentul cheagurilor de fibrina

Catalaza reduce radicalii liberi de oxigen permitandu-i stafilococului supravietuirea in fagocite

Hialuronidaza are rolul de a hidroliza acidul hialuronic din matricea acelulara a tesutului conjunctiv, permitand invazia si raspandirea microorganismului. Se numeste “spreading factor” (factor de raspandire) [12]

Lipaze hidrolizeaza lipide, sunt produse atat de S aureus cat si de 30% dintre tulpinile de SCN [12]. Garanteaza supravietuirea Stafilococului in zonele cu tesut sebaceu. Faciliteaza colonizarea de catre bacterie a gazdei [21

Nucleaza este o enzima termostabila care hidrolizeaza structurile de adn

Proteaza lizeaza proteinele

Penicilaza inactiveaza penicilina, conferindu-i rezistenta la antibiotice [21]

2.2 Toxine

Staphylococcus aureus secreta urmatoarele toxine: citotoxine, toxine exfoliative, enterotoxine si toxina socului septic. Toxinele exfoliative, TSS si enterotoxinele sunt considerate superantigene. [12]Au rol in proliferarea de limfocite T si eliberarea in circulatie de citokine. Stimularea eliberării de citokine are ca rezultat creșterea permeabilității vasculare sau efect citolitic, la concentrații înalte, precum și efecte sistemice mergând pânaă la șoc toxic, în cazul TSST-l. Adera de moleculele MHC II (complex major de histocompatibilitate) de pe macrofage, care interactioneaza cu regiunile variabile ale subunitatilor beta a limfocitelor T (VβTCR). Se secreta citokine in cantitate foarte mare, actiune mediata de macrofage prin IL-1β si [TNF]-α si de limfocite T prin IL-2, interferon-γ, and TNF-β.[12] Eliberarea de TNF-α si TNF-β atrage ca simptomatologie hipotensiunea iar IL-1β cauzeaza febra.

Toxina socului septic apare la o proportie mica de indivizi deoarece doar intre 5 si 25% din tulpinile de S aureus sunt purtatoare pentru gena socului septic, care se poate manifesta exclusiv la pacientii care nu si-au format inca anticorpi anti TSST[23]. Faciliteaza distructia celulelor endoteliale. 90% dintre cazurile de TSS identificate la femei in perioada menstruala sunt cauzate de toxina socului septic. 50% dintre cazurile de TSS independente de menstruatie sunt cauzate de TSST-1, restul fiind cauzate de enterotoxina B si mai rar enterotoxina C. [12]. Toxina necesita conditii speciale pentru a se putea manifesta precum prezenta obligatorie a oxigenului si ph neutru. Acest lucru explica incidenta rara a TSS comparativ cu incidenta crescuta de afectiuni determinate de S aureus. TSST-1 este un superantigen producand alterarea barierei endoteliale la concentratie mica a toxinei si are efect citototix la concentratie marita a toxinei [12] Stimuleaza eliberarea de citokine, are efect citotoxic daca se reuseste sa se concentreze in cantitate mare in tesut.,desi infectia ramane localizata la nivelul vaginului sau nivelul ranii. Poate patrunde prin bariere mucoase si in sange, explicandu-se astfel caracterul sistemic al bolii. Toxina socului toxic induce febra, voma, sindromul de rash toxic.Moartea in tss survine prin soc hipovolemic care se complica cu msof (multiple systemic organ failure). Infectia TSS ce survine in timpul menstruatiei nu este considerata o infectie „adevarata”, fiind cauzata de cresterea S aureus in tampon, care apoi este absorbit in sange cauzand bacteriemie.

Exfoliatinele sunt toxine epidermolitice, cu activitate serin proteazica, ce au rolul de a cliva desmogleina in desmozomi. [23]. Astfel, se separa stratul epidermic de cel granulos, se dizolva matricea mucopolizaharida epidermica, cauzand pielea sa se exfolieze [14]. Se prezintă sub forma a 2 variante antigenice: ETB codificată de un plasmid și ETA codificată cromozomial. Toxina A este termostabila si Toxina B este termolabila. Toxinele, pentru a-si putea exerciza functia, actioneaza pe desmogleina-1, o componenta a structurilor de adeziune celulara ce au rol in formarea puntilor intracelulare in stratul granulosum a pielii. Doar 5% dintre tulpinile de S aureus secreta aceasta toxina [12] Cauzeaza SSS (Scalded scale syndrom) ce apare in principal la copii mici, rar la copii de varsta mai mare sau adulti. Pielea capata aspect de arsura. Nu cauzeaza citoliza sau inflamatie, deci in probele obtinute prin raclarea tesutului superficial afectat nu apar bacteriile si nici leucocite. Dupa expunere corpul dezvolta anticorpi neutralizanti anti-toxinici, astfel ca TSS este o boala autoresolutiva.

Enterotoxinele sunt multiple, notate de la A la E, G la I, K la M si sunt produse de 50% dintre tulpinile de S aureus [14]. Sau de la A la R in functie de carte. Enterotoxina A este cel mai des agent etiologic al toxinfectiilor alimentare, enterotoxina C si D sunt des identificate in produse lactate contaminate si enterotoxina B se considera ca este cauza enterocolitei pseudomembranoase. [12] Sunt rezistente la temperaturi ridicate, de pana la 100°C si la ph-ul scazut al acidului gastric si jejunal. Este nevoie de ingestia a doar 25g de enterotoxina B stafilococica, care cresc cu predilectie in alimente bogate in carbohidrati si proteine, pentru a produce toxinfectie alimentara.[14] Daca contaminarea alimentelor a avut loc, prelucrarea la temperaturi medii a mancarii nu va inactiva toxinele. Fiind superantigene, stimuleaza eliberarea, in cantitate masiva, de IL-1 si IL-2 din macrofage si celule T helper. Favorizand eliberarea de citokine, acestea stimuleaza celulele limfoide care la randul lor stimuleaza sistemul enteric nervos cu activarea in final al centrului de voma al creierului.[23] Au loc modificari caracteristice in celulele din stomac si jejun, epiteliul impastandu-se cu neutrofile, pierzandu-se marginea in perie a jejunului, schimburile hidroelectrolitice fiind alterate. Se elibereaza mediatori pro-inflamatori din mastocite, peristaltismul intestinal fiind marit. Toxinele sunt responsabile de aparitia unei diarei apoase, fara aparitia de sange in scaun si voma.

