مواضيع المحاضرة:
background image

Unit 2: Bacteriology

 

 

 

123 

Lecture 10+11 - zoonotic gram 
negative rods 

 
Zoonoses: are human diseases caused by organisms that 
are acquired from animals (animal sources). There are 
bacteria, viral, fungal & parasitic zoonoses. Some 
zoonotic organisms are acquired directly from the animal 
reservoir, others transmitted by vectors (mosquitoes, fleas 
or ticks). There are 4 medically important G- rods (have 
animal reservoirs):                                    
Yersinia, Pasteurella , Francisella & Brucella 
species. 
(YERSINIA, FRANCISELLA, & PASTEURELLA) 
They are short; pleomorphic G- rods can exhibit bipolar 
staining. 
 

Yersinia 

Y.pestis, Y. enterocolitica, & Y. pseudotuberculosis 

Y.pestis:  

  Short, pleomorphic G- rods, motile (like safety pin) 

Bipolar staining by methylene blue & carbol fuchsin. 
Causes plague.  

  Grow as a facultative anaerobic on media containing 

blood or tissue fluids, freshly isolates possess capsule, 
incubation at 37C˚ →  gray viscous colonies, catalase+, 
oxidase - 

 

 

Antigenic Structure: 

  LPS (endotoxin activity). 

  Envelope contains protein = fraction 1 (antiphagocytic). 

  V & W antigens (proteins encoded by plasmid, lack of 

this plasmid → avirulent strain used as vaccine). 

  Exotoxin (1μg is lethal in mice). 

  Pesticin= bacteriocin. 

Note: There is a cross-reaction between Y.pestis &other yersiniae 
 

Pathogenesis:   

2 types of plague: Pneumonic p. & Bubonic p. 

  Pneumonic p.: results from inhalation of droplets or septic 

emboli (contains the bacteria) that reach the lungs. 

  Bubonic p.:Y.pestis found in bacteremic rodent, blood 

meal of flea ingests the bacteria which cause blood clots 
in stomach (by bacterial coagulase), the bacteria trapped 
in fibrin & proliferate → mass of bacteria       block of 
flea΄s intestinal tract → regurgitate the bacteria into next 
animal or bites a human (the flea become hungrier & 
loses its natural host, rodents). 
 The flea bite a human, inoculated bacteria → spread to 
regional lymph nodes → swollen & tender (groin & 
axillae) → buboes (bubonic p.). 
 

Clinical Findings of bubonic p.: 

  Incubation period 2-7 days, high fever, 

lymphoadenopathy, vomiting & diarrhea may develop. 

  DIC (hypotension, renal & cardiac failure),signs of 

meningitis may appear. 

  Endotoxin-related symptoms (DIC & cutaneous 

hemorrhages) → black death. 
 

Diagnostic Lab.: 

  Specimens: blood, sputum, lymph aspirate & csf. 

1)  Smear: Giemsa’s stain or Wayson΄s stain. 
2)  Culture: blood agar (is best confirmed by           

immunofluorescence).     

  Serum Ab. Titer  1:16 is presumptive evidence of 

Y.pestis infection. 
 
Control & prevention:  
1. Control of flea by insecticide. 
2. Control of spreading of rodents. 
3. Vaccine (formalin-killed bacteria). 
 
Treatment:
 
Streptomycin (drug of choice), tetracycline (alternative or 
give in combination with streptomycin).  
 


background image

Unit 2: Bacteriology

 

 

 

124 

Y.enterocolitica & Y.pseudotuberculosis:  

G-rods, urease +, grow best  & motile at 25Cº but non-
motile at 37Cº. They are found in the intestinal tract of 
animals.Both of them cause bacterimia. 

Y.enterocolitica: 

 isolated from rodents & domestic animals (sheep, cattle, 
swine, dogs & cats). Transmitted to humans by 
contamination of food, drinks & fomites. Produce a heat-
stable enterotoxin. 

Y.pseudotuberculosis:   

Found in farm animals & birds which excreted in feces, 
human infection → ingestion of materials contaminated 
from animals feces. 

 

Pathogenesis & Clinical Findings:  

  Incubation period = 5-10 days →yersiniae multiply in gut 

mucosa of ileum →inflammation & ulceration 
→leukocytes appear in feces, the infection extend to 
mesenteric lymph nodes →    blood (bacteremia).  

  Fever, diarrhea (watery or bloody because of invasion or 

enterotoxin?), abdominal pain the right lower quadrant 
suggesting appendicitis. 

 
Diagnostic Lab.:
  

  Specimens: stool & blood for culture. 

  Serology: agglutination test (cross-reaction with vibrios, 

salmonellae & brucellae). 

 
Treatment:    
Aminoglycosides, Chloramphenicol, 
Ttimethoprime-sulfamethoxazole, & Piperacillin. 
 

Pasteurella 

Non-motile, G- coccobacilli with bipolar appearance on 
stained smears, aerobic or facultative anaerobes, oxidase 
+, catalase + & encapsulated bacteria.  

The important species is 

P.multocida. 

