Zprávy CEM (SZÚ, Praha) 2003; 12(8): 339 - 342

 

Kam spěje taxonomie rodů Streptococcus a Enterococcus ?

II. část

Jitka Motlová

 

V minulém čísle Zpráv CEM byl v první části tohoto příspěvku uveden přehled druhů streptokoků, včetně streptokoků nutričně deficitních, neobvyklých druhů streptokoků a ostatních grampozitivních koků v řetízkách. V druhé části uvádíme tabulku s přehledem enterokoků s uvedením původu kmenů. V textu pak jsou blíže zdokumentovány pro člověka klinicky významné zástupci rodů Enterococcus a Lactococcus a neobvyklé druhy dalších klinicky významných rodů G+ koků.

 

 

Rod Enterococcus

 

Enterokoky jsou schopny přežívat i růst ve velmi nepříznivých podmínkách. Jsou izolovány od lidí, od divokých zvířat, z hmyzu, z rostlin, z půdy a z povrchových vod. U člověka se vyskytují běžně v gastrointestinálním traktu, u 24-34% žen ve vagině, v dutině ústní (zejména pacienti s leukémií, kardiaci, hemodialyzovaní pacienti, akutní zubní pacienti a nemocniční personál), u 71% osob v poškozených měkkých tkáních (často v čistých kulturách bez klinické manifestace). Enterokoky jsou významnými rezidenty zařízení pro dlouhodobě nemocné (prevalující species E.gallinarum a E.casseliflavus). Ke zvýšenému výskytu enterokokových onemocnění jsou predeterminováni zejména dlouhodobě hospitalizovaní pacienti. Infekce jsou endogenního nebo exogenního původu (nozokomiální přenos). V komunitě enterokoky vyvolávají přibližně 10% močových infekcí vyskytujících se primárně u starších pacientů s anatomickými abnormalitami močových cest, jako následek použití nástrojů nebo provedení katetrizace v urogenitálním traktu a opakovaně antibiotiky léčených pacientů. Enterokoky jsou třetí nejčastější příčinou bakterémií. Zdrojem je ložisko v urogenitálním traktu, žlučových cestách nebo v břišní dutině. Přibližně u třetiny pacientů s enterokokovou bakterémií se vyvine endokarditis. V nemocnicích jsou enterokoky příčinou 10% všech infekcí, druhým nejčastějším agens infekcí močových a třetí nejvýznamnější příčinou bakterémií a infekcí ran.

 

Enterokoky jsou v nízkém stupni rezistentní k inhibiční a baktericidní účinnosti většiny antibiotik. Rezistence je druhově specifická. V průběhu posledních let se vyvíjí rezistence k původně účinným antibiotikům – penicilinům, aminoglykosidům, chloramfenikolu, erytromycinu, tetracyklinu a glykopeptidům.

 

Identifikace rodu je zejména založená na průkazu skupině specifického antigenu D. Ten může být přítomen nejen u některých zástupců rodu Streptococcus (druhy: S.bovis/S.equinus group, S.suis), ale může být prokázán u zástupců rodů Leuconostoc a Pediococcus. Ne všechny kmeny jednotlivých druhů enterokoků syntetizují D antigen v množství detekovatelném latexaglutinačními metodami, některé druhy (S.pseudoavium a zástupci atypických enterokoků) tuto substanci netvoří. PYR test rozlišuje kmeny uvnitř sérologické skupiny D. Nejčastěji u člověka zastoupené druhy enterokoků jsou PYR pozitivní, druhy patřící k S.bovis/S.equinus group jsou PYR negativní. Oproti tomu jsou nebo mohou být PYR test pozitivní kmeny rodů Lactococcus, Aerococcus, Globicatella, Gemella, Helcococcus,, Vagococcus a pravidelně Abiotrophia a Granulicatella. Podobně je tomu u růstových testů – růstu v bujónu při pH 9,6%, v přítomnosti 6,5% NaCl a při teplotě 45 0C. S druhy diferentními v některé z uvedených vlastností je třeba počítat u enterokoků (např E.pseudoavium, E.malodoratus a druhy atypických enterokoků). Pozitivita/negativita ve žluč-eskulinovém testu neprokazuje resp. nevyvrací náležitost k enterokokům.