Citotoxinele sunt considerate toxine ce distrug membrana celulara si sunt in numar de 5: α, β , γ, δ si leucocidina Panton Valentine. Toate pot liza leucocitele prin formarea de pori in membranelor celulare, care cresc permeabilitatea lor pentru cationi. [14] Primele patru sunt considerate hemolizine, dar pot liza si neutrofile, rezultand eliberarea in mediu a enzimelor lizozomale, cu distructia tesutului adiacent. Panton Valentine nu are actiune hemolitica dar este identificata in proportie mare in afectari pulmonare severe si afectiuni cutanate infectioase. [12].Sunt considerate toxice si pentru fibroblasti macrofage si trombocite

Toxina α este un polipeptid care determina, pe mediu agar-sange hemoliza completa, clara. Este un factor de patogenitate foarte important pentru S aureus, actionand in principal pe membrana celulara.Cauzeaza necroza epiteliala si hemoliza puternica. [23] Patrunderea sa in celula are loc prin formarea de pori de 1-2 nm in membrana celulara, proces ce are loc dupa legarea specifica de receptorul sau celular, o sialglicoproteina, urmat de umflarea celulei prin influx masiv de Na si liza sa.[14] Are rol si in degradarea trombocitelor, leucocitelor, hepatocitelor, celulelor cardiace si osoase. Toxina afecteaza stratul muscular al vaselor de sange si determina aparitia bacteriemiei si septicemiei

Toxina β se mai numeste sfingomielinaza. Este o proteina, responsabila de zona de hemoliza incompleta cald-rece ce apare pe placa de agar-sange. Actioneaza in mod specific pe sfingomielina si lisofosfatidilcolina si degradeaza eritrocite, leucocite, fibroblasti si macrofage. [23] Actiunea litica este direct proportionala cu concentratia de sfingomielina din celula. Participa astfel, la distructia membranei celulare.

Toxina δ este o proteina secretata atat de S aureus cat si de S. epidermidis, S. haemolyticus. Are efect toxic nespecific asupra hematiilor si structuri membranare. Actioneaza ca un surfactant, alterand conformatia membranei celulare, astfel ca este inhibata de colesterol si lipide. Se disociaza in subunitati de detergenti neionici, distrugand membrana celulara si se considera ca ar putea avea un rol in cauzarea de boala diareica. [14]

Toxina γ sunt defapt 3 componente proteice care interactioneaza cu cele 2 componente ale leucocidinei Panton-Valentinei formand o toxina bicomponenta.[14]. Compusi din doua lanturi: S si F. Au fost identificate pana acum 3 proteine precum: S HIgA,HigC si LukS-PV si 2 proteine F ca de exemplu: HIgB si LuKF-PV [12]. Toate aceste proteine lizeaza neutrofilele si macrofagele. Activitatea hemolitica cea mai mare se asociaza cu HIgA/HIgB,HIgC/HIgB si HIgA/LukF-PV [14]

Leucocidina Panton-Valentine este o exotoxina produsa de doar 2% dintre tulpinile de S aureus, ce cauzeaza liza leucocitelor si necroza tisulara[23]. Nu are activitate hemolitica, spre deosebire de celelalte citotoxine. Este un factor de virulenta important pentru bacterie, fiind identificata in toate tulpinile CA-MRSA [14]. Gena care codifica aceasta toxina se afla pe un fag lizogenic (???) astfel ca este un marker important pentru identificarea acestor tulpini.[23] Actioneaza prin formarea unui por in membrana celulara, cauzeaza instabilitate osmotica prin cresterea permeabilitatii membranei pentru cationi. Cauzeaza, ca manifestari clinice, pneumonie necrotizanta severa si infectii grave cutanate si tisulare.

2.9.2 Mecanisme patogenice

Patogen piogen cunoscut pentru capacitatea de a induce formarea de abcese in situ si metastaze infectioase locale si generalizate. In momentul patrunderii bacteriei exista 2 optiuni:gazda produce un raspuns celular de aparare- producerea de fibrina si colagen si se opreste infectia sau bacteria se imprastie in tesuturile adiacente sau sanguin. In cazul toxinfectiei alimentare bacteria poate lipsi, fiind necesare doar toxinele stafilococului pentru a se manifesta clinic boala. In cazul TSS sunt necesare doar conditiile care sa permita sintezza de toxine ex tampon pentru a debuta infectia.[1]

Manifestarea infectiilor stafilococice implica derularea mai multor etape obligatorii precum:

a. Colonizarea tegumentelor și mucoaselor, prin acțiunea adezinelor. Tulpinile care secreta capsula si structuri mucopolizaharidice de suprafata favorizeaza creerea biofilmelor. Ele reprezinta structuri de matrice in cadrul carora bacteriile se integreaza, evitand activ atat actiunea antibioticelor cat si a factorilor de imunitate celulari sau umorali[25]

b. Invazia și procesul infecțios – proces mediat de invazine (hialuronidaza,

leucocidine, leucotoxine, coagulaza, stafilokinaza, lipazele etc.). Bacteriile se replica la situl infectiei [25]

c. Acțiunea toxinelor – numeroasele actiuni diverse ale enzimelor stafilococice

d. Mecanisme active de evitare a raspunsul imun al gazdei

Mecanismele de evitare a raspunsului imun:

– Aderența de epiteliul mucoasei prin existența adezinelor (ex acizi teichoici) clumping factor si enzimele specifice care se leaga de fibrină, protrombină, fibronectină, colagenul din țesutul conjunctiv. Astfel se impiedică mecanismele de curățire a mucoaselor

– Capsula, microcapsula, proteina A interferă cu fagocitoza. Capsula se formeaza in jurul focarului infectios cu ajutorul coagulazei. Favorizeaza formarea de abcese

– Biofilmul de la suprafata materialelor străine introduse în organism blocheaza si ele fagocitoza

– Carotenoizii, catalaza constituie mecanismele de rezistență intrafagocitară: prin

neutralizarea speciilor reactive de oxigen, care constituie mecanismele primare de

bactericidie intrafagocitara la nivelul fagolizozomului

– Leucocidinele, hemolizinele etc. reduc eficiența răspunsului antifagocitar

– proteina A se leaga de portiunea fc a receptorilor pentru anticorpi, astfel alterand raspunsul imun,

– Diseminarea este favorizată de lipaze, hialuronidază, colagenaze și alte enzime hidrolitice[25]

– Acizii theicoici și mureina din peretele celular activează complementul

-Capacitate de supravietuire intracelular si de recurenta frecventa datorita posibilitatii intrarii intr-o stare suspendata, infectand gazda in conditii proprice [1]

-evitarea activa a raspunsului prin secretia de proteina inhibitorie a chemoatractiei CHIPS si proteina de aderenta extracelulara EAP. Aceste proteine interfera cu migrarea PMN la situl infectiei.[25]

