Bacterial Skin and Soft Tissue Infections PDF

Bacteriële verwekkers van huid & weke delen en bloedbaan infecties Erika Vlieghe, MD PhD UZA (Algemene inwendige, infectieziekten, tropische geneeskunde), UA FGGW / ITG Sandra Van Puyvelde, MSc PhD UA FGGW...

Bacteriële verwekkers van huid & weke delen en bloedbaan infecties Erika Vlieghe, MD PhD UZA (Algemene inwendige, infectieziekten, tropische geneeskunde), UA FGGW / ITG Sandra Van Puyvelde, MSc PhD UA FGGW Overzicht van de les Community-acquired Stafylococcen (S. aureus, CNS) infecties Streptococcen (GAS, GBS) Zorggerelateerde (ziekenhuis) Enterococcen infecties Cutibacterium acnes (materiaal) Pseudomonas aeruginosa (water) Speciale pathogenen Bacillus anthracis (sporen) Borrelia burgdorferi (spirocheet)  Bach 3 Clostridium perfringens (sporen) Corynebacterium diphteriae  respiratoire pathogenen Anatomie van de huid First things first… de meest frekwente verwekkers van huid- en weke delen infecties (SSTI) verwekker huidbeeld S. aureus en S. pyogenes (groep-A- impetigo, cellulitis, paronychia, ecthyma, streptokokken) necrotiserende fasciitis folliculitis, karbonkel, furunkel, panaritium, S. aureus pyomyositis S. pyogenes (groep-A-streptokokken) erysipelas, necrotiserende fasciitis type 2 Patient 1 Vrouw 38 jaar Hoge koorts (39°C), zeer veel pijn aan ‘zweer’ op rug Rood, gezwollen, pijnlijk, etterkopjes Huid rondom is rood, warm, pijnlijk D/ karbonkel Stafylococcus aureus gramreactie vorm ligging aeroob/anaeroob pathogene soort facultatief Streptococcus pyogenes ketens anaeroob Peptostreptococcus spp. duplo facultatief S. pneumoniae kokken S. aureus trosjes facultatief Staphylococcus epidermidis positief anaeroob Peptococcus spp. Clostridium perfringens los anaeroob Clostridium tetani staven chinese letters aeroob C. diphtheriae ketens aeroob Bacillus anthracis los facultatief Listeria monocytogenes Neisseria meningitidis kokken duplo aeroob Neisseria gonorrhoeae Moraxella catarrhalis Pseudomonas aeruginosa los aeroob Brucella abortus B. pertussis E. coli Salmonella typhi staven Shigella dysenteriae negatief facultatief Klebsiella pneumoniae Proteus mirabilis Yersinia pestis H. influenzae komma’s Vibrio cholerae Campylobacter jejuni Treponema pallidum spirillen Borrelia burgdorferi Leptospira spp. Bacteroides fragilis staven los anaeroob Fusobacterium spp.  GRAM-POSITIEVE KOKKEN CATALASE Positief Negatief Strikt Facultatief Strikt Facultatief aëroob anaëroob/ anaëroob anaëroob/microaërofiel aëroob Tetraden Ketens en en/of paren paren Micrococcus Staphylococc Peptococcus us Planococcus Peptostreptococc Pediococc Streptococcu Stomatococc us us s us Aerococcu (Enterococcu Deinocococc (catalase ±) Ruminococcus s s) us Coprococcus Sarcina Gemella (Lactococcus) Leuconostoc 2 H2O2 → O2 + 2 H2O. Catalase is het enzyme dat H2O2 omzet naar O2 en H2O Genus Staphylococcus  Staphylococcus Wijdverspreid in natuur Commensale flora mensen en warmbloedige dieren → in de neus! Goed bestand tegen uitdroging (haar, stof, huidschilfers) Druiventros bij deling Groeien gemakkelijk Op basis van extracellulaire plasmastollende enzyme: COAGULASE: Positief: S. aureus Negatief: CNS; verschillende species Coagulase is het enzyme dat fibrinogeen omzet naar fibrine Epidemiologie van S. aureus neus keel perineum oksels Epidemiologie van S. aureus +/- 30% van de mensen zijn drager (‘carrier’) in het neusvestibulum permanent (20-30%) intermittent (20-30%) nooit (20-30%)  Commensal lifestyle of S. aureus Many major bacterial pathogens can be found in the human microbiota and can infect sterile tissues if the host is immunocompromised. Exploring the ecology of such endogenous pathogens will help to develop new strategies for the prevention of opportunistic infections. Staphylococcus aureus hides in the nasal microbiota of approximately 30% of the human population. The capacity of S. aureus to colonize seems to be controlled by the composition of the nasal microbiota. S. aureus competition with nasal commensals may be controlled by different capacities to adhere to limited