Dicembre 4, 2021

Cosa woluwensis Endocardite Infettiva: Case Report e Revisione della Letteratura

Abstract

riportiamo un caso di endocardite a causa di Cosa woluwensis e di rivedere i rapporti pubblicati di Cosa specie isolati da campioni clinici umani. Un utente di droga per iniezione di 39 anni si è presentato con febbre e un nuovo soffio al cuore. A. woluwensis è stato isolato da emocolture e una diagnosi di endocardite infettiva subacuta della valvola mitrale nativa è stata fatta. Il paziente è stato trattato con successo con un ciclo di 6 settimane di teicoplanina endovenosa. Dalla nostra revisione della letteratura, siamo stati in grado di recuperare dati su 41 casi di specie di artrobacter isolate da campioni clinici umani. Tuttavia, le specie di artrobacter sono state documentate come causa della malattia umana solo in altre 5 occasioni (2 casi di batteriemia, 1 caso di endoftalmite postoperatoria, 1 caso di sindrome simile alla malattia di Whipple e 1 caso di flebite). A causa della difficoltà di identificare i ceppi di artrobacter mediante saggi biochimici convenzionali, è probabile che le infezioni con questi batteri coryneform siano sottostimate.

I batteri Coryneform, solitamente considerati parte della normale flora umana o contaminanti ambientali, sono stati sempre più riconosciuti come causa di malattie potenzialmente letali. Nella popolazione generale, i batteri coryneform sono gli agenti in 1 1% dei casi di endocardite infettiva su entrambe le valvole protesiche e native, ma fino al 7% dei casi di endocardite valvolare protesica ad esordio precoce . L’identificazione dei batteri coryneform a livello di genere e specie rimane una sfida per la maggior parte dei laboratori che si occupano di campioni clinici umani. Nonostante l’ampia distribuzione di queste specie nell’ambiente, specialmente nel suolo, il potenziale per le specie di artrobacter, che appartengono ai batteri coryneform, di causare malattie umane è stato pienamente riconosciuto solo negli ultimi anni .

Segnaliamo un caso di endocardite infettiva subacuta con coinvolgimento della valvola mitrale nativa a causa di Arthrobacter woluwensis in un utente di farmaci per iniezione HIV-sieronegativi. Inoltre, esaminiamo i rapporti pubblicati di specie di artrobacter recuperate da campioni clinici umani dalla prima descrizione di 11 ceppi clinici appartenenti a questo genere nel 1996.

Pazienti Materiali e metodi

Pazienti. Oltre al nostro caso, i casi precedentemente riportati che coinvolgono l’isolamento di specie di Arthrobacter da campioni clinici sono stati identificati mediante una ricerca MEDLINE che copre la letteratura dall’anno del primo isolamento di Arthrobacter da campioni clinici (1996) fino a maggio 2002, con “Arthrobacter” usato come parola chiave. Le sezioni di riferimento di queste pubblicazioni sono state utilizzate per verificare se la ricerca MEDLINE era completa.

Analisi microbiologiche convenzionali. La caratterizzazione biochimica preliminare delle barre gram-positive isolate dai campioni di sangue del paziente è stata eseguita utilizzando il sistema API Coryne, database versione 2.0 (bioMérieux). Ulteriori analisi sono state eseguite secondo il sistema di identificazione per i batteri coryneform stabilito da Funke e Bernard .

Saggi per analisi molecolari. Il DNA è stato estratto da singole colonie recuperate da Columbia agar in 200 µL di una resina commerciale a scambio ionico (matrice InstaGene; Bio-Rad), in conformità con le istruzioni del produttore. Una reazione PCR standard è stata eseguita con 5 µL del DNA estratto come modello, 0,5 µmol / L di ciascun primer e 1 U Taq polimerasi (Qiagen) in un volume di reazione totale di 50 µL (tampone fornito dal produttore). Le reazioni sono state sovrapposte con olio di paraffina (Merck) per prevenire l’evaporazione. I primer PCR universali che amplificavano l’intero gene rDNA ribosomiale 16S erano UNI16SRNA-L (5′-ATTCTAGAGTTTGATCATGGCTCA-3′) e UNI16SRNA-r (5′-ATGGTACCGTGTGACGGGGGTGTGTA-3′). La PCR è stata eseguita in un DNA Thermal Cycler (Perkin-Elmer Applied Biosystems) nelle seguenti condizioni: denaturazione a 94°C per 30 s, ricottura a 52°C per 30 s e allungamento a 72°C per 60 s, per un totale di 35 cicli. I prodotti di amplificazione sono stati utilizzati come modelli per il sequenziamento diretto, preparati da una semplice fase di purificazione con il kit di purificazione QIAquick PCR (Qiagen), in conformità con le istruzioni del produttore. Le reazioni di sequenziamento del ciclo sono state eseguite in volumi totali di 15 µL con un kit di sequenziamento del ciclo ABI Prism Big Dye Terminator (Perkin-Elmer) su un analizzatore genetico ABI Prism 310 (Perkin-Elmer), il tutto in conformità con le istruzioni del produttore. Le sequenze di DNA sono state raccolte per bp 1360 bp del frammento amplificato rDNA 16S sequenziando con primer universali per il gene bersaglio: UNI16SRNA – L (vedi sopra), 357(5 ‘- TACGGGAGGCAGCAG-3′), 533 (5′-GTGCCAGCAGCCGGGTAA-3′), e r2 (5′-GGATTAGATACCCTGGTAG-3’). Tutte le sequenze sono state confrontate con i dati depositati in GenBank; i risultati sono stati identici.