-supravietuirea in interiorul PMN ca mijloc de raspandire a infectiei [25]

-supravietuirea in interiorul celulelor endoteliale datorita aparitiei in cadrul populatiei bacteriene a unor mutanti fenotipici lipsiti de α-toxina [25]

S aureus determina aparitia bolilor atat prin producerea de toxine cat si prin ivazia directa si distrugerea tesuturilor. Capacitatea de a fi patogen pentru stafilococi depinde de capacitatea bacteriei de a ignora fagocitoza, producerea de proteine de adeziune si eliberarea de enzime hidrolitice si toxine pentru distrugerea tisulara.[12]

Pacienti susceptibili la infectia cu S aureus sunt cei care prezinta raspunsuri chemotactice sau de fagocitoza necorespunzatoare – sindrom Job, sindrom Wiskott-Aldrich si boala granulomatoasa cronica. [12]

Factori de risc pentru grefarea infectiei cu stafilococ auriu reprezinta prezenta de corpuri straine (sutura, cateter, valva, proteza) manevre chirurgicale in trecut si folosirea in exces a antibioticelor care au anihilat flora normala saprofita. Pacientii la risc sunt reprezentati de sugari pentru scalded skin syndrom, tineri cu igiena necorespunzatoare pentru impetigo si infectii cutanate, femei pentru TSS, pacientii cu catetere intravasculare sunt susceptibili la endocardita si bacteriemie, cei cu sunturi la meningita si pacientii cu istoric de infectii respiratorii sau functie pulmonara compromisa la pneumonii. Desi majoritatea pacientilor prezinta titruri de anticorpi-antistafilococici, acestia nu au fost demonstrati ca fiind eficienti impotriva infectiei ulterioare cu stafilococ. [25]

Exista pacienti cu factori de risc multipli, grupati, pentr infectia cu S aureus. Pacientii diabetici de exemplu combina riscul imunitatii scazute cu folosirea insulinei iv si cu o posibila functie leucocitara alterata.[25]

Expresia virulentei stafilococilor este sub controlul unor sisteme regulatorii Acestea sunt foarte sensibil la semnalele provenite din mediu. Sunt compuse din 2 proteine, o kinaza cu rol de senzor si un regulator de raspuns. Legatea senzorilor de un ligand specific extracelular rezulta intr-o cascada de fosforilare care provoaca legarea regulatorului de o secventa ADN specifica. Legarea activeaza functiile regulatorii de transcriptie. Cele mai cunoscute sisteme sunt AGR,sae RS, srrAB, arlSR si lytRS [14]

Sistemul AGR (accessory gene regulator) este cel mai important Acesta are functii diferite in functie de concentratia bacteriei : la concentratie mica sistemul faciliteaza adeziunea [12]

Este un sistem esential pentru expresia genica. La densitate celulara mica, promoterul P2 este oprit iar transcriptaza proteinelor transmembranre(AgrB) precursor peptidic(agrD) sensor transmembranar(AgrC ) si regulator de transcriptaza(agr A) sunt cantitativ scazute.[12] Cand creste densitatea celulara, sensorul agrC activeaza regulatorul AgrA, care activeaza promoterul P2 si P3.Acestia initiaza transcriptia hemolizinei si RNAIII (un efector care provoaca “downregulation” a adezinelor de suprafata si activeaza secretia exoproteinelor). Agr este controlat de proteina SarA (proteina codificata de sar) si inhibat de sistemul arlSR [12]

Mai exista 4 componente bimodale de control a virulentei stafilococilor: sae(S aureus exoproteins) srrAB(staphylococcal respiratory response)arlS(autolysis-related locus sensor)si lytRS. Sae este responsabil de productia de α-citotoxinei,β-citotoxinei si coagulazei. Acest sistem si agr nu se influenteaza reciproc. SsrAB este responsabil de reglarea factorilor de virulenta influentati de mediu. Sistemul lytRS determina autoliza.

3. Mecanisme de rezistenta bacteriana

O bacterie se considera rezistenta la un antibiotic daca nivelul maxim de concentratie a antibioticului care poate fi administrat si tolerat de gazda nu opreste cresterea bacteriei. In timp ce unele specii sunt natural rezistente la antibiotice (ex. bacterii G- rezistente la Vancomicina) rezistenta se poate dezvolta in timp. Specii normal responsive la un antibiotic pot dezvolta tulpini mai rezistente sau virulente prin mutatie spontana sau rezistenta dobandita. Unele tulpini pot dezvolta rezistente multiple

Stafilococii sunt notorii pentru dobandirea de rezistenta la antiobiotice noi. Testele de susceptibilitate sunt esentiale pentru a selecta agentul terapeutic corect. 95% au gene dobandite pentru penicilaza, care ii face rezistenti la antibioticele clasice precum penicilina si ampicilina. MRSA pot contine multiple rezistente inclusiv meticilina, gentamicina, cefalosporine, tetracicline, eritromicina si chiar si quinolone.[23]

Unele tulpini MRSA prezinta rezistenta la toate antibioticele mai putin vancomicina, majoritatea fiind intalnite in cadrul spitalicesc adica HA-MRSA. Aceste tulpini multirezistente reprezinta 80% dintre tulpinile identificate in spital [23]

Sunt raportate tot mai des tulpini S aureus rezistente si in cadrul CA-MRSA. Aceste tulpini cauzeaza de obicei afectiuni de piele dar pot fi implicat si in bacteriemii. Desi incidenta este in crestere,raspandirea CA-MRSA ramane mai mica decat HA-MRSA. CA-MRSA este sensibila la o arie de anbitiotice mai larga decat HA-MRSA [23]

Mecanisme de rezistenta antibiotica

1. Alterare genetica – are loc datorita abilitatii ADN-ului sa muteze spontan, obtinand informatie genetica noua temporara sau permanenta

2. Raspuns alterat al proteinelor – Se altereaza situsul de interactiune medicamentoasa / scade penetrabilitatea /scade permeabilitatea / creste efluxu / prezenta enzime inactivatoare de anbitiotic

3.Alterarea situsului – ex Staphylococcus pneumonie are proteinele penicilin-binding alterate ducand la legarea antibioticului scazuta [2]

4.Scaderea acumularii – Incapacitatea obtinerii concentratiei corespunzatoare sau efluxul crescut nu face posibil accesul bacteiri in situl de actiune ducand la rezistenta. Ea nu mai poate exercita caracterele bactericide sau bacteriostatice. Ex organismele G- pot limita patrunderea agentilor precum B lactamice alterandu-se porinele in membrana externa. Preznta unei pompe alterate de eflux poate limita concentratia antibioticului in organism ex tetracicline [2]