epithelial attachment sites, to use limited nutrients, to release or resist antimicrobial molecules or to modulate epithelial inflammation. Commensals with particularly potent ways of competing with S. aureus may be optimized and used in the future as nasal probiotics to reduce the risk of developing severe S. aureus infections. Competitie tussen S. aureus en commensalen Antagonistische relaties van de humane nasale microbiota Factoren die chronisch dragerschap van S. aureus beinvloeden Overdracht van S. aureus tijdens hospitalisatie/zorg Handen Antibiotica Immuniteit Toestellen Co-morbiditeit Omgeving Nasale decontaminatie om infectierisico in ziekenhuizen te beperken Nasal topical decolonization agents Mupirocin is the gold standard agent for S. aureus nasal decolonization, but there is concern about mupirocin resistance, and alternative agents are needed The strongest evidence for decolonization is for use among surgical patients as a strategy to prevent surgical site infection  Staphylococcus aureus WANDELEMENTEN: Peptidoglycaan: Endotoxine-achtige effecten Aantrekking polymorphonucleaire (PMN) cellen Complementactivatie Teichoïnezuur Adsorptie bacteriofagen Adherentie epitheliale oppervlakten (via fibronectine) Proteïne A Celgebonden: belemmert opsonisatie (binding Fc- gedeelten) Extracellulair:  Staphylococcus aureus EXTRACELLULAIRE ENZYMEN: Enzyme Mechanisme Effect Coagulase Fibrinogeen  fibrine Omkapseling Stafylokinase of Plasminogeen plasmine Oplossen fibrineklonters fibrinolysine (±100% S. aureus) Nucleasen Afbraak DNA,RNA Verspreiding Lipasen Lipolyse Invasie cutane en subcutane weefsels Ontstaan oppervlakkige huidletsels (furunkel): (±100% S. aureus) Hyaluronidase Splitst hyaluronzuur Verspreiding (90% S. aureus) Gelatinase Proteolyse Verspreiding Katalase 2H2O2  2H2O+O2 Beschermend  Staphylococcus aureus EXOTOXINES : Toxine Mechanisme Effect α-toxine (stafylolysine) Slecht gekend Lyse RBC, WBC, andere cellen; ß-toxine Sfingomyelinase C weefselbeschadiging en abcesvorming inflammatoire reactie γ –toxine Slecht gekend Lyse RBC δ-toxine Detergent-achtige inwerking op membraan Lyse RBC Leukocidine Poriënvorming Lyse neutrofielen (maar niet RBC): weefselbeschadiging (lysosomale enzymen neutrofielen); weerstand phagocytosis  Staphylococcus aureus Exfoliatieve (epidermolytisch) toxine Toxine Mechanisme Effect A/B Splitsing stratum Exfoliatieve dermatitis granulosum Andere exotoxines Toxine Mechanisme Effect TSST-1 Superantigeen Hypotensie; shock (SEF) Dood Enterotoxine A-H Superantigenen Gastrointestinale symptomen (behalve F) (braken,diarree,...) Juiste mechanisme niet gekend (meestal te wijten aan SEA) Toxic shock syndroom TSST-1  Associatie super-absorberende maandverbanden en TSST-1 gerelateerde STAPH-TSS Tampon Verhoogde Aanwezigheid vaginale partiële bepaalde Binding Mg O2 druk surfactans Verhoogde productie TSST-1 Menstruele staph-TSS Tampons and TSS Methicillin-resistente Stafylococcus aureus (MRSA) Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) Spectrum van infecties door S. aureus Folliculitis 32 Furonkel Karbonkel 33 Ecthyma Wond infectie & abces 35 Septische bursitis 36 Pyomyositis 37  Patient met abces Pus aspiratie voor kweek Bloed voor bacteriële Groei van Stafylococcus aureus Bloedbaan infectie (bacteriemie, ‘septicaemia’) (S. aureus bacteriemie: SAB) 39 Gedissemineerde S. aureus infectie Endocarditis: vegetaties Ontstaan van bacteriële endocarditis (vegetatie) Klinische tekens van endocarditis buiten het hart Scalded skin syndrome http://emedicine.medscape.com Staphylococcal scalded skin syndrome Huidafschilfering na herstel van SAB  Staphylococci Staphylococcus aureus MSSA MRSA → community and hospital infections SSTI, abscesses, BSI, catheter-related infection, endocarditis Coagulase Negative Staphylococci (CNS) S. epidermidis, S. saprofyticus, S. capitis, S. lugdunensis,... → hospital infections colonisation and infections of catheters and other devices 49  Coagulase-negatieve stafylococcen Merendeel: S. epidermidis S. saprophyticus: perineum