Streptococco beta-emolitico di gruppo A e B

Gli streptococchi sono diffusi un po’ in tutto il corpo, meno sulla cute, ma sono molto più abbondanti sulle mucose.
Sono decisamente più abbondanti nelle situazioni di aerobiosi ed anaerobiosi facoltativa: li troviamo abbondantissimi sui denti, infatti gli Streptococchi sono il problema numero uno nel mondo odontoiatrico perché gli Streptococchi sono i primi colonizzatori dei denti. Li ritroviamo molto anche in uretra, sulle mucose genitali e sono molto abbondanti nella zona perineale.

Gli streptococchi li ritroviamo in catenelle perché si dividono in modo ordinato e secondo piani paralleli tra loro: ogni volta che parliamo di streptococchi al microscopio avremo a che fare con catenelle più o meno lunghe a seconda dei casi. 

Anche questi sono Gram + e quindi anche questi vengono facilmente colorati dal Gram e sono capsulati, inoltre sono immobili e asporigeni.

La prima caratteristica importante di questi microrganismi, a differenza degli stafilococchi, è che sono più esigenti e sono aerobi/anaerobi facoltativi, quindi bisogna che abbiano a disposizione delle nicchie un pochino più adeguate alle loro necessità. Alcune specie sono piuttosto anaerobie, quasi anaerobi stretti, hanno bisogno che l’ambiente sia stato prima in qualche maniera allestito da organismi che non hanno problemi con l’ossigeno. Sono catalasi negativi, e questo è un altro parametro biochimico che aiuta a riconoscerli quando si fanno i test di diagnostica.

Se sono esigenti necessitano di terreni di coltura più ricchi, dove ci sia molta più abbondanza di peptoni, sali, vitamine ed amminoacidi singoli: a differenza dello stafilococco con cui si riesce con un po’ di sale o poco più, nel caso degli streptococchi spesso si usa l’Agar sangue, dei terreni arricchiti al 5 % di sangue (di bovino, di cavallo o di montone), un materiale che garantisce i substrati necessari affinché questo microrganismo possa crescere.

Come li riconosciamo e quali sono i criteri per classificare gli Streptococchi?

Gli streptococchi sono una famiglia complicata, all’interno delle Streptococcaceae troviamo diverse classificazioni. Orientativamente si classificano sulla base di come e quando fanno emolisi, per cui si parla di:

  • emolisi-β che è il massimo dell’emolisi (è tutto distrutto quello che sta intorno alla colonia, il terreno che è rosso opaco per i globuli rossi diventa quasi trasparente perché c’è l’emolisi completa del globulo rosso)
  • poi ci sono gli α-emolitici dove invece l’emolisi è parziale ed è quasi verdastro l’alone intorno alla colonia
  • poi ci sono i γ-emolitici, cioè quelli che non formano nessuna emolisi, non producono evidentemente tossine che distruggono i globuli rossi

L’altro modo per classificarli è sulla base dell’antigene del polisaccaride C, il cosiddetto antigene C o polisaccaride C: questa struttura di superficie che Lancefield ha studiato producendo anticorpi negli animali da esperimento è riuscita a definirli in diversi sierogruppi e con delle lettere ha indicato questi diversi sierotipi, per esempio nel gruppo A e nel gruppo B troviamo la maggior parte degli Streptococchi che ci interessano e che sono significativi per l’uomo. Questo antigene si ricerca attraverso le prove di agglutinazione con anticorpi legati a particelle di lattice: è facile vedere l’agglutinazione e se c’è l’agglutinazione ci sarà una positività verso un certo tipo di antigene polisaccaridico.

Poi c’è ancora l’antigene capsulare e l’antigene proteico di tipo specifico, l’antigene M: l’antigene M è come l’antigene A per gli stafilococchi (che è quella struttura che lega gli anticorpi capovolti), è un altro antigene di natura proteica che ci consente di distinguere gli streptococchi in sierotipi diversi ed è un fattore di virulenza che è stato molto studiato. È importante dal punto di vista della patogenesi perché è antifagocitario, attiva il complemento e attiva una serie di processi che partecipano in modo importante nell’inizio della malattia infettiva.

Uno dei più importanti streptococchi, lo Streptococcus pyogenes, è chiamato Streptococco di gruppo A, o β-emolitico, cioè possiede questo polisaccaride A nella sua struttura di superficie e provoca un’emolisi completa nel momento in cui viene cresciuto in Agar sangue. Un altro streptococco importante è lo Streptococcus agalactiae, che è importante soprattutto nei neonati, ed è invece di gruppo B: anche questo produce un’emolisi parziale però è un microrganismo che è chiamato di gruppo B.

