Informație

Sunt bacteriile rezistente la antibiotice în mod necesar mai puțin virulente decât tulpina lor originală?


În absența tratamentului cu antibiotice, există o reducere a severității medii a bolii cauzate de tulpini rezistente de bacterii patogene în comparație cu cele de tip sălbatic?

Aș presupune că bacteriile care s-au adaptat pentru a rezista antibioticelor ar trebui să aloce resurse suplimentare pentru a contracara antibioticele, făcându-le probabil mai puțin eficiente din punct de vedere al creșterii decât tulpina „originală” (nerezistentă).


Cum devin rezistente bacteriile?

  • Medicamentele antibiotice ucid bacteriile (germenii) care provoacă infecții în organism. Antibioticele nu acționează împotriva bacteriilor care au devenit rezistente.
  • Atunci când antibioticele nu sunt utilizate corect, este posibil să nu distrugă toate bacteriile. Bacteriile pe care un antibiotic nu le ucide pot deveni mai puternice. Este posibil ca antibioticul să nu poată ucide noii germeni. Germenii pot deveni rezistenți atunci când se utilizează tipul greșit, doza greșită sau durata greșită de tratament a antibioticului. De asemenea, germenii pot deveni rezistenți la mai multe tipuri de antibiotice. Acest lucru a făcut mai dificilă vindecarea infecțiilor care odată erau ușor de tratat.

O nouă tulpină virulentă a MRSA pune probleme de rezistență la antibiotice reînnoite

Infecțiile deseori temute și uneori mortale cauzate de MRSA - rezistente la meticilină Staphylococcus aureus - se mută acum din spitale și se dezvoltă ca o tulpină și mai virulentă în mediul comunitar și în echipele atletice și ridică noi preocupări cu privire la rezistența la antibiotice.

În prezent, noua tulpină asociată comunității de MRSA răspunde la mai multe antibiotice, dar uneori diferite față de ruda sa de spital, spun experții. Dar aceste antibiotice își vor pierde cu siguranță eficacitatea, deoarece sunt utilizate pe scară mai largă și se depun eforturi pentru a combate această problemă.

Un nou studiu realizat de cercetătorii din farmacie de la Universitatea de Stat din Oregon a identificat două antibiotice care par să fie mai puțin susceptibile de a provoca rezistența viitoare la antibiotice și altele care, dacă ar fi utilizate, ar permite rezistența să apară mai rapid. Această analiză, tocmai publicată în Jurnalul internațional al agenților antimicrobieni, ofera medicilor unele directii pentru a ajuta la rezolvarea acestei probleme pana cand se pot face mai multe cercetari, au spus ei.

„Problema cu infecțiile MRSA invazive este foarte reală și se mută acum de la spital la comunitate”, a spus George Allen, profesor asistent la OSU College of Pharmacy. „Tulpina comunitară, în anumite privințe, este chiar mai aptă să provoace probleme grave decât cele cel mai adesea dobândite în spitale și crește destul de dramatic în prevalență.

„Vestea bună este că până acum tulpina comunității este mai tratabilă, dacă putem să o păstrăm așa”, a spus el.

Staphylococcus aureus, o bacterie obișnuită care este adesea asociată cu infecții ale pielii, a fost odată tratată cu ușurință de penicilină. Dar, de-a lungul mai multor ani, a dobândit rezistență la aceasta, precum și meticilina derivată din penicilină și alte antibiotice, lăsând opțiuni limitate de abordare a acesteia. Deși infecțiile sunt de obicei minore, unele se pot răspândi rapid, cauzând pneumonie, necroză tisulară, infecții sanguine, șoc și moarte.

În noile cercetări bazate pe analize de laborator, oamenii de știință au identificat linezolidul și moxifloxacina ca fiind două antibiotice care ar fi eficiente împotriva și mai puțin apte să inducă rezistența la antibiotice în noua tulpină a MRSA asociate comunității. Acest lucru prezintă un anumit interes, deoarece moxifloxacina, ca și alte antibiotice din clasa sa, nu a fost considerată în mod tradițional ca un agent adecvat pentru MRSA, deoarece rezistența la aceasta se dezvoltă adesea rapid.

Antibioticele care sunt cele mai potrivite pentru a provoca dezvoltarea rapidă a rezistenței împotriva tulpinii asociate comunității de MRSA includ clindamicina și doxiciclina, a constatat cercetarea. Studiul a fost susținut de Societatea Farmaciștilor cu Boli Infecțioase.

"Nu am găsit o alegere perfectă a unui medicament pe care toată lumea să îl poată utiliza și nu va dezvolta niciodată rezistență", a spus Allen. "Nu este surprinzător, deoarece, cu utilizarea constantă, fiecare antibiotic generează rezistență la acesta în diferite bacterii. O parte a obiectivului este doar de a încetini creșterea rezistenței, în timp ce continuăm să dezvoltăm noi abordări."

Mai multe cercetări, studii pe animale și studii clinice ar fi în continuare de valoare pentru a explora în continuare această problemă, a spus Allen. Problema rezistenței la antibiotice în general și a rezistenței MRSA în special este imensă și se înrăutățește.

Între timp, publicul larg ar trebui să fie conștient de faptul că infecțiile cu SARM nu mai sunt limitate la spital și pot fi dobândite în cadrul comunității obișnuite, a spus el. Acestea sunt adesea asociate cu un contact personal strâns și au reprezentat o problemă specială cu unele sporturi atletice, cum ar fi lupte sau fotbal, atunci când mai mulți membri ai unei echipe au fost infectați.

MRSA apare de obicei, dar nu întotdeauna ca infecție a pielii, cu simptome precum umflarea, durerea, puroiul sau febra. Orice simptome semnificative sau dovezi ale răspândirii infecției ar trebui să fie văzute de un medic, a spus Allen. Primul ajutor de bază - săpun, apă și bandaj - pentru tăieturi și zgârieturi este o bună linie de apărare bună, a spus el, și sunt disponibile câteva unguente antibacteriene care s-au dovedit a avea o eficacitate sporită împotriva infecțiilor cu MRSA.

Complicând problema, spun experții, este că noua tulpină asociată comunității de SARM apare acum și în spitale, iar regimurile optime de tratament pentru cele două tulpini pot diferi.

„Datele noastre sugerează că rezistența la toate antimicrobienele testate se va dezvolta odată cu utilizarea lor continuă”, au scris cercetătorii în raportul lor.

Sursa poveștii:

Materiale furnizate de Universitatea de Stat din Oregon. Notă: conținutul poate fi editat pentru stil și lungime.


Virulența și evoluția microbiană

Wells menționează mortalitatea din spitalele vieneze la mijlocul secolului al XIX-lea din cauza agenților infecțioși. În ciuda îmbunătățirilor de igienă, vedem acest lucru și astăzi. Tulpinile de bacterii și virusuri izolate din spitale tind să fie mai urâte decât cele care apar în populația generală, din mai multe motive. Într-adevăr, mai degrabă decât să fie orice fel de provocare pentru teoria evoluției, aceste evenimente de transmitere nosocomială (bazate pe spital) și creșterea lor asociată a virulenței sunt un caz excelent în care punerea în aplicare a biologiei evolutive a oferit cadrul necesar pentru a înțelege aceste infecții. Paul Ewald abordează acest fenomen:

Fără un cadru evolutiv pentru înțelegerea virulenței patogenilor, cercetătorii nu ar avea niciun motiv să se aștepte să găsească agenți patogeni endemici virulenti în spitale. Singurele încercări serioase de a explica nivelul aparent ridicat de virulență patogenă din spitale au implicat legarea virulenței la o altă caracteristică asociată spitalelor: rezistența la antibiotice. Apariția organismelor rezistente la antibiotice în spitale, împreună cu utilizarea antibioticelor, i-a determinat pe cercetători să concluzioneze că nivelurile ridicate de utilizare a antibioticelor au determinat apariția organismelor rezistente și au speculat că organismele rezistente la antibiotice ar putea fi inerent mai virulente decât antibioticul lor. omologii sensibili. Cu toate acestea, atunci când infecțiile cauzate de organisme nosocomiale rezistente sunt comparate cu infecții sensibile (în general nosocomiale), primele sunt doar uneori asociate cu infecții mai severe. Chiar și atunci când sunt asociate cu o boală mai severă, orice diferență în virulența inerentă tinde să fie confundată cu alți factori, cum ar fi severitatea crescută datorită eficacității scăzute a antibioticelor. . . .

