Streptococcus pneumoniae (NLI, ÖLI, sepsis, CNS)

Från Referensmetodik för laboratoriediagnostik
Hoppa till navigering Hoppa till sök

Huvudartikel. Artikeln sammanslagen (NLI-, ÖLI-, CNS-artiklar) mars 2012.


Till förgreningssidan Streptococcus pneumoniae för fler artiklar om bakterien

och

innehållsförteckningen för Referensmetodik:Smittskyddslagens sjukdomar


Infektioner orsakade av Streptococcus pneumoniae

Smittämnet

Streptococcus pneumoniae är en grampositiv fakultativt anaerob diplokock, som även kan växa i korta kedjor. Den är alfahemolytisk på blodagar och kliniska isolat av pneumokocker bär oftast på en polysackaridkapsel. Beroende på skillnader i kapselns struktur kan pneumokockerna indelas i mer än 90 olika serotyper. Aktuella vacciner är baserade på ett begränsat antal av dessa kapselpolysackarider. Pneumokockernas cellvägg innehåller en C-polysackarid som är gemensam för samtliga serotyper. Pneumokocker är humanpatogena, men de kan även orsaka infektioner hos tex möss och hästar.

Patogenes och patofysiologi

Den viktigaste virulensfaktorn hos pneumokocker är kapseln. Virulensen förefaller till stor del vara associerad med kapselserotyp. Pneumokocker som bär på kapselserotyp 1 eller 3 är exempelvis mer virulenta än pneumokocker med typ 37. Kapsellösa pneumokocker anses i princip avirulenta, men enstaka infektioner kan orsakas av även ej typbara pneumokocker.

Andra viktiga faktorer av betydelse för patogenes är cellväggen som består bl.a. av teikonsyra, lipoteikonsyra samt peptidoglykan vilka bidrar till induktion av det medfödda immunsvaret, och inflammation som ger upphov till sjukdomsbilden.

Pneumolysin är ett cytotoxin som produceras av bakterierna och som frisläpps då bakterierna spricker (lyserar) och dör. Pneumolysin förstör epitelceller och aktiverar komplementsystemet. Autolysin (LytA) är ett amidas som bidrar till att bakterierna i stationär fas lyserar eller när de exponeras för antibiotika som penicillin. När bakterierna lyserar frigörs cellväggsfragment som kan inducera inflammation.

Flera ytproteiner som t.ex. kolin-bindande proteiner, och pilusliknande strukturer har beskrivits vara viktiga för hur bakterierna adhererar till celler i första hand epitelceller.

Symtom och klinisk bild

Pneumokocker inhaleras via aerosol och koloniserar nasofarynx, varifrån de ofta isoleras. Från nasofarynx kan de sedan gå vidare till andra delar av luftvägarna och orsaka inflammation i mellanörat (otit), i bihålorna (sinuit), eller i lungorna (pneumoni). I 20-30 % av fallen med pneumoni påträffas även bakterierna i blodet (sepsis). Bakterierna kan även passera blod-hjärnbarriärern och orsaka meningit. Bakterierna kan då isoleras från cerebrospinalvätskan (Csv). Mer ovanligt är de septiska manifestationerna artrit, peritonit och endokardit.

Trots att pneumokocker orsakar allvarliga luftvägsinfektioner med ibland dödlig utgång isoleras de i hög frekvens hos friska bärare i samhället. Små barn som vistas på daghem beräknas bära pneumokocker i näsan i uppemot 50-60 %. Varför de ibland orsakar infektion och ibland endast bärarskap är inte helt klarlagt. I barnvaccinationsprogammet infördes nyligen så kallade konjugat- vaccinerna, där polysackariden är kopplad till ett protein för att få ett bättre immunsvar. Dessa vacciner förväntas påverka antalet fall av invasiv sjukdom och bärarskap av pneumokocker.

Epidemiologi

invasiv pneumokocksjukdom

Antalet rapporterade fall med invasiv sjukdom orsakad av pneumokocker ökade dramatiskt under 1990-talet. Med molekylära metoder har visats att spridningen av två specifika kloner (nära släkt) av typ 1 och 14 stod för en stor del av ökningen. De senaste åren har antalet invasiva fall legat på drygt 1100 fall per år (se figur 5).

