background image

1

 

 

Third stage 

Medicine 

Lec-1

 

د

.

عالء

 

نصوح

 

1/1/2014

 

 

Spirochetal Infections

 

 

General Overview of Spirochetes

 

 

Gram-negative microorganisms.

  

 

Spirochete from Greek for “coiled hair”

 

 

Extremely thin and can be very long

 

 

Tightly coiled helical cells with tapered ends

 

 

Motile by periplasmic flagella

 

 

Spirochetes Associated Human Diseases

 

Genus

 

Species

 

Disease

 

 

Treponema 

pallidum ssp. pallidum 

pallidum ssp. endemicum 

pallidum ssp. pertenue 

carateum 

Syphilis 

Bejel 

Yaws 

Pinta 

Borrelia 

burgdorferi 

recurrentis 

Many species 

Lyme disease (borreliosis) 

Epidemic relapsing fever 

Endemic relapsing fever 

Leptospira 

interrogans 

Leptospirosis 

(Weil’s Disease) 

 

Endemic treponematoses: 
 

 

Yaws : 

 

Yaws is a granulomatous disease, mainly involving the skin and bones, morphologically and 
serologically  indistinguishable  from  the  causative  organisms  of  syphilis  and  pinta.  It  is 
important  to  establish  the  geographical  origin  and  sexual  history  of  patients  to  exclude  a 
false-positive  syphilis  serology  due  to the  endemic  treponemal  infections. WHO  eradicated 
yaws from many areas, but the disease has persisted patchily throughout the tropics.  
Organisms  are  transmitted  by  bodily  contact  from  a  patient  with  infectious  yaws  through 
minor abrasions of the skin of another patient, usually a child. After an incubation period of 
3-4 weeks, a proliferative granuloma containing numerous treponemes develops at the site of 


background image

2

 

 

inoculation. This primary lesion is followed by secondary eruptions. In addition, there may 
be  hypertrophic  periosteal  lesions  of  many  bones,  with  underlying  cortical  rarefaction. 
Lesions  of  late  yaws  are  characterised  by  destructive  changes  which  closely  resemble  the 
osteitis and gummas of tertiary syphilis and which heal with much scarring and deformity. 
 

Pinta and bejel 

 

These  two  treponemal  infections  occur  in  poor  rural  populations  with  low  standards  of 
domestic  hygiene,  but  are  found  in  separate  parts  of  the  world.  They  have  features  in 
common,  notably  that  they  are  transmitted  by  contact,  usually  within  the  family  and  not 
sexually, and in the case of bejel, through common eating and drinking utensils.  

 

Pinta. Pinta is probably the oldest of the human treponemal infections. It is found only in South and 
Central  America,  where  its  incidence  is  declining.  The  infection  is  confined  to  the  skin.  The  early 
lesions are scaly papules or dyschromic patches on the skin. The late lesions are often depigmented 
and disfiguring.  

 

Bejel. Bejel is the Middle Eastern name for non-venereal syphilis, which has a patchy 
distribution across sub-Saharan Africa, the Middle East, Central Asia and Australia. It 
has  been  eradicated  from  Eastern  Europe.  Transmission  is  most  commonly  from  the 
mouth of the mother or child and the primary mucosal lesion is seldom seen. The early 
and  late  lesions  resemble  those  of  secondary  and  tertiary  syphilis  but  cardiovascular 
and neurological disease are rare. 

 

Diagnosis and treatment of yaws, pinta and bejel 

 

 

Diagnosis of early stages 

Detection of spirochaetes in exudate of lesions by dark ground 
microscopy 

 

Diagnosis of latent and early stages  

Positive serological tests, as for syphilis 

 

Treatment of all stages  

Single intramuscular injection of 1.2 g long-acting (e.g. benzathine) 
benzylpenicillin 

Borrelia infections

:  

Borrelia are flagellated spirochaetal bacteria which infect humans after bites from 
ticks or lice. They cause a variety of human infections world-wide . 
 
  

 

Lyme disease :

 

The  reservoir  of  infection  is  ixodid  (hard)  ticks  that  feed  on  a  variety  of  large 
mammals, particularly deer. Birds may spread ticks over a wide area. The organism is 
transmitted to humans via the bite of infected ticks.  

