• Articles
• admin

abstrakt

vi rapporterer et tilfælde af endokarditis på grund af Arthrobacter ulvensis og gennemgår de offentliggjorte rapporter om Arthrobacter-arter isoleret fra humane kliniske prøver. En 39-årig injektionsmedicin bruger præsenteret med feber og et nyt hjertemusling. A. der blev foretaget en diagnose af subakut infektiv endokarditis af den native mitralventil. Patienten blev behandlet med et 6-ugers forløb af intravenøs teicoplanin. Fra vores gennemgang af litteraturen, vi var i stand til at hente data om 41 tilfælde af Arthrobacter arter isoleret fra humane kliniske prøver. Arthrobacter-arter blev imidlertid dokumenteret som en årsag til menneskelig sygdom ved kun 5 andre lejligheder (2 tilfælde af bakteriæmi, 1 tilfælde af postoperativ endophthalmitis, 1 tilfælde af et Piskesygdomslignende syndrom og 1 tilfælde af flebitis). På grund af vanskeligheden ved at identificere Arthrobacter-stammer ved konventionelle biokemiske analyser er det sandsynligt, at infektioner med disse coryneform-bakterier underrapporteres.

Coryneform-bakterier, der normalt betragtes som en del af den normale menneskelige flora eller miljøforurenende stoffer, er i stigende grad blevet anerkendt som en årsag til livstruende sygdomme. I den generelle befolkning er coryneform-bakterier agenterne i ca. 1% af tilfældene med infektiv endokarditis på både protetiske og native ventiler, men i op til 7% af tilfældene med proteseventilendocarditis med tidlig begyndelse . Identifikationen af coryneformbakterier til slægten og artsniveauet er fortsat en udfordring for de fleste laboratorier, der beskæftiger sig med humane kliniske prøver. På trods af den brede fordeling af disse arter i miljøet, især i jord, er potentialet for Arthrobacter-arter, der hører til coryneform-bakterierne, kun anerkendt fuldt ud i de senere år .

vi rapporterer et tilfælde af subakut infektiv endokarditis med involvering af den native mitralventil på grund af Arthrobacter uluvensis hos en HIV-seronegativ injektionsmedicin bruger. Derudover gennemgår vi de offentliggjorte rapporter om Arthrobacter-arter, der er udvundet fra humane kliniske prøver siden den første beskrivelse af 11 kliniske stammer, der tilhører denne slægt i 1996.

patienter materialer og metoder

patienter. Ud over vores sag blev tidligere rapporterede tilfælde, der involverede isolering af Arthrobacter-arter fra kliniske prøver, identificeret ved hjælp af en MEDLINE-søgning, der dækker litteratur fra året for den første isolering af Arthrobacter fra kliniske prøver (1996) til maj 2002, hvor “Arthrobacter” blev brugt som nøgleord. Referencesektionerne i disse publikationer blev brugt til at kontrollere, om MEDLINE-søgningen var afsluttet.

konventionelle mikrobiologiske analyser. Den foreløbige biokemiske karakterisering af de gram-positive stænger isoleret fra patientens blodprøver blev udført ved hjælp af API Coryne-systemet, database version 2.0 (biomarrieuks). Yderligere analyser blev udført i henhold til identifikationssystemet for coryneform-bakterier oprettet af Funke og Bernard .

analyser til molekylær analyse. DNA blev ekstraheret fra enkeltkolonier udvundet fra Columbia-agar i 200 liter af en kommerciel ionbytterharpiks (InstaGene-matricen; Bio-Rad) i overensstemmelse med producentens anvisninger. En standard PCR-reaktion blev udført med 5 liter af det ekstraherede DNA som skabelon, 0,5 liter/L af hver primer og 1 liter polymerase (Chiagen) i et samlet reaktionsvolumen på 50 liter (buffer blev leveret af producenten). Reaktionerne blev overlejret med paraffinolie (Merck) for at forhindre fordampning. Universelle PCR-primere, der forstærkede hele ribosomal 16S rDNA-genet, var UNI16SRNA – L (5′-ATTCTAGAGTTTGATCATGGCTCA-3′) og UNI16SRNA-r (5′-ATGGTACCGTGTGACGGGCGGTGTGTA-3′). PCR blev udført i en DNA – termisk Cycler (Perkin-Elmer Applied Biosystems) under følgende betingelser: denaturering ved 94 liter C i 30 sekunder, udglødning ved 52 liter C i 30 sekunder og forlængelse ved 72 liter C i 60 sekunder i i alt 35 cyklusser. Forstærkningsprodukterne blev brugt som skabeloner til direkte sekventering, fremstillet ved et simpelt oprensningstrin med PCR-Rensesættet (Chiagen) i overensstemmelse med producentens anvisninger. Cyklussekventeringsreaktioner blev udført i samlede volumener på 15 liter med et ABI prisme Big Dye Terminator Cycle sekventering Kit (Perkin-Elmer) på en Abi prisme 310 genetisk analysator (Perkin-Elmer), alt i overensstemmelse med producentens anvisninger. DNA-sekvenser blev opsamlet for kur 1360 bp af 16S rDNA-amplificeret fragment ved sekventering med universelle primere til målgenet: UNI16SRNA-L (se ovenfor), 357 (5′ – TACGGGAGGCAGCAG-3′), 533 (5′-GTGCCAGCAGCCGCGGTAA-3′) og r2 (5′-GGATTAGATACCCTGGTAG-3′). Alle sekvenser blev sammenlignet med data deponeret i GenBank; resultaterne var identiske.