5.Inactivare enzimatica – capacitate de distrugere sau inactivare. Ex b-lactamaze care inactiveaza prin hidroliza inelul beta-lactamic din peniciline,cefalosporine. Acetiltransferaza care muta o grupa acetil la antibiotic inactivand cloramfenicol sau aminoglicozide. Esteraze care hidrolizeaza inelul lactone al macrolidelor

Tabel Mecanisme de rezistenta a S aureus

Sursa tabel [26]

3.1 Rezistenta la penicilina

Rezistenta este mediata de productia de penicilaza ( o forma de beta-lactamaza). Este o enzima care scindeaza inelul beta- lactamic din molecula de penicilina, transformand antibioticul ineficient. Antibioticele rezistente la actiunea beta-lactamicelor precum meticilina, nafcilina Oxacilina, Cloxacilina, Dicloxacilina si flucloxacilina sunt capabile sa reziste la degradarea de catre penicilaza stafilococica

Mortalitatea in era preantibiotica se situa intre 80% si 70%, majoritatea pacientilor dezvoltand infectii metastatice. [27] In 1940 a fost introdusa penicilina care a imbunatatit prognosticul pentru pacientii cu S aureus. In 1942 prima tulpina rezistenta la penicilina.[28] In 1960 peste 60% dintre infectii, comunitate si dobandite in spital , erau rezistente la penicilina. Tulpinile rezistente intai in spital apoi in comunitate.[6] Peste 90% dintre izolatele de S produc penicilaza.

Rezistenta este mediata de gena blaZ, care codifica Beta-lactamaza. Gena pentru beta-lactamaza este parte dintr-un element transpozabil localizat pe o plasmida de mari dimensiuni, care contine gene aditionale de rezistenta antimicrobiene. Beta-lactamaza este o enzima extracelulara, sintetizata cand stafilococii sunt expusi la antibiotice beta-lactamice, hidrolizeaza inelul beta-lactamic, inacvitandu-l/. BlaZ este contrlat de doua gene reglatoare, blaR1 anti-represor si represorul blaI. Sinteza de beta-lactamaza necesita clivarea proteinelor BlaR1 si BlaI. [29] Dupa expunere la beta-lactamaza BlaR1, un transductor transmembranar, se autocliveaza, si apoi actioneaza ca o proteaza asupa BlaI clivandu-l, astfel blaZ sintetizeaza enzima.[30] . Se raspandesc preferential tulpinile rezistente

3.2 Rezistenta la meticilina

Introdusa in practica in 1961, a reprezentat prima penicilina de semisinteza rezistenta la actiunea penicilazei. Prospectul pacientilor cu MRSA este mai prost decat cel al pacientilor infectati cu MSSA. Mortalitatea si gravitatea mai mare a acestor infectii se explica datorita problemelor medicale ale pacientilor tarati, cu predispozitie si in varsta mai predispusi pentru MRSA si inexistenta unor chimioterapice eficiente si fara efecte adverse.[31]

Responsabila pentru rezistenta la meticilina este gena mecA, care reprezinta un element genetic mobil identificat in toate tulpinile MRSA. MecA reprezinta o insula genomica a casetei cromozomiale mec SCCmec. Patru astfel de casete au fost identificate [32]. Tulpinile MSSA sunt foarte diferite, in natura existand numeroase clone, spre deosebire de MRSA, unde doar un numar redus de variatiuni de tulpini sunt responsabile de infectii. Acest lucru se explica prin necesitarea transferului orizontal al genei mec din alte specii de S catre S aureus. Transferul este restrictionat genetic.[33]

Gena mecA este cea responsabila pentru sinteza PBP2A- penicillin binding protein 2a. PBPs sunt enzime legate de membrana care catalizeaza transpeptidarea, care este necesara pentru cross-linkarea lanturiloe de peptidoglicani.[34] Activitate asemanatoare cu serin-proteaze, din care aparent au evoluat.. PBP2 ia locul altor PBP naturale si din cauza afinitatii scazute pentru antibiotice beta-lactamice, permite supravietuirea stafilococilor la o concentratie marita a lor. Rezistenta la beta-lactamice inclusiv la cefalosporine. Prin cristalizarea derivatilor solubili de PBP2a s-a stabilit ca difera de pbp naturale prin existenta unor situsuri active care blocheaza bindingul tuturor Beta-lactamicelor dar permite reactia transpeptidarii sa functioneze in continuare. [35]

Expresia fenotipica a rezistentei la meticilina este variabila, fiecare tulpina MRSA are un profil caracteristic al proportiei din celule bacteriene care cresc la o concentratie specifica de meticilina. [36]Expresia rezistentei este regulata de gene regulatoare omoloage pentru blaZ. Genele mec I si mecRI reguleaza raspnsul mecA la beta-lactamice similar cu regularea blaZ de catre genele blaR1 si blaI. Secventa ADN care se leaga de genele inhibitoare pentru a obtine inhibarea genelor de activare sunt identice.[37]

Nu exista homologi de gena mecA in MSSA, se presupune ca gena a fost preluata de la o specie de SCN. [38]A fost identificata o gena mecA in specia de meticilin-sensibil S sciuri cu 88% homologie la nivel aminoacidic cu MRSA.[39] Transductia S sciuri mecA intr-un MRSA a rezultat o rezistenta marita la meticilina si detectia de PBP2A. identificarea tulpinii S aureus MRSA IV SSCmec in zone geografice diferite sugereaza transmisiunea multipla si simultana de la alti SCN[40]

3.3 Rezistenta la Quinolone

Fluoroquinolone introduse pentru tatamentul bacteriilor G- in 1980.au fost folosite si la stafilococi si streptococi. Rezistenta a fost descoperita rapid, incidenta mai mare przentand tulpinile MRSA.Nu se stie de ce MSSA SI MRSA au procente diferite de rezistenta la fluoroquinolone. Un factor – selective pressure in spital, predominanta tulpinilor MRSA .

Rezistenta se dezvolta ca o mutatie cromozomiala spontana in antibioticele tinta, topoizomeraza IV sau giraza AND, fie prin inducerea unei pompe de eflux multidrog.