Pneumokocker är en av de vanligaste orsakerna till morbiditet och mortalitet associerat med bakteriella luftvägsinfektioner. De är den vanligaste orsaken till otit, samhällsförvärvad pneumoni, och sedan introduktionen av Hib-vaccination, även till bakteriell meningit. I 20-30 % av fallen med pneumoni har patienterna även en sepsis. Trots tillgång till antibiotika och intensivvård är dödligheten i dessa vanliga infektioner alltjämt hög. I USA beräknar man att ca 5 % dör av en pneumoni, 20 % av en sepsis och 30 % av en meningit orsakad av pneumokocker. I världen beräknas ca 20 miljoner barn varje år insjukna i en pneumoni orsakad av pneumokocker och ca 1 miljon av dessa barn dör av infektionen. Riskgrupper för att insjukna i en pneumokockinfektion är de små barnen och de äldre vuxna, samt patienter med kroniska sjukdomar och immunnedsatta individer t.ex. HIV-infekterade patienter, patienter med sickle-cell anemi och splenektomerade.

penicillinresistenta pneumokocker

Infektion av pneumokocker med MIC mot PcG ≥ 0,5 mg/L (från maj 2012 är gränsen enligt falldefinitioner >1 mg/L). Antalet anmälda fall av PRP har legat relativt stabilt, år 2003 med drygt 500 anmälda fall. Som tidigare är majoriteten av de anmälda fallen barn under 6 år. Endast enstaka fall rapporteras med ett MIC PcG över 2 mg/L, och majoriteten av dessa fall har smittats utomlands.

Under de åtta åren 1996-2003 som PRP har varit anmälningspliktig har den nationella incidensen minskat kontinuerligt. Denna minskning har närmast uteslutande skett bland de yngsta åldrarna (0-6 år), medan incidensen i övriga åldersgrupper har legat mer stabil.

Det finns dock indikationer på att diagnosintensiteten har minskat under perioden, och detta skulle också kunna vara en förklaring till den minskande incidensen. En minskande trend ses i incidensen av det totala antalet isolerade pneumokocker (oavsett resistens), samt en minskning i antalet utförda nasofarynxodlingar i landet.

Rutiner och indikationer för smittspårning kring kliniska fall av PRP varierar betydligt mellan de olika landstingen, vilket gör det svårt att jämföra siffror mellan länen. I vissa områden genomförs en aktiv och intensiv smittspårning vilket resulterar i att fler asymtomatiska fall identifieras, jämfört med län där endast personer som aktivt söker vård provtas.

Prevention

Ett polysackaridbaserat vaccin har funnits tillgängligt sedan många år. I detta ingår de 23 vanligaste serotyperna enligt studier i USA (23-valent). Tyvärr har protektionen framför allt i riskgrupperna inte varit tillräckligt god varför nya så kallade konjugatvaccin utvecklats varvid polysackariden kopplats till ett protein för att ge ett bättre immunsvar. Idag finns ett 7-valent vaccin på marknaden och fler är under utveckling. Även proteinbaserade vaccin håller på att tas fram.

Provtagning och transport

Remissen skall innehålla information om typ av prov, relevanta symtom, diagnos och aktuell antibiotikabehandling. I förekommande fall även uppgifter om ett epidemiskt utbrott misstänks.

  • Nasofarynx: Prov tas med icke kolad rayon (spunnen cellulosa)-försedd provtagningspinne (Copan, Brescia, Italien).

Transport ska ske i transportrör med kolat transportmedium. Se också artikel Nasofarynx-provtagning och odling

Laboratoriediagnostik

Allmänt om CNS-diagnostik

Referensmetodik

Vid övre och nedre luftvägsinfektioner är odling referensmetodik. Vid sepsis är blododling referensmetodik. Vid meningit är odling av Csv referensmetodik.

Isolering

  • ÖLI och NLI
    • Referenssubstrat: Blodagar och hematinagar

Pneumokocker växer bra i syrereducerad atmosfär som också ger bättre kapselbildning. Anaerob inkubering av blodplatta rekommenderas därför. Pneumokocker växer även bättre i CO2-rik miljö. En selektiv platta med gentamicin som hämmar överväxt av gramnegativa bakterier ger ett ökat utbyte enligt litteraturen.

Primärutstryk görs med provtagningspinnen på blodagar och hematinagar som inkuberas i 5 % CO2 vid 36°C. Plattorna avläses efter 1 och 2 dygn.

