ISTORIC SI DEFINITIE Streptococcuspneumoniae (pneu-mococul) a fost recunoscut drept cauza majora a pneumoniei in anii 1880 si a fost in centrul atentiei in studii care au condus la intelegerea moderna a imunitatii umorale. inainte de inceputul secolului XX, imunizarea iepurilor cu pneumococi omorati a aratat protectia ulterioara a acestora fata de infectia procata cu pneumococi vii. Serul de la iepurii imunizati sau de la oamenii vindecati dupa
pneumonie pneumococica ofera protectie. La inceputul secolului XX s-a dovedit protectia data de vaccinul cu pneumococi omorati prin studii regionale la minerii din Africa de Sud. Scurt timp dupa aceea, experimentele au dovedit ca substratul rezistentei la fagocitoza este capsula pneumococului; in anii 1920 au fost descoperiti
anticorpi specifici pentru capsula polizaharidica;
anticorpii faciliteaza ingestia si omorarea S. pneumoniae. in 1936 vaccinul pneumococic obtinut din capsula polizaharidica a fost folosit pentru a opri o epidemie de pneumonie pneumococica. In anii 1940, experimentele privind transformarea capsulei la pneumococi au identificat, pentru prima oara, ADN-ul ca fiind substratul purtator al informatiei genetice.
Numele Diplococcus pneumoniae a fost dat microorganismului in 1925 pe baza aspectului sau in sputa tratata cu colorant Gram. in 1974 microorganismul a fost din nou numit Strepto-coccus pneumoniae pentru ca in mediul de cultura lichid el creste in lanturi. in jurul anului 1900 au fost identificate serotipurile pneumococice dupa ce s-a observat ca injectarea iepurelui cu microorganisme omorate a stimulat productia de anticorpi serici aglutinanti care produc cresterea densitatii capsulare a tulpinii imunizante, la fel ca unii dintre pneumococii izolati. in prezent, se cunoaste existenta a 90 de serotipuri, fiecare avand o capsula polizaharidica unica.
MICROBIOLOGIE Pneumococii sunt identificati in laborator ca fiind coci gram-pozitivi, ce cresc in lanturi si sunt catalazo-negativi. Ei produc a-hemolizina, o toxina ce desface
hemoglobina intr-un produs de degradare verzui si produce a-hemoliza in agar-sange. Mai mult de 98% dintre pneumococii identificati sunt sensibili la etilhidrocupreina (optochin) si probabil toate coloniile pneumococice sunt dizolvate de sarurile biliare.
Principalii constituenti ai peretelui celular al pneumococilor sunt peptidoglicanul si acidul teicoic. Integritatea peretelui celular depinde de prezenta a numeroase lanturi peptidice cu activitate incrucisata cu a unor enzime, cum ar fi trans- si carboxipeptidazele. Antibioticele P-lactamice inactiveaza aceste enzime prin legare covalenta in locusurile active. in mod special la S. pneumoniae, si constant prezenta la toate tulpinile, este substanta C, o polizaharida formata din acid teicoic si un reziduu de fosforil-colina. O proteina cu antigenitate variabila, PspA, este partial expusa pe suprafata celulara. Aproape orice S. pneumoniae identificat are o capsula polizaharidica. Exista doua sisteme pentru numerotarea celor 90 de capsule distincte cunoscute ale S. pneumoniae. in sistemul american serotipurile sunt numerotate in ordinea in care au fost identificate. Tulpinile ce produc cel mai frecvent boala la om au fost, in general, identificate devreme si astfel ele au numere mici. In mare masura acceptat, sistemul danez plaseaza serotipurile in grupe bazate pe similitudine antigenica; de ex., grupul danez 19 include tipurile 19F, 19A, 19B si 19C care in sistem american sunt tipurile 19, 57, 58 si 59. Serotiparea a avut semnificatie clinica in anii 1930, cand s-a administrat ca terapie antiser specific de tip si (desi mult mai specifica este tiparea genetica) a devenit din nou importanta pentru studiile epidemiologice de raspandire a rezistentei la antibiotice in diferite comunitati si regiuni.