 

Clinical features 

 

There are three stages of disease. Progression may be arrested at any stage.  

 

Early localised disease: The characteristic feature is a skin reaction around the site of 


background image

3

 

 

the tick bite, known as erythema migrans . Initially, a red 'bull's eye' macule or papule 
appears 2-30 days after the bite. It then enlarges peripherally with central clearing, and 
may  persist  for  months.  The  lesion  is  not  pathognomonic  of  Lyme  disease  since 
similar lesions can occur after tick bites in areas where Lyme disease does not occur. 
Other  acute  manifestations  such  as  fever,  headache  and  regional  lymphadenopathy 
may develop with or without the rash.  

 

Early  disseminated  disease:  Dissemination  occurs  via  the  blood  stream  and 
lymphatics.  There  may  be  a  systemic  reaction  with  malaise,  arthralgia,  and 
occasionally  metastatic  areas  of  erythema  migrans  .  Neurological  involvement  may 
follow  weeks  or  months  after  infection.  Common  features  include  lymphocytic 
meningitis,  cranial  nerve  palsies  (especially  unilateral  or  bilateral  facial  nerve  palsy) 
and peripheral neuropathy. Radiculopathy, often painful, may  present a year or more 
after initial infection. Carditis, sometimes accompanied by atrioventricular conduction 
defects also can occure. 

 

Late  disease:  Late  manifestations  include  arthritis,  polyneuritis  and  encephalopathy. 
Prolonged  arthritis,  particularly  affecting  large  joints,  and  brain  parenchymal 
involvement causing neuropsychiatric abnormalities may occur. 

  

Diagnosis

  

The diagnosis of early Lyme borreliosis is often clinical. Culture from biopsy material is not 
generally available, has a low yield, and may take longer than 6 weeks. Antibody detection is 
frequently negative early in the course of the disease, but sensitivity increases to 90-100% in 
disseminated  or  late  disease.  Immunoblot  (Western  blot)  techniques  are  more  specific  and, 
although  technically  demanding,  should  be  used  to  confirm  the  diagnosis.  Microorganism 
DNA  detection  by  PCR  has  been  applied  to  blood,  urine,  CSF,  and  biopsies  of  skin  and 
synovium.  
 

Management

  

Recent evidence suggests that asymptomatic patients with positive antibody tests should not 
be  treated.  However,  erythema  migrans  always  requires  therapy  because  organisms  may 
persist  and  cause  progressive  disease,  even  if  the  skin  lesions  resolve.  Standard  therapy 
consists of a 14-day course of doxycycline (200 mg daily) or amoxicillin (500 mg 8-hourly)

In pregnant women and small children, or in those allergic to amoxicillin and doxycycline, 
14-day  treatment  with  cefuroxime  axetil  (500  mg  12-hourly)  or  erythromycin  (250  mg  6-
hourly) may be used.  
Disseminated  disease  and  arthritis  require  therapy  for  a  minimum  of  28  days.. 
Neuroborreliosis  is  treated  with  parenteral  β-lactam  antibiotics  for  3-4  weeks;  the 
cephalosporins may be superior to penicillin in this situation.  
 

Prevention

  

Protective clothing and insect repellents should be used in tick-infested areas. Since the risk 
of borrelial transmission is lower in the first few hours of a blood feed, prompt removal of 
ticks is advisable. Where risk of transmission is high, a single 200 mg dose of doxycycline, 
given within 72 hours of exposure, has been shown to prevent erythema migrans.  

 


background image

4

 

 

Louse-borne relapsing fever 

 

The  human  body  louse,  Pediculus  humanus,  causes  itching.  Borreliae  (B.  recurrentis)  are 
liberated  from  the  infected  lice  when  they  are  crushed  during  scratching,  which  also 
inoculates  the  borreliae  into  the  skin.  The  disease  occurs  world-wide,  with  epidemic 
relapsing fever most often seen in Central and East Africa, and in South America.  
The  borreliae  multiply  in  the  blood,  where  they  are  abundant  in  the  febrile  phases,  and 
invade  most  tissues,  especially  the  liver,  spleen  and  meninges.  Hepatitis  and 
thrombocytopenia are common. 
  

