background image

Streptococcus and Enterococcus: 

Objectives 
The objective of this lecture are to know 

1.  general characters of family streptococci  
2.  classification of streptococci 
3.  beta hemolytic streptococci and their virulence factors disease 

caused by them and main feature used for identification  

 
 
 
 
 General characteristics  
 
They member of family streptococcacea  
The Streptococcaceae consist of a large family of medically important 
species, including Streptococcus spp. and Enterococcus spp.  
They are   

  Catalase negative   

  Cytochrome enzyme (oxidase) negative, which differentiated  them 

from other micrococal and staphylococci. 

  Elongated cocci (more than spherical) arranged in chains when 

grown in broth.  

  Facultative anaerobic 

  Fastidious (require special condition and enriched media) and some 

spp are capnophilic (require CO2 for growth). 
 

Genus Streptococci 

Classification

 

schemes

Four commonly used classification schemes are: 

i. 

Hemolytic pattern on sheep blood agar (SBA). 

There are 3 type of hemolytic pattern: 
1.  Alpha  α-hemolysis  partial  hemolysis  greenish  discoloration 

around  the  colony  (AH)  Streptococcus  pneumoniae  ,  viridans 
streptococci.  

2.  Beta  hemolysis  clear  zone  around  the  colony  (BH)  e.g.  

Streptococcus pyogenes and Streptococcus agalactiae

3.  Non  haemolytic    no  change  in  the  medium    e.g.  Enterococcus 

feacalis  


background image

 

ii. 

Serological  grouping  (

Lancefield  groups)  On  the  basis  of  group 

specific  antigens  in  the  cell  wall,  streptococci  are  divided  into 
20serological groups from A-H and K-V (without I and J). These 

are known as 

Lancefield groups. Groups A, B, C, D, and G are most 

commonly found associated with human infections. 
The antigen detected in Lancefield  grouping include either cell 
wall polysaccharide (C CHO) (A,B,C,F &  G human groups) or 
on  lipotiechoic  acid  in  group  D  &  Enterococci.  Viridians 
streptococci  do  not  posses  any  of  the  recognized  Lancefield 
grouping antigens.  

iii. 

Physiological characteristics. 

iv. 

Biochemical characteristics. 

 

I. 

 Beta hemolytic streptococci  

A.  Streptococcus group A (S. pyogenes): 

    It colonizes the skin and upper respiratory tract of humans making 

these  sites  the  primary  sources  of  transmission;    carried  on  nasal, 
pharyngeal, and sometimes anal mucosa; presence in specimens is almost 
always considered clinically significant. It is transmitted either by direct 
contact or aerosolized infection  


background image

      

 Virulence factors: 

 

1.  M- protein: is the best defined virulence factor. There are more than 

80 serotype of M protein. It plays a role in resistance to phagocytosis 
and adherence of mo to mucosal cells.

 

Resistance to infection with 

S.  pyogenes  appears  to  be  related  to  the  presence  of  type-specific 
antibodies to the M protein.  

2.  Fibronectin  binding  proteins  (FBPs):  these  proteins  play  a  role  in 

adherence of mo to keratinocyte. 

3.  Capsule:  which  is  composed  of  hyaluronic  acid  it  is 

indistinguishable  from  the  ground  substance  of  connective  tissue 
which explain it is lack of immunogensity.  

4.  Streptolysin : Streptolysin O SLO (O2 labile and  highly antigenic) 

& Streptolysin S SLS (O2 stable and non antigenic). 
 ASO  Test

 

  antistreptolysin

 

O  (ASO)  antibodies  appears  in  sera

 

following  streptococcal  infection.  An  ASO  titer

 

in  excess  of  200 

units/mL  is  considered

 

significant  and  suggests  either  recent  or 

recurrent

 

infection with streptococci. 

5.  Streptococcal pyrogenic exotoxin (SPE A , B & C): responsible for 

the  rash  of  scarlet  fever  and  pathogenesis  in  streptococcal  toxic 
shock  syndrome,  SPE  A  &  C  act    as  superantigens    that  cause 
hypotension and shock.  

6.  Other immunological active substances are:  

a.  hyaluronidase deploymerizes connective tissue  
b. streptokinase hydrolyse fibrin clot  
c. deoxy ribonucleases (DNAase used in debridement)  
d. SIC protein that inhibits complements.  
 

 


background image

Clinical significant

Human is the natural reservoir of S. pyogenes transmitted from person to 
person. It causes the following diseases  

I. 

Suppurative infection 

1. 

 Streptococcal  pharyngitis  and  tonsillitis  is  most  common 

infection caused by S. pyogenes children (5-15 years).  
2. 

Pyodermal infection including 

a. 

 Impetigo: local infection of superficial layers of skin, especially in 
children.  It  consists  of  superficial  vesicles  that  break  down  and 
eroded areas whose denuded surface is covered with pus and later is 
encrusted. It spreads by continuity and is highly communicable. 

b. 

Erysiplus:  results  with  massive  brawny  edema  and  a  rapidly 
advancing margin of infection. 

c. 

 Cellulitis:  Streptococcal  cellulitis  is  an  acute,  rapidly  spreading 
infection of the skin and subcutaneous tissues. 