. . . După ce mecanismele de îmbunătățire a virulenței sunt bine înțelese, agenții patogeni pot fi testați direct pentru virulența lor. Prin urmare Clostridium difficile se preconizează că agenții patogeni izolați din focare nosocomiale prelungite vor fi mai toxigeni decât C. difficile izolat de comunitatea exterioară. În mod similar, nosocomial Escherichia coli se prezice că au caracteristici de îmbunătățire a virulenței (de exemplu, invazivitate, aderență) mai des decât tulpinile comunitare.

În plus, evoluția se află în centrul întregului domeniu al bioinformaticii, după cum observă Sandy. Utilizarea comparațiilor secvențelor genomice (cu presupunerea unor strămoși comuni) a reprezentat un beneficiu imens pentru biologi, permițându-ne să investigăm originea primatului HIV, să urmărim sursa unei infecții cu HIV, să urmărim răspândirea virusurilor gripale periculoase și chiar să studiem gripa. virusuri care au dispărut în perioada în care s-au născut bunicii mei. Wells poate susține că biochimia și virologia sunt cu adevărat domeniile folosite aici pentru a studia acestea (la urma urmei, PCR nu depinde de biologia evoluției), dar teoria evoluției ne permite să dăm sens tuturor datelor. Și fără acel cadru pentru a-l analiza, la ce folosește?

În plus, selecția se află în centrul multor produse biotehnologice. De exemplu, insulina pentru diabetici este acum produsă de bacterii care au fost modificate pentru a transporta gena insulinei umane. Acest lucru a fost posibil prin utilizarea unui marker pentru a spune când celulele bacteriene au preluat gena insulinei umane. Acest lucru este confirmat prin inserarea atât a genei insulinei, cât și a unei gene care codifică rezistența la antibiotice într-o plasmidă. Atunci când plasmida este preluată de o celulă primitoare, atunci se poate distinge de rudele sale care nu au preluat plasmida prin rezistența la antibioticul respectiv - între timp, cei care nu au preluat plasmida (și, prin urmare, , nu produc insulină și nu sunt rezistente la antibiotice) vor fi ucise - „supraviețuirea celor mai în formă” la locul de muncă. (În acest caz, unde „cei mai potriviți” sunt rezistenți la antibiotice.)


Afilieri

Departamentul de Biologie Moleculară și Centrul pentru Biologie Computațională și Integrativă, SUA Departamentul de Microbiologie și Genetică Moleculară, Massachusetts General Hospital, 185 Cambridge St., Boston, Massachusetts 02114, Harvard Medical School, 200 Longwood Ave., Boston, Massachusetts 02115, SUA și Broad Institute of MIT și Harvard, 7 Cambridge Center, Cambridge, Massachusetts 02142, SUA.

Anne E Clatworthy, Emily Pierson și amp Deborah T Hung

Departamentul de Microbiologie și Genetică Moleculară, Harvard Medical School, 200 Longwood Ave., Boston, Massachusetts 02115, SUA


Capsulă

Capsula (K antigen) este o structură externă compusă din polizaharide găsite în jurul celulelor mai multor specii bacteriene și a fost legată de aderența și evaziunea sistemului imunitar (O & # x02019 Riordan și Lee, 2004). Bacterii cu o capsulă, cum ar fi Pneumonie cu streptococ, sunt mai rezistente la fagocitoză și, în consecință, sunt mai virulente. Mutanții deficienți în această structură au o reducere semnificativă a virulenței lor în comparație cu tulpinile de tip sălbatic (Ricci și colab., 2013).

Deși capsula este în mod obișnuit asociată cu rezistența la bacteriofagi (Ohshima și colab., 1988 Scholl și colab., 2005), unii bacteriofagi pot recunoaște această structură ca receptor și au evoluat împreună cu bacteriile pentru a recunoaște diferite tipuri de K antigen. Podofagul K1-5 al E coli are două tipuri de proteine ​​din fibra de coadă, care îi permit să recunoască bacteriile cu antigene K1 și K5 și are două glicozidaze specifice care îi permit să pătrundă în ambele tipuri de capsule (Scholl și colab., 2001 Leiman și colab., 2007). S-a raportat că E coli tulpinile lipsite de antigenul K sunt insensibile la infecția cu fagi (Stirm, 1968). Prin urmare, dacă capsula este recunoscută ca receptor, proliferarea tulpinilor BR poate fi asociată cu reducerea virulenței datorită participării acestei structuri la evaziunea sistemului imunitar. În acest caz, reducerea potențială a virulenței în tulpinile BR va depinde de rolul capsulei în speciile bacteriene specifice, deoarece există exemple de tulpini BR cu modificări ale receptorilor capsulei, dar virulență nealterată (Attridge și colab., 2001).


24.3: Infecții bacteriene ale tractului gastro-intestinal

  • Contribuit de OpenStax
  • Biologie generală la OpenStax CNX
  • Identificați cele mai frecvente bacterii care pot provoca infecții ale tractului gastro-intestinal
  • Comparați caracteristicile majore ale bolilor bacteriene specifice care afectează tractul gastro-intestinal

O gamă largă de boli gastro-intestinale sunt cauzate de contaminarea bacteriană a alimentelor. Amintiți-vă că boala de origine alimentară poate apărea fie din infecție, fie din intoxicație. În ambele cazuri, toxinele bacteriene sunt de obicei responsabile de producerea semnelor și simptomelor bolii. Distincția constă în locul în care sunt produse toxinele. Într-o infecție, agentul microbian este ingerat, colonizează intestinul și apoi produce toxine care afectează celulele gazdă. Într-o intoxicație, bacteriile produc toxine în alimente înainte de a fi ingerate. În ambele cazuri, toxinele provoacă leziuni celulelor care acoperă tractul gastro-intestinal, de obicei colonul. Acest lucru duce la semnele și simptomele comune ale diareei sau scaunelor apoase și crampelor abdominale sau dizenteriei mai severe. Simptomele bolilor transmisibile de alimente includ adesea greață și vărsături, care sunt mecanisme pe care organismul le folosește pentru a expulza materialele toxice.

Majoritatea bolilor gastro-intestinale bacteriene sunt de scurtă durată și se autolimitează, cu toate acestea, pierderea de lichide din cauza bolilor diareice severe poate duce la deshidratare care poate fi, în unele cazuri, fatală fără un tratament adecvat. Terapia de rehidratare orală cu soluții electrolitice este un aspect esențial al tratamentului pentru majoritatea pacienților cu boală GI, în special la copii și sugari.

Intoxicația alimentară stafilococică

Intoxicația alimentară stafilococică este o formă de intoxicație alimentară. Cand Staphylococcus aureus crește în alimente, poate produce enterotoxine care, atunci când sunt ingerate, pot provoca simptome precum greață, diaree, crampe și vărsături în decurs de una până la șase ore. În unele cazuri severe, poate provoca cefalee, deshidratare și modificări ale tensiunii arteriale și ale ritmului cardiac. Semnele și simptomele se remit în 24 - 48 de ore. S. aureus este adesea asociat cu o varietate de alimente crude sau gătite și gătite, inclusiv carne (de exemplu, conserve de carne, șuncă și cârnați) și produse lactate (de exemplu, brânzeturi, lapte și unt). De asemenea, se găsește în mod obișnuit pe mâini și poate fi transmis la alimentele preparate printr-o igienă precară, inclusiv spălarea slabă a mâinilor și utilizarea suprafețelor de preparare a alimentelor contaminate, cum ar fi plăcile de tăiat. Cel mai mare risc este pentru alimentele lăsate la o temperatură sub 60 ° C (140 ° F), ceea ce permite bacteriilor să crească. Alimentele gătite trebuie, în general, reîncălzite la cel puțin 60 ° C (140 ° F) pentru siguranță, iar majoritatea cărnii crude trebuie gătite la temperaturi interne chiar mai ridicate (Figura ( PageIndex <1> )).