 

V klinických vzorcích u člověka jsou s převahou zastoupeny kmeny E.faecalis a E.faecium (>90%) následovány E.gallinarum, E.durans, E.casseliflavus, E.mundtii a E.hirae. Prevalence a význam nově popsaného druhu E.gilvus nejsou uzavřeny. Doposud pochází jeho izoláty ze žluče a hnisu od pacientů s cholecystitis a peritonitis.  Z hlediska četnosti výskytu a odlišné citlivosti k antibiotikům je nezbytné umět rozlišit zejména E.faecalis a E.faecium, z hlediska případného preventivního opatření proti šíření vankomycin rezisteních kmenů v nemocničním prostředí pak druhy k vankomycinu přirozeně rezistentní (E.casseliflavus, E.gallinarum) od druhů s genem lokalizovaným na transpozomech, plazmidech nebo jiných konjugativních elementech (E.faecalis a E.faecium, E.hire, E.durans) a snadno přenášených na kmeny téhož i jiného rodu. Komerčními sety je často obtížené identifikovat i kmeny prevalujících druhů. Mimo morfologie kolonií včetně posouzení produkce žlutého pigmentu na pevných mediích s beraními erytrocyty (E.casseliflavus, E.mundtii, E.sulfureus) a zjištění pohyblivosti (E.gallinarum, E.casseliflavus) je důležité zařadit do diferenciačního systému dva dodatkové testy. Pro diferenciaci nebo verifikaci E.faecalis od E.faecium tvorbu kyseliny v mediu s pyruvátem sodným: E.faecalis PYU+, E.faecium PYU- ; pro rozlišení morfologicky podobných E.faecium a E.gallinarum okyselování metyl-a-Dglukosidu: E.faecium MGP-, E.gallinarum MGP+.

 

Některé práce doporučují zařadit citlivost resp. rezistenci k efrotomycinu, NRL s touto charakteristikou zatím nepracuje a proto její diferenciační efektivitu nemůže potvrdit. Potenciálně vankomycin rezistentní kmeny enterokoků lze od vankomycin rezistentních zástupcům rodů Pediococcus a Leuconostoc rozlišit PYR testem (pediokoky a leukonostoky jsou PYR-), případně testem produkce plynu z glukózy v MRS (DeMan, Rogosa, Sharpe) bujónu (enterokoky a pediokoky mají test negativní, leukonostoky pozitivní).

 

Přehled druhů enterokoků je uveden v tabulce 2. Pro hrubé zařazení druhů enterokoků nejčastěji identifikovaných z klinických materiálů od člověka je možné využít testy uvedené v tabulce 3 doplněné o charakteristiky začleněné do posledního sloupce tabulky 2.

 

 

Rod Lactococcus

 

Zahrnuje kmeny průmyslově významných tzv. mléčných streptokoků. U člověka jsou laktokoky běžně nalézány v nosohltanu, gastrointestinálním traktu a ve vagině. Z druhů, resp. poddruhů, které jsou do rodu Lactococcus řazeny (L.garviae, L.lactis ssp. lactis, L.lactis ssp. cremoris, Lactococcus lactis ssp. hordniae, L.piscium, L.plantarum a L.rafinolactis)  pouze L.garviae a L.lactis ssp. lactis a L.lactis ssp. cremoris vyvolávají sporadicky infekce u člověka: bakterémie, endokarditidy, meningitidy, infekce ran, onemocnění močová a oční. Infekce mohou být i zoonotického charakteru. Byly popsány i infekce nozokomiální. Na krevním agaru vyrůstají laktokoky v drobných šedavě pigmentovaných a-  nebo g- koloniích podobných enterokokům.