Clinical features

  

Onset  is  sudden  with  fever.  The  temperature  rises  to  39.5-40.5°C,  accompanied  by  a 
tachycardia, headache, generalised aching, injected conjunctivae and, frequently, a petechial 
rash, epistaxis and herpes labialis. As the disease progresses, the liver and spleen frequently 
become  tender  and  palpable,  and  jaundice  is  common.  There  may  be  severe  serosal  and 
intestinal haemorrhage, mental  confusion  and  meningism. The  fever  ends in  crisis between 
the 4th and 10th days, often associated with profuse sweating, hypotension, and circulatory 
and  cardiac  failure. There  may  be  no  further  fever but, in  a proportion  of  patients,  after  an 
afebrile period of about 7 days, there are one or more relapses, which are usually milder and 
less  prolonged.  In  the  absence  of  specific  treatment,  the  mortality  rate  is  up  to  40%, 
especially among the elderly and malnourished.  
 
I

nvestigations and management 

 

The organisms are demonstrated in the blood during fever either by dark ground microscopy 
of a wet film or by staining thick and thin films.  
The  problems  of  treatment  are  to  eradicate  the  organism,  to  minimise  the  severe  Jarisch-
Herxheimer  reaction  which  inevitably  follows  successful  chemotherapy,  and  to  prevent 
relapses.  The  safest  treatment  is  procaine  penicillin  300  mg  i.m.,  followed  the  next  day  by 
0.5 g tetracycline. Tetracycline alone is effective and prevents relapse, but may give rise to a 
worse  reaction.  Doxycycline  200  mg  once  by  mouth  in  place  of  tetracycline  has  the 
advantage of also being curative for typhus, which often accompanies epidemics of relapsing 
fever.  
 

Tick-borne relapsing fever 

 

Soft  ticks  (Ornithodoros  spp.)  transmit  B.  duttoni  (and  several  other  borrelia  species) 
through saliva while feeding on their host. Those sleeping in mud houses are at risk, as the 
tick hides in crevices during the day and feeds on humans during the night. Rodents are the 
reservoir  in  all  parts  of  the  world  except  East  Africa,  where  humans  are  the  reservoir. 
Clinical manifestations are similar to the louse-borne disease but spirochaetes are detected in 
fewer  patients  on  dark  field  microscopy.  A  7-day  course  (due  to  a  higher  relapse  rate  than 
louse-borne  relapsing  fever)  of  treatment  with  either  tetracycline  (500  mg  6-hourly)  or 
erythromycin (500 mg 6-hourly) is needed. 
  

Leptospirosis

  

Microbiology and epidemiology 

 

Leptospirosis  is one of the  most common  zoonotic diseases, favoured by  a  tropical climate 


background image

5

 

 

and flooding during the monsoon but occurring world-wide.  
Leptospirosis  appears  to  be  ubiquitous  in  wildlife  and  in  many  domestic  animals.  The 
organisms persist indefinitely in the convoluted tubules of the kidney and are  shed into the 
urine in massive numbers, but infection is asymptomatic in the host.  
Leptospires can enter their human hosts through intact skin or mucous membranes, but entry 
is  facilitated  by  cuts  and  abrasions.  Prolonged  immersion  in  contaminated  water  will  also 
favour invasion, as the spirochaete can survive in water for months. Leptospirosis is common 
in the tropics and also in freshwater sports enthusiasts. 
  

Clinical features 

 

After a relatively brief bacteraemia, invading organisms are distributed throughout the body, 
mainly  in  kidneys,  liver,  meninges  and  brain.  The  incubation  period  averages  1-2  weeks. 
Four main clinical syndromes can be discerned.  

1. 

Bacteraemic leptospirosis 

 

Bacteraemia  with  any  serogroup  can  produce  a  non-specific  illness  with  high  fever, 
weakness, muscle pain and tenderness (especially of the calf and back), intense headache and 
photophobia,  and  sometimes

 

diarrhoea  and  vomiting.  Conjunctival  congestion  is  the  only 

notable  physical  sign.  The  illness  comes  to  an  end  after  about  1  week,  or  else  merges  into 
one of the other forms of infection.  

2. 