Cand sunt folosite fluoroquinolonele pentru tratarea infectiilor cauzate de alti patogeni bacterieni, subiectii purtatori de s aureus sunt expusi la doze sub-terapeutice de concentratie de antibiotic favorizand astfel riscul colonizarii cu mutantii rezistenti. Ei supravietuiesc si devin dominantii in mediu.[41] Emergenta ciprofloxacinului ca agent terapeutic a insemnat cresterea incidentei SCN in narimele si pielea pacientilor cu tulpini rezistente atat la meticilina cat si ciprofloxacin. [42]

Mecanismul rezistentei – stepwise acquisition of chromosomal mutations. Favorizarea selectiei tulpinilor mutante – preexistenta subpopulatiilor rezistente, densitate bacteriana mare si tratament cu doze subclinice pentru s aureus. [41]Quinolonele actioneaza pe DNA-giraza, which relieves DNA supercoiling, and topoisomerase IV, which separates concatenated DNA strands

Modificari de aminoacizi in regiuni critice a complexului enzima-ADN, regiunea determinanta a rezistentei la quinolone QRDR reduce afinitatea pentru tinta. Subunitatea ParC (grlA in s aureus) a topoizomerazei IV si GyrA subunitate in giraza sunt cele mai comune situri de mutatii de rezistenta, topoizomeraza IV mutatiile sunt cele mai critice, pentru ca sunt tinta primara in a ant in stafilococi.[41][43] Mutatii de un singur aminoacid sunt de ajuns uneori sa confere rezsitenta.Mutatiile de rezistente se pot acumula in situsurile QRDR crescand nivelul rezsitentei. Este comu npentru ambele tinte sa aibe mutatii de rezistenta. Un mecanism aditional de rezistenta este inductia pompei de eflux multidrog NorA. Cresterea expresiei pompei rezulta un nivel scazut de rezistenta.[44]

In vitro FQ mai noi precum moxifloxacin isi pastreaza capacitatea impotriva speciilor rezistente de S aureus rezistente la ciprofloxacin nu se stie utilitatea in practica.[45]

3.4 Rezistenta la Vancomicina

Prima tulpina de S rezistenta la vancomicina a fost inregistrata in anul 1997 in Japonia si era o tulpina VISA (Vancomycin intermediate resistant S aureus, vancomicina rezistenta intermitent la s aureus) [46]. Toate tulpinile VISA erau MRSA, nonclonale [47]

Mecanismul de rezistenta este diferit pentru tulpinile VISA si VRSA. Rezistenta tulpinilor VISA este mediata cromozomial, in timp ce tulpinile VRSA obtin rezistenta prin transfer conjugal de la operonul vanA original de la un Enterococcus faecalis. Aceasta modalitate de transmitere permite diseminarea rezistentei mai eficient in randul populatiei de S. [48]

Tulpinile VISA prezinta o concentratie minima inhibitorie pentru vancomicina de 8–16 μg/ml [49]. Exista tulpini in stadiu pre-Visaaa, care raman susceptibile la vancomicina dar contin si subpopulatii rezistente.Susceptibilitatea redusa la vancomicina este cauzata de alterarea biosintezei peptidoglicanilor. Tulpinile VISA contin cantitati marite de pepdidoglicani, astfel contin un perete celular ingrosat, de forma neregulata.Numarul de cross-linkari ce poate avea loc in aceste tulpini este redus, astfel ca mai multe resturi de D-alanina sunt expuse [50].Vancomicina legata in aceste lanturi anormale de peptidoglicani impiedica in continuarea actiunea antibioticelor.[51]

4.Manifestari clinice ale infectiilor cu S aureus

Infectiile cu S aureus au manifestari diferite, de la infectii locale superficiale la afectari sistemice, soc septic sau moarte, fiind cauzate fie de inmultirea bacteriana – infectii, fie de toxinele secretate de acesta – intoxicatii.

Patrunderea S aureus in corp are loc prin foliculi, glande tegumentare, solutie de continuitate tegumentara, corpuri straine (catetere). Determina frecvent diseminare pe cale hematogena cu formare de abcese secundare in alte organe.

Tabel Localizare si manifestari ale infectiei cu S aureus

Mecanismele infectiei sunt : cresterea agresivitatii germenului ( agent patogen cu virulenta sporita sau transformarea unui germene saprofit in patogen) sau scaderea rezistentei organismului. Alterarea capacitatii de raspuns al organismului la agenti infectiosi poate avea loc datorita: expunere la factori de mediu precum radiatii,carcinogeni cunoscuti,poluanti, preexistenta unor boli cronice (diabet, tuberculoza, neoplasm) tratamentul cu imunosupresanti (cortizon,pacienti cu transplant) coexistenta unor boli virale ce scad raspunsul imun (virus gripal, hiv)

4.1 Afectiuni mediate de toxine

4.1.1 Toxinfectia alimentara

S aureus este agentul etiologic cel mai des vinovat de epidemii de toxinfectie alimentara. Cauza infectiei o reprezinta dezvoltarea, in cantitate mare, a enterotoxinei stafilococice in hrana. Cele mai incriminate mancaruri sunt: maioneza, salata de cartofi, carne procesata, sosuri, dressinguri, creme de patiserie, inghetata [1][21]. Mancarea se poate contamina datorita refrigerarii necorespunzatoare, permitand astfel dezvoltarea toxinei, sau prin inocularea de la un manipulator purtator de S aureus. Alimentele contaminate nu prezinta modificari de aspect sau gust. Toxinele pot fi prezente si in alimente conservate prin sarare, datorita rezistentei ridicate a bacteriei la concentratii ridicate de NaCl.

Prepararea termica obisnuita a mancarii distruge bacteria, dar nu si toxina care este rezistenta la temperaturi ridicate [1]. Este nevoie de o procesare la temperatura de minim 100°C timp de 30 de minute pentru a distruge toxina.[21]  

Toxinele afecteaza celulele epiteliale gastrointestinale si stimuleaza sistemul enteric.

Simptomele apar dupa 2-6 ore, debutul afectiunii este brutal, caracterizat prin voma, diaree, hipotensiune, deshidratare, crampe abdominale [13]. Trebuie factul diagnosticul diferential cu toxinfectii alimentare cauzate de alti agenti etiologici comuni precum Bacillus cereus[1].

Semnele clare de toxinfectie alimentara stafilococica sunt: absenta febrei, natura epidemica a manifestarilor si debutul brusc. O data ingerate toxinele, acestea nu se mai sintetizeaza aditional in corpul gazdei, evolutia fiind autolimitanta astfel ca simtomele se remit in maxim 10 ore de la debut[1]. Nu necesita tratament antibiotic

After ingestion of contaminated food, the onset of

disease is abrupt and rapid, with a mean incubation

period of 4 hours, which again is consistent with a disease

mediated by preformed toxin. Further toxin is not produced

by ingested staphylococci, so the disease has a

rapid course, with symptoms generally lasting less than

24 hours. Severe vomiting, diarrhea, and abdominal pain

or nausea are characteristic of staphylococcal food poisoning.

Sweating and headache may occur, but fever is

not seen. The diarrhea is watery and nonbloody, and

dehydration may result from the considerable fluid loss.

