Abstract
Gli streptococchi di gruppo C (GCS) sono patogeni del bestiame e spesso causano malattie zoonotiche nell’uomo. Sono Gram-positivi, in anaerobi principalmente β-emolitici e facoltativi. A causa della loro stretta parentela evolutiva con gli streptococchi di gruppo A (GAS), i GCS condividono molti fattori di virulenza comuni con il GAS e causano una gamma simile di malattie., A causa dello scambio di materiale genetico con GAS, i GCS appartengono a batteri che sono difficili da distinguere dagli streptococchi del gruppo A; I GCS sono spesso trattati nella diagnostica microbiologica come contaminazione della coltura. Questo rapporto si concentra principalmente sulla patogenicità delle specie virulente di GCS e sulla loro associazione con le malattie umane. La condizione più frequentemente citata è la faringite., In questo articolo, sono stati menzionati anche i fattori di virulenza e un interessante collegamento è stato fatto tra GCS e la patogenesi delle malattie reumatiche tra i nativi dell’India e le popolazioni aborigene.
1. Introduzione
Gli streptococchi del gruppo C, secondo il lavoro di Lancefield del 1933, appartengono a batteri Gram-positivi, catalasi-negativi e anaerobi facoltativi ., La divisione degli streptococchi in gruppi è stata fatta da Lancefield; la ricerca ha interessato 106 ceppi di Streptococcus haemolyticus isolati da molte fonti (umani, animali e latticini) e si è basata sul carboidrato C espresso nella parete dei batteri . Utilizzando sieri, reazioni di agglutinazione e reazioni di precipitazione Lancefield ha classificato i ceppi in rispettivi gruppi . Sulla base dei risultati del test di precipitina anti-C, è stato affermato che i ceppi del gruppo C provenivano da varie fonti diverse dall’uomo e numeravano 49 ceppi., Questi ceppi del gruppo C possono difficilmente, o impossibile, essere distinti dagli streptococchi emolitici umani .
L’identificazione dei GCS può essere difficile a causa della loro stretta parentela con gli streptococchi di gruppo A—hanno un’origine evolutiva comune e sono ben noti per il loro scambio di materiale genetico, condividono molti dei loro geni di virulenza e causano malattie simili . Lo studio dell’epidemiologia delle infezioni da GCS umane è stato recentemente reso possibile principalmente grazie allo sviluppo di moderni metodi di diagnosi molecolare., I GCS sono principalmente commensali o patogeni del bestiame, sebbene possano anche essere la parte della flora umana del naso, della gola, dell’intestino o della pelle . L’origine principale delle specie virulente di GCS che causano malattie umane sono gli animali, il latte non pastorizzato e i latticini non pastorizzati . Le infezioni causate da streptococchi possono essere invasive o non invasive e non possono essere distinte solo sulla base della loro presentazione clinica .,
Astete riferisce che lo Streptococcus equi è considerato l’antecedente immediato degli streptococchi del gruppo C ed è anche la causa di quasi il 2% di tutte le infezioni causate da GCS . La tabella 1 descrive le specie attualmente appartenenti a GCS (Tabella 1). Secondo Facklam GCS contiene quattro specie: S. dysgalactiae subs. dysgalactiae, S. dysgalactiae subs. equisimilis, S. equi subs. equi, S. equi subs. zooepidemicus, e S. constellatus subs. faringi . Lo streptococco del gruppo C, che più spesso causa l’infezione nell’uomo, è Streptococcus dysgalactiae subs., equisimilis ( SDSE); può causare infezioni della pelle (cellulite) e infezioni ricorrenti del sangue . Secondo Clarke la specie GCS, non menzionata prima , più spesso isolata dalla gola umana è S. milleri, noto anche come S. anginosus group .
