12/1/13. Perustietoa mikrobeista. Tavoite. Bakteerien rakenne. Bakteerit. Peptidoglykaanikerros (= mureiinikerros)

Transkriptio

1 Perustietoa mikrobeista Tavoite yleiskäsitys siitä, mitkä bakteerit ovat ihmiselle tärkeitä patogeenejä minkälaisia tauteja nämä bakteerit aiheuttavat mitä bakteereita löytyy avohoidossa tärkeistä infektioista lyhyt intro sieniin taudinaiheuttajina Hanna Jarva lyhyt intro parasiitteihin taudinaiheuttajina LT, Kliinisen mikrobiologian erikoislääkäri Haartman-instituutti Bakteriologian ja immunologian osasto Bakteerit Bakteerien rakenne yksisoluisia organismeja näkyvät valomikroskoopilla (koko yleensä µm) normaaliflooran bakteerit ovat ihmisille välttämättömiä osa bakteereista on opportunisteja eli pystyvät aiheuttamaan infektioita vain paikallisen tai yleisen immuunipuolustuksen heikennyttyä jotkin bakteerit ovat hyvin virulentteja ja aiheuttavat aina infektion solukalvo soluseinä peptidoglykaani ulkomembraani LPS pintaproteiinit kapseli flagellat = liikkumiselin fimbriat = tarttumiselin itiöt = säilymismuoto Peptidoglykaanikerros (= mureiinikerros) Gram-värjäys solukalvon ulkopuolella peptidoglykaanin perusrakenteena disakkaridipeptidit peptidisillat yhdistävät polymerisoituneita disakkaritetrapeptidejä 1

2 Gramvärjäys: morfologia grampositiivinen tai negatiivinen grampositiiviset tumman violetteja gramnegatiiviset vaaleanpunaisia muoto kokki = pyöreä sauva = basilli LPS lipopolysakkaridi = endotoksiini gramnegatiivisilla bakteereilla tärkeä virulenssitekijä Soluseinämän proteiinit tärkeitä virulenssitekijöitä sekä grampositiivisilla että negatiivisilla bakteereilla yksittäin tai ryhmissä ketjut (esim. streptokokit) ryhmät (esim. stafylokokit) pareittain, diplokokit (esim. pneumokokit, meningokokit) Eritetyt proteiinit eksoproteiinit monet välttämättömiä taudinaiheuttamiskyvylle esim. toksiinit ja eksoentsyymit Kapseli monilla grampositiivisilla ja gramnegatiivisilla bakteereilla on kapseli usein polysakkaridia tärkeä virulenssitekijä tärkeä immunogeeni Aerobinen ja anaerobinen metabolia hapentarpeensa perusteella bakteerit jaetaan aerobisiin ja anaerobisiin obligatorisesti aerobiset: vaativat happea kasvaakseen fakultatiivisesti aerobiset/anaerobiset: pystyvät elämään sekä hapellisissa että hapettomissa olosuhteissa obligatorisesti anaerobit: happi on myrkkyä mikroaerofiilit: kykenevät kasvamaan matalissa happipitoisuuksissa Lääketieteessä: anaerobit = obligatorisesti anaerobit aerobit = kaikki muut Miten bakteerit pystyvät aiheuttamaan infektioita? Bakteerien jaottelu infektiivisyys on tasapainoilua mikrobin ja isännän immuunipuolustuksen välillä normaalifloora, kolonisaatio adheesio grampositiiviset/gramnegatiiviset sauvat/kokit aerobit/anaerobit muut invaasio virulenssitekijät 2

3 Kliinisesti tärkeitä bakteereita 1 Aerobiset grampositiiviset kokit Streptokokit A-streptokokki B-streptokokki C-ryhmän streptokokit G-ryhmän streptokokit Viridans-ryhmän streptokokit Pneumokokki Stafylokokit S. aureus S. epidermidis ja muut koagulaasinegatiiviset stafylokokit Enterokokit Kliinisesti tärkeitä bakteereita 2 Aerobiset grampositiiviset sauvat Corynebacterium diphtheriae Difteroidit Listeria monocytogenes Aktinomykeetit Bacillus-lajit Kliinisesti tärkeitä bakteereita 4 Kliinisesti tärkeitä bakteereita 3 Aerobiset gramnegatiiviset kokit Neisseria gonorrhoeae Neisseria meningitidis Moraxella catarrhalis Aerobiset gramnegatiiviset sauvat Escherichia coli ja muut suolistosauvat Salmonella Shigella Yersinia Pseudomonas Hemofilus Bordetella Francisella Legionella Kampylobakteeri Helikobakteeri Kliinisesti tärkeitä bakteereja 5 Anaerobiset grampositiiviset kokit mm. peptostreptokokit Anaerobiset grampositiiviset sauvat Clostridium-lajit Anaerobiset gramnegatiiviset sauvat Bacteroides fragilis ryhmä Fusobakteerit Prevotellat Porphyromonakset Kliinisesti tärkeitä bakteereita 6 muut Spirokeetat Borrelia burgdorferi Treponema pallidum Mykoplasmat Klamydiat Mykobakteerit 3