The toxin-producing organisms can be cultured from

the contaminated food if the organisms are not killed

during food preparation. The enterotoxins are heatstable,

so contaminated food can be tested for toxins at

a public health facility; however, these tests are rarely

performed.

Treatment is for the relief of abdominal cramping and

diarrhea and for the replacement of fluids. Antibiotic

therapy is not indicated because, as already noted, the

disease is mediated by preformed toxin and not by replicating

organisms. Neutralizing antibodies to the toxin

can be protective, and limited cross-protection occurs

among the different enterotoxins. Short-lived immunity

means that second episodes of staphylococcal food poisoning

can occur, particularly with serologically distinct

enterotoxins.

Certain strains of S. aureus can also cause enterocolitis,

which is manifested clinically by watery diarrhea,

abdominal cramps, and fever. The majority of strains

producing this disease produce both enterotoxin A and the bicomponent leukotoxin LukE/LukD. Enterocolitis

occurs primarily in patients who have received broadspectrum

antibiotics, which suppress the normal colonic

flora and permit the growth of S. aureus. The diagnosis

of staphylococcal enterocolitis can be confirmed only

after more common causes of infection have been

excluded (e.g., Clostridium difficile colitis). Abundant

staphylococci are typically present in the stool of affected

patients, and the normal gram-negative bacteria are

absent. Fecal leukocytes are observed, and white plaques

with ulceration are seen on the colonic mucosa. Murray

Tratament essentials of clinical infetious

Bibliografie

1. Harisson’s Infectious Diseases 2010

2.Lipincott’s Illustrated reviews: Microbiology 2 edition

3. Skinner, D, Keefer, CS. Significance of bacteremia caused by Staphylococcus aureus. Arch. Intern. Med. 1941. 68:851-875.

4. Mylotte, JM, McDermott, C, Spooner, JA. Prospective study of 114 consecutive episodes ofStaphylococcus aureus bacteremia. Rev. Infect. Dis. 1987. 9:891-907.

5. Rammelkamp, CH, Maxon, T. Resistance of Staphylococcus aureus to the action of penicillin.Proc. Royal Soc. Exper. Biol. Med. 1942. 51:386-389.

6. Chambers, HF. The changing epidemiology of Staphylococcus aureus? Emerg. Infect. Dis.2001. 7:178-182.

7. Cosgrove, SE, et al. Comparison of mortality associated with methicillin-resistant and methicillin-susceptible Staphylococcus aureus bacteremia: a meta-analysis. Clin. Infect. Dis.2003. 36:53-59.

8. Lyon, BR, Iuorio, JL, May, JW, Skurray, RA. Molecular epidemiology of multiresistantStaphylococcus aureus in Australian hospitals. J. Med. Microbiol. 1984. 17:79-89.

9. Hiramatsu, K, et al. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus clinical strain with reduced vancomycin susceptibility. J. Antimicrob. Chemother. 1997. 40:135-136.

10. Sanz R, Marn I, Ruiz Santa Quiteria JA, Orden JA, Cid D, et al RM Diez. Catalase deficiency inStaphylococcus aureus subsp. anaerobius is associated with natural loss-of-function mutations within th

e structural gene. Microbiology. 2000;146:465–475. [PubMed]

11. Taxonomic Outline of The Prokaryotes Bergey’s Manual Of Systematic Bacteriology Second Edition , Release 5.0 May 2004, George M Garrity, Julia A.Bell, Timothy G.Lilburn

12.Medical Microbiology, Seventh Edition – Murray, Rosenthal, Pfaller

13. Manual of Clinical Microbiology (2 Volume Set) 9E (2007) [PDF] [UnitedVRG]

14. Jawetz, Melnik & Aldenbergs Medical Microbiology 24th edition by Vishal

15. Iwamoto M, Mu Y, Lynfield R, Bulens SN, Nadle J, Aragon D, et al. Trends in Invasive Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Infections. Pediatrics. Oct 2013;132(4):e817-e824

16. Laidman J. Community-Associated MRSA Incidence on the Rise in Children. Medscape [serial online]. 

17. Helwick C. MRSA Rising in Children With Musculoskeletal Infections. Medscape [serial online]. Available athttp://www.medscape.com/viewarticle/813484. Accessed November 4, 2013.

18. Saravolatz LD, Pawlak J, Johnson LB. In vitro susceptibilities and molecular analysis of vancomycin-intermediate and vancomycin-resistant Staphylococcus aureus isolates. Clin Infect Dis. Aug 2012;55(4):582-6. [Medline].

19.  Raygada JL and Levine DP (March 30, 2009). "Managing CA-MRSA Infections: Current and Emerging Options". Infections in Medicine 26

20. Merck Manual Professional Edition

21. Foundations in Microbiology, Ninth Edition Talaro,Chess

22. Catalase-negative Staphylococcus aureus isolated from a diabetic foot ulcer Iran J Microbiol. 2010 Sep; 2(3): 165–167. A Dezfulian,1 MT Salehian,2 V Amini,2 H Dabiri,1 M Azimirad,1 MM Aslani,1,3,* MR Zali,1 and I Fazel1

23.Review of medical Microbiology 13 Edition

24. Medical Microbiology. 4th edition. Baron S, editor.

Galveston (TX): University of Texas Medical Branch at Galveston; 1996.

25. Harrison's Principles of Internal Medicine 18th edition

 By Dan Longo , Anthony Fauci , Dennis Kasper, Stephen Hause

26. Antimicrobial resistance: the example of Staphylococcus aureus Franklin D. Lowy J Clin Invest. 2003 May 1; 111(9): 1265–1273. doi:  10.1172/JCI200318535 Division of Infectious Diseases, Departments of Medicine and Pathology, Columbia University, College of Physicians and Surgeons, New York, New York, USA Copyright © 2003, American Society for Clinical Investigation

27.  Skinner D, Keefer CS. Significance of bacteremia caused byStaphylococcus aureus. Arch. Intern. Med. 1941;68:851–875.

28, Rammelkamp CH, Maxon T. Resistance of Staphylococcus aureus to the action of penicillin. Proc. Royal Soc. Exper. Biol. Med. 1942;51:386–389.

29. Kernodle, D.S. 2000. Mechanisms of resistance to β-lactam antibiotics. In Gram-positive pathogens.V.A. Fischetti, R.P. Novick, J.J. Ferretti, D.A. Portnoy, and J.I. Rood, editors. American Society for Microbiology. Washington, DC, USA. 609–620.