3. 

Scarlet  fever:  which  is  red  spreading  rash  caused  by  SPE  A  it 

commonly affects children. Signs and symptoms include sore throat, fever, 
and a characteristic red rash followed by desquamated skin. 
4. 

Necrotizing fasciitis: this is an infection of the subcutaneous tissues 

and fascia. There is  extensive and  very  rapidly  spreading necrosis  of the 
skin and subcutaneous tissues. It is called “flesh-eating bacteria.” 
 
5. 

Streptococcal toxic shock syndrome: resemble staphylococcal toxic 

shock syndrome. 

 

 

II. 

Non suppurative sequelae Post streptococcal diseases : 

 

1.  Rheumatic  fever  (after  pharyngitis):  This  is  the  most  serious 

sequelae of S pyogenes because it results in damage to heart muscle 

and  valves.  Certain  strains  of  group  A  streptococci  contain  cell 
membrane  antigens  that  cross-react  with  human  heart  tissue 
antigens. Sera from patients with rheumatic fever contain antibodies 
to  these  antigens. 

Typical  symptoms  and  signs  of  rheumatic  fever 

include  fever,  malaise,  a  migratory  non  suppurative  polyarthritis, 
and evidence of inflammation of all parts of the heart (endocardium, 
myocardium, pericardium). 

 
 


background image

Pathogenesis 
The pathogenesis of rheumatic fever is poorly understood. The disease is 
autoimmune in nature and is believed to result from the production of 
antibodies that cross react components of the bacteria and host tissues. A 
common cross-reacting antigen may exist in some group a streptococci 
and heart, therefore, antibodies produced in response to the streptococcal 
infection could cross-react with myocardial and heart value tissues, 
causing cellular destruction. 

 

2. 

Acute Poststreptococcal Glomerulonephritis 

(AGN) 
In contrast to rheumatic fever, which occurs only after pharyngitis, AGN 
may be seen after either a pharyngeal or a cutaneous infection. Specific 
nephrogenic strains of group A streptococci are associated with this 
disease. AGN is most often seen in children 
Pathogenesis 
1. Immune complex deposition in the glomeruli. 
2. Reaction of antibodies cross-reactive with streptococcal and 
glomerular antigen. 
3. Alterations of glomerular tissues by streptococcal products such as 
streptokinase. 
4. Direct complement activation by streptococcal components that have a 
direct affinity for glomerular tissues. 
 
 
 

 
 
Identification of group A 

 

1.  gram stain  

Gram stain will reveal gram positive cocci with some 

short chains 

2. 

Culture colonies of S. pyogenes on SBA are small, transparent, and 
smooth with a well-defined area of β-hemolysis.  

3. 

biochemical  

a) 

 hydrolyze PYR (positive 

b)  CAMP test negative  
c)   bacitracin sensitive  

 
 
 


background image

 

Treatment

 

of streptococcal infection 

Penicillin  is  the  drug  of  choice;  erythromycin  is  alternative  in  allergic 
patients.  Routine antibiotic susceptibility testing for Beta haemolytic is not 
required (sensitive to penicillin). 
 

B. Group B streptococci (S. agalactiae): 

It is a part of Normal microbiota female genital tract and lower 
gastrointestinal tract and occasional colonizer of upper respiratory tract. It 
gets transmitted by

gaining access to sterile site(s) Probable Direct 

contact: person to person from mother in utero or during delivery; or 
nosocomial transmission by unwashed hands of mother or health care 
personnel 
 
Virulence factors:  
The capsule is important virulence of group B it prevent phagocytosis. 
 
Clinical infection:  
S. agalactiae cause invasive disease in newborn in the form of two clinical 
syndromes: 

1.  Early onset appear(less than 7 days old) 80% of clinical case of new 

born in the form of bactermia , pneumonia and meningitis. 

2.  Late onset infection occurs between 1 week- 3month mainly in the 

form of meningitis. 

Infections in adults usually involve postpartum infections such as 
endometritis, which can lead to pelvic abscesses and septic shock; or 
bacteremia or arthritis etc. 
 
 
Identification of group B : 

1.  gram positive chain of cocci 
2.  culture beta hemolytic small colonies on sheep blood agar 
3.  biochemical reaction  

 

a.  CAMP  reaction  positive  (Christie,  Atkins  and  Munch-Peterson), 

which  can  be  demonstratedas  an  accentuated  zone  of  hemolysis 
(arrowhead shaped area of enhanced hemolysis) when  S.agalactiae 
is  inoculated  perpendicular  to  a  streak  of  Staph.  aureus  grown  on 
blood agar . 


background image

b.  bacitracin resistance  
c.  hippurate hydrolysis positive 

  
The treatment of choice is ampicillin +aminoglycoside. 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Beta Hemolytic streptococci 

Bacitracin  

susceptible  

resistant  

group  A 
streptococci 

 

CAMP  

test 

 

Positive  

Negative  

Group B 

non group A 

non group B 




رفعت المحاضرة من قبل: Yahia Ziead
المشاهدات: لقد قام 3 أعضاء و 146 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