EPIDEMIOLOGIE
S. pneumoniae colonizeaza nazofa-ringele si poate fi izolat la 5-l0% din adultii sanatosi si la 20-40% din copii sanatosi. O data ce microorganismul a colonizat un adult, el poate persista 2-6 luni. Pneumococii se raspandesc de la un individ la altul ca urmare a contactului direct in medii inchise (colectivitati); transmiterea poate fi accentuata de ventilatia redusa. Centrele de ingrijire zilnica sunt locurile de raspandire a tulpinilor rezistente la penicilina, in special serotipurile 6B, 14, 19F si 23 F. Epidemiile printre adulti sunt asociate cu conditii aglomerate de locuit; de ex. cazarme militare, inchisori si adaposturi pentru cei fara locuinta. Riscul de pneumonie pneumococica nu este crescut prin contactul din scoli sau la locul de munca (inclusiv spitale).
Incidenta bacteriemiei cu pneumococ este relativ crescuta printre copin peste 2 ani si mai mica printre adolescenti si tineri; procentul incepe sa creasca constant in jurul varstei de 55 ani. Un studiu recent din Carolina de Sud arata ca incidenta infectiei pneumococice printre copii, tineri si adulti peste 70 ani este de 160,5 si 70 cazuri la 100.000 locuitori din grupa de varsta studiata. Multe din cazurile de infectie pneumococica la adulti au fost datorate pneumoniei si sunt trei-patru cazuri cu pneumonie nonbacteriana pentru unul cu pneumococ. Astfel, s-a apreciat ca sunt 20 de cazuri de pneumonie anual la 100.000 tineri si 280 de cazuri anual la 100.000 adultii peste 70 ani. Incidenta infectiei pneumococice printre adulti apare cu un varf net in mijlocul iernii si o scadere marcata vara. La copii, incidenta otitei medii creste in mijlocul iernii, dar infectia este relativ constanta in tot cursul anului, exceptand o scadere marcata in mijlocul verii.
MECANISME PATOGENICE S. pneumoniae se ataseaza de celulele din nazofaringe printr-o interactiune specifica a adezinelor suprafetei bacteriene la receptorii celulei epiteliale ce contin dizaharidele GlcNAcP l-4Gal. Odata nazofaringele colonizat, poate apare infectia daca microorganismele ajung in zone anatomice invecinate cum ar fi trompa lui Eustachio sau
sinusurile nazale si daca clearence-ul lor este impiedicat de
edemul mucoasei (de ex., edemul poate fi dat de o infectie virala sau de o alergie). Similar,
pneumonia apare daca microorganismele sunt inhalate sau aspirate in bronhiole sau alveole si apoi nu sunt evacuate - in multe cazuri datorita infectiilor
virale sau fumului de tigara sau a altor substante toxice care perturba activitatea ciliara sau alte mecanisme de epurare. A fost sugerat un mecanism prin care pneumococii se pot lega de pneumocite dupa o infectie virala. Pneumocitele activate de citokine isi r etala receptorii pentru factorul activator al trombocitelor. Acest receptor leaga reziduul fosforil-colina al substantei C pneumococice facilitand aderenta pneumococilor, de care depinde invazia. Studiile arata ca pneumococii pot invada tesuturile penetrand stratul mucos; semnificatia clinica a acestei constatari ramane sa fie determinata.
Odata pneumococi ajunsi intr-o zona in care nu se gasesc in mod natural, activeaza complementul pe cale directa si indirecta si stimuleaza producerea de citokine, ceea ce duce la atragerea polimorfonuclearelor neutrofile (PMN). Oricum, capsula polizaharidica confera microorganismelor rezistenta la fagocitoza. In absenta anticorpilor anticapsulari, macrofagele alveolare au o capacitate limitata de ingestie si ucidere a pneumococilor; un inocul bacterian mare si/sau compromiterea functiei fagocitare permit initierea infectiei pulmonare. Infectiile meningelui, a spatiilor articulare, a oaselor si a cavitatii peritoneale sunt produse de raspandirea pneumococilor prin curentul sanguin, de obicei sediul fiind
infectiile tractului respirator.