Figura ( PageIndex <1> ): Această cifră indică temperaturile interne sigure asociate cu refrigerarea, gătitul și reîncălzirea diferitelor alimente. Temperaturile peste temperatura refrigerării și sub temperatura minimă de gătit pot permite creșterea microbiană, crescând probabilitatea apariției bolilor alimentare. (credit: modificarea lucrării de către USDA)

Sunt cel puțin 21 Stafilococ enterotoxine și Stafilococ toxine asemănătoare enterotoxinelor care pot provoca intoxicație alimentară. Enterotoxinele sunt proteine ​​rezistente la pH scăzut, permițându-le să treacă prin stomac. Sunt stabile la căldură și nu sunt distruse prin fierbere la 100 ° C. Chiar dacă bacteria în sine poate fi ucisă, enterotoxinele singure pot provoca vărsături și diaree, deși mecanismele nu sunt pe deplin înțelese. Cel puțin unele dintre simptome pot fi cauzate de faptul că enterotoxina funcționează ca superantigen și provoacă un răspuns imun puternic prin activarea proliferării celulelor T.

Debutul rapid al semnelor și simptomelor ajută la diagnosticarea acestei boli de origine alimentară. Deoarece nu este nevoie ca bacteria să fie prezentă pentru ca toxina să provoace simptome, diagnosticul este confirmat prin identificarea toxinei într-o probă alimentară sau în probe biologice (fecale sau vărsături) de la pacient. Tehnicile serologice, inclusiv ELISA, pot fi, de asemenea, utilizate pentru a identifica toxina din probele de alimente.

Starea se rezolvă, în general, relativ rapid, în decurs de 24 de ore, fără tratament. În unele cazuri, poate fi necesar un tratament de susținere într-un spital.

Cum poate S. aureus cauza intoxicație alimentară?

Shigeloza (dizenterie bacilară)

Când boala gastro-intestinală este asociată cu bacteria gram-negativă în formă de tijă Shigella, se numește dizenterie bacilară sau shigeloză. Infecțiile pot fi cauzate de S. dysenteriae, S. flexneri, S. boydii, și / sau S. sonnei care colonizează tractul GI. Shigeloza poate fi răspândită de la mână la gură sau prin alimente și apă contaminate. Cel mai frecvent, se transmite pe calea fecal-orală.

Shigella bacteriile invadează celulele epiteliale intestinale. Când sunt luați într-un fagozom, pot scăpa și apoi trăi în citoplasma celulei sau se pot deplasa în celulele adiacente. Pe măsură ce organismele se înmulțesc, epiteliul și structurile cu celule M ale plasturilor Peyer & rsquos din intestin pot deveni ulcerate și pot cauza pierderea de lichid. Se dezvoltă deseori crampe de stomac, febră și diaree apoasă care pot conține, de asemenea, puroi, mucus și / sau sânge. Cazurile mai severe pot duce la ulcerații ale mucoasei, la deshidratare și la sângerări rectale. În plus, pacienții pot dezvolta ulterior sindromul hemolitic uremic (HUS), o afecțiune gravă în care celulele sanguine deteriorate se acumulează în rinichi și pot provoca insuficiență renală sau artrită reactivă, o afecțiune în care artrita se dezvoltă în articulații multiple după infecție. Pacienții pot dezvolta, de asemenea, sindromul intestinului iritabil (IBS) postinfecție.

S. dysenteriae tipul 1 este capabil să producă toxină Shiga, care vizează celulele endoteliale ale vaselor de sânge mici din intestinul subțire și gros prin legarea la un glicosfingolipid. Odată ajuns în interiorul celulelor endoteliale, toxina vizează subunitatea ribozomală mare, afectând astfel sinteza proteinelor acestor celule. Pot rezulta hemoragii și leziuni în colon. Toxina poate viza rinichiul și rsquos glomerulus, vasele de sânge unde începe filtrarea sângelui în rinichi, rezultând astfel HUS.

Probele de scaun, care ar trebui procesate cu promptitudine, sunt analizate folosind tehnici serologice sau moleculare. O metodă obișnuită este de a efectua imunoanalize pentru S. dysenteriae. (Alte metode care pot fi utilizate pentru identificare Shigella includ benzi de testare API, sisteme Enterotube sau teste PCR. Prezența celulelor albe din sânge și a sângelui în probele fecale apare la aproximativ 70% dintre pacienți 1 (Figura ( PageIndex <2> )). Cazurile severe pot necesita antibiotice, cum ar fi ciprofloxacina și azitromicina, dar acestea trebuie prescrise cu atenție, deoarece rezistența este din ce în ce mai frecventă.

Figura ( PageIndex <2> ): globulele roșii și albe din sânge pot fi văzute în această micrografie a unei probe de scaun de la un pacient cu shigeloză.

Comparați și contrastați Shigella infecții și intoxicații.

Salmoneloză

Salmonella gastroenterita, numită și salmoneloză, este cauzată de bacteria gram-negativă în formă de tijă Salmonella. Două specii, S. enterica și S. bongori, cauzează boli la oameni, dar S. enterica este cel mai frecvent. Cele mai frecvente serotipuri de S. enterica sunt Enteritidis și Typhi. Vom discuta febra tifoidă cauzată de serotipurile Typhi și Paratyphi A separat. Aici ne vom concentra asupra salmonelozei cauzate de alte serotipuri.

Salmonella este o parte a microbiotei intestinale normale a multor indivizi. Cu toate acestea, salmoneloza este cauzată de agenți exogeni, iar infecția poate apărea în funcție de serotip, mărimea inoculului și starea generală de sănătate a gazdei. Infecția este cauzată de ingestia de alimente contaminate, manipularea cojilor de ouă sau expunerea la anumite animale. Salmonella face parte din microbiota păsărilor și rsquos, astfel încât expunerea la ouă crude și păsări crude poate crește riscul de infecție. Spălarea mâinilor și gătitul alimentelor reduc foarte mult riscul de transmitere. Salmonella bacteriile pot supraviețui înghețului pentru perioade lungi de timp, dar nu pot supraviețui temperaturilor ridicate.

Odată ce bacteriile sunt ingerate, acestea se înmulțesc în intestine și pătrund în celulele mucoasei epiteliale prin celulele M unde continuă să crească (Figura ( PageIndex <3> )). Acestea declanșează procese inflamatorii și hipersecreția de lichide. Odată ajunși în corp, aceștia pot persista în interiorul fagozomilor macrofagelor. Salmonella poate traversa membrana celulei epiteliale și poate intra în fluxul sanguin și în sistemul limfatic. Unele tulpini de Salmonella produc, de asemenea, o enterotoxină care poate provoca o intoxicație.

Persoanele infectate dezvoltă febră, greață, crampe abdominale, vărsături, cefalee și diaree. Aceste semne și simptome durează, în general, câteva zile până la o săptămână. Potrivit Centrelor pentru Controlul și Prevenirea Bolilor (CDC), există 1.000.000 de cazuri anual, cu 380 de decese în fiecare an. 2 Cu toate acestea, deoarece boala este de obicei autolimitată, multe cazuri nu sunt raportate medicilor și incidența generală poate fi sub raportată. Diagnosticul implică cultura urmată de serotipizare și amprentarea ADN-ului dacă este necesar. Rezultatele pozitive sunt raportate la CDC. Când este detectat un serotip neobișnuit, probele sunt trimise la CDC pentru analize suplimentare. Serotipizarea este importantă pentru determinarea tratamentului. Terapia de rehidratare orală este frecvent utilizată. Antibioticele sunt recomandate numai pentru cazurile grave. Când sunt necesare antibiotice, ca și la pacienții imunocompromiși, se recomandă fluorochinolone, cefalosporine de generația a treia și ampicilină. Rezistența la antibiotice este o preocupare serioasă.

Figura ( PageIndex <3> ): Salmonella care intră într-o celulă epitelială intestinală prin reorganizarea celulei gazdă și a citoscheletului rsquos prin mecanismul de declanșare. (credit: modificare a lucrărilor de către Institutele Naționale pentru Sănătate)

Febră tifoidă

Anumite serotipuri de S. enterica, în principal serotipul Typhi (S. typhi), dar și Paratyphi, cauzează un tip mai sever de salmoneloză numită febră tifoidă. Această boală gravă, care are o rată de mortalitate netratată de 10%, provoacă febră mare, dureri de corp, cefalee, greață, letargie și o posibilă erupție cutanată.

Unii indivizi poartă S. typhi fără să prezinte semne sau simptome (cunoscute sub numele de purtători asimptomatici) și să le arunce continuu prin fecale. Acești purtători au adesea bacteriile din vezica biliară sau epiteliul intestinal. Persoanele care consumă alimente sau apă contaminate cu aceste fecale se pot infecta.

S. typhi pătrund în mucoasa intestinală, cresc în macrofage și sunt transportate prin corp, mai ales în ficat și vezică biliară. În cele din urmă, macrofagele se lizează, eliberându-se S. typhi în fluxul sanguin și sistemul limfatic. Mortalitatea poate rezulta din ulcerația și perforația intestinului. O gamă largă de complicații, cum ar fi pneumonia și icterul, pot apărea cu boala diseminată.

S. typhi avea Salmonella insule de patogenitate (SPI) care conțin genele pentru mulți dintre factorii lor de virulență. Două exemple de toxine tifoide importante sunt antigenul Vi, care codifică pentru producerea capsulelor, și toxina himerică A2B5, care provoacă multe dintre semnele și simptomele fazei acute a febrei tifoide.

Examenul clinic și cultura sunt utilizate pentru a pune diagnosticul. Bacteriile pot fi cultivate din fecale, urină, sânge sau măduvă osoasă. Serologia, inclusiv ELISA, este utilizată pentru a identifica cele mai patogene tulpini, dar este necesară confirmarea cu teste ADN sau cultură. Se poate utiliza și un test PCR, dar nu este disponibil pe scară largă.

Tratamentul antibiotic recomandat implică fluorochinolone, ceftriaxonă și azitromicină. Indivizii trebuie să fie extrem de atenți pentru a evita infectarea altora în timpul tratamentului. Febra tifoidă poate fi prevenită prin vaccinare pentru persoanele care călătoresc în părți ale lumii unde este frecventă.

De ce este serotipizarea deosebit de importantă în Salmonella infecții și febră tifoidă?

Mary Mallon a fost un imigrant irlandez care a lucrat ca bucătar în New York la începutul secolului al XX-lea. De-a lungul a șapte ani, din 1900 până în 1907, Mallon a lucrat pentru mai multe gospodării diferite, răspândind, fără să știe, boala oamenilor care locuiau în fiecare. În 1906, o familie l-a angajat pe George Soper, expert în epidemii de febră tifoidă, pentru a determina cauza bolilor din gospodăria lor. În cele din urmă, Soper l-a urmărit pe Mallon și a legat direct de ea 22 de cazuri de febră tifoidă. El a descoperit că Mallon era purtător de tifos, dar era imun la ea însăși. Deși purtătorii activi fuseseră recunoscuți înainte, aceasta a fost prima dată când a fost identificat un purtător asimptomatic al infecției.

Deoarece ea însăși nu fusese niciodată bolnavă, Mallon a fost greu să creadă că ar putea fi sursa bolii. A fugit de Soper și de autorități pentru că nu dorea să fie pusă în carantină sau obligată să renunțe la profesia ei, care era relativ bine plătită pentru cineva cu experiența ei. Cu toate acestea, Mallon a fost prinsă în cele din urmă și ținută într-o unitate de izolare din Bronx, unde a rămas până în 1910, când departamentul de sănătate din New York a eliberat-o cu condiția să nu mai lucreze niciodată cu alimente. Din păcate, Mallon nu s-a conformat, iar în curând a început să lucreze din nou ca bucătar. După ce au început să apară cazuri noi care au dus la moartea a doi indivizi, autoritățile au urmărit-o din nou și au readus-o în izolare, unde a rămas încă 23 de ani până la moartea sa în 1938. Epidemiologii au reușit să urmărească 51 de cazuri de febră tifoidă. și trei decese în mod direct la Mallon, care este amintit fără îndoială ca & ldquoTyphoid Mary. & rdquo

Cazul Typhoid Mary are corelații directe în industria asistenței medicale. Luați în considerare Kaci Hickox, o asistentă americană care a tratat pacienții cu Ebola din Africa de Vest în timpul epidemiei din 2014. După ce s-a întors în Statele Unite, Hickox a fost pusă în carantină împotriva voinței sale timp de trei zile și ulterior a constatat că nu are Ebola. Hickox s-a opus vehement carantinei. Într-un editorial publicat în ziarul britanic The Guardian, 3 Hickox a susținut că punerea în carantină a lucrătorilor din domeniul sănătății asimptomatici care nu au dat rezultate pozitive pentru o boală nu numai că îi va împiedica pe acești indivizi să-și exercite profesia, ci să-i descurajeze pe alții să se ofere voluntari pentru a lucra în boli- zone călărite în care lucrătorii din domeniul sănătății au nevoie disperată.

Care este responsabilitatea unui individ ca Mary Mallon de a-și schimba comportamentul pentru a-i proteja pe ceilalți? Ce se întâmplă atunci când o persoană crede că nu este un risc, dar alții cred că este? Cum ați reacționa dacă ați fi în pantofii Mallon & rsquos și ați fi plasați într-o carantină pe care nu ați crezut-o necesară, în detrimentul propriei libertăți și, eventual, a carierei dvs.? Ar conta dacă ai fi cu siguranță infectat sau nu?

Infecții cu E. coli

Tija gram-negativă Escherichia coli este un membru comun al microbiotei normale a colonului. Deși marea majoritate a E coli tulpinile sunt bacterii comensale utile, unele pot fi patogene și pot provoca boli diareice periculoase. Tulpinile patogene au factori de virulență suplimentari, cum ar fi fimbriile de tip 1, care promovează colonizarea colonului sau pot produce toxine (vezi Factorii de virulență ai agenților patogeni bacterieni și virali). Acești factori de virulență sunt dobândiți prin transfer orizontal de gene.

Boala extraintestinală poate rezulta dacă bacteriile se răspândesc din tractul gastro-intestinal. Deși aceste bacterii pot fi răspândite de la persoană la persoană, ele sunt adesea dobândite prin alimente sau apă contaminate. Există șase grupuri patogene recunoscute de E coli, dar ne vom concentra aici asupra celor patru care se transmit cel mai frecvent prin alimente și apă.

Enterotoxigenic E coli (ETEC), cunoscută și sub numele de diaree călătorie și rsquos, provoacă boli diareice și este frecventă în țările mai puțin dezvoltate. În Mexic, infecția ETEC se numește Montezuma & rsquos Revenge. După ingestia de alimente sau apă contaminate, persoanele infectate dezvoltă diaree apoasă, crampe abdominale, stare generală de rău (senzație de rău) și febră scăzută. ETEC produce o enterotoxină stabilă la căldură similară toxinei holerei și adezine numite factori de colonizare care ajută bacteriile să se atașeze de peretele intestinal. Unele tulpini de ETEC produc, de asemenea, toxine labile la căldură. Boala este de obicei relativ ușoară și autolimitată. Diagnosticul implică cultivarea și PCR. Dacă este necesar, tratamentul cu antibiotice cu fluorochinolone, doxiciclină, rifaximină și trimetoprim-sulfametoxazol (TMP / SMZ) poate scurta durata infecției. Cu toate acestea, rezistența la antibiotice este o problemă.

Enteroinvaziv E coli (EIEC) este foarte asemănător cu shigeloza, inclusiv patogeneza invaziei intracelulare în țesutul epitelial intestinal. Această bacterie poartă o plasmidă mare care este implicată în penetrarea celulelor epiteliale. Boala este de obicei autolimitată, cu simptome incluzând diaree apoasă, frisoane, crampe, stare generală de rău, febră și dizenterie. Cultivarea și testarea PCR pot fi utilizate pentru diagnostic. Tratamentul cu antibiotice nu este recomandat, deci se folosește terapie de susținere dacă este necesar.

Enteropatogen E coli (EPEC) poate provoca o diaree potențial fatală, în special la sugari și la cei din țările mai puțin dezvoltate. Febra, vărsăturile și diareea pot duce la deshidratare severă. Aceste E coli injectați o proteină (Tir) care se atașează la suprafața celulelor epiteliale intestinale și declanșează rearanjarea actinei celulei gazdă de la microvilli la piedestale. Tir se întâmplă, de asemenea, să fie receptorul pentru Intimin, o proteină de suprafață produsă de EPEC, permițând astfel E coli la & ldquosit & rdquo pe piedestal. Genele necesare acestei formări de piedestal sunt codificate pe locusul insulei de patogenitate a eliminării enterocitelor (LEE). Ca și în cazul ETEC, diagnosticul implică cultivarea și PCR. Tratamentul este similar cu cel pentru ETEC.