Questa è la lista degli streptococchi più importanti:

  • Pyogenes di gruppo A
  • Agalatiae di gruppo B (sono entrambi β-emolitici)
  • Streptococcus pneumoniae, è importante perché dà patologie polmonari, ma anche meningiti di grosso impatto nel neonato e nell’anziano. Per questo tipo di streptococco non si è riusciti a fare la classificazione sulla base di Lancefield, quindi non definiamo un gruppo per il pneumoniae, non è possibile tipizzarlo sulla base degli antigeni, ma sappiamo che fa un’emolisi solo parziale, quindi lo si chiama α-emolitico
  • Streptococchi del cavo orale, sono una decina, sono α-emolitici perché producono un’emolisi che è solo parziale, anche in questo caso non si riesce a fare una classificazione sulla base dell’antigene di superficie

Dentro alla famiglia delle Streptococcaceae c’è un altro genere che si chiama Enterococcus, quindi gli enterococchi e gli streptococchi sono “cugini”, fino ad una decina di anni fa addirittura erano considerate tutte specie diverse all’interno dello stesso genere, da 10 anni a questa parte sono stati inseriti in un genere a sé stante perché tutto sommato sono abbastanza diversi dagli altri. Sono importanti perché possono dare patologie endodontiche, ma anche endocarditi significative soprattutto in soggetti portatori di difetti alle valvole coronariche.

 

STREPTOCOCCUS PYOGENES

La proteina M c’è ed è abbondante, addirittura nella stessa specie possiamo distinguere tante sottospecie diverse sulla base di come è organizzata questa proteina M. È un antigene, una struttura molto conservata piuttosto variegata e soggetta a mutazioni abbastanza frequenti all’interno della specie Streptococcus pyogenes. È antifagocitaria, lega il complemento, media l’aggregazione tra batteri, quindi è un elemento di virulenza certamente importante, è anche stata studiata molto perché si pensava che con quella proteina si potesse allestire un vaccino in quanto è un antigene dominante, anche se in realtà c’è ancora qualche difficoltà nel preparare questo vaccino anti-streptococco.

Quali sono i fattori di virulenza?

  • la proteina M
  • altri elementi strutturali appartenenti alla capsula, come il polisaccaride C
  • molti enzimi che vengono prodotti anche dallo streptococco che alterano la struttura e l’anatomia dei tessuti, quindi proteasi, ialuronidasi, fosfatasi e varie chinasi sono considerate dei tratti di virulenza e molecole con cui facilmente il microrganismo invade
  • certe tossine, in particolare la Streptolisina O che in diagnostica viene molto utilizzata perché è una proteina che evoca una risposta anticorpale molto forte e quindi la ricerca degli anticorpi contro la Streptolisina è un modo molto efficace per fare la diagnosi di infezione da Streptococco
  • diverse esotossine pirogene: essenzialmente sono superantigeni che funzionano come importanti fattori di virulenza riscontrabili in quadri clinici di grosso significato

Anche per gli Streptococchi come per gli Stafilococchi spesso le tossine sono codificate da un fago, quindi sono espresse da quei microrganismi che sono lisogenizzati e sono portatori di DNA da fago.

Le esotossine sono un fattore di virulenza importante, se ne conoscono molte, sono tutte pirogene e quindi tutte provocano dei grossi scompensi e dei grossi picchi febbrili e alcune di queste sono fortemente citotossiche nei confronti delle cellule bersaglio. Nella lista è importante citare la tossina Streptococcica di tipo A che è responsabile della scarlattina ed è la più frequente delle tossine dello streptococco, e la tossina S che invece è responsabile dello shock tossico, una patologia molto simile a quella provocata dallo Staphylococcus aureus. Queste tossine vengono prodotte dallo streptococco là dove c’è il focolaio di infezione e poi possono diffondere e quindi andare anche a distanza e provocare patologie come ad esempio la scarlattina, che viene riconosciuta come una reazione eritematosa che si distribuisce lungo tutto il derma.

Quali sono i quadri clinici più importanti? Si possono avere infezioni suppurative e non suppurative o post-infettive.

 

INFEZIONI SUPPURATIVE

Sono le forme direttamente provocate dalla presenza del microrganismo, in quelle circostanze si può cercare il microrganismo nel campione biologico e fare la diagnosi cercando l’antigene sui prodotti o sui derivati in un particolare distretto anatomico.