Capacitatea de a produce imbolnavirea reflecta abilitatea pneumococilor de a scapa ingestiei si distrugerilor de catre multimea celulelor fagocitare, pe de o parte, si de a stimula un raspuns inflamator, pe de alta. Unii dintre constituentii pneumococici pot produce afectarea directa a tesuturilor umane. Pneumococii necapsulati sunt ingerati si ucisi in numar mic in vi de sistemul imunologic incompetent al gazdei sau in vitro de celulele fagocitare umane, in absenta anticorpilor anticapsulari si a complementului. De fapt, pneumococii neincapsulati nu produc niciodata boala (desi pot produce conjunctivita) si experientele pe animale au dovedit ca sunt fara virulenta crescuta datorita lipsei mutatiilor capsulare. Simptomele bolii sunt in mare parte atribuite generarii unui raspuns inflamator, ce poate produce
durere prin cresterea presiunii (ca in otita medie) sau poate interfera cu functiile vitale ale organismului, cum ar fi oxigenarea sangelui (ca in pneumonie) sau a functiei cerebrale (ca in meningite). Constituentii peretelui celular al S. pneumoniae activeaza probabil complementul pe cale indirecta; reactia dintre structurile peretelui celular si anticorpi activeaza de asemenea complementul, dar pe calea directa. Rezultatul este eliberarea fractiei C5a care atrage puternic PMN in tesuturile inconjuratoare. Inflamatia este facilitata si de capacitatea peptidoglicanului de a stimula productia de citokine care activeaza celulele endoteliale sa-si expuna receptorii pentru selectina si integrina pentru celulele inflamatorii. Inflamatia sistemului ners central (SNC) din meningita este cofactor major al leziunii celulelor nerase. Pneumolizina, o toxina tiol-activata, exercita o varietate de efecte asupra celulelor ciliate si a PMN si de asemenea, activeaza calea clasica a complementului prin legarea directa de Clq. Injectarea pneumolizinei in plamanii animalelor de experienta produce pneumonie cu anumite caracteristici histologice; la soarece, imunizarea cu aceasta substanta sau procarea cu tulpini modificate prin inginerie genetica si care nu produc pneumolizina, este asociata cu scaderea semnificativa a virulentei. Autolizina poate contribui la patogenia bolii pneumococice prin lezarea bacteriilor, eliberand astfel constituentii bacterieni si exagerand reactia tesuturilor umane. Eliberarea amino-acizilor excitatori in tesutul ners poate contribui la leziunile produse de meningita.
MECANISMELE DE APARARE ALE GAZDEI Mecanismele de aparare ale gazdei pot fi imunologic nespecifice si specifice. Cele nespecifice includ filtrarea aerului inspirat prin stratul de mucus din caile aeriene, reflexul glotic, orificiul laringian, reflexul de tuse, clearence-ul microorganismelor de catre celulele ciliate din caile aeriene mici si ingestia de catre macrofagele pulmonare si PMN a inoculilor bacterieni mici ce au ajuns in spatiile alveolare. Infectiile respiratorii virale, bolile pulmonare cronice sau insuficienta cardiaca compromit aceste mecanisme si predispun la dezltarea pneumoniei pneumococice. Anticorpii la PspA si la alti constituenti pneumococici ca pneumolizina pot predomina in populatie si pot contribui la imunitatea nespecifica la infectie.