Cele mai periculoase tulpini sunt enterohemoragice E coli (EHEC), care sunt tulpinile capabile să provoace epidemii. În special, tulpina O157: H7 a fost responsabilă de mai multe focare recente. Amintiți-vă că O și H se referă la antigeni de suprafață care contribuie la patogenitate și declanșează un răspuns imun al gazdei (& ldquoO & rdquo se referă la lanțul O al lipopolizaharidei, iar & ldquoH & rdquo se referă la flageli). Similar cu EPEC, EHEC formează și piedestaluri. EHEC produce, de asemenea, o toxină asemănătoare Shiga. Deoarece genomul acestei bacterii a fost secvențiat, se știe că genele toxinei Shiga au fost cel mai probabil dobândite prin transducție (transfer orizontal de gene). Genele toxinei Shiga provin din Shigella disenteriae. Propag de la un bacteriofag care a infectat anterior Shigella integrat în cromozomul E coli. Toxina asemănătoare Shiga este adesea numită verotoxină.

EHEC poate provoca boli variind de la relativ ușoară până la viața în pericol. Simptomele includ diaree sângeroasă cu crampe severe, dar fără febră. Deși este adesea autolimitată, poate duce la colită hemoragică și sângerări abundente. O posibilă complicație este HUS. Diagnosticul implică cultura, utilizând adesea MacConkey cu sorbitol agar pentru a face diferența E coli O157: H7, care nu fermentează sorbitolul și alte tulpini mai puțin virulente de E coli care poate fermenta sorbitolul.

De asemenea, pot fi utilizate tipografii serologice sau teste PCR, precum și teste genetice pentru toxina Shiga. Pentru a distinge EPEC de EHEC, deoarece ambele formează piedestale pe celulele epiteliale intestinale, este necesar să se testeze gene care codifică atât toxina asemănătoare Shiga, cât și LEE. Atât EPEC, cât și EHEC au LEE, dar EPEC nu are gena toxinei Shiga. Terapia cu antibiotice nu este recomandată și poate agrava HUS din cauza toxinelor eliberate atunci când bacteriile sunt ucise, deci trebuie folosite terapii de susținere. Tabelul ( PageIndex <1> ) rezumă caracteristicile celor patru grupuri patogene cele mai comune.

Table (PageIndex<1>): Some Pathogenic Groups of E. coli
grup Virulence Factors and Genes Semne si simptome Teste de diagnostic Tratament
Enterotoxigenic E coli (ETEC) Heat stable enterotoxin similar to cholera toxin Relatively mild, watery diarrhea Culturing, PCR Self-limiting if needed, fluoroquinolones, doxycycline, rifaximin, TMP/SMZ antibiotic resistance is a problem
Enteroinvasive E coli (EIEC) Inv (invasive plasmid) genes Relatively mild, watery diarrhea dysentery or inflammatory colitis may occur Culturing, PCR testing for inv gene additional assays to distinguish from Shigella Supportive therapy only antibiotics not recommended
Enteropathogenic E coli (EPEC) Locus of enterocyte effacement (LEE) pathogenicity island Severe fever, vomiting, nonbloody diarrhea, dehydration potentially fatal Culturing, PCR detection of LEE lacking Shiga-like toxin genes Self-limiting if needed, fluoroquinolones, doxycycline, rifaximin (TMP/SMZ) antibiotic resistance is a problem
Enterohemorrhagic E coli (EHEC) Verotoxin May be mild or very severe bloody diarrhea may result in HUS Culturing plate on MacConkey agar with sorbitol agar as it does not ferment sorbitol PCR detection of LEE containing Shiga-like toxin genes Antibiotics are not recommended due to the risk of HUS

Compare and contrast the virulence factors and signs and symptoms of infections with the four main E coli grupuri.

Cholera and Other Vibrios

The gastrointestinal disease cholera is a serious infection often associated with poor sanitation, especially following natural disasters, because it is spread through contaminated water and food that has not been heated to temperatures high enough to kill the bacteria. It is caused by Vibrio cholerae serotype O1, a gram-negative, flagellated bacterium in the shape of a curved rod (vibrio). According to the CDC, cholera causes an estimated 3 to 5 million cases and 100,000 deaths each year. 4

pentru că V. cholerae is killed by stomach acid, relatively large doses are needed for a few microbial cells to survive to reach the intestines and cause infection. The motile cells travel through the mucous layer of the intestines, where they attach to epithelial cells and release cholera enterotoxin. The toxin is an A-B toxin with activity through adenylate cyclase (see Virulence Factors of Bacterial and Viral Pathogens). Within the intestinal cell, cyclic AMP (cAMP) levels increase, which activates a chloride channel and results in the release of ions into the intestinal lumen. This increase in osmotic pressure in the lumen leads to water also entering the lumen. As the water and electrolytes leave the body, it causes rapid dehydration and electrolyte imbalance. Diarrhea is so profuse that it is often called &ldquorice water stool,&rdquo and patients are placed on cots with a hole in them to monitor the fluid loss (Figure (PageIndex<4>)).

Cholera is diagnosed by taking a stool sample and culturing for Vibrio. The bacteria are oxidase positive and show non-lactose fermentation on MacConkey agar. Gram-negative lactose fermenters will produce red colonies while non-fermenters will produce white/colorless colonies. Gram-positive bacteria will not grow on MacConkey. Lactose fermentation is commonly used for pathogen identification because the normal microbiota generally ferments lactose while pathogens do not. V. cholerae may also be cultured on thiosulfate citrate bile salts sucrose (TCBS) agar, a selective and differential media for Vibrio spp., which produce a distinct yellow colony.

Cholera may be self-limiting and treatment involves rehydration and electrolyte replenishment. Although antibiotics are not typically needed, they can be used for severe or disseminated disease. Tetracyclines are recommended, but doxycycline, erythromycin, orfloxacin, ciprofloxacin, and TMP/SMZ may be used. Recent evidence suggests that azithromycin is also a good first-line antibiotic. Good sanitation&mdashincluding appropriate sewage treatment, clean supplies for cooking, and purified drinking water&mdashis important to prevent infection (Figure (PageIndex<4>))

Figure (PageIndex<4>): (a) Outbreaks of cholera often occur in areas with poor sanitation or after natural disasters that compromise sanitation infrastructure. (b) At a cholera treatment center in Haiti, patients are receiving intravenous fluids to combat the dehydrating effects of this disease. They often lie on a cot with a hole in it and a bucket underneath to allow for monitoring of fluid loss. (c) This scanning electron micrograph shows Vibrio cholera. (credit a, b: modification of work by Centers for Disease Control and Prevention credit c: modification of work by Janice Carr, Centers for Disease Control and Prevention)

V. cholera is not the only Vibrio species that can cause disease. V. parahemolyticus is associated with consumption of contaminated seafood and causes gastrointestinal illness with signs and symptoms such as watery diarrhea, nausea, fever, chills, and abdominal cramps. The bacteria produce a heat-stable hemolysin, leading to dysentery and possible disseminated disease. It also sometimes causes wound infections. V. parahemolyticus is diagnosed using cultures from blood, stool, or a wound. As with V. cholera, selective medium (especially TCBS agar) works well. Tetracycline and ciprofloxacin can be used to treat severe cases, but antibiotics generally are not needed.

Vibrio vulnificus is found in warm seawater and, unlike V. cholerae, is not associated with poor sanitary conditions. The bacteria can be found in raw seafood, and ingestion causes gastrointestinal illness. It can also be acquired by individuals with open skin wounds who are exposed to water with high concentrations of the pathogen. In some cases, the infection spreads to the bloodstream and causes septicemia. Skin infection can lead to edema, ecchymosis (discoloration of skin due to bleeding), and abscesses. Patients with underlying disease have a high fatality rate of about 50%. It is of particular concern for individuals with chronic liver disease or who are otherwise immunodeficient because a healthy immune system can often prevent infection from developing. V. vulnificus is diagnosed by culturing for the pathogen from stool samples, blood samples, or skin abscesses. Adult patients are treated with doxycycline combined with a third generation cephalosporin or with fluoroquinolones, and children are treated with TMP/SMZ.

Two other vibrios, Aeromonas hydrophila și Plesiomonas shigelloides, are also associated with marine environments and raw seafood they can also cause gastroenteritis. Ca V. vulnificus, A. hydrophila is more often associated with infections in wounds, generally those acquired in water. In some cases, it can also cause septicemia. Alte specii de Aeromonas can cause illness. P. shigelloides is sometimes associated with more serious systemic infections if ingested in contaminated food or water. Culture can be used to diagnose A. hydrophila și P. shigelloides infections, for which antibiotic therapy is generally not needed. When necessary, tetracycline and ciprofloxacin, among other antibiotics, may be used for treatment of A. hydrophila, and fluoroquinolones and trimethoprim are the effective treatments for P. shigelloides.

