background image

 
 

 

MYCOBACTERIA

 

 

Prof. Dr .Mohammad Alfaham 

 
 
 

2014 

1

 


background image

2

 


background image

SPECIES OF MEDICAL IMPORTANCE: 

1. Mycobacterium tuberculosis complex 

• M. tuberculosis 
• M. bovis 
• M. africanum 

2. Non-tuberculosis mycobacteria (NTM) 

a) Atypical mycobacteria 

• M. avium-intracellular 
• M. marinum 
• M. scrofulaceum 

b) Non-cultivable 

• M. leprae 

3

 


background image

General Characteristics of Mycobacteria: 

1. Acid fast straight or slightly curved rods. 
2. Non- motile. 
3. Non-spore forming. 
4. Aerobic (growth is enhanced by the presence of 5-10% CO2. 
5. Slow growing bacteria (Average doubling time is 12 hours), 
fastidious in nutrition. 
6. Resist staining with basic dyes as a result of their high-cell wall 
lipid contents. 

4

 


background image

Mycobacterium tuberculosis

 

Clinical Manifestation: 

• Organisms  is  droplets  of  1-5  um  are  inhaled  and 

reaches alveoli.  

• The  disease  results  from  establishment  and 

proliferation of virulent organisms and interaction with 
the host. 

•  The production and development of lesions and their 

healing  or  progression  are  determined  chiefly  by  the 
number  of  mycobacteria  and  their  multiplication  and 
the resistance and hypersensitivity of the host.  

• Two  types  of  lesion  are  produced  as  a  result  of  M. 

tuberculosis infection:

 

5

 


background image

1. Exudative type: 

 This  consist  of  an  acute  inflammatory  reaction,  with  edema  fluid, 
polymorphonuclear cells, and later, monocytes around the tubercle 
bacilli. 
 This  type  is  particularly  seen  in  lung  tissues,  where  it  resembles 
bacterial pneumonia. 

2. Productive type: 

 When fully developed, this lesion, a chronic granuloma, consist  of 
three zones: 

A. A central area of large multinucleated giant cells containing M. 
tuberculosis. 
B. A mid-zone of pale epithelial cells 
C. A peripheral zone of fibroblast, lymphocytes and monocytes. 

This lesion is called a tubercle. 
 Septicemia usually occur early in the course of infection and 
meningitis is not uncommon. 

6

 


background image

7

 


background image

Symptoms:TB

 

• Fever 
• Chills  
• Sweating  
• Night sweats  
• Flu-like symptoms  
• Gastrointestinal symptoms  
• Weight loss  
• No appetite  
• Weakness  
• Fatigue

  


background image

Specimen: 

Fresh  sputum,  gastric  aspirate  or  washing,  urine,  pleural  fluid, 
cerebrospinal fluid, joint fluid, biopsy materials. 

Stained smears: 

Sputum  or  sediments  from  other  body  fluids  is  stained  for acid 
fast bacilli by Ziel- Neelsen technique. 

Culture:  

Sputum must undergo concentration procedures prior culturing: 

Procedures: 

1.  Mix  an  equal  volume  of  sputum  with  4%  sodium  hydroxide 
containing  0.004%  phenol  red  in  100  ml  tube  containing  glass 
beads.  Homogenize by shaking for few minutes. 
2. Centrifuge at 3000 rpm for 20-30 minutes. 
3. Decant the supernatant fluid into a disinfectant, leaving little 
fluid  to  resuspend  the  sediments.  Add  one  drop  of  phenol  red 
indicator. 

9

 


background image

4.  Using  sterile  pipette,  add  2N  HCl  drop  by  drop  to  a  definite 
yellow end point. 
5. Inoculate the sediments to egg media. Two Lowenstein-Jensen 
slopes. 
6.  Prepare  a  smear  from  sedimented  materials  and  stain  with 
Acid-Fast staining procedures. 
 

NB: 

Incubation of the un inoculated media is continued for up to 

8 weeks. 
Increased CO2 tension enhances growth. 

NB: 

Colony morphology: Bread-crumbs appearance. 

Lowenstein Jensen Medium – growth in 4-6 weeks 
Middlebrook Agar (7H11) – growth 2-3 weeks 

 

10

 


background image

Biochemical Identification: 

1. Niacin test:  

Only M. tuberculosis and M. simiae are positive for this test 

PROCEDURES: 

1. Add one ml of sterile distilled water to a 3-4 weeks old culture 
on  L.J  medium  and  hold  the  tube  so  that  the  water  covers  the 
medium around the colonies. 
2.  After  15  minutes,  remove  0.5  ml  of  the  liquid  containing 
extracted  niacin,  and  transfer  it  to  a  clean,  screw-capped  test 
tube. 
3. Add 0.5 ml of 4% aniline solution and 0.5 ml of 10% cyanogen 
bromide. 
4. If yellow color appears immediately, niacin is present. 