4 A-ryhmän beetahemolyyttinen streptokokki = A-streptokokki = Streptococcus pyogenes = GAS C-ryhmän beetahemolyyttinen streptokokki = C-streptokokki G-ryhmän beetahemolyyttinen streptokokki = G-streptokokki beetahemolyyttiset streptokokit jaetaan ryhmiin pintapolysakkaridin perusteella A-streptokokki on merkittävin taudinaiheuttaja tonsilliitti, ihoinfektiot tulirokko = A-streptokokkitauti, johon liittyy ihottumareaktio A-streptokokkitauteihin liittyy jälkitautien riski (esim. reumakuume, glomerulonefriitti) aina herkkiä penisilliinille B-ryhmän beetahemolyyttinen streptokokki = B-streptokokki = Streptococcus agalactiae = GBS kuuluu 20%:lla fertiili-ikäisistä naisista vaginan normaaliflooraan aiheuttaa vakavia septisiä infektioita vastasyntyneille aiheuttaa joskus myös ihoinfektioita aina herkkä penisilliinille Pneumokokki = Streptococcus pneumoniae Streptococcus viridans ryhmä merkittävä patogeeni ns. pinnalliset ylähengitystieinfektiot: otiitti, sinuiitti myös invasiiviset infektiot: pneumonia, meningiitti ja purulentti artriitti pneumokokki on tärkein pneumonian aiheuttajabakteeri Suomessa n. 90% pneumokokeista vielä penisilliiniherkkiä resistenssi penisilliinille ja muille hoidossa käytettäville antibiooteille lisääntymässä suun normaaliflooran valtabakteereja opportunisteja S. mutans assosioituu kariekseen viridans-streptokokit voivat aiheuttaa septisiä infektioita immunosuppressoiduille esim. syöpähoitojen yhteydessä limakalvorikot ovat infektioportti viridans-streptokokit ovat yleisin endokardiitin aiheuttaja tunnistus lajitasolle yleensä vain vakavissa infektioissa Staphylococcus aureus merkittävä patogeeni kuuluu jopa 50%:lla normaaliflooraan infektio usein lähtöisin omasta floorasta ihoinfektiot, paiseet, luu- ja nivelinfektiot, sepsis tuottaa beetalaktamaasia MRSA = metisilliinille resistentti S. aureus kannan peptidoglykaanisynteesientsyymi muuntunut Koagulaasinegatiiviset stafylokokit S. aureus = koagulaasipositiivinen stafylokokki, muut stafylokokit ovat koagulaasinegatiivisia esim. S. epidermidis koagulaasinegatiiviset stafylokokit ovat ihon normaaliflooraa, opportunisteja poikkeus: S. saprophyticus aiheuttaa rakkotason virtsatieinfektioita fertiili-ikäisille naisille > resistentti kaikille beetalaktaamiantibiooteille MRSA-kannat Suomessa vielä harvinaisia 4

5 Enterokokit Enterococcus faecalis ja Enterococcus faecium enterokokit ovat suoliston normaaliflooraa opportunisteja aiheuttavat virtsatieinfektioita ovat mukana suoliston alueelta alkavissa infektioissa esim. sappirakontulehdus, leikkaushaavainfektiot kolonisoivat mm. säärihaavoja E. faecalis yleisempi avohoidon infektioissa E. faecium rikastuu sairaaloissa luonnostaan resistenttejä monille antibiooteille, mm. kefalosporiineille Corynebacterium diphtheriae toksiinia tuottava grampositiivinen sauva leviää sylkikontaktissa aiheuttaa difterian eli kurkkumädän vakava tonsilliitti, tukehtumisvaara toksiini on proteiinisynteesin inhibiittori ehkäisyyn käytössä toksoidirokote Suomessa erittäin harvinainen Difteroidit korynebakteereita, jotka kuuluvat ihon normaaliflooraan opportunisteja Listeria monocytogenes yleinen bakteeri elintarvikkeissa pystyy lisääntymään jääkaappilämpötiloissa opportunisti voi aiheuttaa gastroenteriitin, meningiitin tai sepsiksen aiheuttaa vakavia infektioita yleensä vain immunosuppressoiduille riskiryhmiä vastasyntyneet, raskaana olevat, vanhukset, perussairaat luonnostaan resistentti kefalosporiineille vakavat infektiot hoidetaan beetalaktaamin ja aminoglykosidin yhdistelmällä Neisseria meningitidis = meningokokki aerobinen gramnegatiivinen kokki ihmisspesifinen patogeeni n. 20% nuorista aikuisista kantaa nielussaan infektiot: meningiitti, sepsis penisilliiniherkkä Neisseria gonorrhoeae ihmisspesifinen patogeeni aiheuttaa tippurin eli gonorrean = sukupuolitauti antibioottiresistenssi lisääntynyt suositusantibiootti 3.polven kefalosporiini keftriaksoni Moraxella catarrhalis Moraxella-suvun ainoa merkittävä (?) taudinaiheuttaja otiitti, sinuiitti lähes 100% kannoista tuottaa beetalaktamaasia osa kannoista edelleen myös fluorokinoloniherkkiä 5