 

Kmeny L.garviae izolované od člověka vykazují nižší citlivost k penicilinu a cefalosporinům než kmeny L.lactis. Tato skutečnost může být použita pro jejich odlišení.

 

 

neobvyklÉ DRUHY dalších klinicky významných  rodů G+ koků

 

Alloiococcus otitidis je u člověka příčinou serózních a séromukózních chronických zánětů středouší a to zejména u dětí v prvých 3 až 4 letech života. Kmeny jsou rezistentní k trimethoprim-sulfamethoxazolu, intermediálně citlivé k b-laktamům. Rostou pomalu v drobných bělavých a koloniích, po několika dnech kultivace slabě žlutě pigmentovaných. Alloiokoky jsou striktně aerobní, mohou být slabě kataláza pozitivní.

 

Kmeny náležející k druhu Rothia mucilaginosa (dříve Stomatococcus mucilaginosus) jsou běžnou orální mikroflórou. Zejména při aplikaci chemo/radioterapie po níž následuje destrukce orálních sliznic může dojít k diseminaci kmenů a infekcím: bakterémie, endokarditidy, meningitidy, peritonitidy a „katetr related“ infekce. Kmeny rothií (stomatokoků) jsou mukózní, bělavé, l, vrostlé a adherující k agaru. Citlivost na antibiotika je kmenově specifická, byla dokumentována rezistence k penicilinu.

 

Do rodu Vagococcus patří pohyblivé bakterie označované jako Lactococcus-like. Jsou vybavené streptokokovým skupinovým antigenem N, morfologicky jsou podobné enterokokům (suché 0,2 mm velké kolonie). Byly izolovány z krve, ran a peritoneální tekutiny. Přesné údaje o klinickém významu a citlivosti na antibiotika nejsou známy.

 

Kmeny Helcococcus kunzii jsou izolovány ze stěrů z ran a vředů většinou jako součást smíšené mikroflóry. Vytvářejí velmi drobné béžově zabarvené pomalu rostoucí kolonie.

 

Z rodu Aerococcus jsou od člověka izolovány zejména A.viridans, A.urinae a A.christensenii. Kmeny se běžně se vyskytují v horních dýchacích cestách, ve vagině, na kůži, ale také jako součást zevního prostředí (prach, oděv, hmyz). Aerokoky mohou být příčinou meningitid, endokarditid (všechny uvedené druhy), bakterémií, septických artritid a septikémií (A.urinae a A.viridans). A.urinae vyvolává u predisponovaných osob močové infekce včetně uroseptikémií. Popsána byla rezistence kmenů k erytromycinu, tetracyklinu, chloramfenikolu a sulfonamidům, u A.viridans k  penicilinu. Kmeny vyrůstají v matných velkých neprůhledných koloniích s viridací,  připomínají morfologii enterokoků.

 

Nutričně deficitní kmeny Gemella morbillorum vyrůstají na krevním agaru za 1 až 4 dny ve velmi drobných slabou viridací obklopených koloniích; růst je výrazně stimulován zvýšenou tenzí CO2 nebo anaerobními podmínkami. Identifikovali jsme i kmeny které v primokulturách vyrůstali s výrazným satelitizmem. G.haemolysans vytváří po 4-5 dnech inkubace slabou b-hemolýzu (ta je běžná na agarech s koňskou a králičí krví). Gemely můžeme běžně izolovat z dutiny ústní, gastrointestinálního a urogenitálního traktu. Představují agens endokarditid (zejména u pacientů s poškozením chlopní a u osob po dentálních zákrocích), bakterémií, septikémií a infekcí CNS, onemocnění kloubních, abscesů a urogenitálních infekcí. Všechny kmeny jsou citlivé k penicilinu, zaznamenána byla nízká rezistence k aminoglykosidům.