2. Identificazione
Nei laboratori contemporanei l’identificazione secondo il gruppo di carboidrati ceppi GCS può essere effettuata mediante agglutinazione di lattice ., A parte la classificazione secondo il gruppo di carboidrati, ci sono molti altri metodi di identificazione, che ci permetteranno di discriminare le specie all’interno di GCS e di discriminare GCS da altri streptococchi. Alcune caratteristiche fenotipiche selezionate delle specie GCS sono mostrate nella Tabella 1 (Tabella 1).
I fenotipi di streptococchi del gruppo C e streptococchi del gruppo G (GGS) formano una grande colonia, che li rende diversi dai fenotipi appartenenti al gruppo S. anginosus, che formano una piccola colonia, indipendentemente dal gruppo di carboidrati . Il già citato gruppo S. anginosus (chiamato S., milleri da alcuni autori) contiene tre specie: S. anginosus, S. constellatus, e S. intermedius . Le specie che appartengono al gruppo S. anginosus contengono nella loro parete cellulare i gruppi di carboidrati A, C, F e G o non ne contengono nessuno . Il gruppo GCS e S. anginosus può essere identificato sulla base dell’attività β-emolitica . Tutte le specie del gruppo S. anginosus e quasi tutti i fenotipi di GCS causano beta-emolisi ad eccezione di S. dysgalactiae subs. disgalattie . Al fine di discriminare GCS o GGS dal GAS viene applicato il test PYR (il test della L-piroglutamil ammino-peptidasi) ., Il test PYR mostra un risultato positivo solo nel caso del GAS; sia nel caso di GCS che nel gruppo S. anginosus non è stata trovata alcuna reazione positiva .
Nel lavoro di Angeletti troviamo due test affidabili di sensibilità all’optochina e di solubilità biliare, i test citati anche nell’osservazione di Facklam . Facklam mostra che gli streptococchi virulenti, compresi quelli del gruppo C, manifestano una reazione negativa nei test di sensibilità all’optochina e di solubilità biliare . A parte i metodi di cui sopra, Clarke et al., segnala che i GCS possono anche essere differenziati da altre specie attraverso la loro capacità di fermentazione del sorbitolo e del trealosio (Tabella 1). Tra i fenotipi appartenenti a GCS, solo S. equi subs. zooepidemicus può fermentare sorbitolo, mentre S. dysgalactiae subs. le disgalattie manifestano reazioni variabili . Quasi tutti i fenotipi di GCS, tranne S. equi subs. equi e S. sub equi. zooepidemicus, che manifesta una risposta variabile, fermenta il trealosio . È interessante notare che nessuno dei 49 ceppi attribuiti nel 1933 da Lancefield al trealosio fermentato del gruppo C.,
Si possono includere nelle tecniche molecolari di identificazione degli streptococchi la tipizzazione emm, il metodo MALDI-TOF MS (Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry), e il sequenziamento di geni selezionati. L’esame della presenza di geni emm e emm-like, chiamati emm typing, ci consente di determinare i sierotipi della proteina M. Nella ricerca di Dinkla i tipi di emm sono stati identificati mediante analisi PCR, con l’uso di antipasti raccomandati dal Center of Disease Control ., Nel caso del GAS la tecnica di sequenza genica emm è combinata con la tipizzazione T, un fatto che non è possibile in GCS o GGS, poiché GCS/GGS non contengono proteine T.
L’identificazione di MALDI-TOF MS si basa sulla composizione proteica dei batteri cellulari, in particolare delle proteine ribosomiali. Nei test di Angeletti sono stati isolati 158 ceppi, tutti appartenenti agli streptococchi del gruppo viridans (VGS), ed esaminati nella MS MALDI-TOF; poi i geni tuf, sodA e rpoB sono stati amplificati e sequenziati ., È stato affermato che in Angeletti MALDI-TOF la sensibilità MS ha ottenuto il 100% rispetto ai test fenotipici . Per identificare S. dysgalactiae subs. ceppi di equisimilis Ciszewski presenta il metodo RISA (analisi della regione intergenica ribosomiale) . Nel metodo RISA, nel corso della reazione PCR, si utilizzano primer specifici per specie S. dysgalactiae e primer specifici per sottospecie SDSE .