6 Suoliston normaaliflooran enterobakteerit E. coli, Klebsiella-lajit, Enterobacter-lajit, Serratia-lajit, Proteus-lajit, Citrobacteri-lajit, ym. suoliston normaaliflooran aerobisia gramnegatiivisia sauvoja aiheuttavat virtsatieinfektioita suoliston alueelta lähtöisin olevat infektiot kolonisoivat säärihaavoja jotkin E. coli-lajit tärkeitä ripulin aiheuttajia (esim. ETEC, EHEC) Salmonellat enterobakteeri-heimoon kuuluvia ripulipatogeeneja kaikki leviävät feko-oraalireittiä Salmonella Typhi aiheuttaa lavantaudin = septinen yleisinfektio enteeriset salmonella-serotyypit (esim. S. Enteritidis, S. Typhimurium) aiheuttavat ripulia salmonellat viihtyvät sappirakossa lavantauti hoidetaan keftriaksonilla (erittyy sapen kautta) ripuli-salmonellat hoidetaan vain mikäli rajut oireet: fluorokinoloni Yersiniat, Shigellat, Kampylobakteerit ripulipatogeeneja harvoin invasiivinen infektio (sepsis) Shigella voi aiheuttaa verisen ripulin > hoidetaan antibiootilla (fluorokinoloni) yersinia ja kampylobakteeri hoidetaan vain mikäli raju taudinkuva yersinia: fluorokinoloni kampylobakteeri: makrolidi Haemophilus influenzae hemofilus on pieni gramnegatiivinen sauva kapselittomat muodot aiheuttavat ns. pinnallisia ylähengitystieinfektioita: otiitti ja sinuiitti kapselilliset muodot aiheuttavat invasiivisia infektioita: pneumonia, meningiitti, osteomyeliitti, epiglottiitti Hib-rokote suojaa pikkulapsia kapselillisten muotojen aiheuttamilta infektioilta Francisella tularensis aiheuttaa tularemian eli jänisruton (zoonoosi) Francisella leviää hyttysen, paarman tms pureman välityksellä tai sairastuneen eläimen puremasta tai eläimen eritteiden aerosoleista 2 tautimuotoa, ulsero-glandulaarinen tai pneumonia usein septinen infektio beetalaktaameilla huono teho hoitoon fluorokinolonit, doksisykliini, aminoglykosidit Legionella-lajit Legionella pneumophila on kliinisesti merkittävin laji legionellat viihtyvät vesijohtojärjestelmissä ja leviävät aerosolien välityksellä ei tartu ihmisestä toiseen aiheuttavat (vaikean) pneumonian hoitona fluorokinoloni tai makrolidi 6

