background image

1

 

 

 

  

Listeria monocytogenes 

     There are several species in the  genus  Listeria. Of these, L monocytogenes  is 

important  as  a  cause  of  a  wide  spectrum  of  disease  in  animals  and  humans.  

monocytogenes  is  capable  of  growing  and  surviving  over  a  wide  range  of 

environmental conditions. It can survive at refrigerator temperatures (4°C), under 

conditions of  low pH  and  high salt  conditions. Therefore,  it  is able  to  overcome 

food preservation and safety barriers, making it an important foodborne pathogen. 

Recent  data  from  the  Centers  for  Disease  Control  and  Prevention  indicate  that 

foodborne  listeriosis  is  declining.  However,  one  of  the  largest  and  most  deadly 

outbreaks  of  listeriosis  in  the  United  States  (147  cases  across  28  states  and  33 

deaths) occurred in 2011 and was traced to contaminated cantaloupe from a 

packaging plant  in  Colorado. This  outbreak  emphasizes  the  ubiquitous  nature  of 

this  organism  and  its  ability  to  easily  contaminate  a  variety  of  foods  during  any 

stage of the food handling process. 

Morphology and Identification 

     L  monocytogenes  is  a  short,  gram-positive,  non–spore-forming  rod.  It  is 

catalase positive and has a tumbling end-over-end motility at 22–28°C but not at 

37°C;  the  motility  test  rapidly  differentiates  Listeria  from  diphtheroids  that  are 

members of the normal microbiota of the skin. 

Culture and Growth Characteristics 

     Listeria grows well on media such as 5% sheep blood agar on which it exhibits 

the  characteristic  small  zone  of  hemolysis  around  and  under  colonies.  The 

organism  is  a  facultative  anaerobe  and  is  catalase  positive,  esculin  hydrolysis 

positive, and motile. Listeria produces acid but not gas from utilization of a variety 

of carbohydrates. The motility at room temperature and hemolysin production are 

primary findings that help differentiate Listeria from coryneform bacteria. 

 

Microbiology

 

Medical bacteriology

 

Dr. Zainab D. Degaim 

 


background image

2

 

 

Antigenic Classification 

     Serologic classification is done only in reference laboratories and is primarily 

used for epidemiologic studies. There are 13 known serovars based on O (somatic) 

and H (flagellar) antigens. Serotypes 1/2a, 1/2b, and 4b make up more than 95% 

of the isolates from humans. Serotype 4b causes most of the foodborne outbreaks. 

Less labor intensive, genomic based methods have been developed but serotyping 

remains the gold standard. 

Pathogenesis and Immunity 

     L  monocytogenes  enters  the  body  through  the  gastrointestinal  tract  after 

ingestion of contaminated foods such as cheese, fruit, or vegetables. The organism 

has  several  adhesin  proteins  (Ami,  Fbp  A,  and  flagellin  proteins)  that  facilitate 

bacterial binding to the host cells and that contribute to virulence. It has cell wall 

surface proteins called internalins A and B that interact with E-cadherin, a receptor 

on  epithelial  cells,  promoting  phagocytosis  into  the  epithelial  cells.  After 

phagocytosis,  the  bacterium  is  enclosed  in  a  phagolysosome,  where  the  low  pH 

activates the bacterium to produce listeriolysin O. 

This  enzyme,  along  with  two  phospholipases,  lyses  the  membrane  of  the 

phagolysosome  and  allows  the  listeriae  to  escape  into  the  cytoplasm  of  the 

epithelial  cell.  The  organisms  proliferate,  and  ActA,  another  listerial  surface 

protein, induces host cell actin polymerization, which propels them to the cell 

membrane.  Pushing  against  the  host  cell  membrane,  they  cause  formation  of 

elongated protrusions called filopods.  

These  filopods  are  ingested  by  adjacent  epithelial  cells,  macrophages,  and 

hepatocytes,  the  listeriae  are  released,  and  the  cycle  begins  again.  

monocytogenes  can  move  from  cell  to  cell  without  being  exposed  to  antibodies, 

complement,  or  polymorphonuclear  cells.  Shigella  flexneri  and  rickettsiae  also 

usurp the host cells’ actin and contractile system to spread their infections. 

Iron is an important virulence factor. Listeriae produce siderophores and are able 

to obtain iron from transferrin. 


background image

3

 

 

Immunity to L monocytogenes is primarily cell mediated, as demonstrated by the 

intracellular location of infection and by the marked association of infection with 

conditions of impaired cell-mediated immunity such as pregnancy, advanced age, 

AIDS,  lymphoma,  and  organ  transplantation.  Immunity  can  be  transferred  by 

sensitized lymphocytes but not by antibodies. 

Clinical Findings 

     There  are  two  forms  of  perinatal  human  listeriosis.  Early  onset  syndrome 

(granulomatosis  infantiseptica)  is  the  result  of  infection  in  utero  and  is  a 

disseminated  form  of  the  disease  characterized  by  neonatal  sepsis,  pustular 

lesions, and granulomas containing L monocytogenes in multiple organs. Death 

may  occur  before  or  after  delivery.  The  late-onset  syndrome  causes  the 

development  of  meningitis  between  birth  and  the  third  week  of  life;  it  is  often 

caused by serotype 4b and has a significant mortality rate. 

Healthy persons exposed to L monocytogenes in food may not become ill or may 

develop a mild, self-limiting febrile gastroenteritis lasting 1–3 days. This develops 

after  an  incubation  period  of  6–48  hours.  Symptoms  include  fever,  chills, 

headache,  myalgias,  abdominal  pain,  and  diarrhea.  Immunocompromised 

individuals  can  develop  Listeria  meningoencephalitis,  bacteremia,  and  (rarely) 

focal infections. Listeria is one of the more common causes of meningitis in this 

group of patients. Clinical presentation of Listeria meningitis varies from insidious 

to fulminate and is nonspecific. Most clinical laboratories do not routinely culture 

for Listeria from routine stool samples. The diagnosis of systemic listeriosis rests 

on isolation of the organism in cultures of blood and spinal fluid. 

Spontaneous  infection  occurs  in  many  domestic  and  wild  animals.  In  ruminants 

(eg, sheep), Listeria  may cause meningoencephalitis with or without bacteremia. 

In smaller animals (eg, rabbits, chickens), there is septicemia with focal abscesses 

in the liver and heart muscle and marked monocytosis. 


background image

4

 

 

Many  antimicrobial  drugs  inhibit  Listeria  species  in  vitro.  Clinical  cures  have 

been  obtained  with  ampicillin,  erythromycin,  or  intravenous  trimethoprim–

sulfamethoxazole. 

Cephalosporins  and  fluoroquinolones  are  not  active  against  L  monocytogenes

Ampicillin  plus  gentamicin  is  often  recommended  for  therapy,  but  gentamicin 

does  not  enter  host  cells  and  may  not  help  treat  the  Listeria  infection. 

Trimethoprim–sulfamethoxazole is the drug of choice for central nervous 

system infections in patients who are allergic to penicillin. 

 

Gram stain of the gram-positive bacillus Listeria monocytogenes in a blood culture, blood cells are 

present in the background. Listeria organisms isolated from clinical specimens frequently show variation 

in length and often in shape as well. Typically, they are 0.4–0.5 μm in diameter and 0.5–2 μm long. 

(Courtesy of H. Tran.) 




رفعت المحاضرة من قبل: Mubark Wilkins
المشاهدات: لقد قام 11 عضواً و 103 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