  • Sepsis
    • Blododling med blododlingsflaskor (aerob + anaerob ).
  • Meningit
    • Odling av likvorprov beskrivs under Allmän del. Allmän bakteriologisk diagnostik.

Identifiering och minimikriterier

  • Presumtiv diagnos: På blodagar växer pneumokocker med två olika kolonimorfologier beroende på deras förmåga att bilda kapsel: Släta,navlade kolonier 0,5-1.0 mm i diameter med alfahemolys eller slemmiga glänsande kolonier cirka 5 mm i diameter med alfahemolys. Bättre växt vid anaerob inkubering.
    • Differentiering mellan pneumokocker och alfastreptokocker sker med optochintest. En optochinlapp (10 pg) placeras i övre tredjedelen av renstryk på blodagarplatta och inkuberas i CO2, 37°C, över natt. En zon >14 mm anges som diagnostisk för pneumokocker. Brytpunkten kan dock variera med olika betingelser och måste utvärderas lokalt. Zon <14 mm bör föranleda verifierande testning.
    • Natriumdeoxycholat kan också användas för att skilja pneumokocker från alfastreptokocker. Pneumokocker lyserar när natriumdeoxycholat tillsätts vilket inte alfastreptokocker gör: Gör en bakterieslamning i PBS till McFarland 0,5-1.0. Pipettera 0,5 mL i två rör. Tillsätt 0,5 mL 2 % natriumdeoxycholat (galla) till det ena röret och 0,5 mL PBS till det andra. Inkubera 37°C och avläs regelbundet upp till två tim. En uppklarning i gallröret men inte i kontrollen indikerar positiv test för pneumokocker (pneumokockerna har lyserat).
  • Slutlig verifiering: Agglutination med polyvalent antiserum. Vid behov kan även Multi locus sequence typing (MLST) utföras.

Övriga diagnostiska metoder

Nukleinsyrapåvisning med PCR och realtids-PCR

Någon standardmetod för PCR finns inte beskriven. Primrar baserade på olika gener i pneumokockgenomet har använts, exempelvis generna för pneumolysin, LytA, och SPN9802. Olika synpunkter på användbarheten av denna metodik finns i litteraturen. Problem finns särskilt med specificiteten. PCR-teknik som mångfaldigar en för streptokocker specifik del av 16SrRNA-genomet har visat en sensitivitet på 0,96 och en specificitet på 1,00 vid pneumokockmeningit.

Direktmikroskopi av likvorprov

I gramfärgat preparat från Csv framträder de grampositiva diplokockerna vanligen tydligt mot den mer eller mindre starkt rödfärgade bakgrunden av leukocyter, denaturerade proteiner och annat debris. Observera att ett dåligt avfärgat grampreparat av Csv från patient med H. influenzae-meningit kan missbedömas som pneumokock. I likvorprov skönjer man ofta närvaro av kapsel som en uppklarning/ändrad brytning kring dengramfärgade cellväggen. Akridinorangefärgning underlättar bedömningen då mycket leukocyter och hög proteinhalt föreligger. Sensitiviteten med direktmikroskopivar i en studie 0,87. För direkt IF Se Neisseria meningitidis (CNS) och Bilaga 3 (CNS).

Antigendetektion i urin, cerebrospinal vätska, nasofarynx eller serum

Ett antal studier finns publicerade där man evaluerat snabbtester som baseras på detektion av antigen hos patienter med invasiv pneumokocksjukdom eller pneumoni men även med akut mediaotit. Flera av studierna visar på att antigendetektion kan vara ett användbart sätt att påvisa förekomst av pneumokockinfektion.

Påvisande av S. pneumoniae-antigen i urin har hög känslighet för detektion av pneumokockinfektion i lungorna särskilt hos vuxna. Kan dock bli positivt även vid bärarskap. Se artikeln Påvisande av S. pneumoniae antigen i urin (ej referensmetodik))

Motströmselektrofores (CIE) kan användas för identifiering av pneumokocker men metoden har relativ låg känslighet.

Co-agglutination (COA) kan likaså användas i diagnostiken. Reagenserna innehåller antikroppar mot pneumokockserotyper eller mot pneumokockens C-polysackarid. Testen har god känslighet.

Latexagglutination (LA) kan också användas för identifiering av pneumokocker. Känsligheten är densamma som för co-agglutination.

