مواضيع المحاضرة: Nisseria gonorrhoea, Nisseria meningitis and Veillonelae
background image

 

True bacteria – Cocci-  Gram negative cocci 

Neisseriae and Veillonellae

 

  

Neisseriae 

 

Two spp. are pathogenic for humans: 

1-  Neisseria  gonorrhoeae  (called  gonococcus),  the  causal  agent  of 

gonorrhea.  

2-  Neisseria  meningitidis  (called  meningococcus),  the  causal  agent  of 

meningitis.  
Both  of  them  are  G  -  ,  diplococci,  aerobic,  nonmotile,  oxidase 

positive, that cannot be distinguished from each other under the microscope, 
but by sugar fermentation in laboratory(table1), and the sites of their primary 
infections.  Also  both  of  them  are  classified  as  pyogenic  cocci  because 
infections  by  these  organisms  are  characterized  by  the  production  of 
purulent (pus like) material comprised largely of W.B.C.

 

 

Table 1 : Characteristics of species of Neisseria 

Species 

Colonies 

Growth 
on 
nutrient 
agar 

Growth 
at 22

0

 C 

Fermentation 
glucose    maltose 
sucrose 

Serology 

N. meningitis 
flat sides 
diplococcic
 
capsulated 

Round , smooth , glistening 
and creamy consistency . 
easily emulsified . 

8       antigenic 
Groups 

N. gonorrhea 
concave sides 
diplococcic
 
noncapsulated 

Same  as  above  but  small  and 
opalescent . 
difficultly emulsified . 

Antigens 
heterogeneous 

N. flavescens 

Same but pigmented yellow. 

Antigenically 
distinct 
homogenous 
group 

N. sicca 

Small , dry , opaque , 
Wrinkled and brittle . 

Autoagglutinable 

N. catarrhalis 

Variable , small, translucent, 
Opaque and emulsifiable . 

Autoagglutianble  


background image

 

Neisseria gonorrhoeae 

 It’s  usually  transmitted  during  sexual 

contact  or,  more  rarely,  during  the  passage  of  a 
baby  through  an  infected  birth  canal.  It  does  not 
survive  long outside the  human  body  because  its 
highly sensitive to dehydration. 

 

 Structure 

Gonococci  are  noncapsulated  (unlike 

meningococci) piliated, and nonmotile, and looks 
like a pair of kidney beans(figure1).  
1-  Pili  :  enhance  attachment  of  the  organism  to 
host  epithelial  and  mucosal  cell  surfaces  and 
confer  resistance  to  phagocytosis,  as  the  most 
important  virulence  factors.  Pili  are  also 
antigenic. 
2-  Lipooligosaccharide  (LOS)  :  have shorter, more highly branched, non 
repeat O-antigen side chains than do lipopolysaccharides (LPS) found in G – 
B . In normal human serum , IgM directed against LOS antigens. 
3-  Outer  membrane  proteins  (OMPs)  :  OMPI,  functioning  as  a  porin  in 
complex  with  OMP11,  OMP111  (called  opacity  protein)  because  its 
presence  renders  gonococcal  colonies  less  translucent.  OMP11  with  pili, 
mediates  attachment  of  the  organism  to  a  host  cell.  Because  of  OMP11’s 
ability to antigenic variation, it also make the organism to evade the immune 
response and cause repeated infections.  
 

 Pathogenesis 

     Pili  and  OMP11  facilitate  adhesion  of the gonococcus to  epithelial  cells 
of the urethra, rectum, cervix, pharynx, conjunctiva, and make colonization 
possible.  Pili  also  enable  the  B.  to  resist  phagocytosis.  OMP11’s  ability  to  
cause repeated infections. 

Both  gonococci  and  meningococci  produce  an  IgA  protease  that 

cleaves IgA

1

 to evade immunoglobulins of this subclass.  

 
 
 


background image

 

 Clinical Significance 

It’s colonize the mucous membrane of the genitourinary tract or 

rectum, cause a localized infection with the production of pus or may lead 
to tissue invasion, chronic inflammation, and fibrosis.  