Un’alternativa per la suddetta identificazione molecolare può essere il sequenziamento del 16S rRNA, in combinazione con il sequenziamento genico gyrB generalmente considerato come uno standard aureo ., Il test di Zhou conferma che avendo esaminato 181 isola le somiglianze con le sequenze in GenBank raggiunte oltre il 99% e il 96%. Secondo Zhou et al. Tuttavia, il sequenziamento del gene gyrB può essere più pratico e più preciso nell’identificazione dei ceppi VGS rispetto ad altri metodi .
La base dell’identificazione delle specie sembra essere i test fenotipici utilizzati da molti ricercatori; confermano il fatto che appartengono a una determinata specie e che i risultati di MALDI-TOF MS sono corretti., Le tecniche molecolari ci permettono anche di rilevare o confermare la presenza di alcune caratteristiche che non possono essere esaminate mediante i metodi fenotipici dei test biochimici. Questi due gruppi di metodi sono inseparabilmente collegati e per esaminare con precisione gli streptococchi del gruppo C si dovrebbero combinare i metodi fenotipici con tecniche molecolari.
I nuovi metodi di identificazione basati sulla tipizzazione delle proteine o sulla tipizzazione del genoma sono a malapena disponibili nei laboratori polacchi; quindi prevalgono i test del lattice., Probabilmente, una tale situazione è tipica anche di altri paesi dell’Europa orientale e centrale, o nei paesi in via di sviluppo. Pertanto la letteratura contiene principalmente i risultati dei paesi altamente sviluppati.
3. Fattori di virulenza
Il fattore di virulenza in alcune specie di GCS più frequentemente menzionato è la proteina M, la proteina che appartiene anche agli streptococchi del gruppo A. Questa proteina M antifagocitica, fibrillare ed esposta in superficie è codificata dal gene emm . I test di Bisno hanno dimostrato che la proteina M può essere trovata principalmente nei sub di S. dysgalactiae., equisimilis isola isolato da pazienti affetti da faringite acuta . Ci sono oltre 80 sierotipi di proteine M ben noti di streptococchi di gruppo A. Nella ricerca comparativa tra le proteine M di GAS e le proteine M di GCS isolati SDSE è stato esaminato da persone e si è scoperto che le strutture delle proteine M di GAS erano altamente omologiche alle proteine M di GCS nella regione di ripetizione C ma il terminale N era unico .
Sembra che la proteina M svolga un ruolo importante nella febbre reumatica (RF) ., McDonald e Bramhachari hanno notato che i GCS isolano più spesso del GAS colonizzano le gole della popolazione aborigena che soffre di incidenza RF e malattie cardiache reumatiche (RHD) . Il lavoro di Dinkla sembra confermare che le proteine M e M-like degli streptococchi del gruppo C partecipano alla patogenesi della febbre reumatica in alcune regioni geografiche . Tutti i 70 isolati S. dysgalactiae subs. equisimilis apparteneva a GCS / GGS; 27 di loro avevano la capacità di legare il collagene IV e questi sono stati sottoposti a ulteriori analisi ., Su 27 ceppi SDSE contenenti il gene emm, che codifica le proteine M, 4 avevano il gene fog che codifica la proteina legante il fibrinogeno M-like di GGS (FOG) . Questi risultati sono confermati nei rapporti di Haidan e Rantala in cui sono stati trovati isolati GCS/GGS e gli isolati che hanno la proprietà della proteina legante la fibronectina possono aggregare le piastrine umane e possono influenzare tossicamente le cellule endoteliali . La ricerca di Dinkla mostra che 27 ceppi SDSE devono la loro capacità di legare il collagene IV alla capsula di acido ialuronico ., Inoltre McDonald e Nataneli descrivono le capacità dei GCS di reazione incrociata con epitopi cardiaci e le loro caratteristiche superantigeniche .