30. Zhang HZ, Hackbarth CJ, Chansky KM, Chambers HF. A proteolytic transmembrane signaling pathway and resistance to beta-lactams in staphylococci. Science. 2001;291:1962–1965. [PubMed]

31. Cosgrove SE, et al. Comparison of mortality associated with methicillin-resistant and methicillin-susceptible Staphylococcus aureus bacteremia: a meta-analysis. Clin. Infect. Dis. 2003;36:53–59. [PubMed]

32. Hiramatsu K, Cui L, Kuroda M, Ito T. The emergence and evolution of methicillin-resistantStaphylococcus aureus. Trends Microbiol. 2001;9:486–493. [PubMed]

33. Enright MC, et al. The evolutionary history of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002;99:7687–7692. [PMC free article] [PubMed]

34. Ghuysen JM. Molecular structures of penicillin-binding proteins and beta-lactamases. Trends Microbiol.1994;2:372–380. [PubMed]

35. Lim D, Strynadka NC. Structural basis for the beta lactam resistance of PBP2a from methicillin-resistantStaphylococcus aureus. Nat. Struct. Biol. 2002;9:870–876. [PubMed]

36. Tomasz A, Nachman S, Leaf H. Stable classes of phenotypic expression in methicillin-resistant clinical isolates of staphylococci. Antimicrob. Agents Chemother. 1991;35:124–129. [PMC free article] [PubMed]

37.  Archer GL, Bosilevac JM. Microbiology. Signaling antibiotic resistance in staphylococci. Science.2001;291:1915–1916. [PubMed]

38. Archer GL, Niemeyer DM. Origin and evolution of DNA associated with resistance to methicillin in staphylococci. Trends Microbiol. 1994;2:343–347. [PubMed]

39. Couto I, et al. Ubiquitous presence of a mecA homologue in natural isolates of Staphylococcus sciuri.Microb. Drug Resist. 1996;2:377–391. [PubMed]

40. Hiramatsu K, et al. New trends in Staphylococcus aureus infections: glycopeptide resistance in hospital and methicillin resistance in the community. Curr. Opin. Infect. Dis. 2002;15:407–413. [PubMed]

41. Hooper DC. Fluoroquinolone resistance among Gram-positive cocci. Lancet Infect. Dis. 2002;2:530–538. [PubMed]

42. Høiby N, et al. Excretion of ciprofloxacin in sweat and multiresistant Staphylococcus epidermidis.Lancet. 1997;349:167–169. [PubMed]

43. Ng EY, Trucksis M, Hooper DC. Quinolone resistance mutations in topoisomerase IV: relationship to the flqA locus and genetic evidence that topoisomerase IV is the primary target and DNA gyrase is the secondary target of fluoroquinolones in Staphylococcus aureus. Antimicrob. Agents Chemother.1996;40:1881–1888. [PMC free article] [PubMed]

44. Ng EY, Trucksis M, Hooper DC. Quinolone resistance mediated by norA: physiologic characterization and relationship to flqB, a quinolone resistance locus on the Staphylococcus aureus chromosome.Antimicrob. Agents Chemother. 1994;38:1345–1355. [PMC free article] [PubMed]

45. Ince D, Zhang X, Hooper DC. Activity of and resistance to moxifloxacin in Staphylococcus aureus.Antimicrob. Agents Chemother. 2003;47:1410–1415. [PMC free article] [PubMed]

46. Smith TL, et al. Emergence of vancomycin resistance in Staphylococcus aureus. Glycopeptide-Intermediate Staphylococcus aureus Working Group. N. Engl. J. Med. 1999;340:493–501. [PubMed]

47. Fridkin SK, et al. Epidemiological and microbiological characterization of infections caused byStaphylococcus aureus with reduced susceptibility to vancomycin, United States, 1997–2001. Clin. Infect. Dis. 2003;36:429–439. [PubMed]

48. Vancomycin-resistant Staphylococcus aureus: Pennsylvania, 2002. MMWR. 2002;51:902. [PubMed]

49.  Hiramatsu K, et al. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus clinical strain with reduced vancomycin susceptibility. J. Antimicrob. Chemother. 1997;40:135–136. [PubMed]

50.  Hanaki H, et al. Increase in glutamine-non-amidated muropeptides in the peptidoglycan of vancomycin-resistant Staphylococcus aureus strain Mu50. J. Antimicrob. Chemother. 1998;42:315–320. [PubMed]

51. Sieradzki K, Roberts RB, Haber SW, Tomasz A. The development of vancomycin resistance in a patient with methicillin- resistant Staphylococcus aureus infection. N. Engl. J. Med. 1999;340:517–523. [PubMed]

Toxinfectie alimentara mediata de toxine

/și numai după

ingerarea unui aliment prelucrat termic, în care au rămas numai enterotoxinele

stafilococice, care sunt termorezistente; acest tip de toxinoze/toxiinfecții apar mai

frecvent în sezonul cald (iulie-august), ca rezultat al contaminării produsului

alimentar de către purtători și/sau indivizi cu infecții purulente. Alimentul

contaminat nu are aspectul sau gustul alterat. Incubația este de 1-8 ore, debutul

este brusc, evoluția rapidă, 12-24 de ore, caracterizată prin: diaree apoasă, grețuri,

vărsături, dureri abdominale, cefalee. Este un toxinoză/toxiinfecție spontan

autolimitată, care dispare odată cu eliminarea toxinei. Cazurile sunt de obicei

ușoare sau cel mult de gravitate mediu, dar pot apărea și cazuri grave, la pacienți

aflați la vârste extreme (sugari, persoane de vârsta a treia), care prezintă

instabilitate hemodinamică și hidroelectrolitică

Toxiinfecțiile alimentare, se produc prin consumul de alimente contaminate cu enterotoxine stafilococice. Cel mai frecvent implicate sunt produsele din carne de porc puse la saramură (mediu hiperclorurat), șuncă, salate de cartofi, înghețate. Apar cel mai frecvent în sezoanele calde (iulie-august). Spre deosebire de alte forme de toxiinfecții alimentare, în care sursa de infecție animală este importantă, toxiinfecția stafilococică este rezultat al contaminării produsului alimentar de către purtătorii sănătoși. Contaminarea poate fi evitată prin excluderea indivizilor cu stafilococii cutanate de la procesul de preparare al alimentelor. După contaminarea alimentelor, acestea trebuie să rămână la temperatura camerei pentru a permite creșterea microorganismului și eliberarea toxinei. Încălzirea sau fierberea ulterioară a alimentului distruge bacteria dar nu inactivează toxina. Alimentul contaminat nu are aspectul sau gustul alterat. Incubația este de circa 4 ore, debutul este brusc, evoluția rapidă, cu o simptomatologie care nu durează mai mult de 24 de ore, caracterizată prin diaree apoasă, însoțită de un grad variabil de deshidratare, grețuri, vărsături, dureri abdominale, cefalee.