A  higher  proportion  of  females  than  males  are  generally 

asymptomatic,  sexually  transmitted.  More  than  one  sexually  transmitted 
disease  may  be  acquired  at  the  same  time,  e.g.  gonorrhea  with  syphilis, 
Chlamydia,  human  immunodeficiency  virus  (HIV),  hepatitis  B  virus,  so 
need treatment for more than one pathogen.  
1- Genitourinary tract infections:  

In  males  →  more  acute  and  easier  to  diagnose.  The  patient  presents 

with a yellow, pus urethral discharge and painful urination. 

In  females  →infection  occurs  in  the  endocervix  and  extends  to  the 

urethra  and  vagina.  A  greenish-yellow  cervical  discharge  is  most  common 
accomparied  by  intermenstrual  bleeding,  and  may  progress  to  the  uterus, 
causing inflammation of the fallopian tubes, pelvic inflammatory disease and 
fibrosis(Infertility occurs in 20% of woman).  
2- Rectal infections: 

Prevalent in male homosexual.  

3- Pharyngitis: 

Is contracted by oral – genital contact.  

4- Ophthalmia neonatorum: 

Is an infection of the conjunctival sac that is acquired by a new born 

during  passage  through  the  birth  canal  of  a  mother  infected  with 
gonococcus, if untreated lead to blindness.   
5- Disseminated infection:  

Most  strain  of  gonococci  have  a  limited  ability  to  multiply  in  blood 

stream,  therefore  bacteremia  is  rare  (in  contrast,  meningococci  multiply 
rapidly in blood). Gonococcal infection is the most common causes of septic 
arthritis  in  sexually  active  adults.  Disseminated  infection  are  seen  in  both 
male  and  female,  but  are  more  common  in  female  particularly  during 
pregnancy and menses. 

 
 
  

 


background image

 

 Laboratory  identification: 

      Haematological investigation:- 

     a. Total leukocyte count shows leukocytosis. 
     b.  Differential  leukocyte  count  shows  increase  in  polymorphonuclear 

cells. 

      Bacteriological examination:-  microscopical examination:  
        a-Gram's staining  of  smear from  pus  discharge (urethra,  cervix  ...  etc) 
shows  G-  diplococcus,  observed  inside  polymorphonuclear  leukocytes  of 
clinical samples , piliated, noncapsulated and nonmotile  (Figure 1). 
        b-Fluorescent antibodies technique is specific and sensitive method  ,in 
male  sample  of  discharge  is  collected  for  culture  and  smear/  in  female 
besides urethral discharge cervical swab should also be studied. 
     Macroscopical examination : Culture is done on  blood agar not chocolate 
agar  incubated  in  10%  CO

2

(first  isolation).In  chronic  cases  when  mixed 

infection  is  usual,  it  is  better  to  use  selective  medium  the  Thayer  Martin 
medium. 
     Biochemical  tests  =  oxidase  +,ferments  glucose,  but  not  maltose  (table 
1,2). 
   Serological test = Serum and genital fluid contain IgA and IgM antibodies 
against gonococcal pili, OMPs and LOS.The motheds as: 

a.  Complement  fixation  test  (CFT):it  become  positive  2  weeks  after 

infection  and  remains  positive  for  long  time  even  after  the  cure  of 
disease. 

b. Flocculation test: it is simpler test than CFT. 
c. Radioimmunoassay  and  ELISA. However;  these  tests  lack  specificity 

and reliability as diagnostic aid. 

  Nucleic  acid  probe:  it  may  be  used  to  detect  gonococci  in  urethral  and 
cervical specimen. 
 

 Treatment and Prevention

 

More  than  20%  of  N.  gonorrhoeae  are  resistant  to:  penicillin, 

tetracycline, cefoxitin, and \or spectinomycin.  

Penicillin  –  resistant  organisms  are  called  PPNG-  (penicillinase 

producing N. gonorrhoeae), which contain plasmids that carry the gene for 
β-lactamase, such as in Eschenchia coli and Haemophilas influenzae.  