 
Pathogenesis & Clinical Findings: 
 

  Part of the normal flora in the mouth of many animals 

(domestic animals, cats & dogs), transmitted by biting, 
capsule is a virulence factor & endotoxin is present in the 
cell wall. No exotoxins.  

  Rapid onset of cellulitis at the site of cat bite. After cat 

bites osteomyelitis developed (because cats teeth sharp 
pointed implant bacteria under the periosteum). 
Diagnosis Lab.: Culture the sample from wound site. 
Treatment: Penicillin G. 
 

 

 

Francisella 

Francisella tularensis 

Small, G- pleomorphic rods, causes tularemia, transmitted 
to humans by: 

1)  Biting arthropods (ticks). 
2)  Direct contact with infected animal tissue (rabbits & 

deer). 

3)  Inhalation of aerosols. 
4)  Ingestion of contaminated food or water. 

 

Pathogenesis: 

  Bacteria on skin abrasions (2-6 days) → an inflammatory 

& ulcerating papule develops regional lymph nodes 
enlargement. 

 

Inhalation → peribronchial inflammation & pneumonitis. 

 

Droplet or infected finger touches eye (conjunctiva) →        
oculograndular tularemia. 

  Fever, malaise, headache & pain in the regional lymph nodes. 

 

Diagnostic Lab.: 

  Specimens: Blood.  

  Agglutination test:  titer 1:160 is highly suggestive if the 

history or physical findings are compatible with the 
diagnosis (cross-reaction with brucellae). 

  Culture: glucose blood agar or glucose cystine blood agar. 

 

 

 
Treatment: Streptomycin or gentamicin for 10 days.  
 
 
 


background image

Unit 2: Bacteriology

 

 

 

125 

Brucellae 

  They are cause brucellosis (undulant fever & Maltafever) 

is characterized by an acute bacteremic phase then a 
chronic stage may extend over many years & involve 
many tissues. 

  4 species (infected humans):    

1)  Brucella melitensis (goats & sheep)  
2)  B. abortus     (cattle)    
3)  B. suis   (pigs) 
4)  B. canis (dogs) 

 

Morphology: 

G-, short coccobacillary, aerobic, non-capsulated, non-
spore forming & non-motile. 
 

Culture: 

  Small convex, smooth colonies.  

  B. abortus requires 5-10 % CO

2

.Brucellae are oxidase, 

catalase & urease positive, produce H

2

S & moderately 

sensitive to heat & acid (in milk killed by pasteurization). 

 

Antigenic Structure: 

  LPS: 2 antigens A & M (present in different proportions 

in 4 species). 

  L antigen (resembles of Vi Ag of salmonellae).  

 

Pathogenesis: 

  Obligate intracellular parasite transmitted from animal to 

human (zoonoses). 

  The common routes of infection in human: 

1)  Intestinal tract (ingestion of infected & unpasteurized 

milk, & cheese). 

2)  Mucous membrane by droplets. 
3)  Skin (contact with infected tissues of animals). 

 

After infection, brucellae → lymph duct or channels & 
lymph nodes → thoracic duct & bloodstream → 
parenchymatous organs → granulomatous tissues 
(abscess) in lymphatic tissue, liver, spleen, bone marrow 
& other parts of reticuloendothelial systems. 

  The disease has 2 phases: acute bacteremic phase & 

chronic phase. 

  Placentas & fatal membranes of cattle, swine, sheep & 

goats contain erythritol (growth factor for brucellae). The 
proliferation of brucellae in pregnant animals → 
placentitis & abortion. No erythritol in human (no 
abortion) 

  B. melitensis infections more sever & prolonged than B. 

abortus infections which are more self-limited. 

Clinical Findings: 

  After incubation period (1-6 weeks), insidious onset with 

malaise, fever (rises in the afternoon & fall during the 
night with drenching sweat), weakness, aches & sweats. 
There may be gastrointestinal & nervous symptoms, 
lymph nodes enlarge & the spleen becomes palpable, 
hepatitis may be with jaundice →        these generalized 
symptoms subside in weeks or months but localized 
lesions & symptoms may continue. 

  Chronic stage may develop (weakness, aches, pains, low-

grade fever, nervousness & other nonspecific with 
psychoneurotic symptoms). The diagnosis of this stage is 
difficult unless local lesions are present (brucellae cannot be 
isolated from the patient but agglutinin titer may be high) 
 

Treatment: 

Brucellae susceptible to tetracyclines & ampicillin for few 
days or prolonged for best results & combined treatment 
(tetracycline + streptomycin or gentamicin). 
 

Epidemiology, Prevention & Control: 

  Brucellae are zoonotic pathogens, so the infection is more 

frequent in men because of occupational contact (farmers, 
veterinarians, slaughterhouse workers). The majority of 
infections remain asymptomatic (latent). 

  Eradication of brucellosis in cattle (immunization) & 

examined by agglutination test. Active immunization of 
humans with avirulent live strain 19. 

  Control by: 

1)  Limitation of spread & possible eradication of animals 

infection. 

2)  Pasteurization of milk & milk products. 
3)  Reduction of occupational hazards wherever possible. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 




رفعت المحاضرة من قبل: Mostafa Altae
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 130 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل