مواضيع المحاضرة: Corynebacteium diphtheria, Listeria and propionibacterium
background image

True bacteria – Rods - Gram  positive rods 

Non-spore forming bacteria 

Corynebacterium, Listeria, Propionibacterium 

 

Corynebacterium 

The genus Corynebacterium includes C. diphtheriae, the cause of the diphtheria, 

and  Diphtheriodes, as a large genus of the normal flora (the skin, the conjunctival sac, 

the mouth, the vagina).  

 

 

Corynebacterium diphtheriae 

    Diphtheria,  caused  by  C.  diphtheriae  is  an  acute  respiratory  or 

cutaneous  disease  and  may  be  a  life-threatening  illness.  The 

vaccination  protocols  and  widespread  immunization  beginning  in 

early  childhood  has  made  the  disease  rare  in  developed  countries 

while  is  a  serious  disease    in  those  countries  where  the  population 

has not been immunized.  

Epidemiology  

C.  diphtheriae  is  found  in  the  throat  and  nasopharynx  of 

carriers  and  in  patients  with  diphtheria.  The  disease  is  a  local 

infection,  so the organism is primarily spread by: 

1- respiratory droplets by  carriers. 

2-direct contact with an infected individual  

3-contaminated waste

Pathogenesis  

Diphtheria is caused by the effects of a  exotoxin that inhibits 

eukaryotic  protein  synthesis.  The  toxin  is  composed  of  two 


background image

fragments A and B(Figure 1).  Fragment B binds to cell membranes (by the receptor  in 

cell membrane) and then mediates the delivery of fragment A to it’s  target. Inside the 

cell,  fragment  A  separates  from  fragment  B,  and  catalyzes  the  transfer  of  adenosine 

diphosphate  ribose  (ADPR)  from  nicotine  adenine  dinucleotid  (NAD

+

)  to  polypeptide 

chain elongation factor EF-2 ,then,the complex(ADPR+EP-2)is inactivated and peptide 

synthesis stops.  

Clinical Significance  

Infection has two forms respiratory and cutaneous or in an asymptomatic carrier   

1-Respiratory diphtheria    

Diphtheria consist of   (1) local infection of the throat, produces a thick, grayish, 

adherent  exudate  (pseudomembrane)  that  is  composed  of  cell  debris  from  the  mucosa 

and  inflammatory  products  (Figure  2),  coats  the  throat  and  may  extend  into  the  nasal 

passages or down ward in the respiratory tract, leading to suffocation.  

 (2)  generalized  symptoms  occur  as  the  disease  progresses  (marked  swelling  of 

the lymph nodes in the neck), involve the heart and peripheral nerves, lead to congestive 

heart failure and permanent heart damage and neuritis of cranial nerves and paralysis of 

muscle groups (such as those control movement of the palate or the eye) are seen late in 

the disease.  

2-  Cutaneous diphtheria   

A puncture wound  or cut in the skin can result in introduction of  C. diphtheriae 

into  the  subcutaneous  tissue,  leading  to  a  chronic,  non  healing  ulcer  with  a  gray 

membrane. 

Immunity  

Diphtheria toxin is antigenic and stimulates the production of Abs that neutralize 

the toxin’s activity. Formalin treatment of the toxin produces a  toxoid that remains the 

antigenicity  but  not  the  toxicity  of  the  molecule,  which  used  for  immunization  against 

the disease.  

 


background image

 

 

 

Diagnostic laboratory tests 

  1-  Clinical  observation  →  Diphtheria  should  be  considered  in  patients  with  = 

pharyngitis, low –grade fever,cervical adenopathy (swelling of the neck),erythema of 

the pharynx and adherent gray pseudomembranes.  

  2- Microscopic examination:   G+ rods ,small, slender, pleomorphic,that tend to stain 

unevenly,form  clumps  that  look  like  Chinese  characters  ,  nonmotile,  noncapsulated 

and  do  not  form  spores.  Albert’s  stain  is  important  to 

diagnostic  C.  because  its  contain  volutin  granules  (C. 

contains 

accumulation 

of 

phosphate 

granules, 

metachromatic granules) that stain deeply give rod a beaded 

appearance  beside  the  bacilli  looks  like  bipolar  under  the 

microscope(see  figure  3)  and    arranged  in  pairs  or  groups 

and from various angles with each other like L, V, X, Y, Z 

thus called Chinese letter arrangement. 


background image

   3-Macroscopic examination:   Culture = Most spp. are facultative anaerobic and those   

found associated with humans  grow aerobically on standard laboratory media such as 

blood agar.  C. diphtheriae can be isolated easily from a selective medium such as 

Tinsdale’s agar (Figure 2) which contains potassium tellurite, an inhibitor of other 

respiratory flora, and on which C. produces black colonies with halos (to reduction of 

tellurite salt). On rich media (blood, serum or egg) colonies are small, granular, moist, 

glistening irregular edges.  

      Biochemical  reaction  =  Catalas  +,  oxidase  -  ,  gelatin-  ,  Urase  -  ,    phosphatase  -, 

ferment glucose and maltose with acid production only.  

Fermentation  of  starch,  glycogen  and  dextrin,  is  useful  to  differentiate  between 

the  3  types  of  C.  diphtheriae  (on  selective  media  containing  tellurite,  3  types  of  C. 

diphtheriae : GravisMitisIntermedius, all of them capable of producing same toxin 

and clinical disease). Gravis ferments starch, glycogen and dextrin, while the two other 

types don’t ferment starch and glycogen,ferment only dextrin. 

      Serologic test : by precipitin reaction to demonstrate toxin production.  