Cum se V. cholera infection cause rapid dehydration?

Campylobacter jejuni Gastroenteritis

Campylobacter is a genus of gram-negative, spiral or curved bacteria. They may have one or two flagella. Campylobacter jejuni gastroenteritis, a form of campylobacteriosis, is a widespread illness that is caused by Campylobacter jejuni. The primary route of transmission is through poultry that becomes contaminated during slaughter. Handling of the raw chicken in turn contaminates cooking surfaces, utensils, and other foods. Unpasteurized milk or contaminated water are also potential vehicles of transmission. In most cases, the illness is self-limiting and includes fever, diarrhea, cramps, vomiting, and sometimes dysentery. More serious signs and symptoms, such as bacteremia, meningitis, pancreatitis, cholecystitis, and hepatitis, sometimes occur. It has also been associated with autoimmune conditions such as Guillain-Barré syndrome, a neurological disease that occurs after some infections and results in temporary paralysis. HUS following infection can also occur. The virulence in many strains is the result of hemolysin production and the presence of Campylobacter cytolethal distending toxin (CDT), a powerful deoxyribonuclease (DNase) that irreversibly damages host cell DNA.

Diagnosis involves culture under special conditions, such as elevated temperature, low oxygen tension, and often medium supplemented with antimicrobial agents. These bacteria should be cultured on selective medium (such as Campy CV, charcoal selective medium, or cefaperazone charcoal deoxycholate agar) and incubated under microaerophilic conditions for at least 72 hours at 42 °C. Antibiotic treatment is not usually needed, but erythromycin or ciprofloxacin may be used.

Peptic Ulcers

The gram-negative bacterium Helicobacter pylori is able to tolerate the acidic environment of the human stomach and has been shown to be a major cause of peptic ulcers, which are ulcers of the stomach or duodenum. The bacterium is also associated with increased risk of stomach cancer (Figure (PageIndex<5>)). According to the CDC, approximately two-thirds of the population is infected with H. pylori, but less than 20% have a risk of developing ulcers or stomach cancer. H. pylori is found in approximately 80% of stomach ulcers and in over 90% of duodenal ulcers. 5

H. pylori colonizes epithelial cells in the stomach using pili for adhesion. These bacteria produce urease, which stimulates an immune response and creates ammonia that neutralizes stomach acids to provide a more hospitable microenvironment. The infection damages the cells of the stomach lining, including those that normally produce the protective mucus that serves as a barrier between the tissue and stomach acid. As a result, inflammation (gastritis) occurs and ulcers may slowly develop. Ulcer formation can also be caused by toxin activity. It has been reported that 50% of clinical isolates of H. pylori have detectable levels of exotoxin activity in vitro. 6 This toxin, VacA, induces vacuole formation in host cells. VacA has no primary sequence homology with other bacterial toxins, and in a mouse model, there is a correlation between the presence of the toxin gene, the activity of the toxin, and gastric epithelial tissue damage.

Signs and symptoms include nausea, lack of appetite, bloating, burping, and weight loss. Bleeding ulcers may produce dark stools. If no treatment is provided, the ulcers can become deeper, more tissues can be involved, and stomach perforation can occur. Because perforation allows digestive enzymes and acid to leak into the body, it is a very serious condition.

Figure (PageIndex<5>): Helicobacter infection decreases mucus production and causes peptic ulcers. (credit top left photo: modification of work by "Santhosh Thomas"/YouTube credit top right photo: modification of work by Moriya M, Uehara A, Okumura T, Miyamoto M, and Kohgo Y)

To diagnose H. pylori infection, multiple methods are available. In a breath test, the patient swallows radiolabeled urea. Dacă H. pylori is present, the bacteria will produce urease to break down the urea. This reaction produces radiolabeled carbon dioxide that can be detected in the patient&rsquos breath. Blood testing can also be used to detect antibodies to H. pylori. The bacteria themselves can be detected using either a stool test or a stomach wall biopsy.

Antibiotics can be used to treat the infection. However, unique to H. pylori, the recommendation from the US Food and Drug Administration is to use a triple therapy. The current protocols are 10 days of treatment with omeprazole, amoxicillin, and clarithromycin (OAC) 14 days of treatment with bismuth subsalicylate, metronidazole, and tetracycline (BMT) or 10 or 14 days of treatment with lansoprazole, amoxicillin, and clarithromycin (LAC). Omeprazole, bismuth subsalicylate, and lansoprazole are not antibiotics but are instead used to decrease acid levels because H. pylori prefers acidic environments.

Although treatment is often valuable, there are also risks to H. pylori eradication. Infection with H. pylori may actually protect against some cancers, such as esophageal adenocarcinoma and gastroesophageal reflux disease. 7 8

Cum se H. pylori cause peptic ulcers?

Clostridium perfringens Gastroenteritis

Clostridium perfringens gastroenteritis is a generally mild foodborne disease that is associated with undercooked meats and other foods. C. perfringens is a gram-positive, rod-shaped, endospore-forming anaerobic bacterium that is tolerant of high and low temperatures. At high temperatures, the bacteria can form endospores that will germinate rapidly in foods or within the intestine. Food poisoning by type A strains is common. This strain always produces an enterotoxin, sometimes also present in other strains, that causes the clinical symptoms of cramps and diarrhea. A more severe form of the illness, called pig-bel or enteritis necroticans, causes hemorrhaging, pain, vomiting, and bloating. Gangrene of the intestines may result. This form has a high mortality rate but is rare in the United States.

Diagnosis involves detecting the C. perfringens toxin in stool samples using either molecular biology techniques (PCR detection of the toxin gene) or immunology techniques (ELISA). The bacteria itself may also be detected in foods or in fecal samples. Treatment includes rehydration therapy, electrolyte replacement, and intravenous fluids. Antibiotics are not recommended because they can damage the balance of the microbiota in the gut, and there are concerns about antibiotic resistance. The illness can be prevented through proper handling and cooking of foods, including prompt refrigeration at sufficiently low temperatures and cooking food to a sufficiently high temperature.

Clostridium difficile

Clostridium difficile is a gram-positive rod that can be a commensal bacterium as part of the normal microbiota of healthy individuals. When the normal microbiota is disrupted by long-term antibiotic use, it can allow the overgrowth of this bacterium, resulting in antibiotic-associated diarrhea caused by C. difficile. Antibiotic-associated diarrhea can also be considered a nosocomial disease. Patients at the greatest risk of C. difficile infection are those who are immunocompromised, have been in health-care settings for extended periods, are older, have recently taken antibiotics, have had gastrointestinal procedures done, or use proton pump inhibitors, which reduce stomach acidity and allow proliferation of C. difficile. Because this species can form endospores, it can survive for extended periods of time in the environment under harsh conditions and is a considerable concern in health-care settings.

This bacterium produces two toxins, Clostridium difficile toxin A (TcdA) and Clostridium difficile toxin B (TcdB). These toxins inactivate small GTP-binding proteins, resulting in actin condensation and cell rounding, followed by cell death. Infections begin with focal necrosis, then ulceration with exudate, and can progress to pseudomembranous colitis, which involves inflammation of the colon and the development of a pseudomembrane of fibrin containing dead epithelial cells and leukocytes (Figure (PageIndex<6>)). Watery diarrhea, dehydration, fever, loss of appetite, and abdominal pain can result. Perforation of the colon can occur, leading to septicemia, shock, and death. C. difficile is also associated with necrotizing enterocolitis in premature babies and neutropenic enterocolitis associated with cancer therapies.

Figure (PageIndex<6>): Clostridium difficile is able to colonize the mucous membrane of the colon when the normal microbiota is disrupted. The toxins TcdA and TcdB trigger an immune response, with neutrophils and monocytes migrating from the bloodstream to the site of infection. Over time, inflammation and dead cells contribute to the development of a pseudomembrane. (credit micrograph: modification of work by Janice Carr, Centers for Disease Control and Prevention)

Diagnosis is made by considering the patient history (such as exposure to antibiotics), clinical presentation, imaging, endoscopy, lab tests, and other available data. Detecting the toxin in stool samples is used to confirm diagnosis. Although culture is preferred, it is rarely practical in clinical practice because the bacterium is an obligate anaerobe. Nucleic acid amplification tests, including PCR, are considered preferable to ELISA testing for molecular analysis.