Il quadro più comune e tipico di patologia da Streptococcus è certamente la tonsillite o angina streptococcica, ovvero la faringite da Streptococcus pyogenes (quindi si manifesteranno le placche in gola e il male alla gola). Il modo più comune per distinguere fino a molto tempo fa l’infezione da streptococco da una infezione legata ad altri microrganismi era proprio la presenza delle placche, ma oggi sappiamo che non è sempre necessariamente così. Certamente si tratta di una localizzazione a livello dell’anello delle tonsille nella zona della faringe perché ci sono nicchie e del tessuto che è particolarmente adatto allo streptococco: l’abbondanza di cripte e di zone ipo-ossigenate rende sicuramente più facile la sopravvivenza di questo organismo che tende ad essere aerobio/anaerobio facoltativo. Se non viene trattata adeguatamente può provocare una otite, può dare patologie anche disseminate.

La scarlattina è un quadro spesso associato alla angina streptococcica ed è caratterizzata da un eritema cutaneo che si diffonde in tutto l’organismo: si manifesta con un fine arrossamento che da’ prurito e fastidio e ricopre un po’ tutto il corpo del bambino, è una delle tipiche malattie esantematiche che ritroviamo più o meno nell’età scolare. Le placche in gola danno questo pus, questo aspetto purulento delle tonsille, il dolore e la difficoltà a deglutire, mentre la scarlattina è caratterizzata da questo quadro clinico del derma e poi c’è la lingua che viene detta a fragola: è molto rossa, con le papille rigonfie e questo è tipico dell’infezione da Streptococcus pyogenes.

Ci sono le infezioni cutanee (un po’ meno frequentemente degli staffilococchi) nelle zone dove c’è un po’ di anaerobiosi, dove c’è già qualche altro batterio che ha consumato l’ossigeno oppure dove c’è una lesione lacerata e contusa dove non ci sia molto ossigeno perché magari non è stata disinfettata bene. In queste regioni lo streptococco può crescere abbastanza facilmente.

La sindrome da shock tossico, come abbiamo detto prima, è un evento raro ma importante ed è dovuta ad una tossina che è molto simile alla tossina dello shock prodotta dallo Staphylococcus aureus: sono tossine superantigeniche che creano nell’ospite una reazione abnorme ed incontrollata.

 

INFEZIONI NON SUPPURATIVE

Esistono anche sequele post-streptococciche o patologie non suppurative post-streptococciche.

Tra questi quadri clinici troviamo:

  • la febbre reumatica
  • la glomerulonefrite
  • più raramente l’eritema nodoso
  • da qualche anno si parla anche della psoriasi, che è una patologia multifattoriale di cui in realtà si sa molto poco

Certamente esistono dei quadri clinici che sono associati al fatto che in quel soggetto ci sia stata a distanza di qualche settimana o di qualche mese una infezione da Streptococcus pyogenes, quindi sono delle complicanze post-streptococciche legate alla produzione di anticorpi che cross-reagiscono con le strutture dell’ospite e quindi vanno a dare una autoimmunità, oppure alla formazione di antigeni, anticorpi e immunocomplessi che vanno a precipitare e ad accumularsi ad esempio nel glomerulo renale, creando una disfunzione e un danno funzionale. La nefrite post-streptococcica secondo alcuni autori è legata proprio all’accumulo di immunocomplessi in questo distretto anatomico, per molti altri sarebbe associata al fatto che gli anticorpi che vengono prodotti contro il pyogenes cross-reagiscono con alcune cellule presenti, ad esempio nel muscolo cardiaco e quindi possono dare patologie a livello cardiaco, oppure con le cartilagini e quindi provocano questa febbre reumatica con un dolore articolare e il gonfiore a livello delle articolazioni.

In tutti questi casi abbiamo situazioni che sono una conseguenza dell’infezione da Streptococcus pyogenes, ma il pyogenes non è più rilevabile, quindi per fare la diagnosi non si cerca la presenza del batterio ma si cercheranno anticorpi specifici in particolare contro la streptolisina O.

Come si fa la diagnosi? Al microscopio si cercano i cocchi disposti a catenelle decisamente Gram +, si può fare l’identificazione del polisaccaride con la reazione di agglutinazione utilizzando un anticorpo specifico per il polisaccaride C dello streptococco e poi si può fare l’esame colturale: nel caso dell’esame colturale si necessita di terreni più ricchi perché è un batterio molto esigente (sono sempre terreni su base di agar sangue) e su questi si cerca l’emolisi e si isola la singola colonia sulla quale si faranno le prove biochimiche, le prove antigeniche e i test di sensibilità agli antibiotici. L’antibiogramma può essere importante ed è fatto con le metodiche standard, mentre la ricerca degli anticorpi contro la streptolisina O è certamente il test per eccellenza con cui viene fatta eventualmente la diagnosi a posteriori dell’infezione da Streptococcus pyogenes.