Veroorzaakt vooral UWI Overige infecties door coagulase negatieve stafylococcen: alleen in aanwezigheid van vreemd lichaam Coagulase-negatieve stafylokokken Van kweekcontaminanten tot Koloniserende organismen tot Significante nosocomiale pathogenen, vooral bij: Immuungecompromitteerde patiënten Vreemd voorwerp infecties (vorming van biofilms door productie van extracellulair slijm): Prothesen (klep, orthopedisch) Catheters: intravasaal urinair dialyse (peritoneaal) Cerebrospinale vloeistofshunts Biofilm CNS  Staphylococcus epidermidis is a common member of the human epithelial microflora and one of the most frequent nosocomial pathogens. S. epidermidis is mostly involved with indwelling medical device-associated infections. The prevalence of S. epidermidis in this type of infection is likely to be due to its abundance on the human skin and its capacity to adhere to catheter surfaces and form biofilms. Biofilm formation, exopolymers and other mechanisms protect S. epidermidis from antibiotics and host defences. Efficient S. epidermidis biofilm formation is dependent on both protein and exopolysaccharide aggregation substances. S. epidermidis can sense the presence of antimicrobial peptides and trigger defensive responses against this type of innate host defence mechanism, which it encounters in its natural habitat. S. epidermidis functions as a reservoir for genes that can be transferred to Staphylococcus aureus, enhancing the pathogenic success and antibiotic resistance of this more dangerous pathogen. S. epidermidis does not produce aggressive toxins and its immune evasion factors probably have original functions in the commensal lifestyle of this species. This indicates that S. epidermidis infection is 'accidental' in nature. Patient 2 Man, 36 jaar Schrijnwerker Sedert gisteravond plotse hevige pijn R thoraxwand en axilla Wondjes op R hand (werk) Bloeddruk 80/60 mmHg P 130/’ D/ cellulitis/necrotiserende fasciitis Streptococcus pyogenes (groep A streptococcen) gramreactie vorm ligging aeroob/anaeroob pathogene soort facultatief Streptococcus pyogenes ketens anaeroob Peptostreptococcus spp. duplo facultatief S. pneumoniae kokken S. aureus trosjes facultatief Staphylococcus epidermidis positief anaeroob Peptococcus spp. Clostridium perfringens los anaeroob Clostridium tetani staven chinese letters aeroob C. diphtheriae ketens aeroob Bacillus anthracis los facultatief Listeria monocytogenes Neisseria meningitidis kokken duplo aeroob Neisseria gonorrhoeae Moraxella catarrhalis Pseudomonas aeruginosa los aeroob Brucella abortus B. pertussis E. coli Salmonella typhi staven Shigella dysenteriae negatief facultatief Klebsiella pneumoniae Proteus mirabilis Yersinia pestis H. influenzae komma’s Vibrio cholerae Campylobacter jejuni Treponema pallidum spirillen Borrelia burgdorferi Leptospira spp. Bacteroides fragilis staven los anaeroob Fusobacterium spp. Staphylococ Streptococ ci ci http://www.mfi.ku.dk 58  Hemolytic Viridans streptococci streptococci Lancefield groups Streptococcus GAS= S. A,B, C, D, G, D pneumoniae pyogenes Enterococ 59  STREPTOCOCCUS Indeling op basis van: 1. Hemolyse van RBC: α-hemolyse: vergroenende zone (methemoglobine) ß-hemolyse: heldere zone γ-hemolyse: indifferent 2. Serologische indeling: Lancefield A-H K-V = precipitatiereactie met specifiek antiserum tegen polysaccharide C β-Hemolyse α-Hemolyse γ-Hemolyse  VOORNAAMSTE STREPTOKOKKEN VERANTWOORDELIJK VOOR HUMANE INFECTIES SPECIES LANCEFIELD GROEP TYPE HEMOLYSE S. pyogenes A ß S. agalactiae B ß S. equisimilis C ß S. zooepidermicus D ß S. bovis D α of geen S. aquinus D α of geen S. anginosus A,C,G of F α,ß of geen S. pneumoniae Geen α S. sanguis Geen (sommige H) α S. mitis Geen α S. mutans Geen (sommige K) geen S. salivarius Geen (sommige K) geen  TAXONOMISCHE INDELING VAN MEDISCH BELANGRIJKE STREPTOKOKKEN Species Lancefield groep Type hemolyse Species: - Pyogenes species S. pyogenes A ß S. agalactiae B ß S. canis S. dysgalactiae equisililis -S. bovis D α of geen -Viridans species S. anginosus A,C,G of F α, ß of geen