Anticorpii anticapsulari dau protectie specifica de serotip impotriva infectiei pneumococice. Totusi, foarte multi adulti sanatosi duc lipsa de anticorpi IgG la foarte multe polizaharide ale capsulei pneumococice. Anticorpii apar dupa colonizare, infectie sau vaccinare. in primele saptamani dupa colonizare, mecanismele nespecifice protejeaza probabil gazda impotriva infectiei. Dupa aceea, se dezlta rapid anticorpi anticapsulari ce confera protectiei un inalt grad de specificitate. In contrast cu aceasta situatie normala, adultii ce prezinta risc de aspiratie a continutului gastric si/sau care au alterate mecanismele de clearence muco-ciliar din caile aeriene mici prezinta riscul de a dezlta pneumonie inainte de producerea anticorpilor, iar copin a caror mucoasa nazala prezinta congestie acuta in perioada colonizarii au risc crescut de a dezlta otita medie. Persoanele cu capacitate scazuta de formare a anticorpilor sunt susceptibile atata timp cat dureaza colonizarea.
Riscul de infectie pneumococica severa este foarte mult crescut la persoanele cu afectiuni care compromit sinteza IgG si/sau functia fagocitara a PMN si macrofagelor (elul 141-l). Sensibilitatea varstnicilor la pneumonia pneumococica este data de imbatranirea sistemului imun, in special de scaderea productiei de IgG, dar si debilitatea, malnutritia si bolile asociate contribuie la aceasta. Anterior spitalizarii, aceste conditii predispun la infectie pneumococica sau servesc drept markeri importanti ai acesteia. Odata ce a fost initiata infectia pneumococica, absenta splinei predispune la o elutie fulminanta. Ficatul este capabili sa indeparteze din circulatie pneumococii opsonizati (inveliti de anticorpi); oricum, in absenta anticorpilor, doar trecerea incetinita a sangelui prin sinusurile splenice si prelungirea contactului cu celulele reticuloendoteliale din coloanele Billroth, acorda timpul necesar epurarii bacteriene. Pacientii fara splina pot deceda din cauza pneumoniei pneumococice si a septicemiei intr-un stadiu precoce al bolii in care condensarea pulmonara nu se evidentiaza radiologie, dar mai tarziu poate fi descoperita la autopsie.
INFECTII SPECIFICE PRODUSE DE S. PNEUMONIAE
S. Pneumoniae determina infectii ale urechii medii, ale sinusurilor, traheei, bronhiilor si plamanilor (elul 141-2) prin proare directa de la locul colonizarii nazofaringiene. Infectiile SNC, ale valvelor cardiace, oaselor, articulatiilor si cavitatii peritoneale sunt de obicei rezultatul diseminarii hematogene; in cazuri rare infectia peritoneala poate apare prin ascensiunea pneumococului prin canalul fallopian. De asemenea, SNC poate fi contaminat prin proarea bacteriilor in zonele invecinate la pacientii care prezinta ruptura durei. Bacteriemia primara - de ex., prezenta de pneumococi in sange fara o sursa evidenta - apare in general la copii sub 2 ani si uneori la adulti; daca nu se administreaza nici un tratament, sursa poate deveni evidenta. Infectiile pleurale sunt determinate fie prin extensia directa de la un focar pneumonie la pleura viscerala, fie prin diseminare hematogena de la un focar pulmonar sau extrapulmonar; in unele cazuri calea nu poate fi determinata.
Otita medie si sinuzita Cand lichidul din urechea medie este contaminat in timpul otitei medii acute sau lichidul din sinusurile paranazale este contaminat in timpul sinuzitei acute, S. pneumoniae este cel mai frecvent izolat sau doar insoteste tulpini netipabile de Haemophilus influenzae. La adulti sau la copii, pneumococii sunt identificati in aproximativ 40-50% din cazurile de otita la care s-a izolat agentul etiologic. Infectia este precedata de o viroza sau alergie respiratorie care contribuie semnificativ la producerea infectiei pneumococice deoarece produce congestia orificiilor trompei lui Eustachio sau a sinusurilor paranazale. Studii prospective facute pe copii au aratat ca, in cele mai multe cazuri colonizarea precede infectia. Din motive neclare, serotipurile 6, 14, 19F si 23F predomina atat la cei colonizati, cat si la copii cu infectie manifesta; de aceea, aceste sero tipuri sunt in prezent studiate intensiv pentru a obtine vaccinuri ce r fi administrate la copii.