Most  organisms  still  respond  to  treatment  with  third  generation 

cephalosporins  →  intramuscular  dose  of  ceftriaxone  for  uncomplicated 


background image

 

gonococcal  infection  of  the  urethra,  endocervix  or  rectum.  Spectinomycin 
for patients who are allergic to cephalosporins.  
     Doxycycline,  a  tetracycline  effective  against  Chlamydia  and  gonococci.      
In  ophthalmia  neonatorum  ,treatment  is  with  erythromycin  to  eliminate 
Chlamydia trachomatis if present.  
    In  disseminated  infection  with  Chlamydia,  a  seven  day  course  of 
doxycycline to eliminate infection. 

Prevention  depends  on  (1)safe  sexual  practices(2)treatment  of  the 

pregnant mother with antibiotics prevents ophthalmia neonatorum . 

 

Non gonococcal urethritis 

Urethritis due  to  causes other  than  gonococci  called    nongonococcal 

or nonspecific urethritis. Etiology: - 

1.  Gonococci (L-form). 
2.  Chlamydial infection (TRIC). 
3.  Mycoplasma. 
4.  Hemophilus vaginalis (Gardenerella vaginalis). 
5.  Candida albicans.  
6.  Trichomonas vaginalis. 
7.  Mobiluncus (recently classified genus). 
8.  Chemical and mechanical irritation. 

Since  etiology  diagnosis  is  difficult  to  make;  hence  management  is 

also difficult.       

                                                                                                                   

Neisseria meningitids 

Causes  meningitis  and  can  also  take  the  form  of  meningococcemia, 

with  intravascular  coagulation  circulatory  collapse  and  fatal  shock,  but 
without meningitis. Most common in winter and early spring and are favored 
by close contact between individuals (e.g. in schools, institutions).  
 

 Structure 

It  is  G  -  diplococcus,  like  a  kidney 

bean, appears in pairs (Figure 2),  nonmotile, 
piliatedattach to the nasopharyngeal mucosa 
.When meningococcus is isolated from blood 
or  spinal  fluid,  it  is  capsulated,the  most 
important virulence factor . 


background image

 

1- Serogroups  

The  LOS  capsule  is  allow  the  identification  of  at  least  fourteen 

capsular polysaccharide types called serogroups (A, B, C, W and Y)(table2) 
,  although  approximately  90%  of  meningococcal  disease  are  caused  by 
serogroups A, B and C (serogroup C is usually responsible for epidemics in 
developing counters).  
2- Serotypes 

A second classification system called serotyping (1, 2 …. 20)  that is 

based on the properties of OMP and LOS. 

 

 Epidemiology  

Transmission  occurs  through  (1)  inhalation  of  respiratory  droplets 

from a carrier or a patient in the early stages of the disease , (2) recent viral 
or  mycoplasma  upper  respiratory  tract  infection  (3)  active  or  passive 
smoking (4) complement deficiency.  
    Pathogenic strains may invade the blood stream and cause systemic illness 
after an incubation period of 2 - 10 days.  
 

 Pathogenesis  

Antiphagocytic  properties  of  the  meningococcal  capsule  aid  in  the 

maintenance  of  infection.  LOS  released  during  autolysis  and  bacterial  cell 
division,  is  responsible  for  many  of  the  toxic  effect  found  in  disseminated 
meningococcal  disease.Like  gonococci,  it’s  make  an  IgA  protease  that 
cleaves IgA

1

 and helps the pathogens to evade Ig of this subclass . 

 

 Clinical significance 

N.  meningitidis  initially  colonizes  the  nasopharynx,  resulting  in  a 

largely  asymptomatic  meningococcal  pharyngitis.  In  young  children  and 
other  individuals,  it  can  cause  disseminated  disease,  by  spreading  through 
the blood → leading to meningitis and / or septicemia. 
1. Meningitis: 

The  epithelial  lining of  the  nasopharynx normally  serves  as  a  barrier 

to  bacteria  .  Rarely,  meningococci  penetrate  this  barrier  →  enter  blood 
stream  then  multiply.    If  not  severe, the patient  may  have  only  a  fever and 
other nonspecific symptoms. Also, its can seed from the blood to other sites: 
e.g.  brain  barrier  and  infecting  the  meninges,  multiply  and  induce  an  acute 


background image

 

inflammatory  response,  resulting  in  a  purulent  meningitis.  Joint  symptoms 
and a petechial rash are also observed.  
   Within  several  hours  the  initial  fever  and  malaise  can  evolve  into  severe 
headache,  a  rigid  neck,  vomiting  and  sensitivity  to  bright  –  lights  → 
symptoms characteristic of meningitis. Coma can occur within few hours. 
2- Septicemia: 