S. crista S. gordonii S. milleri S. mitis geen α S. mutans geen (sommige K) geen S. oralis S. parasanguis S. salivarius geen (sommige K) geen S. sanguis geen (sommige K) α S. vertibularis S. Viridans - S. pneumoniae geen α  Gramkleuring van β- hemolytische streptococci group A  Streptococcus pyogenes = group A Streptococcus (GAS), Infecteert alleen mensen Verschillende fatale syndromen, waaronder ‘vleesetende bacterie’ GAS serotype M1T1 kloon Heeft specifieke mutaties voor invasieve ziekte Repertoire virulentie factoren voor invasieve ziekte  GAS infecties in functie van de leeftijd Zuigelingen tot ongeveer 6 maanden: Vormen meestal nog gebrekkig antistoffen vooral mucopurulente nasofaryngitiden (verkoudheid met veel slijm) zonder verdere verbreiding van de infectie Misschien owv passieve immuniteit door antistoffen van de moeder Tussen 6 maanden en 3 jaar: Treden telkens opnieuw streptokokkeninfecties op, soms met complicaties (sepsis, osteomyelitis) Er ontwikkelen zich nu antistoffen en het kind raakt gesensibiliseerd voor het erytrogene toxine Roodvonk is nog zeldzaam Vanaf de leeftijd van 3 jaar: kan bij een eerste infectie met GAS roodvonk ontstaan In de leeftijd van 3 tot 10 jaar ontstaat: toenemende immuniteit voor streptokokkenproducten, wat leidt tot lokalisatie van de infectie (minder 69 Groep A streptococcen zijn een belangrijke doodsoorzaak wereldwijd (voornamelijk in lage- inkomenslanden) 70 Carapetis, Lancet  VIRULENTIEFACTOREN VAN STREPTOCOCCUS PYOGENES ANTIGENEN VAN DE CELWAND Hyaluronzuur: hindert fagocytose M-proteïne: typespecifiek:>80 M-types rol: hindert fagocytose vasthechting epitheelcellen? rol in immuniteit (superantigeen) T-proteïne: typespecifiek gecorreleerd met M-proteïne waarschijnlijk geen virulentiefactor R-proteïne: waarschijnlijk geen virulentiefactor Lipoteichoïnezuur: vasthechting epitheelcellen C-koolhydraat: rol in pathogenese onduidelijk  VIRULENTIEFACTOREN VAN STREPTOCOCCUS Extracellulaire produkten: PYOGENES Erythrogeen toxine (A,B,C,ander,?) Pyrogeen (pyrogene toxinen) Cytotoxisch (leucocyten) Rol in immuniteit: superantigeen (vooral toxine A?) remt antilichaamvorming rash bij scarlatina Streptolysine S: Lyse RBC, WBC, bloedplaatjes Rol in pathogenese onduidelijk Streptolysine O: Lyse RBC, WBC, bloedplaatjes Rol in pathogenese onduidelijk Sterk antigenisch (ASLO) NAD-ase: Rol in pathogenese onduidelijk (leukotoxisch) Streptokinase Afbraak fibrine; betere verspreiding in weefsel Hyaluronidase: Afbraak hyaluronzuur; betere verspreiding Amylase: Afbraak suikers; nutriënten voor bacteriën Proteïnase: Afbraak eiwitten; nutriënten voor bacteriën DNAse: Afbraak DNA; dunne etter GAS: impetigo 74 GAS: erysipelas & cellulitis 75 (bulleus) erysipelas (beginnende) necrotiserende fasciitis Streptococcen toxic shock syndroom (STSS) Life-Threatening Rashes: Dermatologic Signs of Four Infectious Diseases - Mayo Clinic Procee dings Acuut gewrichtsreuma AGR is wereldwijd belangrijke oorzaak van hartkleplijden  STREPTOCOCCUS AGALACTIAE = groep B streptokokken; ß-hemolyse Pathogeen vermogen: Pasgeborenen: vroeg: na 24 uur: respiratoire insufficientie sepsis meningitis mortaliteit: hoog laat: na 7 dagen tot 12 weken: meningitis mortaliteit laag Volwassenen: urineweginfecties pyelonefritis (diabetes) Epidemiologie: Rectum  vagina  verdere verspreiding (primair ?) ( secundair ?) Pasgeborenen: vroeg: - besmetting: in utero (breken van vliezen) bij passage door baringskanaal - infectie: afhankelijk van aanwezigheid passieve antistoffen laat: - besmetting: via handen (kinderen, personeel) Groep B streptococcen complicaties bij moeder & kind Go,çalves, Lancet Global 84  MONDSTREPTOKOKKEN Hierbij behoort: S. salivarius (tongrug) S. sanguis (tandplaque) S. mitis: overal Pathogeen vermogen: Endocarditis (lenta, subacuut) Viridans streptococcen in bloed van patient met endocarditis lenta PROCENTUELE VERDELING VAN DE STREPTOKOKKEN IN DE MONDHOLTE MICRO- TONGRUG VESTIBULUM TANDPLAQUE SPEEKSEL ORGANISMEN S. salivarius 40-60 10-20 1 40-60 S. sanguis 10-20 10-30 40-60 10-30 S. mutans