Oltre alla proteina M, alcune specie di GCS (Tabella 2) possono produrre una proteina esposta in superficie (Szp), streptochinasi, streptolisina O o streptolisina S ed emolisine . La proteina esposta in superficie è prodotta da S. equi subs. zooepidemico . Chandnani indica il ceppo SDSE per produrre streptochinasi e streptolisina O e mostra teorie sulla patogenesi della febbre reumatica ., Esiste un’influenza citotossica diretta della streptolisina O sulle cellule cardiache e su altri organi o vi sono determinanti antigenici tra i componenti di un organismo e alcuni tessuti specifici, come il cervello o il cuore, che è il risultato della reattività crociata immunologica . A seguito di un’analisi comparativa del genoma del GAS con il genoma SDSE, Silva e Watanabe confermano che contengono fattori di virulenza correlati .,
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| : rheumatic fever., : cardiopatia reumatica. |
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Oltre ai suddetti fattori di virulenza, gli isolati di SDSE hanno peptidasi C5a, gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi e ialuronidasi . Ci sono anche diversi importanti fattori di virulenza del GAS, che non si trovano nel genoma SDSE, ad esempio la cisteina proteasi e un omologo superantigene ., Gli enzimi SDSE, le metalloproteinasi della matrice e l’enzima GAPDH legante il plasminogeno contribuiscono alla diffusione nel corpo e alla proliferazione. Un’analisi del genoma del ceppo SDSE 167 ha dimostrato che espelle le liasi che decompongono i carboidrati dell’ospite, mentre allo stesso tempo questo genoma metabolizza i carboidrati nella via Entner-Doudoroff; questa regione contiene l’enzima che metabolizza i polisaccaridi, che possono contribuire ad una maggiore virulenza del ceppo SDSE 167 . Watanabe et al. affermare che il ceppo SDSE 167 è il ceppo umano più virulento .
4., Patogenicità
Tra le malattie causate dalle specie di GCS quelle dominanti sono la faringite, la meningite e l’endocardite (Tabella 2). Secondo i dati danesi (1999-2002), le infezioni da GCS occupano l’ultimo posto tra le infezioni da streptococco, ma costituiscono ben il 6% di tutte le infezioni da streptococco . Ciò è stato confermato anche dalle osservazioni norvegesi di 1999-2013, dove su 512 infezioni invasive GCS è stata la causa dei casi 24 (4,7%) . In entrambi i rapporti, il rischio di infezione aumenta con l’età del paziente ., Tra gli altri fattori che predispongono uno alle infezioni sono diabete, tumori, condizioni cardiache e abuso di alcol , mentre Rantala aggiunge terapia immunosoppressiva, morbosità multiple e lesioni cutanee come potenziali fattori predisponenti .
La forma clinica più frequente di specie virulente invasive di infezioni da GCS sono le infezioni delle ossa, delle articolazioni e delle infezioni del sangue e le infezioni non invasive delle vie respiratorie superiori ., Il tasso di mortalità durante i primi 30 giorni della malattia, nella ricerca danese, è pari al 21%, mentre nella ricerca norvegese è pari al 9%, ed è aumentato con l’età e rispetto al tipo di malattia . Ekelund et al. riferisce che il tasso più alto riguardava i pazienti con infezioni da GAS (23%) e GCS (21%) ; in Oppegaard et al. il tasso di mortalità nelle infezioni da GAS era del 13% . Sia Ekelund et al. e Oppegaard et al. elencare malattie simili: infezioni della pelle (erisipela, cellulite), fascite necrotizzante e sindrome da shock tossico .,
Rantala presenta due casi di pazienti anziani con batteriemia ricorrente causata da più di frequente GCS isolati, SDSE, e una vasta gamma di malattie causate dai seguenti sottospecie: faringite, tonsillite, infezioni della pelle, infezione dei tessuti molli, infezioni della ferita, erisipela, cellulite, fascite necrotizzante, streptococco shock tossico-come la sindrome, polmonite, artrite settica, osteomielite, meningite, endocardite, e batteriemia .