 

Kmeny rodů  Leukonostoc a Pediococcus vykazují přirozenou rezistenci k vankomycinu. Kolonie kmenů leukonostoků jsou zaměnitelné s koloniemi S.bovis, pediokoky spíše s viridujícími streptokoky. Pediokoky jsou běžnou součástí gastrointestinálního traktu, leukonostoky mohou být izolovány ze slin. Infekce pediokoků nejsou dosud dobře dokumentovány. Popsány byly septikémie a jaterní abscesy. Infekce vyvolané leukonostoky nabývají na významu. Meningitidy, bakterémie (novorozenecké i nozkomiálního charakteru), sepse a septikémie jsou provázeny vysokou smrtností. Častá jsou i  plicní onemocnění (většinou pneumonie), hnisavé infekce v dutině ústní a močové infekce (i nozokomiální). Leukonostoky jsou příčinou i „case-cluster“ infekce. Hydrocefalus, transplantace orgánů (zejména ledvin), invazivní vyšetřovací postupy, protrahovaná hospitalizace a léčba vankomycinem jsou predisponujícími faktory. Kmeny mohou být intermediálně citlivé k penicilinu, popsána byla rezistence k teikoplaninu a gentamicinu. Kmeny obou rodů mohou syntetizovat skupinový D antigen.

 

Zástupci všech uvedených rodů a druhů připomínají v preparátu „stafylokokovou“ mikroskopii. Mikroskopické obrazy jsou do velikosti a tvaru buněk velmi rozmanité. Koky/kokobacily až prodloužené formy připomínající tyčky (Gemella haemolysans), shluky, palisády, přítomny mohou být i krátké řetízky (Leuconostoc), dvojice, případně tetrády (Alloiococcus sp.). Buňky G.haemolysans se odbarvují, takže se jeví jako Gramnegativní. S polymorfním mikroskopickým obrazem je třeba počítat ve všech případech, kdy jsou u kmene zaznamenány zvýšené nutriční nároky.

 

Identifikace výše uvedených rodů a druhů je obtížná. Často nejsou zařazeny v databázi identifikační soupravy a pokud ano, je třeba výsledek konfrontovat  s mikroskopií, morfologií kolonií a výsledkem případných doplňkových testů: rezistence k vankomycinu (pediokoky, leukonostoky), tvorba plynu z glukózy v MRS bujónu (leukonostoky +, pediokoky -), PYRtest, LAPtest a růst v 6,5% NaCl. Musí být zvážen i původ izolátu (materiál, diagnóza).

 

Poznámka:

V posledních dnech byl v NRL identifikován kmen Streptococcus suis jako původce zoonózy u 61letého muže – ošetřovatele vepřů (blíže viz aktualita v tomto čísle). Je to již druhý případ zoonózy druhem S.suis potvrzený v naší laboratoři v tomto roce.

 

 

LITERATURA

 

1.       http://www.bacterio.cict.fr/e/enterococcus.html/

2.       http://www.sgm.ac.uk/

3.       Facklam R. What to the Streptococci: Overview of taxonomic and nomenclature changes. Clin Microbiol 2002. Rev 15, 613-630.

4.       Murray PR, Baron EJ, Pfaller MA et al. Manual of Clinical Microbiology. 7th edition.ASM Press, Washington 1999.

 

 

Jitka Motlová, NRL pro streptokoky a enterokoky

SZÚ - CEM

 

 

Tabulka 2:  Přehled druhů rodu Enterococcus

 

Název druhu

Zařazení druhu

v rámci rodu *)

Typ hemolýzy / žlutý pigment kolonií na KA **)

Skupinový

antigen

Původ kmenů

Poznámky k identifikaci  ##)

E.assini

Dosud nezařazen

a / NE

D

Osel

 

E.avium

Skup I

a, (g) / NE

D nebo Q

Člověk

Pohyb -, PYU+, MGP+

E.casseliflavus

Skup II

a / ANO

D

 

Člověk, rostliny, voda

 

Pohyb + #), PYU- #) , MGP-

E.cecorum

 

Skup IV

a  drobné kol. / NE

Neprokázán

Kuře

Pohyb -, PYU+, MGP-, atypické

enterokoky.