sagsrapport

en 39-årig injektionsmedicin-bruger blev først set på grund af pengeoverførende feber med kulderystelser, træthed, myalgi og et vægttab på 7 kg i de foregående 6 måneder. Oprindeligt nægtede han at blive indlagt på hospitalet og kunne ikke spores i de næste 7 uger. Derefter præsenterede han for vores akutafdeling på grund af vedvarende feber og stigende svaghed. Han havde været en kendt narkoman til injiceret heroin, tritureret amfetamin, og kokain i næsten 15 flere år. Han havde lungetuberkulose i barndommen og ungdommen, oplevede episoder med generaliserede kramper i en alder af 28 år, fik en diagnose af sacroiliitis på højre side 5 år før optagelse og gennemgik kirurgisk udskæring af en højre iliopsoas abscess 1 år før optagelse. Der var dog ingen historie med hjerte-eller reumatisk sygdom. Han havde gentagne gange negative HIV-testresultater i fortiden 2 flere år.

ved optagelse var hans aksillære temperatur 38,5 liter C, hans puls var 60 slag i minuttet, og hans åndedrætsfrekvens var 15 vejrtrækninger pr. Blodtrykket var 90/60 mm Hg. Hans højde var 164 cm, og hans kropsvægt var 53 kg. De relevante kliniske fund var en ny mitral regurgitation murmur, en stor brok i højre iliac sår og en håndgribelig milt. Lungerne var klare ved auskultation. Der var ingen abnormiteter i den okulære fundi, ingen hudlæsioner og ingen neurologiske abnormiteter. Laboratorieundersøgelser afslørede normokrom anæmi (hæmoglobinniveau, 10,8 g/dL), et leukocyttal på 4,3 liter 109 celler/L (med 91% neutrofiler) og et C-reaktivt proteinniveau på 60 mg/L. Lactatdehydrogenaseniveau, kreatininniveau, alaninaminotransferaseniveau, alkalisk fosfataseniveau, protrombintid, partiel tromboplastintid og urinsedimentniveau var normale. Elektrokardiogrammet og røntgenbilledet på brystet afslørede ingen abnormiteter. Abdominal ultralyd afslørede en let forstørret steatotisk lever og en homogen milt med en maksimal diameter på 13 cm.

fire blodkultursæt (4 flasker hvert besøg) blev udtaget og inkuberet i et Bast/ALERT-system. Rapporten fra den første kultur indikerede kun tilstedeværelse af gram-positive stænger; rapporten fra de andre blodkultursæt afslørede tilstedeværelsen af en formodet stamme af Corynebacterium akvaticum (kun vækst i de aerobe blodkulturflasker). Identifikation blev udført på basis af gramfarvning, koloniens morfologi og biokemisk reaktion, som vurderet af et kommercielt system (se resultater). I modsætning til andre lægemidler, der anvendes til behandling af børn, er det vigtigt, at de er opmærksomme på, at de ikke er i stand til at behandle sygdommen. Transthoracic og transesophageal ekkokardiografi afslørede ingen vegetationer, men beskeden mitral regurgitation og minimal aorta regurgitation var til stede. Patienten modtog en diagnose af subakut infektiv endokarditis på grundlag af de reviderede kriterier fra Duke University .