Aseptic meningitis 

 

this  illness  is  very  difficult  to  distinguish  from  viral  meningitis.  The  conjunctivae  may  be 
congested but there are no other differentiating signs. Laboratory clues include a neutrophil 5

 

leucocytosis, abnormal LFTs, and the occasional presence of albumin and casts in the urine.  

3. 

Icteric leptospirosis (Weil's disease) 

 

Less than 10% of symptomatic infections result in severe icteric illness. Weil's disease is a 
dramatic  life-threatening  event,  5characterized  by  fever,  haemorrhages,  jaundice  and  renal 
impairment. Conjunctival hyperaemia is a frequent feature. The patient may have a transient 
macular erythematous rash, but the characteristic skin changes are purpura and large areas of 
bruising. In severe cases there may be epistaxis, haematemesis and melaena, or bleeding into 
the  pleural,  pericardial  or  subarachnoid  spaces.  Thrombocytopenia,  probably  related  to 
activation  of  endothelial  cells  with  platelet  adhesion  and  aggregation,  is  present  in  50%  of 
cases. Jaundice is deep and the liver is enlarged, but there is usually little evidence of hepatic 
failure  or  encephalopathy.  Renal  failure,  primarily  caused  by  impaired  renal  perfusion  and 
acute tubular necrosis, manifests  as oliguria or anuria, with  the  presence  of  albumin, blood 
and casts in the urine.  
Weil's disease may also be associated with myocarditis, encephalitis and aseptic meningitis. 
Uveitis and iritis may appear months after apparent clinical recovery.  

4. 

Pulmonary syndrome 

 

It  is  5characterized  by  haemoptysis,  patchy  lung  infiltrates  on  chest  X-ray,  and  respiratory 
failure.  Total  bilateral  lung  consolidation  and  ARDS  with  multi-organ  dysfunction  may 
develop, with a high mortality (> 50%).  

 
Diagnosis 

A polymorphonuclear leucocytosis is accompanied in severe infection by thrombocytopenia 
and elevated blood levels of creatine kinase. In jaundiced patients there is mild hepatitis and 
the prothrombin time may be a little prolonged. The CSF in leptospiral meningitis shows a 


background image

6

 

 

variable cellular response, a moderately elevated protein level and normal glucose content.  
In  the  tropics,  dengue,  malaria,  typhoid  fever,  scrub  typhus  and  hantavirus  infection  are 
important differential diagnoses.  
Definitive  diagnosis  of  leptospirosis  depends  upon  isolation  of  the  organism,  serological 
tests or the detection of specific DNA.  

 

Blood  cultures  are  most  likely  to  be  positive  if  taken  before  the  10th  day  of  illness. 
Special media are required and cultures may have to be incubated for several weeks.  

 

Leptospires  appear  in  the  urine  during  the  2nd  week  of  illness,  and  in  untreated 
patients may be recovered on culture for several months.  

 

Serological  tests  are  diagnostic  if  seroconversion  or  a  fourfold  increase  in  titre  is 
demonstrated. The microscopic agglutination test (MAT) is the test of choice and can 
become  positive  by  the  end  of  the  first  week.  IgM  ELISA  and  immunofluorescent 
techniques are, however, easier to perform, while rapid immunochromatographic tests 
are specific but of only moderate sensitivity in the 1st week of illness.  

 

Detection  of  leptospiral  DNA  by  PCR  is  possible  in  blood  in  early  symptomatic 
disease, and in urine from the 8th day of illness and for many months thereafter.  

Management and prevention 

 

The general care of the patient is critically important. Blood transfusion for haemorrhage and 
careful  attention  to  renal  failure,  the  usual  cause  of  death,  are  especially  important.  Renal 
failure  is  potentially  reversible  with  adequate  support  such  as  dialysis.  The  optimal 
antimicrobial  regimen  has  not  been  established.  Most  infections  are  self-limiting.  Therapy 
with  either  oral  doxycycline  (100  mg  12-hourly  for  1  week)  or  intravenous  penicillin  (900 
mg 6-hourly for 1 week) is effective but may not prevent the development of renal failure. 
Parenteral ceftriaxone (1 g daily) is as effective as penicillin.  

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 8 أعضاء و 131 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