Treatment 

    Requires  (1)  neutralization  of  toxin:  by  A  single  dose  of  horse  serum  antitoxin 

inactivates any circulating toxin, not  bound toxin to a cell-surface receptor.  

         (2) eradication of the organism: by  several antibiotics, such as erythromycin 

or penicillin (Figure 2), which slows the spread of infection and, by killing the organism, 

prevents further toxin production.  

Prevention  

By  vaccine contains diphtheria toxoid  as a part of the DTaP vaccine (Diphtheria 

Tetanus  + a  Pertussis vaccine)which neutralize unbound toxin preventing the disease 

from progressing. The initial series of injections should be started in children (2 years ). 

Booster injections of diphtheria toxoid (with tetanus toxoid) should be given at 10 year 

intervals  throughout  life.  The  control  of  an  epidemic  outbreak  of  diphtheria  involves 

rigorous immunization and a search for healthy carriers among patient contacts. 

 


background image

 

Diphtheroids 

Several  other  Corynebacterium  spp.,  that  morphologically  resemble  to  C. 

diphtheriae  ,  are  common  commensals  of  the  nose,  throat,  nasopharynx,  skin, 

urinary tract and conjunctiva,  and are generally unable to produce exotoxin, but a 

few cause disease in  immunosuppressed individuals.  

 
 

Listeria 

 

Listeria species  are intracellular parasites that may be seen within host cells 

in  tissue  samples  (Figure  1)  .  Listeria  monocytogenes  is  the  only  species  that  infects 
humans, other species are widespread among animals. 

 

 

 


background image

Epidemiology 

 Listeria infections are usually food borne, 2 - 3 % 

of processed dairy products (ice cream and cheese), 20 - 
30  %  of  ground  meats  and  poultry  (growth  at  4°C  in 
food).  

1  –  15  %  of  healthy  humans  are  asymptomatic 

intestinal carriers of the organism. Listeria infections are 
most common in pregnant women + fetuses or newborns 
+  immunocompromised individuals, such as the elderly 
or patients receiving corticosteroids. 

 

Antigenic classification 

Three serotypes are present isolates from humans , 

Ia , Ib , Irb . 

Irb  causes  an  epidemic  associated  with  cheese 

made from anpasteurized milk,cause meningitis between 
birth 3 week of life with high mortality rate . 
 

Pathogenesis 

It’s a facultative intracellular  parasite, attaches to 

and  enters  a  variety  of  mammalian  cells,  by 
phagocytosis(macrophage)and 

incorporated 

into 

phagolysosome (see figure) . 

 It escapes from the phagolysosome by elaborating 

a  toxin called Listeriolysin O as virulent factors 

 

L.  monocytogenes  grows  in  the  cytosol,  and  

assembles  an  actin    filament  tail  that  pushes  the 
bacterium  to the surface of the macrophage . 

 A  pseudopod    extension  forms  ,  facilitating 

transfer  of  the  Listeria  into  a  neighboring  phagocyte. 
Listeria  produced    phospholipases  mediate  the  passage 
of  the  organism  directly  to  a  neighboring  cell,  allowing 
avoidance of cells of the immune system. 

 
 
 
 


background image

Clinical significance 

Septicemia  and  meningitis  are  the  most  commonly  reported  forms  of  L. 

monocytogenes  infection  (listeriosis).  

Pregnant women, usually in the third trimester, may have a milder illness as well 

as in asymptomatic vaginal colonizaition, the organism can be transmitted to a newborn 
(cause of newborn meningitis) or to the fetus and initiate abortion. Immunocompromised 
individuals  are  susceptible  to  serious  generalized  infections,  as  meningocephalitis  and 
bacteremia . 
  

Diagnostic laboratory tests 

       Specimens  =  blood,  cerebrospinal  fluid,  and  other  clinical  specimens  by  standard 
bacteriologic procedures. 
      Microscopic examination = G+ rods, sometimes they occur as diplobacilli or in short 
chains,  do  not  form  spores  and they  are  intracellular  parasites that  may  be  seen  within 
host cells in tissue samples. Its motile with tumbling motility by light microscopy in 
liquid  medium  after  growth  at  25°C
  ,  distinguish  it  from    Corynebacterium 
(nonmotile)  which may be confused morphologically with  Listeria
. 
      Macroscopic examination = It's facultative anaerobes on a variety of enriched media.  
On blood agar, L. monocytogenes produces a small colony with β- hemolysis( figure 1). 
     Biochemical  reaction  =  catalase  +  distinguish  it  from    Streptococci  (catalase  -  ) 
which may be confused morphologically with  Listeria
. 
 

Treatment 

 

        Ampicillin  and  trimethoprim  /sulfamethoxazole  are  used  (Figure  1).  Ampicillin  
and gentamicin also used after therapy.  

Prevention 

       By proper food preparation and handling.

 

 

Propionibacterium 

 

Propionibacterium  acnes  is  classified  as  a  Corynebacterium  anaerobic 

diphtherods,  form  part  of  the  normal  flora  of  the  skin.They  cause  acne  by    produce 
lipase    which  split  off  free  fatty  acids  from  skin  ,then  produce  tissue  inflammation 
which  contribute  to  acnes  .  Sometimes  associated  with  endocarditis  or  infections  of 
plastic implants. It's produce propione acid from carbohydrate fermentation . Its G+ rods 
, non spore forming , anaerobic microaerophilic rods of diphtheroid like morphology. 


background image

 




رفعت المحاضرة من قبل: Dunya Isam
المشاهدات: لقد قام 5 أعضاء و 183 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