Meningococci  can  cause  a  life  –  threatening  septicemia  in  healthy 

individual in less than twelve hours. Up to 30% of patients with  meningitis 
go on to septicemia, and shock for which the B. endotoxin (LOS) is largely 
responsible.  Acute  meningococcal  septicema  seen  in  very  young  children, 
characterized by = (1) large purple blotchy skin hemorrhages, (2) vomiting, 
(3) diarrhea,  (4) circulatory collapse, (5) necrosis of adrenals and (6) death 
with 10-12 hours. 

  

 Laboratory identification  

  Haematological investigation:  

a.  Total leukocyte count shows  leukocytosis  more than 15000. 
b.  Differential    leukocyte  count  show  increase  in  polymorphonuclear 

cells. 

  CSF examination: 

a.  Macroscopically  fluid  is  mild  to  moderately  turbid,    contains  many 
pus cells . 
b.  One portion of fluid is centrifuged and studied after  Gram staining; 

 G  -  diplococcus,  shaped  like  a  kidney  bean,  appears  in  pairs  inside   

polymorph(Figure 2), nonmotile, piliated capsulated . 

c.  The  second  portion  is  inoculated  on  blood  agar  or  chocolate  agar 
under  5-10%  CO

2

  ;  γ  –  hemolysis  on  blood  agar.Identified 

meningococci  on  the  basis  of  morphology  and  biochemical 
reactions(table1,2). 
d. Third portion of CSF is inoculated overnight and then subculture on 
chocolate agar. This method may succeed when direct method fails. 

  Blood culture: in early cases of meningitis, culture is positive. 
  Nasopharyngeal swab: it is useful in carriers. 
  Petechial lesion: collected from petechial haemorrhage. 


background image

 

 Autopsy: it is done on meninges(lateral ventricles and surface on brain and 
spinal  cord)  within  12  hours  of  death  of  patient,after  smear  and  culture 
organism are identified.  
Retrospective  evidence:  demonstrating    complement  fixing  antibodies  in 
sera by latex agglutination or hemaglutination test. 

 
 

 

 
 Treatment and Prevention 

B.  meningitis  is  a  medical  emergence,  so  antibiotic  treatment 

cannot  await  a  definitive  bacteriologic  diagnosis.  High  fever,  headache 
and  a  rash  of  meningococcal  infection  are  treated  immediately  to  prevent 
septicemia( reduces mortality to about 10% as soon as possible treated). 

Gram  stain  on  CSF  can  be  performed  immediately  and  latex 

agglutination  tests  with  serogroup  –  specific  anticapsular  antibody  can  be 
used to identified N. serogroup in CSF. 

In  past  treated  with  penicillin  G  or  ampicillin  in  large  intravenous 

doses ,but resistant  strains increasingly common . Cefotaxime or ceftriaxone 
are used.     
         Prevention by a  conjugate meningococcal vaccine (MCV4)for use in 
adult  11-55  years of age(  MCV4  is  a   vaccine  that  contains  capsular    from 
serogroups A, C, W-135, and Y conjugated to diphtheria toxoid) (Figure 3).  

   Prophylaxis :  Rifampin  is  used to treat  family 
members  of  an  infected  individual  to  eliminate 
the  carrier  state.  Oral  ciprofloxacin  and 
intramuscular ceftriaxone.  

 
 
 
 
 
 


background image

 

Commensal  Neisseria 

They  may  be  inhabit  normal  respiratory  tract,  their  pathogenic 

significance  is  uncertain,  Neisseria  flavescens  and  Neisseria  catarrhalis 
have been reported occasionally as having caused meningitis. Characteristic 
features of some of them are shown in the (Table 1) . 

 

Veillonellae  

   They are G- cocci ,small, anaerobic,that are part of normal mouth flora. 

They ferment few sugars and probably are not pathogenic. 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Dunya Isam
المشاهدات: لقد قام 5 أعضاء و 168 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