7 Bordetella pertussis pieni gramnegatiivinen sauva, ihmisspesifinen patogeeni aiheuttaa hinkuyskän eli pertussiksen (kikhosta) kliinisesti puuskittainen, tikahduttava yskä pikkuvauvoille hengenvaarallinen aikuisilla yleensä vaaraton, pitkittynyt puuskittainen yskä antibioottihoidosta hyötyä vain taudin alussa hoitoon makrolidi Pseudomonas aeruginosa ympäristöbakteeri, yleinen mm. luonnonvesissä opportunisti kolonisoi säärihaavoja, palovammoja, katetreja sairaalainfektiot, esim. virtsatieinfektiot konjunktiviitti, keratiitti, ulkokorvan tulehdus ulkomembraaninsa ansiosta luonnostaan resistentti monille antibiooteille kehittää resistenssin helposti hoidossa käytetyille antibiooteille fluorokinolonit, keftatsidiimi, piperasilliini-tatsobaktaami-yhdistelmä, karbapeneemit, aminoglykosidit (tobramysiini, amikasiini) Helicobacter pylori elää mahalaukun limakalvolla aiheuttaa gastriitin hoitamattomana gastriitti voi johtaa mahahaavan tai pohjukaissuolihaavan kehittymiseen n. 70% mahasyövistä liittyy H. pylori-infektioon häätöhoito yleensä 3 lääkkeen yhdistelmä: protonipumppuinhibiittori, amoksisilliini ja klaritromysiini tai protonipumppuinhibiittori, metronidatsoli ja klaritromysiini Anaerobit taudinaiheuttajina anaerobit ovat suoliston valtaflooraa yleensä vähävirulenttisia, opportunistisia harvoin aiheuttavat yksin infektioita mukana suoliston alueelta lähtöisin olevissa infektioissa likaiset haavat suun alueen infektiot hoidossa tärkeintä on puhdistus, kuolleen kudoksen poisto anaerobiantibiootit: metronidatsoli, penisilliini, klindamysiini, doksisykliini, piperasilliini-tatsobaktaami ja karbapeneemit Clostridium-lajit Bacteroides fragilis ryhmä suoliston anaerobista valtaflooraa suoliston alueelta lähtöisin olevat infektiot Prevotellat, porfyromonakset, fusobakteerit suun ja suoliston alueelta lähtöisin olevat infektiot Clostridium-lajeja on kymmeniä itiöiviä, anaerobisia grampositiivisia sauvoja yleisiä maaperässä merkittäviä taudinaiheuttajia mm. C. tetani > jäykkäkouristus = tetanus C. difficile > antibioottiripuli C. botulinum > botulismi C. perfringens > ruokamyrkytys, haavainfektiot, kaasukuolio kaikki nämä taudit ovat toksiinivälitteisiä klostridit ovat herkkiä kaikille anaerobilääkkeille 7

8 Borrelia burgdorferi Treponema pallidum spirokeettabakteeri aiheuttaa borrelioosin zoonoosi, tarttuu punkin pureman välityksellä borrelioosi on monimuotoinen tauti ensivaiheessa ihottumareaktio (erythema migrans) levinneessä vaiheessa artriitti, kardiittii, neurologiset oireet ym. hoitona alkuvaiheessa amoksisilliini tai doksisykliini myöhäisvaiheessa keftriaksoni spirokeettabakteeri ihmisspesifinen patogeen, tarttuu suorassa limakalvokontaktissa aiheuttaa kupan eli syfiliksen (sukupuolitauti) kuppa kuuluu yleisvaarallisiin tartuntatauteihin kolmivaiheinen taudinkuva primaarivaiheessa haavauma infektiopaikalla sekundaarivaiheessa imusolmuketurvotukset, ihottuma myöhäisvaiheessa mm. neurologiset oireet (esim. dementia) Klamydiat Mycoplasma pneumoniae C. trachomatis > sukupuoliklamydia C. pneumoniae > pneumonia klamydiat ovat solunsisäisiä bakteereita joilla ei ole peptidoglykaania > beetalaktaamiantibiooteilla ei ole tehoa hoitoon makrolidit tai tetrasykliinit pieni solunsisäinen bakteeri, jolla ei ole peptidoglykaania > beetalaktaamiantibiooteilla ei ole tehoa aiheuttaa keuhkokuumeen hoitoon makrolidit tai tetrasykliinit Mykobakteerit solunsisäisiä bakteereita, vahamainen soluseinä, hitaasti jakautuvia M. tuberculosis-kompleksi - leviää aerosoliteitse ja aiheuttaa tuberkuloosin - yleisin tuberkuloosimuoto on keuhkotuberkuloosi - ekstrapulmonaarinen tuberkuloosi esim. imusolmuketubi, tubimeningiitti, tubispondyliitti - hitaasti jakautuva ja kehittää resistenssin helposti > pitkä antibioottihoito (6kk-) ja vähintään 2 lääkettä yhtäaikaa Mykobakteerit 2 ns. atyyppiset mykobakteerit - ympäristömykobakteereita - opportunisteja - resistentimpiä kuin tbc-kompleksin mykobakteerit 8