Anumite tulpini de S.aureus pot cauza enterocolite (manifestate clinic prin febră, diaree apoasă profuză, deshidratare). Asemenea enterocolite au fost descrise pentru prima oară la indivizii tratați cu antibiotice cu spectru larg, administrate pe cale orală și care distrug flora normală a colonului, permițând înmulțirea S.aureus

Food poisoning

Staph bacteria are one of the most common causes of food poisoning. Symptoms come on quickly, usually within hours of eating a contaminated food. Symptoms usually disappear quickly, too, often lasting just half a day.

A staph infection in food usually doesn't cause a fever. Signs and symptoms you can expect with this type of staph infection include:

Nausea and vomiting

Diarrhea

Dehydration

Low blood pressure

Mayo

Staphylococcal food poisoning is a gastrointestinal illness. It is caused by eating foods contaminated with toxins produced by Staphylococcus aureus . The most common way for food to be contaminated with Staphylococcus is through contact with food workers who carry the bacteria or through contaminated milk and cheeses. Staphylococcus is salt tolerant and can grow in salty foods like ham. As the germ multiplies in food, it produces toxins that can cause illness. Staphylococcal toxins are resistant to heat and cannot be destroyed by cooking. Foods at highest risk of contamination with Staphylococcus aureus and subsequent toxin production are those that are made by hand and require no cooking. Some examples of foods that have caused staphylococcal food poisoning are sliced meat, puddings, some pastries and sandwiches.

Toxin-producing Staphylococcus aureus can be identified in stool or vomit, and toxin can be detected in food items. Diagnosis of staphylococcal food poisoning in an individual is generally based only on the signs and symptoms of the patient. Testing for the toxin-producing bacteria or the toxin is not usually done in individual patients. Testing is usually reserved for outbreaks involving several persons. If you think you may have food poisoning, contact your physician.

Mayo

Staphylococcal food poisoning is caused by ingesting a preformed heat-stable staphylococcal enterotoxin. Food can be contaminated by staphylococcal carriers or people with active skin infections. In food that is incompletely cooked or left at room temperature, staphylococci reproduce and elaborate enterotoxin. Many foods can serve as growth media, and despite contamination, they have a normal taste and odor. Severe nausea and vomiting begin 2 to 8 h after ingestion, typically followed by abdominal cramps and diarrhea. The attack is brief, often lasting < 12 h. merck

Food Poisoning

S. aureus is among the most common causes of foodborne

outbreaks of infection in the United States. S. aureus

food poisoning results from the inoculation of toxinproducing

S. aureus into food by colonized food handlers.

Toxin is then elaborated in such growth-promoting food

as custards, potato salad, or processed meats. Even if the

bacteria are killed by warming, the heat-stable toxin is not

destroyed. The onset of illness is rapid, occurring within

1–6 h of ingestion. The illness is characterized by nausea

and vomiting, although diarrhea, hypotension, and dehydration

may also occur. The differential diagnosis includes

diarrhea of other etiologies, especially that caused by

similar toxins (e.g., the toxins elaborated by Bacillus cereus).

The rapidity of onset, the absence of fever, and the epidemic nature of the presentation arouse suspicion of

food poisoning. Symptoms generally resolve within 8–10

h.The diagnosis can be established by the demonstration

of bacteria or the documentation of enterotoxin in the

implicated food.Treatment is entirely supportive. Harisson

Gastroenterita Stafilococica este cauzata de ingestia de alimente contaminate cu tulpina producatoare de enterotoxina Staphylococcus aureus. Este o diaree cu mecanism secretor, exudativ. In cazul Stafilococului, toxina se inmulteste in afara corpului uman, dupa ce este ingerata patrunde in celulele sistemului digestiv ale gazdei, activeaza metabolismul celular cu acumulare de AMPc, perturband mecanismele biochimic si enzimatice ale celulei. Are loc extravazarea de apa si electrolitici, acest lucru manifestandu-se clinic prin aparitia de scaune lichide, fara sange si mucus (mucoasa nu este afectata, neexistand inflamatie), fara colici si fara sindrom inflamator. Clinic se poate insoti de disurie, dureri lombare, greata,voma si febra.

Cauza acestei gastroenterite o reprezinta alimentele preparate necorespunzator sau care au fost contaminate de persoana care a manevrat hrana [Lipincott]. Cel mai des este vorba de alimente bogate in proteine precum: salata de oua, creme de patiserie, produse pe baza de carne, lactate, branzeturi. Riscul este crescut in cazul mancarii nepreparate termic corespunzator sau in conditii nesanitare sau care a fost lasata la temperatura camerei in loc sa fie refrigerata.

Toxina stimuleaza centrul vomei din creier prin legarea sa de receptorii neurali din tractul gi superior. Simptomel;e precum greata voma si diaree sunt acute dupa o incubatie de scurta durata mai putin de 6 ore. Nu se recomanda tratament antibiotic deoarece se autoremit singure

Risc de toxinfectie- picnicuri .cantine, congregate umane. Pacienti la varste extrme,. Mancarea solida va fi reintrodusa dupa remiterea diareei. Pacienti cu deshidratare extrema se recomanda lichide iv

lipincott

Enterotoxine – numerotate de la A la R, superantigene. Stimuleaza peristaltismul intestinal, pierderea de lichide si voma prin stimularea raspunsului inflamator mediat de mastocite. Enterotoxina A este cel mai des intalnita in intoxicatii alimentare. Enterotoxinele C si D sunt identificate in produse lactate contaminate. Enterotoxina B cauzeaza colita pseudomembranoasa stafilococica. Sunt agenti etiologici ai intoxicatiilor alimentare, fiind termostabile, rezista la temperaturi de pana la 100° C timp de 30 de minute si nu este lizat de enzimele gastrice si jejunale.

Astfel o data ce un aliment a fost contaminat incalzirea lui sau expunerea la aciditatea gastrica nu va deteriora si anula efectele toxinelor.

Sunt superantigene, insemnand capacitatea de a activa in mod specific celule T realizand o eliberare masiva de citokine.Afecteaza in mod specific mucoasa stomacului si a jejunului, examenul histologic reveland infiltrate cu neutrofile in epiteliu si lamina propria. La nivelul jejunului se pierde marginea in perie. Emeza caracteristica infectiei cu stafilococ este cauzata de eliberarea masiva de mediatori din mastocite, reactie favorizata de enterotoxine.

Enterotoxina B si foarte rar enterotoxina C sunt responsabil de tss neasociat cu menstruatia