patienten fik intravenøs teicoplanin (400 mg b.i.d.) i 6 uger. Hans feber aftog efter de første 24 timers behandling, og det C-reaktive proteinniveau normaliserede sig efter 11 dage. Det efterfølgende kliniske forløb var begivenhedsløst. Resultaterne af kulturer af blodprøver opnået 3 uger efter starten af antibiotikabehandling og ved afslutningen af behandlingen forblev negative. Tre måneder efter afslutningen af behandlingen var hjertemuslingen næsten forsvundet, og transthoracisk ekkokardiografi afslørede ingen yderligere abnormiteter.

resultater

første isolation og identifikation asC. akvaticum. Standard blodkultur med Bactalert-kultursystemet og Organon Teknika-flasker afslørede tilstedeværelsen af gram-positive stænger. Efter subkulturering på Columbia-blodagar-og chokoladeagarplader voksede mikroorganismerne ved 37 liter C inden for 24 timer. biokemisk karakterisering ved brug af API Coryne-systemet resulterede i en artidentifikation som C. akvaticum med en sandsynlighed på 99,9% og T på 0,87 (interne identifikationsparametre for API-programmet ATB Plus ). Koloniernes makroskopiske udseende (oprindeligt hvidlig-grålig og bliver let gullig efter 72 h) såvel som størrelsen på de glatte kolonier (diameter, >2 mm) efter kun 24 h inkubation ved 37 liter C i en 5% CO2-beriget atmosfære gjorde tildeling til slægten Corynebacterium mest usandsynlig, fordi ægte corynebacteria meget sjældent udviser et gulligt pigment og næppe nogensinde er større end 2 mm i diameter efter kun 24 h. disse funktioner fik os til at studere isolaterne mere detaljeret.

identifikation asA. ulvensis. Vi observerede følgende reaktioner: No3 reduktion, negativ; urinstofhydrolyse, positiv; esculin hydrolyse, positiv; ingen syreproduktion fra glucose; maltose; saccharose; mannitol; ksylose; cAMP reaktion, negativ; DNase aktivitet, positiv; og gelatinase, positiv; og ingen lipofilisme. Analyse af cellulære fedtsyrer afslørede C15:0AI (53% af de samlede cellulære fedtsyrer), C17:0AI (20%), C15:0i (9%) og C16: 0i (8%) som de dominerende cellulære fedtsyrer. Derudover bestemte vi ved hjælp af kemotaksonomiske metoder, at lysin var diaminosyren i peptidoglycan. Resultaterne af disse undersøgelser viste endeligt, at den ukendte bakterie tilhørte slægten Arthrobacter . Endelig sammenlignede vi den ukendte bakterie med typen stamme af A. voluvensis (stamme DSM 10495) og observerede, at begge stammer var i stand til at hydrolysere stivelse, kasein og tyrosin, men ikke ksanthin.

DNA-sekvensen opnået fra patientens blodkultur matchede en sekvens deponeret i GenBank (tiltrædelsesnummer 93353), der er forbundet med A. uluvensis. GenBank-tiltrædelsesnummeret tildelt sekvensen er AY112986.

antimikrobiel følsomhed. Det antimikrobielle følsomhedsmønster for patientens stamme blev bestemt som beskrevet andetsteds , og følgende mikrofoner blev observeret: penicillin, 4 mg/L; ampicillin, 8 mg/L; cefuroksimum, >64 mg/L; cephalothin, 64 mg/L; ceftriakson, 64 mg/L; chloramphenicol, 1 mg/L; tetracyclin, 1 mg/L; cefuroksimum, 4 mg/L; clindamycin, 2 mg/L; gentamicin, 8 mg/l; rifampin, <0,125 mg/l; teicoplanin, 0,125 mg/l; og vancomycin, 2 mg/L. bortset fra rifampin var disse værdier i overensstemmelse med data beskrevet for stammen af typen A.

Diskussion

først for nylig er isolater af Arthrobacter blevet beskrevet fra kliniske prøver. De er bredt fordelt i miljøet, især i jorden . I øjeblikket kræver identifikationen på artsniveau særlig analyse (dvs .16S rRNA-gensekvens og peptidoglycan-struktur), fordi fænotypiske tegn ikke er tilstrækkeligt pålidelige til at differentiere de 21 i øjeblikket definerede arter. Så vidt vi ved, er dette den første rapport om et tilfælde af subakut infektiv endokarditis på grund af A. voluvensis hos en HIV-seronegativ injektionsmedicin bruger.