Le colonie appaiono con un netto alone di emolisi intorno, inoltre la sensibilità alla bacitracina è tipica dello Streptococcus pyogenes e aiuta a riconoscerlo tra gli altri streptococchi. I diversi test biologici combinandosi tra di loro danno la possibilità di riconoscere e distinguere le diverse specie di streptococchi perché sono tutti differenti gli uni dagli altri.

Il test della streptolisina O dice se sono presenti o meno anticorpi e spesso viene anche indicato il titolo anticorpale, cioè a quale diluizione possiamo portare quel siero perché possa essere comunque un siero ancora efficace.

Il pyogenes è senz’altro il più importante e più diffuso streptococco, nell’età pediatrica è il patogeno del cavo orale che viene temuto di più non tanto per la tonsillite, la faringite e il male alla gola, quanto per le sequele post-streptococciche, che a volte sono sequele che rimangono permanenti (la glomerulonefrite ad esempio lascia delle disfunzioni e un danno renale che possono essere anche difficilmente compensabili nel tempo, così come la complicazione a livello delle giunture od a livello cardiaco).

 

Meningi,dura madre,aracnoide,pia madreSTREPTOCOCCUS AGALACTIAE

È importante soprattutto nel neonato per una polmonite, la sepsi o la meningite. La madre dovrebbe essere controllata per una colonizzazione a livello vaginale di questo Streptococco. È un β-emolitico, cresce bene in Agar sangue dove si trova l’alone di emolisi, è di gruppo B e ci sarà la reazione quindi con un anticorpo monoclonale verso l’antigene B. E’ importante nel caso in cui colonizzi una donna che sta per partorire, perché se viene a colonizzare il neonato (e se il parto è naturale è molto facile che tutto quello che colonizza la madre venga a contatto con il neonato) la patologia è estremamente grave: è un evento raro, ma molto importante che si cerca di controllare somministrando alla madre l’antibiotico 10-15 giorni prima del parto. E’ un microrganismo che colonizza abbondantemente tutte le mucose, e certamente colonizza la mucosa intestinale, quindi facilmente può colonizzare la mucosa genitale e altrettanto facilmente può essere un contaminante del bimbo che sta nascendo. Nel neonato ci può essere

  • una infezione precoce o una patologia che evolve in 48 ore con una letalità superiore al 50 %
  • un’infezione con una patologia che evolve tardivamente in cui la mortalità è più bassa, ma abbiamo comunque sempre una evoluzione verso la meningite

Il bambino viene colonizzato nelle alte vie aeree: la prima colonizzazione probabilmente è a livello della rinofaringe, poi può arrivare al polmone e può evolvere verso delle infezioni disseminate e verso la meningite. Contro questo patogeno non esistono strumenti particolari se non la prevenzione fatta nella madre: è importante evitare il contagio facendo un trattamento adeguato alla madre.
La polmonite, la sepsi e la meningite sono i tre quadri clinici che evolvono temporalmente in modo anche molto rapido. Eventualmente si può fare un controllo sul neonato nel caso in cui ci possano essere dei sospetti o in caso di positività della madre, per verificare che non ci siano contaminazioni: nel neonato possono essere prelevati diversi campioni biologici, si fa l’esame colturale, la tipizzazione sierologica ed eventualmente la ricerca di antigeni capsulari di tipo B.
E’ un patogeno che è emerso negli ultimi 15-20 anni, ma che non deve essere sottovalutato.

 

STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE

È importante negli immunodepressi, nei bambini fino a 2 anni e negli anziani. Si chiama “pneumoniae” perché certamente la polmonite è un quadro clinico molto importante, anche se non il più grave, perché dalla polmonite si passa alla meningite: c’è un po’ un neurotropismo da parte di questi streptococchi e lo Streptococcus pneumoniae è dopo l’Haemophilus influenzae e l’Escherichia coli al terzo posto come causa di infezione batterica responsabile di meningiti. Verso questo patogeno si sta costruendo un vaccino. Contro lo Streptococcus pneumoniae esistono dei vaccini e sono tutti vaccini glicoconiugati, cioè degli zuccheri di superficie: quei polisaccaridi B e C che ci aiutano a fare la diagnosi sono gli stessi che vengono utilizzati anche per fare il vaccino. Sono zuccheri e quindi sono coniugati a dei tossoidi od a delle proteine carrier per renderli visibili al sistema immunitario e quindi efficaci. Il problema del vaccino contro gli Streptococchi è legato al fatto che, siccome abbiamo molti sierotipi diversi (della proteina M ad esempio abbiamo 100 tipi diversi e anche i polisaccaridi B e C di superficie danno luogo a sierotipi diversi), non è sufficiente prendere uno zucchero e fare un vaccino, ma i vaccini contro gli streptococchi sono sempre distribuiti cercando di coprire 7 o 12 diversi sierotipi, quindi vengono immessi nello stesso preparato 7 o 12 diversi glicoconiugati.

