Epidemiologia e diagnóstico de Vibrio sp. e Shigella sp. Dalia dos Prazeres Rodrigues Laboratório de Enterobactérias Laboratório de Referência Nacional de Cólera e outras Enteroinfecções Bacterianas Instituto Oswaldo Cruz - FIOCRUZ

Vibrio sp.

Família Vibrionaceae Características Taxonomia Gerais: Bastonetes Gram negativos Fermentação da glicose Redução de nitrato a nitrito Produção de citocromo oxidade Ecológicas: Habitat: ambiente aquático Produção e quitinase Temperatura: 17-35°C Salinidade: 0.5 a 3.5 % Revisão: constante Uso de métodos moleculares Número de espécies: >75 (?) Espécies Patogênicas Patogenia Animal: 14 espécies Peixes, moluscos, crustáceos, cnidários e corais Patogenia Humana: 12 espécies Áreas poluídas

Espécies patogênicas para o homem Gastrentérica Infecções cutâneas Infecções ouvido Septicemia primária Septicemia secundária V. cholerae O1      +++ + V. cholerae não O1 ++ V. mimicus V. fluvialis        V. parahaemolyticus V. alginolyticus  (+) V. cincinnatiensis  V. hollisae V. vulnificus V. furnissii V. damsela V. metschnikovii V. carchariae +++: freqüente; ++: menos freqüente (6-100 casos); +: menos freqüente (1-5 casos); (+) : não esclarecida

Vibrio parahaemolyticus: características clínicas Gastrentérica: período médio de incubação: 15h (4-96h) Auto-limitada: média de 3 dias em imunocomprometidos Sintomas % ocorrência Diarréia aquosa 98 Cólicas abdominais 82 Náuseas 71 Vômitos 52 Cefaléia 42 Febre 27 Calafrios 24 Infecções de ferimentos: podendo resultar em fascite necrotizante Septicemia fatal: pacientes imunocomprometidos (rara)

Vibrio parahaemolyticus: fatores de virulência Associado a produção de TDH (Hemolisina Termoestável); Composição protéica, resistente ao calor (100ºC/30 min.); Atuação de TDH: epitélio intestinal formação de poros (equilíbrio iônico); Quadro clínico: diarréia secretória; Isolados clínicos: hemólise em Agar Wagatsuma (Kanagawa); caracterização do gene tdh: Na década de 1980: gastrenterite - cepas Kanagawa e tdh negativo; Caracterização de hemolisina TRH: 69% similaridade com TDH; Amostras virulentas V.parahaemolyticus: TDH ou TRH ou ambos. Operon VptoxRS: regula a produção dos genes tdh e trh.

Vibrio parahaemolyticus: ocorrência Presença de V.parahaemolyticus TDH +: 90% isolados clínicos < 1% cepas ambientais. Países tropicais: > 5% cepas isoladas no ambiente; Brasil: 9-20% de cepas isoladas de ambiente; hemisfério norte

Vibrio parahaemolyticus: fatores de virulência Genoma: identificação do sistema de secreção tipo III (T3SS):responsável por acúmulo de fluido intestinal de amostras ambientais e clínicas (C+G indica ancestral na espécie); Ilha de Patogenicidade: T3SS/Tdh-1/Tdh-2/fator necrotizante citotóxico/ exoenzima T/ 5 transpotases, semelhante as IP de E.coli, S.enterica e V.cholerae; (VPaI-7); Região não encontrada em cepas virulentas isoladas antes de 1995: indica que não é essencial mais aumenta a virulência quando presente; O gene tdh possui cinco tipos de seqüências (tdh1 a tdh5) entretanto tdh2 é que possui elevado nível de transcrição; Cepas que não contem tdh ou deleção de tdh apresentam toxicidade em cultura de células; Totalidade de fatores envolvidos na patogênese permanece desconhecido.

Características:V.paraemolyticus epidêmica Caracterização antigênica de V. parahaemolyticus: > 13 Ag O e 71 Ag K; <1995: gastrenterite por diferentes sorotipos, predominância por região; Em 1995, surto determinado por V. parahaemolyticus O3:K6 em Calcutá; Disseminação global - países da Ásia, Américas, África e Europa; Na América do Norte (EUA) em 1998 no Texas, Nova York e New Jersey; Na América do Sul em 2005 no Chile >1.000 casos Sorotipo pandêmico: O3:K6 e O4:K68, O1:KUN e O1:K25 (tipagem molecular) ; Informações prévias: presença confinada em águas de clima tropical Conhecimento atual: isolamento no sul do Chile e Alaska sugere adaptação em diferentes nichos, resultante de novas características genômicas reguláveis nos diferentes nichos; Aquecimento global que determina alterações microbianas interferindo em sua distribuição e ocorrência.

Distribuição mundial de O3:K6 e sorotipos relacionados O3:K6 strains that were tdh positive were shown to demonstrate an enhanced ability to swarm over agar surface plates, and the presence of magnesium appeared to further stimulate swarming (105). There were, however, no significant differences between survival rates under the same environmental stresses, such as extreme temperatures, low pH, and high salinity, for O3:K6 and non-O3:K6 strains of V. parahaemolyticus (69, 101). The V. parahaemolyticus phage f237 is similar to the CTX filamentous phage of V. cholerae O1 (94), but instead of the ctxAB genes, f237 has ORF8, and therefore it was thought that ORF8 may play a significant role (like the profound role that cholera toxin has in the disease cholera) in increasing the virulence of O3:K6 isolates.

V. parahaemolyticus, cepas de origen clínico recibidas por el Lab V. parahaemolyticus, cepas de origen clínico recibidas por el Lab. de Referencia, ISP 1992- Mayo 2008. Maldonado, A B., Wally Silva, W. S.C.,Fernández, A. R. Instituto de Salud Pública de Chile, ISP-Chile

Vibrio sp. : espécies isoladas de diferentes fontes no Brasil 2001 2002 2003 2004 HU AL V.cholerae não O1 não O139 - 14 2 3 7 V.paraemolyticus 8 5 1 13 V.alginolyticus 6 V.vulnificus Espécies 2005 2006 2007 2008 HU AL AN AB V.cholerae não O1não O139 2 - 5 208 1 10 72 8 V.paraemolyticus 7 56 19 3 11 12 V.alginolyticus 15 44 26 17 V.vulnificus *Janeiro a Julho/2008

Características feno e genotípicas V. parahaemolyticus (BRASIL) Ano Sorotipo PCR- multiplex Kanagawa Urease tdh* trh** tlh*** 2001 O4:KNT - + O3:KNT O6:K18 2002 O3: K6 O3:K6 2003 O2:K3 2006

Características feno e genotípicas V. parahaemolyticus (BRASIL) Teste de Kanagawa 15

Multiplex-PCR para a caracterização dos genes tlh,tdh e trh de V.parahaemolyticus tdh: 270 pb , trh: 500 pb; tlh: 450 pb Theophilo, G.N.D., Amorim, S.D., Rodrigues, D.P. 2008

Perfil -PFGE V. parahaemolyticus O3:K6, isoladas no Brasil

Vibrio sp. em infecções cutâneas

Distribuição de Vibrio sp em moluscos Região digestiva Manto Hemolinfa Branquias Musculo adutor Manto Hemolinfa

Infecções cutâneas Espécies mais freqüentes: V.vulnificus, V.cholerae não O1, V.damsela, V.alginolyticus Infecções cutâneas: Ferimentos: pré-existentes com exposição à água. Ferimentos: por manipulação de pescado; Septicemia x População de risco: Infecções das vias hepato-biliares; Infecções crônicas (nível de Fe sérico elevado); Pacientes imunodeprimidos;

Infecções cutâneas

Infecções cutâneas O CDC reportou 134 casos/2005, aumento de 51 % nos últimos cinco anos.  EUA estima 1.900 infecções cutâneas/ano. Entre1997 e 2003 foram notificados 813 casos, 77 mortes ou 9.6 vitimas/ano; National Geographic reportou seis mortes por ataque de tubarão; Mortalidade: infecções por Vibrio é maior que por ataques de tubarão.

Vibrio sp. : espécies isoladas de amostras clínicas e de alimentos no Brasil Espécies 2001 2002 2003 2004 HU AL V.cholerae não O1 não O139 - 14 2 3 7 V.paraemolyticus 8 5 1 13 V.Alginolyticus 6 V.vulnificus V.fluvialis Espécies 2005 2006 2007 2008 HU AL AN AB V.cholerae não O1não O139 2 5 208 1 10 72 8 V.paraemolyticus - 7 56 19 3 11 12 V.alginolyticus 15 44 26 17 V.vulnificus *Janeiro a Julho/2008 24

Características de espécies de Vibrio em diferentes meios de cultivo (isolamento) Agar TCBS Agar Sangue KIA LIA

Características de espécies de Vibrio em diferentes meios de cultivo (identificação) 1 2 3 4 1- controle negativo; 2- arginina dehidrolase positiva; 3- lisina descarboxilase negativa; 4- ornitina descarboxilase positiva TSI LIA MIO Halofilismo Soroaglutinação Agar uréia Christensen

Shigella sp.

Características Classificação: sorogrupos ou espécies Gram negativo, aeróbio facultativo, imóvel Fermenta glicose s/ gás – (exceção em S.flexneri); Acapsulados (exceção: alguns sorotipos S.flexneri e S.boydii) Classificação: sorogrupos ou espécies S.dysenteriae (grupo A) 13 sorotipos S.flexneri (grupo B) 8 sorotipos S.boydii (grupo C) 18 sorotipos S.sonnei (grupo D) 1 sorotipo/2 variantes Mecanismo de Transmissão: Contato direto: pessoa-pessoa Alimentos e água contaminada População de risco: crianças e idosos Vetores mecânicos Principais fatores para disseminação: ausência de saneamento, falhas de higiene no preparo de alimentos;

Características clínicas Sintomas: diarréia, febre e cólicas abdominais; Caracteristicas menos freqüentes: cefaléia, náuseas Gravidade depende: paciente, sorogrupo e número de células (>S.dysenteriae <S.sonnei); Quadro autolimitado à morte Incidência elevada em pacientes HIV+ Período de incubación: (1-5 dias) Dose infectante: ≤100 bacterias População de risco: crianças e idosos

Características clínicas em 8 surtos de shigelose Sintomas I II III IV V VI VII VIII Diarréia 100 98 91 92 Sangue 6 11 9 23 5 24 Muco - 19 Tenesmo 31 54 1 Febre 53 47 57 78 95 4 27 76 Náusea 41 59 56 35 Vômito 33 21 49 13 48

Aspectos de relevância: Identificação do agente etiológico através de cultura; Presença nas fezes: pode se manter até 4 semanas após fim do quadro clínico; Não devem ser utilizados medicamentos anti-diarréicos; É indicado o tratamento com antimicrobianos; A resistência aos antimicrobianos leva a necessidade de avaliação laboratorial; Complicações: Anorexia, perda de peso, hipoproteinemia, hiponatremia, desidratação, desnutrição, bacteremia, síndrome de Reiter e complicações renais (HUS). Severidade determinada pelo sorogrupo infectante: A → D

Ocorrência mundial de Shigella sp.

Shigella sp.:características laboratoriais

Distribuição de Shigella sp no Brasil (1997-2000) 4 1 3 2000 Centro Oeste 208 60 13 133 2 9 5 1999 19 17 1998 12 10 1997 TOTAL 6 7 22 8 11 Sudeste 20 24 15 Nordeste Norte S.sonnei S.boydii S.flexneri S.dysenteriae

Distribuição de Shigella sp. ESPÉCIE ANO 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008* S. dysenteriae 1 - S. flexneri 36 38 11 29 20 23 54 34 S. boydii 2 S. sonnei 37 26 25 13 21

Sorotipos de Shigella flexneri ANO 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008* 1a - 3 5 1 1b 12 6 2 2a 28 4 10 29 26 2b 3a 3b 4a 4c I II

Patogenicidade Produção da “toxina de Shiga” (>S.dysenteriae <S.sonnei); Quantidade variável dependendo da cepa; Proteica, termolábil, citotóxica, necrosante e neurotóxica União com as glicoproteinas da célula hospedeira Inativa 60S, inhibe sintese proteica e leva a morte celular Invasão: Proliferação na luz intestinal, invasão da mucosa do íleo terminal e colon, necrose e hemorragia Multiplicão no interior das células Confinada nas células epiteliais.

Patogenicidade Invasão: Proliferação na luz intestinal, invasão da mucosa do íleo terminal e colon, necrose e hemorragia Multiplicão no interior das células Destroe as microvilosidades intestinais sem posterior invasão A adesão interfere no transporte eletrolítico; Não ocorre produção de toxinas (limitada: SLT)