Funke et al. viste, at 4 af 11 kliniske isolater af Arthrobacter arter var repræsentanter for 2 nye arter. Navnene på ” Arthrobacter cumminsii “(for at ære Cecil S. Cummins, en af pionererne inden for kemotaksonomi) og” A. voluvensis ” (fra Ulvev, byen i Belgien, hvor det første kliniske isolat blev genvundet) blev foreslået.

identifikationen af coryneform-bakterier repræsenterer en usædvanlig udfordring for mikrobiologilaboratoriet. Faktisk bør mikrobiologer ikke helt stole på databasen med kommercielt identifikationssystem, som kun dækker et begrænset antal arter. Som i et tidligere rapporteret tilfælde af Arthrobacter bakteriæmi blev vores isolat oprindeligt diagnosticeret som C. akvaticum (nu kaldet “Leifsonia akvatica”) . Den endelige identifikation af A. voluvensis krævede analyse ved molekylære genetiske metoder-det vil sige 16S rRNA PCR, direkte sekventering og en GenBank-søgning. Det er blevet spekuleret i, at kliniske Arthrobacter-stammer tidligere kan være blevet identificeret som CDC (Centers for Disease Control and Prevention) coryneform gruppe B-1 og B-3 bakterier .

i vores patient, som i mange år intravenøst injicerede en bred vifte af ulovlige stoffer, kunne vi identificere A. ulvuvensis som det etiologiske middel til infektiv endokarditis af den native mitralventil. Potentialet for coryneform-bakterier til at forårsage endokarditis hos brugere af injektionsmedicin er tidligere underbygget .

A. isoleret fra vores patient blev fundet ved diskdiffusionsmetoden at være resistent over for alle penicilliner og cephalosporiner, et resistensmønster, der ofte observeres i flere coryneformbakterier. Dette er af betydning, fordi NCCLS hidtil ikke har anbefalet breakpoints til diskdiffusionstest af coryneform-bakterier. Følsomhedsmønsteret bestemt ved hjælp af denne metode skal betragtes som formodende. Bestemmelsen af mikrofoner for de forskellige antibiotika, som rapporteret i resultater, bekræfter imidlertid den høje indre resistens af A. som ikke ses i mange andre ægte Arthrobacter stammer .

Arthrobacter-arter blev kun rapporteret som en årsag til veldokumenteret menneskelig sygdom ved 5 andre lejligheder: 2 tilfælde af bakteriæmi, 1 tilfælde af postoperativ endophthalmitis, 1 tilfælde af Piskesygdomslignende syndrom og 1 tilfælde af flebitis (tabel 1). En forklaring på sjældenheden af sygdomme forårsaget af Arthrobacter-arter er den relativt lave patogenicitet af denne slægt og mere generelt af coryneform-bakterier. På den anden side forbliver den nøjagtige identifikation af coryneform-bakterier en udfordring for de fleste mikrobiologiske laboratorier, og dette kan resultere i en bias mod en lav genvindingshastighed for Arthrobacter-arter. Faktisk var vi fra vores gennemgang af litteraturen i stand til at hente data om kun 41 tilfælde, hvor Arthrobacter-arter blev isoleret fra en række humane kliniske prøver (dvs .blod, urin, sårudskillelse, lymfeknudebiopsiprøve, okulær væske, væske fra ydre øre, vaginalvæske og fostervand). Af disse 41 rapporter er der nu 6 tilfælde af klinisk sygdom, inklusive sagen rapporteret her. Det forekommer sandsynligt, at Arthrobacter arter er en del af den menneskelige hudflora. Desuden, især i tilfælde af A. cumminsii, indikerer isolationen fra urin -, vaginale og cervikale prøver, at denne mikroorganisme er en mulig beboer i kønsorganet.

som en årsag til infektiv endokarditis hos en injektionsmedicinbruger var det kun muligt med anvendelse af moderne teknikker til molekylær diagnose, der var afhængige af PCR, direkte DNA-sekventering og GenBank-søgning. Forsøg på at identificere mikroorganismen med standard biokemisk karakterisering, der rutinemæssigt udføres i diagnostiske laboratorier, gav vildledende resultater med klassificeringen af den som C. akvaticum.

identifikationen af coryneformbakterier til artsniveauet er vigtigt for at detektere ikke-mistænkte arter, at tilskrive potentiel patogenicitet til arter, der hidtil antages at være ikke-patogene, og at skitsere hidtil ubeskrevne arter . Desuden bør disse oplysninger hjælpe lægen med at skelne mellem forurening, kolonisering og infektion, hvilket giver patienten den bedste tilgængelige antibiotikabehandling.

anerkendelse

vi takker Aleksandr von Graevenit for hans kritiske gennemgang.