9 Sienet hiivat - yksisoluisia - esim. Candida-lajit rihmasienet - monisoluisia - silsasienet (dermatofyytit) - homesienet (esim. Aspergillus) Sienet 2 sienet ovat yleensä opportunisteja aiheuttavat infektioita vain mikäli paikallinen tai yleinen immuunipuolustus on heikentynyt perussyy pitää aina hoitaa sienet aiheuttavat pinnallisia tai syviä infektioita dimorfiset sienet - kasvuolosuhteista riippuen joko hiiva- tai rihmasienimaisia Candida-lajit C. albicans tärkein sammas, hiivavaginiitti diagnoosi yleensä kliininen viljely ja herkkyysmääritys vain poikkeustapauksissa C. albicans yleensä herkkä, muut Candida-lajit resistentimpiä pinnallisiin infektioihin atsolit Silsasienet eli dermatofyytit aiheuttavat yleensä pinnallisia infektioita esim. kynsisilsa, jalkasilsa, nivussilsa lajeja esim. Trichophyton, Epidermophyton diagnoosi yleensä kliininen hoitona usein paikallishoito riittävä, esim. terbinafiini Aspergillus rihmasieni, yleinen ympäristössä opportunisti korvakäytävän tulehdus ja syvät sieni-infektiot hoitoon amfoterisiini B, kaspofungiini, jotkin atsolit Parasiitit alkueläimet - suolistoalkueläimet esim. Entamoeba, Giardia - kudosalkueläimet esim. Plasmodium-lajit madot - suolistomadot esim. lapamato (binnikemask), kihomato (springmask), suolinkainen (spolmask) - kudosmadot esim. skistosoma, filaria ulkoloiset - täit, syyhypunkki, satiaiset 9

10 Malaria hengenvaarallinen yleisinfektio aiheuttajana Plasmodium-alkueläin leviää Anopheles-hyttysen puremien välityksellä Suomessa tapausta/vuosi profylaksia: hyttysverkot, hyttyssuihkeet lääkkeellinen profylaksia - ei korvaa mekaanista profylaksiaa - ei anna 100% suojaa mutta yleensä suojaa vakavilta tautimuodoilta - resistenssitilanne vaihtelee eri alueilla - lääkkeellinen profylaksia valitaan matkakohteen mukaan Antibioottihoidon periaatteet bakteeriantibiootteja pitäisi käyttää varmistettuihin tai hyvin todennäköisiin bakteeri-infektioihin antibiootti ei ole kipu- tai kuumelääke perusterveen ei henkeä uhkaava infektio: mahdollisimman kapeakirjoinen antibiootti empiirinen antibiootti valitaan infektiofokuksen, oireiden vaikeusasteen ja potilaan yleistilan perusteella Herkkyysmääritykset bakteeriviljelyssä kaikille merkittäville patogeeneille tehdään herkkyysmääritys yleisimmin käytössä kiekkodiffuusiomenetelmä ja E-testi MIC = minimal inhibitory concentration - pienin lääkepitoisuus, joka vielä pystyy estämään bakteerin kasvun herkkyysluokat S, I, R S = susceptible = herkkä Joidenkin avohoidossa yleisten infektioiden tärkeimpiä aiheuttajabakteereita sairaalalähtöisissä infektioissa aiheuttajakirjo on erilainen immunosuppressoiduilla potilailla voi olla outoja taudinaiheuttajia listassa on aiheuttajia, jotka ensisijaisesti pyritään hoidossa ottamaan huomioon ja tarvittaessa antibioottihoidossa kattamaan I = intermediate = herkkyys vähentynyt, saattaa tehota R = resistant paikallishoidossa tai suurena annoksena Otiitti pneumokokki, hemofilus, moraxella Sinuiitti pneumokokki, hemofilus, moraxella Konjunktiviitti pneumokokki, hemofilus, moraxella, stafylokokit, pseudomonas Tonsilliitti A-, C- ja G-streptokokit Pneumonia pneumokokki, Chlamydia pneumoniae, Mycoplasma pneumoniae, virukset Ihoinfektiot stafylokokit, streptokokit 10

11 Virtsatieinfektiot rakkotason infektio = kystiitti pyelonefriitti = munuaisaltaan tulehdus urosepsis = virtsateistä lähtöisin olevat infektio E. coli ja muut suoliston normaaliflooran enterobakteerit enterokokit, Staphylococcus saprophyticus Ripulibakteerit salmonellat, shigellat, yersiniat, kampylobakteerit ripuli-kolit: ETEC, EHEC ym. Meningiitti meningokokki, pneumokokki, listeria Sukupuolitaudit ei yleensä empiiristä hoitoa vaan hoito vasta laboratoriovarmistuksen jälkeen yleisimmät varsinaiset sukupuolitaudit klamydia, tippuri ja kuppa aiheuttajina C. trachomatis, N. gonorrhoeae, T. pallidum 11