E.columbae

Skup V

a drobné kol. / NE

Neprokázán

Člověk, ptáci

Pohyb -, PYU+, MGP-,

atypické enterokoky

E.dispar

Skup III

a drobné kol. / NE

Neprokázán

Člověk

Pohyb -, PYU+,MGP+, atypické

enterokoky

E.durans

Skup III

b velká (morfologie A,C,G velkých kolonií), (a) / NE

D

Člověk

Pohyb -, PYU-, MGP-

E.faecalis

Skup II

a (morfologie S.agalactiae), (b) / NE

D

Člověk, rostliny

Pohyb - #),  PYU+,  MGP-

E.faecium

Skup II

a / NE

D

Člověk, rostliny

Pohyb - # ), PYU-, MGP-

E.flavescens ® E.casseliflavus?

 

 

 

 

 

E.gallinarum

Skup II

a, (b na agaru s koňskou krví) / NE

D

Člověk

Pohyb+ #), PYU-,  MGP+

E.gilvus

Skup I? a? g ?

a? g ? / ANO

D

Člověk

Pohyb -, PYU+, MGP?

E.haemoperoxidus

Dosud nezařazen

g / NE

D

Voda

Pohyb -, PYU?, MGP? Kataláza + při kultivaci na KA, atypické enterokoky

E.hirae

Skup III

g / NE

D nebo neprokázán

Člověk, kuře

Pohyb -, PYU-, MGP-

E.malodoratus

Skup I

a, (g) / NE

D

Člověk

Pohyb -, PYU+, MGP-, u některých kmenů produkce  slizu

E.moraviensis

Dosud nezařazen

g / NE

D

Voda

Pohyb -, PYU? MGP? Atypické enterokoky

E.mundtii

Skup II

g /ANO

D

Člověk, rostliny

Pohyb -, PYU-, MGP-

E.pallens

Skup I

a? g ? /ANO

D

Člověk

Pohyb -, PYU+, MGP-

E.phoeniculicola

Dosud nezařazen

g / NE

?

Ptáci

Pohyb -, PYU?, MGP?

 

 

 

Název druhu

Zařazení druhu v rámci rodu *)

Typ hemolýzy / žlutý pigment kolonií na KA**)

Skupinový

antigen

Původ kmenů

Poznámky k identifikaci

E.porcinus

Skup III

a / NE

D

Sele

Pohyb - , PYU-, MGP-

E.pseudoavium

Skup I

a / NE

Neprokázán

Člověk

Pohyb -, PYU+,  MGP+

E.raffinosus

Skup I

a, (g) / NE

D

Člověk

Pohyb -, PYU+,  MGP+

E.ratti

Skup III

a / NE

D

Krysa

Pohyb -, PYU-,  MGP-

E.seriolicida ®

Lactococcus garviae

 

 

 

 

 

E.solitarius ®

Tetragenococcus solitarius?

 

 

 

 

 

E.saccharolyticus

Skup I

a, g / NE

Neprokázán

Člověk

Pohyb -, PYU-, MGP+,

atypické enterokoky

E.sulfureus

Skup IV

g / ANO

?

Člověk

Pohyb -, PYU-, MGP+

E.villorum

Skup III

a / NE

?

Vepř

Pohyb -, PYU?, MGP?

 

 

Legenda

*)    orientační zařazení – viz tabulka 3.

**)  krevní agar s beraními erytrocyty

#)    u méně než 3% kmenů lze očekávat aberantní reakci 

##)  PYU - tvorba kyseliny v mediu s pyruvátem,  MGP - okyselování a-metylglukosidu

 

 

Tabulka 3: Orientační zařazení druhů enterokoků do pěti skupin

                   dle reakcí kmenů ve třech testech:  manitol, arginin, L-sorbóza

 

 

SKUPINA

test

manitol

arginin

L-sorbóza

I.

+

-

+

II.

+

+

-

III.

-

+

-

IV.

-

-

-

V.

+

-

-