 NB: 

To  differentiate  M.  tuberculosis  from  M.  simiae.  M.simiae 

produces pigment while M. tuberculosis does not. 

11

 


background image

Other Biochemical Tests: 

1. Nitrate reduction test  +ve 
2. Urease test         + ve  
3. Tellurite reduction test   -ve 
4. Sodium chloride tolerance test     -ve 
5. Pigment production test     -ve 
6. Catalase test        +ve 
7. Arylsulfate test   -ve 
8. Growth on MacConkey agar -ve 

SEROLOGICAL TEST: 
1. Skin test: Tuberculin test: 

An intradermal injection composed 

of one of these extracts: 
1. Old tuberculin: Crude extract from the filtrate of M. 
tuberculosis broth culture. 
Also known as Tuberculin-Koch. 
2. Purified Protein Derivatives: (PPD): Purified extract. 

12

 

-

 


background image

TUBERCULIN (MONTOUX) TEST 

Purified Protein Derivative (PPD) from tubercle bacilli 
(standardized) in Tuberculin Units - TU) is injected intradermaly 

DOSE 

5 TU is usual dose – if test negative; increase dose to 250 TU 

POSITIVE TEST 

The test is read after 48 – 72 hours. 
Induration of ≥ 10 mm with erythema. 
Induration of 5-9 mm – low level sensitization with tubercle 
bacilli or cross reacting mycobacteria. 
In AIDS patients: 5 mm induration – positive test. 

13

 


background image

INTERPRETATION OF TUBERCULIN TEST 

Positive Test 

• Active disease 
• Person infected by M. tuberculosis at sometime in life 
• Person infected with strongly cross reacting other mycobacteria 
• Previous vaccination with BCG 
• Child < 5 years if not vaccinated: active disease. 

Negative Test 

• No induration or < 5 mm 
• In healthy individual – not infected with MTB 
• Pre-hypersensitivity stage of primary infection 

False negative test 

• Early TB (test becomes positive after 4-6 weeks of infection) 
• Immunosuppression (AIDS). 
• Steroid therapy 

14

 


background image

Treatment: 

Because  M.  tuberculosis  infections  are  hard  to  treat  and  only  few 
antibiotics  has  
activity  against  it,  and  because  of  the  fear  of 
emerging  of  resistant  strains,  tuberculosis  is  treated  with  2  or  3 
antibiotics given as combined therapy. 
Active antibiotics against M. tuberculosis include: 
1

. Isonizide (INH)                                   2. Rifamycin 

3. Streptomycin                                     4. Ethambutol 

5. Para-aminosalicylic acid PAS           6. Cycloserine 
7. Pyrazinamide                                     8. Viomycin 
Treatment for complete recovery may take as long as one year. The 
shortest  term  may  be  of  6  months  with  the  administration  of 
combined drugs (Isonizid, rifamycin, streptomycin). 

15

 


background image

ATYPICAL MYCOBACTERIA 

M. avium – interacellulare complex 
•Worldwide distribution 
•Source – natural water 
•Diseases        TB in birds 
Cervical lymphadenitis in children 
Disseminated TB in AIDS patients 

DIFFERENCES OF ATYPICAL FROM TYPICAL MYCOBACTERIA 

•Colonial morphology 
•Niacin test – negative 
•Relatively more resistant to anti-TB drugs 
•Less acid fastness 
•Diseases less invasive 

16

 


background image

 

Mycobacterium leprae Leprosy 

General Characteristics: 

• Typical acid fast bacilli, singly or in parallel bundles. 
•Regularly  found  in  smears  or  scrapings  from  skin  or  mucus 
membrane in lepromatous leprosy. 
•The organism have not been grown on artificial media. 

Clinical manifestation: 

•The  lesions  involve  the  cooler  tissue  of  the  body,  skin, 
superficial nerves, nose, pharynx.  
•The  skin  lesions  may  occur  as  pale,  anesthetic  1-10  cm  in 
diameter. 
•Neurologic  disturbances  are  manifested  by  nerve  infiltration 
and thickening

17

 


background image

The disease is divided into two distinct types: 

1. Lepromatous leprosy:  

The course is progressive, with nodular skin lesions; slow, 
symmetric nerve involvement, abundant acid-fast bacilli in the skin 
lesion;  continuous  bacteremia  and  negative  skin  test  (lepromin 
test). 

2. Tuberculoid leprosy:  

The course is non-progressive with macular skin lesions, 
severe  asymmetric  nerve  involvement  of  sudden  onset  with  few 
bacilli present in the lesion. 

Diagnosis: 

Scrapping with a scalpel blade from skin, nasal mucosa, or from a 
biopsy of ear lobe skin are smeared on a slide and stained by Zeil-
Neelsen technique, and the demonstration of typical acid fast 
bacilli.  

Treatment: C

ombined therapy of dapsone, rifamycin & clofazimine 

18

 


background image

19

 


background image

20

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 23 عضواً و 199 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