Case Report

Un utente di 39 anni è stato visto per la prima volta a causa di febbre da rimessa con brividi, affaticamento, mialgia e una perdita di peso di 7 kg nei 6 mesi precedenti. Inizialmente, si è rifiutato di essere ricoverato in ospedale e non è stato possibile rintracciarlo per le prossime 7 settimane. Successivamente, si presentò al nostro pronto soccorso a causa della febbre persistente e della crescente debolezza. Era stato un noto tossicodipendente per iniettare eroina, anfetamine triturate e cocaina per quasi 15 anni. Ha avuto la tubercolosi polmonare durante l’infanzia e l’adolescenza, ha avuto episodi di convulsioni generalizzate all’età di 28 anni, ha ricevuto una diagnosi di sacroileite sul lato destro 5 anni prima del ricovero e ha subito l’escissione chirurgica di un ascesso ileopsoas destro 1 anno prima del ricovero. Tuttavia, non vi era alcuna storia di malattie cardiache o reumatiche. Aveva ripetutamente risultati negativi del test HIV negli ultimi 2 anni.

Al momento del ricovero, la sua temperatura ascellare era di 38,5°C, il suo polso era di 60 battiti al minuto e la sua frequenza respiratoria era di 15 respiri al minuto. La pressione sanguigna era 90/60 mm Hg. La sua altezza era di 164 cm e il suo peso corporeo era di 53 kg. I risultati clinici rilevanti erano un nuovo soffio di rigurgito mitralico, una grande ernia alla ferita rightaca destra e una milza palpabile. I polmoni erano liberi durante l’auscultazione. Non sono state riscontrate anomalie dei fondi oculari, lesioni cutanee e anomalie neurologiche. I test di laboratorio hanno rivelato anemia normocromica (livello di emoglobina, 10,8 g / dL), un conteggio WBC di 4,3 × 109 cellule / L (con neutrofili al 91%) e un livello di proteina C-reattiva di 60 mg / L. I livelli di lattato deidrogenasi, creatinina, alanina aminotransferasi, fosfatasi alcalina, tempo di protrombina, tempo parziale di tromboplastina e sedimento urinario erano normali. L’elettrocardiogramma e la radiografia del torace non hanno rivelato anomalie. L’ecografia addominale ha rivelato un fegato steatotico leggermente ingrandito e una milza omogenea con un diametro massimo di 13 cm.

Quattro set di emocolture (4 flaconi per visita) sono stati prelevati e incubati in un sistema BacT/ALERT (bioMérieux). Il rapporto della prima coltura indicava solo la presenza di barre gram-positive; il rapporto degli altri set di emocoltura ha rivelato la presenza di un presunto ceppo di Corynebacterium aquaticum (crescita solo nei flaconi di emocoltura aerobica). L’identificazione è stata eseguita sulla base della colorazione di gram, della morfologia delle colonie e della reazione biochimica, come valutato da un sistema commerciale (vedi Risultati). L’organismo era resistente alla penicillina e alla ciprofloxacina, ma suscettibile alla tetraciclina, alla vancomicina e alla teicoplanina mediante il test di diffusione del disco. L’ecocardiografia transtoracica e transesofagea non ha rivelato vegetazioni, ma erano presenti un modesto rigurgito mitralico e un minimo rigurgito aortico. Il paziente ha ricevuto una diagnosi di endocardite infettiva subacuta sulla base dei criteri rivisti della Duke University .

Al paziente è stata somministrata per via endovenosa teicoplanina (400 mg b. i. d.) per 6 settimane. La sua febbre si placò dopo le prime 24 ore di trattamento e il livello di proteina C-reattiva si normalizzò dopo 11 giorni. Il successivo decorso clinico è stato tranquillo. I risultati delle colture di campioni di sangue ottenuti 3 settimane dopo l’inizio della terapia antibiotica e alla fine del trattamento sono rimasti negativi. Tre mesi dopo la fine del trattamento, il soffio cardiaco era quasi scomparso e l’ecocardiografia transtoracica non ha rivelato ulteriori anomalie.