E’ un patogeno importante nelle caserme e nelle comunità di giovani, fino a 2-4 anni ci sono non di rado casi di meningite da Streptococcus pneumoniae.
Questo streptococco si differenzia un po’ dagli altri perché non formano lunghe colonie, ma sono chiamati diplococchi perché in genere sono disposti a coppia. Questo è un aspetto banale ma è un aspetto morfologico che aiuta molto la diagnosi in laboratorio.
Sono aerobi/anaerobi facoltativi, con tante strutture antigeniche diverse: la proteina M ancora una volta, l’antigene C ed i vari polisaccaridi di superficie che creano i vari sierotipi.

Questi streptococchi possono facilmente distruggere i tessuti perché possiedono, come tutto il genere degli streptococchi, molte ialuronidasi, chinasi e collagenasi, quindi molecole che distruggono la struttura dell’ospite ed a livello dell’alveolo polmonare l’abbondanza di queste molecole e proteasi facilita la localizzazione alveolare. Quindi il batterio se non è fagocitato dal macrofago alveolare, e non è tanto facile che si verifichi, si insinua e colonizza l’alveolo stesso distruggendo questa struttura importante attraverso enzimi come le lisine, le pneumolisine e varie proteasi. È particolarmente importante quando arriva alle meningi.

Anche in questo caso per l’indagine di laboratorio si fa l’esame microscopico, l’esame colturale ed il test di sensibilità in questo caso all’optochina: nel caso del pyogenes c’è la sensibilità alla bacitracina, mentre questo altro streptococco è sensibile alla optochina e quindi il test di sensibilità a questo particolare antibiotico consente facilmente di riconoscerlo, poi ci sono altri test di identificazione, si tratta cioè di riconoscere il particolare sierotipo guardando la proteina M, caratterizzata da tantissimi sierotipi diversi (per cui si è costretti nel vaccino a includere tanti sierotipi diversi se si vogliono coprire la maggior parte dei casi clinici).

 

STREPTOCOCCUS VIRIDANTI

Sono importanti in bocca perché sono i primi colonizzatori, sono chiamati i pionieri del dente. Rappresentano i primi inquilini del cavo orale e su essi si possono insediare altri patogeni importanti.

La placca è fatta di microrganismi anche molto diversi: c’è la superficie del dente che deve essere colonizzata da una pellicola di proteine che si chiama pellicola acquisita, la superficie dei denti viene colonizzata dai batteri perché sulla superficie dei denti si posa quella che è chiamata pellicola acquisita, cioè un film di proteine essenzialmente della saliva dell’ospite che fanno da gancio e sono il vero gancio per l’attacco degli streptococchi. Si trovano gli Streptococcus oralis, mitior, sanguis, mutans e milleri: sono i microrganismi cosiddetti pionieri, cioè i primi che si attaccano al dente. A questi pionieri si attaccheranno altri batteri e si innesca un sistema complicato, un biofilm fatto di specie molto diverse in cui i vari batteri della stessa specie o diversi tra loro si aggregano e si crea questa struttura pluricellulare e pluristratificata. Questa placca molto eterogenea è importantissima perché oltre ad essere sui denti e creare nei denti dei problemi quali la carie, crea altri tipi di patologie più importanti endodontali e paradontali ed anche sistemiche. C’è una letteratura convincente che afferma che qualunque trattamento fatto a livello odontoiatrico, anche una igiene professionale, genera una transitoria batteriemia legata a piccoli traumi che vengono creati a livello della tasca e del solco gengivale, quindi c’è questo transiente traffico di batteri che sono commensali della bocca che in quel momento si trovano anche in circolo. Questo significa che dalla bocca per alcune circostanze in alcuni individui questi microrganismi possono rappresentare un importante veicolo d’accesso verso gli organi più profondi.

 

Gli streptococchi viridanti sono tutti aerobi/anaerobi facoltativi e vengono facilmente diagnosticati con la comune prassi: l’esame al microscopio, l’esame colturale e le prove biochimiche.