The first step of conventional treatment is to stop antibiotic use, and then to provide supportive therapy with electrolyte replacement and fluids. Metronidazole is the preferred treatment if the C. difficile diagnosis has been confirmed. Vancomycin can also be used, but it should be reserved for patients for whom metronidazole was ineffective or who meet other criteria (e.g., under 10 years of age, pregnant, or allergic to metronidazole).

A newer approach to treatment, known as a fecal transplant, focuses on restoring the microbiota of the gut in order to combat the infection. In this procedure, a healthy individual donates a stool sample, which is mixed with saline and transplanted to the recipient via colonoscopy, endoscopy, sigmoidoscopy, or enema. It has been reported that this procedure has greater than 90% success in resolving C. difficile infecții. 9

How does antibiotic use lead to C. difficile infections?

Foodborne Illness Due to Bacillus cereus

Bacillus cereus, commonly found in soil, is a gram-positive endospore-forming bacterium that can sometimes cause foodborne illness. B. cereus endospores can survive cooking and produce enterotoxins in food after it has been heated illnesses often occur after eating rice and other prepared foods left at room temperature for too long. The signs and symptoms appear within a few hours of ingestion and include nausea, pain, and abdominal cramps. B. cereus produces two toxins: one causing diarrhea, and the other causing vomiting. More severe signs and symptoms can sometimes develop.

Diagnosis can be accomplished by isolating bacteria from stool samples or vomitus and uneaten infected food. Treatment involves rehydration and supportive therapy. Antibiotics are not typically needed, as the illness is usually relatively mild and is due to toxin activity.

Foodborne Illness Due to Yersinia

Genul Yersinia is best known for Yersinia pestis, a gram-negative rod that causes the plague. In orice caz, Y. enterocolitica și Y. pseudotuberculosis can cause gastroenteritis. The infection is generally transmitted through the fecal-oral route, with ingestion of food or water that has been contaminated by feces. Intoxication can also result because of the activity of its endotoxin and exotoxins (enterotoxin and cytotoxin necrotizing factor). The illness is normally relatively mild and self-limiting. However, severe diarrhea and dysentery can develop in infants. In adults, the infection can spread and cause complications such as reactive arthritis, thyroid disorders, endocarditis, glomerulonephritis, eye inflammation, and/or erythema nodosum. Bacteremia may develop in rare cases.

Diagnosis is generally made by detecting the bacteria in stool samples. Samples may also be obtained from other tissues or body fluids. Treatment is usually supportive, including rehydration, without antibiotics. If bacteremia or other systemic disease is present, then antibiotics such as fluoroquinolones, aminoglycosides, doxycycline, and trimethoprim-sulfamethoxazole may be used. Recovery can take up to two weeks.

Compare and contrast foodborne illnesses due to B. cereus și Yersinia.

BACTERIAL INFECTIONS OF THE GASTROINTESTINAL TRACT

Bacterial infections of the gastrointestinal tract generally occur when bacteria or bacterial toxins are ingested in contaminated food or water. Toxins and other virulence factors can produce gastrointestinal inflammation and general symptoms such as diarrhea and vomiting. Bacterial GI infections can vary widely in terms of severity and treatment. Some can be treated with antibiotics, but in other cases antibiotics may be ineffective in combating toxins or even counterproductive if they compromise the GI microbiota. Figure (PageIndex<7>) and Figure (PageIndex<8>) the key features of common bacterial GI infections.

Figure (PageIndex<7>): Bacterial infections of the GI tract. Figure (PageIndex<8>): Bacterial infections of the GI tract.

At the hospital, Carli&rsquos doctor began to think about possible causes of her severe gastrointestinal distress. One possibility was food poisoning, but no one else in her family was sick. The doctor asked about what Carli had eaten the previous day her mother mentioned that she&rsquod had eggs for lunch, and that they may have been a little undercooked. The doctor took a sample of Carli&rsquos stool and sent it for laboratory testing as part of her workup. She suspected that Carli could have a case of bacterial or viral gastroenteritis, but she needed to know the cause in order to prescribe an appropriate treatment.

In the laboratory, technicians microscopically identified gram-negative bacilli in Carli&rsquos stool sample. They also established a pure culture of the bacteria and analyzed it for antigens. This testing showed that the causative agent was Salmonella.


Mulțumiri

We thank the clinical and laboratory teams at the collaborating institutions, and the sequencing and informatics teams at the Wellcome Sanger Institute. We are also grateful for the insightful feedback on the manuscript provided by Dr. Bernard Beall and Dr. Allen S. Craig at the Centers for Disease Control and Prevention (CDC) in the US. This study was funded by the Bill and Melinda Gates Foundation (grant number: OPP1023440 and OPP1034556). C.C., G.T. and S.D.B. were supported by funding from the Joint Programme Initiative for Antimicrobial Resistance (JPIAMR). The contents of this paper are solely the responsibility of the authors and does not necessarily represent the official views of their affiliated institutions and the funding agencies.


Rezumat

Phage therapy, long overshadowed by chemical antibiotics, is garnering renewed interest in Western medicine. This stems from the rise in frequency of multi-drug-resistant bacterial infections in humans. There also have been recent case reports of phage therapy demonstrating clinical utility in resolving these otherwise intractable infections. Nevertheless, bacteria can readily evolve phage resistance too, making it crucial for modern phage therapy to develop strategies to capitalize on this inevitability. Here, we review the history of phage therapy research. We compare and contrast phage therapy and chemical antibiotics, highlighting their potential synergies when used in combination. We also examine the use of animal models, case studies, and results from clinical trials. Throughout, we explore how the modern scientific community works to improve the reliability and success of phage therapy in the clinic and discuss how to properly evaluate the potential for phage therapy to combat antibiotic-resistant bacteria.


Referințe

Hacker J, Blum-Oehler G, Muhldorfer I, Tschape H: Pathogenicity islands of virulent bacteria: structure, function and impact on microbial evolution. Mol Microbiol. 1997, 23: 1089-1097. 10.1046/j.1365-2958.1997.3101672.x.

Oelschlaeger TA, Hacker J: Impact of pathogenicity islands in bacterial diagnostics. Apmis. 2004, 112: 930-936. 10.1111/j.1600-0463.2004.apm11211-1214.x.

Bentley SD, Parkhill J: Comparative genomic structure of prokaryotes. Annu Rev Genet. 2004, 38: 771-792. 10.1146/annurev.genet.38.072902.094318.

Ochman H, Davalos LM: The nature and dynamics of bacterial genomes. Ştiinţă. 2006, 311: 1730-1733. 10.1126/science.1119966.

Doring D: Chronic Pseudomonas aeruginosa lung infection in cystic fibrosis patients. Pseudomonas aeruginosa as an opportunistic pathogen. 1993, New York: Plenum Press, 245-273.

Wood RE: Pseudomonas: the compromised host. Hosp Pract. 1976, 11: 91-100.

Stover CK, Pham XQ, Erwin AL, Mizoguchi SD, Warrener P, Hickey MJ, Brinkman FS, Hufnagle WO, Kowalik DJ, Lagrou M, et al: Complete genome sequence of Pseudomonas aeruginosa PA01, an opportunistic pathogen. Natură. 2000, 406: 959-964. 10.1038/35023079.

Ernst RK, D'Argenio DA, Ichikawa JK, Bangera MG, Selgrade S, Burns JL, Hiatt P, McCoy K, Brittnacher M, Kas A, et al: Genome mosaicism is conserved but not unique in Pseudomonas aeruginosa isolates from the airways of young children with cystic fibrosis. Environ Microbiol. 2003, 5: 1341-1349. 10.1111/j.1462-2920.2003.00518.x.

Wolfgang MC, Kulasekara BR, Liang X, Boyd D, Wu K, Yang Q, Miyada CG, Lory S: Conservation of genome content and virulence determinants among clinical and environmental isolates of Pseudomonas aeruginosa. Proc Natl Acad Sci SUA. 2003, 100: 8484-8489. 10.1073/pnas.0832438100.

Spencer DH, Kas A, Smith EE, Raymond CK, Sims EH, Hastings M, Burns JL, Kaul R, Olson MV: Whole-genome sequence variation among multiple isolates of Pseudomonas aeruginosa. J Bacteriol. 2003, 185: 1316-1325. 10.1128/JB.185.4.1316-1325.2003.