Risultati

Primo isolamento e identificazione asC. aquaticum. La coltura del sangue standard con il sistema di coltura Bactalert e le bottiglie Organon Teknika hanno rivelato la presenza di barre gram-positive. Dopo la sottocultura su piastre di agar Columbia blood e agar chocolate, i microrganismi sono cresciuti a 37°C entro 24 h. La caratterizzazione biochimica mediante l’uso del sistema API Coryne ha portato all’identificazione di specie come C. aquaticum con una probabilità del 99,9% e T di 0,87 (parametri di identificazione interni del software API ATB Plus ). L’aspetto macroscopico delle colonie (inizialmente biancastro-grigiastro e diventando leggermente giallastro dopo 72 h), così come la dimensione delle colonie uniformi (diametro >2 mm) solo dopo 24 h di incubazione a 37°C in 5% di CO2 in atmosfera arricchita, fatta di assegnazione per il genere Corynebacterium più improbabile, perché la vera corinebatteri molto raramente presentano un pigmento giallastro e sono quasi sempre di dimensioni maggiori di 2 mm di diametro, dopo solo 24 h. Queste caratteristiche hanno spinto a studiare gli isolati più in dettaglio.

Identificazione asA. woluwensis. Abbiamo osservato le seguenti reazioni: catalasi, positiva; metabolismo ossidativo, motilità, negativa; Riduzione NO3, negativa; idrolisi dell’urea, positiva; idrolisi dell’esculina, positiva; nessuna produzione acida da glucosio; maltosio; saccarosio; mannitolo; xilosio; Reazione cAMP, negativa; Attività DNasi, positiva; e gelatinasi, positiva; e nessun lipofilismo. L’analisi degli acidi grassi cellulari ha rivelato C15: 0ai (53% degli acidi grassi cellulari totali), C17:0ai (20%), C15:0i (9%) e C16:0i (8%) come gli acidi grassi cellulari predominanti. Inoltre, abbiamo determinato usando metodi chemiotassonomici che la lisina era l’acido diammino del peptidoglicano. I risultati di queste indagini hanno dimostrato in modo conclusivo che il batterio sconosciuto apparteneva al genere Arthrobacter . Infine, abbiamo confrontato il batterio sconosciuto con il ceppo tipo di A. woluwensis (ceppo DSM 10495) e abbiamo osservato che entrambi i ceppi erano in grado di idrolizzare amido, caseina e tirosina ma non xantina.

La sequenza del DNA ottenuto dalla emocoltura del paziente corrispondeva a una sequenza depositata in GenBank (numero di adesione X93353) associata a A. woluwensis. Il numero di adesione GenBank assegnato alla sequenza è AY112986.

Sensibilità antimicrobica. La suscettibilità antimicrobica modello del paziente ceppo è stato determinato come descritto altrove , e i seguenti Microfoni sono stati osservati: la penicillina, 4 mg/L; ampicillin, 8 mg/L; cefuroxime >64 mg/L; cephalothin, 64 mg/L; il ceftriaxone, 64 mg/L; cloramfenicolo, 1 mg/L; tetraciclina, 1 mg/L; ciprofloxacin, 4 mg/L; clindamicina, 2 mg/L; gentamicina, 8 mg/L, rifampicina, <0,125 mg/L; teicoplanina, 0,125 mg/L; e vancomicina, 2 mg/L. Tranne che per la rifampicina, questi valori erano in concordanza con i dati descritti per l’A. woluwensis tipo di sforzo .

Discussione

Solo recentemente sono stati descritti isolati di Arthrobacter da campioni clinici. Sono ampiamente distribuiti nell’ambiente, specialmente nel suolo . Attualmente, l’identificazione a livello di specie richiede un’analisi speciale (cioè, sequenza genica 16S rRNA e struttura peptidoglicana), perché i caratteri fenotipici non sono sufficientemente affidabili per differenziare le 21 specie attualmente definite . A nostra conoscenza, questo è il primo rapporto di un caso di endocardite infettiva subacuta a causa di A. woluwensis in un utente di farmaci per iniezione HIV-sieronegativi.

Funke et al. ha dimostrato che 4 degli 11 isolati clinici di specie di artrobacter erano rappresentanti di 2 nuove specie. I nomi di “Arthrobacter cumminsii” (in onore di Cecil S. Cummins, uno dei pionieri della chemiotassonomia) e “A. woluwensis” (da Woluwe, la città in Belgio dove è stato recuperato il primo isolato clinico) sono stati proposti.