För snabbdiagnostik är co-agglutination eller latexagglutination att föredra på grund av god sensitivitet, hög specificitet och liten tidsåtgång.

Serologi

Antikroppssvar mot C-polysackarid, mot typspecifik kapselpolysackarid samt mot pneumolysin i akut- och konvalescentsera liksom mätning av cirkulerande immunkomplex (IC), har använts och används för att studera etiologi vid luftvägsinfektioner såsom pneumonier.

För att studera vaccinationseffekt och antikroppar mot specifika typer finns standardiserad metod uppsatt på Statens Seruminstitut i Köpenhamn.

Resistensutveckling och resistensbestämning

Alla isolat av pneumokocker bör primärt resistensbestämmas mot penicillin (med oxacillinlapp 1 μg/lapp), erytromycin, trim/sulfa och tetracyklin. E-test används vid nedsatt känslighet för penicillin och vid behov. Särskild uppmärksamhet bör ägnas "importstammar" som kan vara multiresistenta. Metoder för resistensbestämning se [1]

Epidemiologisk typning

För att studera spridning av pneumokockinfektioner bör epidemiologisk typning med serotypning utföras. Även molekylär typning för att studera genetiskt släktskap mellan stammar (klonalitet) kan göras. Detta är särskilt viktigt eftersom pneumokocker lätt tar upp DNA från andra bakterier och därmed kan ha olika kapslar med samma genetiska bakgrund eller samma kapsel med olika genetiska uppsättning.

Serotypning utförs genom agglutination med antisera och idag finns åtminstone 90 olika kapselserotyper beskrivna. Flera molekylära typningsmetoder finns tillgängliga såsom PFGE (puls-fält-gel-elektrofores) varvid kromosomalt DNA klyvs med ett restriktionsenzym och stora fragment erhålls vid elektrofores. En annan typningsmetod är MLST (multi locus sequence typing) där delar av sju konserverade så kallade house-keeping genes i kromsomen sekvenseras och jämförs i en databas för att studera släktskap. Den sistnämnda metoden är särskilt användbar vid internationella jämförelser.

Kvalitetskontroll och referensstammar

Referensstammar för typning

  • Streptococcus pneumoniae CCUG 28588 (motsvarar NCTC 7465 och ATCC 33400).

För resistensbestämning

  • Streptococcus pneumoniae CCUG 33638 (ATCC 49619) (nedsatt känslighet för penicillin, MIC = 0,5 mg/L).

Kontroller för gallöslighetstest

  • Positiv: Streptococcus pneumoniae CCUG 28588.
  • Negativ: Enterococcus faecalis ATCC 29212 eller Streptococcus parasanguinis CCUG 21026.

Svarsrutiner

Kliniska isolat som uppfyller minimikriterierna enligt ovan utsvaras: Växt av Streptococcus pneumoniae.

Laboratorierapportering

Invasiva pneumokocker och pneumokocker med PcG MIC >1 mg/L oavsett lokal är anmälningspliktiga enligt smittskyddslagen.

Observera dubbelanmälan vid invasiv infektion med pneumokock med nedsatt penicillinkänslighet

Referensfunktioner

Ej beslutade

REFERENSER

  • Tomasz A, eds. 2000. Streptococcus pneumoniae - Molecular biology and mechanisms of disease. Mary Ann Liebert, Inc. Publishers.
  • Farhat SE, Thibault M, Devlin R. 2001. Efficacy of a swab transport system in maintaining viability of Neisseria gonorrhoeae and Streptococcus pneumoniae. J Clin Microbiol 39:2958-2960.
  • Hudspeth MK, Citron DM, Goldstein EJC. 1992. Evaluation of a novel specimen transport system (Venturi transystem) for anaerobic bacteria. Clin Infect Dis 25 (suppl 2):S132-3.
  • Dudley S, Ashe K, Winther B, Hendley JO. 2001. Bacterial pathogens of otitis media and sinusitis. Detection in the nasopharynx with selective media. J Lab Clin Med; vol 138 (5): 338-342.
  • Peled N, Yagupsky P. 1999. Improved detection of Streptococcus pneumoniae in middle-ear fluid cultures by use of a gentamicin-containing medium. J Clin Microbiol 37:3415-3416.
  • Vasallo FJ, López-Miragaya I, Rodríguez A, Torres J. 2001. Rapid identification of Streptococcus pneumoniae in blood cultures using a latex agglutination assay. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 20:594-595.