I risultati della British Health Protection Agency e Watanabe sono allarmanti., Hanno mostrato un aumento del 100% della batteriemia tra il 2006 e il 2012 e un aumento delle infezioni da SDSE in Asia, Europa e Stati Uniti . Di particolare interesse sono le relazioni sulle relazioni tra GCS con la patogenesi della febbre reumatica in Australia e India e le prime malattie zoonotiche documentate .
Come già accennato, anche se la patogenesi RF non è chiara solo nell’infezione del tratto respiratorio superiore, il GAS può portare direttamente alla febbre reumatica., Gli studi di Haidan hanno dimostrato che in Australia sono stati trovati indicatori più elevati di isolamento di GCS e il più alto tasso di morbilità RF-dipendente nel mondo , un fatto che, come dicono i ricercatori, può essere correlato all’elevata morbilità RF e RHD tra le comunità aborigene dell’Australia .
Nataneli et al. hanno descritto un caso americano di sindrome poststreptococcica uveite (PSU), che è il primo caso documentato di complicanze dopo faringite e causata da infezione GCS ., Il paziente era un uomo di 24 anni con genotipo HLA-B27 positivo (questo genotipo predispone un individuo anche all’artrite reattiva poststreptococcica). Morsch, tuttavia, descrive il caso di un uomo di 72 anni, affetto da gotta tophaceous, in cui la borsite di olecrano si è sviluppata come risultato di un’infezione da GCS . L’autore osserva che fino ad ora sono stati documentati circa 15 casi di artrite settica (GCS), ma nessuno è stato correlato alla borsite .
Nelle pubblicazioni si possono trovare alcuni dati riguardanti le malattie zoonotiche., Il primo rapporto descrive il caso di un ragazzo di 13 anni che viveva in un allevamento di cavalli; si ammalò di meningite causata da S. equi subs. equi . Il secondo caso è di una ragazza di 13 anni affetta da meningite causata da S. equi subs. zooepidemico . Un giorno prima della sua malattia ha preso parte a corse di cavalli . Una descrizione della meningite GCS-dipendente con seno cavernoso in un uomo di 18 anni vale la pena menzionare . Le specie virulente di GCS possono anche causare, tra le altre cose, impetigine, epiglottite e poliartrite .
5., Conclusioni
(1)Le specie virulente di streptococchi del gruppo C, che causano infezioni nelle persone, sono spesso patogeni degli animali e appartengono a batteri difficili da identificare. A causa della comune origine di GCS e GAS il metodo di identificazione è quello di combinare tecniche fenotipiche e molecolari.(2) Lo studio dell’epidemiologia delle infezioni GCS umane è possibile grazie all’applicazione dei moderni metodi NGS (Next Generation Sequencing) nelle indagini di routine.,(3)Alcune specie di GCS, principalmente SDSE, hanno molti fattori di virulenza trovati nel GAS come la proteina M, la streptochinasi e le streptolisine, ma ce ne sono alcuni che mancano come la cisteina proteasi. Ci sono ipotesi che le specie virulente di GCS possano essere correlate alla patogenesi della febbre reumatica e delle malattie cardiache reumatiche, specialmente tra la popolazione aborigena dell’Australia.(4) Le principali origini delle specie virulente di GCS sono i prodotti lattiero-caseari non pastorizzati, gli animali e gli esseri umani.(5) Le malattie più frequenti sono la faringite e la meningite. Il GCS più frequente isola dall’infezione umana è SDSE.,(6) I fattori predisponenti sono, tra le altre cose, l’età e le malattie croniche. La gamma di malattie dipendenti da GCS è ampia, tra cui infezioni legate al sistema respiratorio, infezioni della pelle e infezioni dei tessuti molli, fascite necrotizzante, sindrome da shock tossico streptococcico, artrite settica, osteomielite, endocardite e batteriemia.
Conflitti di interesse
Gli autori dichiarano che non ci sono conflitti di interesse per quanto riguarda la pubblicazione di questo documento.