L’identificazione dei batteri coryneform rappresenta una sfida insolita per il laboratorio di microbiologia. In realtà, i microbiologi non dovrebbero fare affidamento interamente sulla banca dati del sistema di identificazione commerciale, che copre solo un numero limitato di specie. Come in un caso precedentemente riportato di batteriemia Artrobacter, il nostro isolato è stato inizialmente diagnosticato come C. aquaticum (ora chiamato “Leifsonia aquatica”) . L’identificazione finale di A. woluwensis richiedeva analisi con metodi genetici molecolari, ovvero PCR rRNA 16S, sequenziamento diretto e ricerca GenBank. È stato ipotizzato che i ceppi clinici di artrobacter possano essere stati precedentemente identificati come batteri CDC (Centers for Disease Control and Prevention) del gruppo coryneform B-1 e B-3 .

Nel nostro paziente, che per molti anni ha iniettato per via endovenosa una vasta gamma di droghe illecite, siamo stati in grado di identificare A. woluwensis come agente eziologico dell’endocardite infettiva della valvola mitrale nativa. Il potenziale per i batteri coryneform di causare endocardite nei consumatori di farmaci per iniezione è stato dimostrato in precedenza .

A. woluwensis isolato dal nostro paziente è stato trovato, con il metodo di diffusione del disco, per essere resistente a tutte le penicilline e cefalosporine, un modello di resistenza frequentemente osservato in diversi batteri coryneform. Ciò è significativo, perché, ad oggi, l’NCCLS non ha raccomandato i punti di interruzione per i test di diffusione del disco dei batteri coryneform. Il modello di suscettibilità determinato utilizzando questo metodo dovrebbe essere considerato presuntivo. Tuttavia, la determinazione dei MIC per i diversi antibiotici, come riportato nei risultati, conferma l’elevata resistenza intrinseca di A. woluwensis, che non è visto in molti altri veri ceppi di Artrobacter .

La specie di artrobacter è stata segnalata come causa di malattia umana ben documentata solo in altre 5 occasioni: 2 casi di batteriemia, 1 caso di endoftalmite postoperatoria, 1 caso di sindrome simile alla malattia di Whipple e 1 caso di flebite (tabella 1). Una spiegazione per la rarità delle malattie causate dalle specie di Arthrobacter è la patogenicità relativamente bassa di questo genere e, più in generale, dei batteri coryneform. D’altra parte, l’identificazione precisa dei batteri di coryneform rimane una sfida per la maggior parte dei laboratori di microbiologia e questo potrebbe tradursi in un pregiudizio verso un basso tasso di recupero delle specie di artrobacter. Infatti, dalla nostra revisione della letteratura, siamo stati in grado di recuperare dati su solo 41 casi in cui la specie di artrobacter è stata isolata da una varietà di campioni clinici umani (ad esempio, sangue, urina, secrezione di ferite, campione bioptico linfonodale, liquido oculare, fluido dall’orecchio esterno, fluido vaginale e liquido amniotico) . Di questi 41 rapporti, ora ci sono 6 casi di malattia clinica, incluso il caso riportato qui. Sembra probabile che la specie Arthrobacter faccia parte della flora della pelle umana. Inoltre, in particolare nel caso di A. cumminsii, l’isolamento da campioni urinari, vaginali e cervicali indica che questo microrganismo è un possibile residente del tratto genito-urinario.

Tabella 1

Caratteristiche cliniche dei pazienti con infezione dovuta a specie di Artrobacter.

Tabella 1

Caratteristiche cliniche dei pazienti con infezione dovuta a specie di Artrobacter.

In conclusione, l’identificazione di A. woluwensis come causa di endocardite infettiva in un utente di droga per iniezione è stata possibile solo con l’applicazione di moderne tecniche di diagnosi molecolare basate su PCR, sequenziamento diretto del DNA e ricerca GenBank. I tentativi di identificare il microrganismo con caratterizzazione biochimica standard eseguiti abitualmente nei laboratori diagnostici hanno prodotto risultati fuorvianti, con la classificazione di C. aquaticum.

L’identificazione dei batteri coryneform a livello di specie è importante per rilevare specie insospettate, per attribuire potenziale patogenicità a specie finora ritenute non patogene e per delineare specie finora non descritte . Inoltre, queste informazioni dovrebbero aiutare il medico a distinguere tra contaminazione, colonizzazione e infezione, fornendo così al paziente la migliore terapia antibiotica disponibile.

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Ringraziamo Alexander von Graevenitz per la sua recensione critica.

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