Choi JY, Sifri CD, Goumnerov BC, Rahme LG, Ausubel FM, Calderwood SB: Identification of virulence genes in a pathogenic strain of Pseudomonas aeruginosa by representational difference analysis. J Bacteriol. 2002, 184: 952-961. 10.1128/jb.184.4.952-961.2002.

Rahme LG, Stevens EJ, Wolfort SF, Shao J, Tompkins RG, Ausubel FM: Common virulence factors for bacterial pathogenicity in plants and animals. Ştiinţă. 1995, 268: 1899-1902. 10.1126/science.7604262.

Tan MW, Mahajan-Miklos S, Ausubel FM: Killing of Caenorhabditis elegans de Pseudomonas aeruginosa used to model mammalian bacterial pathogenesis. Proc Natl Acad Sci SUA. 1999, 96: 715-720. 10.1073/pnas.96.2.715.

Jander G, Rahme LG, Ausubel FM: Positive correlation between virulence of Pseudomonas aeruginosa mutants in mice and insects. J Bacteriol. 2000, 182: 3843-3845. 10.1128/JB.182.13.3843-3845.2000.

Mahajan-Miklos S, Tan MW, Rahme LG, Ausubel FM: Molecular mechanisms of bacterial virulence elucidated using a Pseudomonas aeruginosa-Caenorhabditis elegans pathogenesis model. Celula. 1999, 96: 47-56. 10.1016/S0092-8674(00)80958-7.

Miyata S, Casey M, Frank DW, Ausubel FM, Drenkard E: Use of the Galleria mellonella caterpillar as a model host to study the role of the type III secretion system in Pseudomonas aeruginosa pathogenesis. Infect Immun. 2003, 71: 2404-2413. 10.1128/IAI.71.5.2404-2413.2003.

Rahme LG, Tan MW, Le L, Wong SM, Tompkins RG, Calderwood SB, Ausubel FM: Use of model plant hosts to identify Pseudomonas aeruginosa virulence factors. Proc Natl Acad Sci SUA. 1997, 94: 13245-13250. 10.1073/pnas.94.24.13245.

Tan MW, Rahme LG, Sternberg JA, Tompkins RG, Ausubel FM: Pseudomonas aeruginosa killing of Caenorhabditis elegans used to identify P. aeruginosa virulence factors. Proc Natl Acad Sci SUA. 1999, 96: 2408-2413. 10.1073/pnas.96.5.2408.

He J, Baldini RL, Deziel E, Saucier M, Zhang Q, Liberati NT, Lee D, Urbach J, Goodman HM, Rahme LG: The broad host range pathogen Pseudomonas aeruginosa strain PA14 carries two pathogenicity islands harboring plant and animal virulence genes. Proc Natl Acad Sci SUA. 2004, 101: 2530-2535. 10.1073/pnas.0304622101.

Huang B, Whitchurch CB, Croft L, Beatson SA, Mattick JS: A minimal tiling path cosmid library for functional analysis of the Pseudomonas aeruginosa PAO1 genome. Microb Comp Genomics. 2000, 5: 189-203.

Pseudomonas Genome Project and PseudoCAP. [http://www.pseudomonas.com/]

Kim CC, Joyce EA, Chan K, Falkow S: Improved analytical methods for microarray-based genome-composition analysis. Genome Biol. 2002, 3: RESEARCH0065-10.1186/gb-2002-3-11-research0065.

Liberati NT, Urbach JM, Miyata S, Lee DG, Drenkard E, Wu G, Villanueva J, Wei T, Ausubel FM: An ordered, nonredundant library of Pseudomonas aeruginosa strain PA14 transposon insertion mutants. Proc Natl Acad Sci SUA. 2006, 103: 2833-2838. 10.1073/pnas.0511100103.

Romling U, Kader A, Sriramulu DD, Simm R, Kronvall G: Worldwide distribution of Pseudomonas aeruginosa clone C strains in the aquatic environment and cystic fibrosis patients. Environ Microbiol. 2005, 7: 1029-1038. 10.1111/j.1462-2920.2005.00780.x.

Sato H, Frank DW: ExoU is a potent intracellular phospholipase. Mol Microbiol. 2004, 53: 1279-1290. 10.1111/j.1365-2958.2004.04194.x.

Pukatzki S, Kessin RH, Mekalanos JJ: The human pathogen Pseudomonas aeruginosa utilizes conserved virulence pathways to infect the social amoeba Dictyostelium discoideum. Proc Natl Acad Sci SUA. 2002, 99: 3159-3164. 10.1073/pnas.052704399.

Casadevall A, Steenbergen JN, Nosanchuk JD: 'Ready made' virulence and 'dual use' virulence factors in pathogenic environmental fungi: the Cryptococcus neoformans paradigm. Curr Opin Microbiol. 2003, 6: 332-337. 10.1016/S1369-5274(03)00082-1.

Levitz SM: Does amoeboid reasoning explain the evolution and maintenance of virulence factors in Cryptococcus neoformans?. Proc Natl Acad Sci SUA. 2001, 98: 14760-14762. 10.1073/pnas.261612398.

Steenbergen JN, Casadevall A: The origin and maintenance of virulence for the human pathogenic fungus Cryptococcus neoformans. Microbes Infect. 2003, 5: 667-675. 10.1016/S1286-4579(03)00092-3.

Zhang Y, Lu H, Bargmann CI: Pathogenic bacteria induce aversive olfactory learning in Caenorhabditis elegans. Natură. 2005, 438: 179-184. 10.1038/nature04216.

Smith EE, Buckley DG, Wu Z, Saenphimmachak C, Hoffman LR, D'Argenio DA, Miller SI, Ramsey BW, Speert DP, Moskowitz SM, et al: From the cover: genetic adaptation by Pseudomonas aeruginosa to the airways of cystic fibrosis patients. Proc Natl Acad Sci SUA. 2006, 103: 8487-8492. 10.1073/pnas.0602138103.

Lau GW, Goumnerov BC, Walendziewicz CL, Hewitson J, Xiao W, Mahajan-Miklos S, Tompkins RG, Perkins LA, Rahme LG: The Drosophila melanogaster toll pathway participates in resistance to infection by the gram-negative human pathogen Pseudomonas aeruginosa. Infect Immun. 2003, 71: 4059-4066. 10.1128/IAI.71.7.4059-4066.2003.

Kim DH, Feinbaum R, Alloing G, Emerson FE, Garsin DA, Inoue H, Tanaka-Hino M, Hisamoto N, Matsumoto K, Tan MW, et al: A conserved p38 MAP kinase pathway in Caenorhabditis elegans innate immunity. Ştiinţă. 2002, 297: 623-626. 10.1126/science.1073759.

Liberati NT, Fitzgerald KA, Kim DH, Feinbaum R, Golenbock DT, Ausubel FM: Requirement for a conserved Toll/interleukin-1 resistance domain protein in the Caenorhabditis elegans immune response. Proc Natl Acad Sci SUA. 2004, 101: 6593-6598. 10.1073/pnas.0308625101.

Gordon D, Abajian C, Green P: Consed: a graphical tool for sequence finishing. Genomul Res. 1998, 8: 195-202.

Gordon D, Desmarais C, Green P: Automated finishing with autofinish. Genomul Res. 2001, 11: 614-625. 10.1101/gr.171401.

Kurtz S, Phillippy A, Delcher AL, Smoot M, Shumway M, Antonescu C, Salzberg SL: Versatile and open software for comparing large genomes. Genome Biol. 2004, 5: R12-10.1186/gb-2004-5-2-r12.

Delcher AL, Harmon D, Kasif S, White O, Salzberg SL: Improved microbial gene identification with GLIMMER. Acizi nucleici Res. 1999, 27: 4636-4641. 10.1093/nar/27.23.4636.

Salzberg SL, Delcher AL, Kasif S, White O: Microbial gene identification using interpolated Markov models. Acizi nucleici Res. 1998, 26: 544-548. 10.1093/nar/26.2.544.

Wang X, Seed B: Selection of oligonucleotide probes for protein coding sequences. Bioinformatics. 2003, 19: 796-802. 10.1093/bioinformatics/btg086.

Saldanha AJ: Java Treeview: extensible visualization of microarray data. Bioinformatics. 2004, 20: 3246-3248. 10.1093/bioinformatics/bth349.


Priveste filmarea: Care este diferența dintre virusuri și bacterii? (Ianuarie 2022).