background image

G

G

e

e

n

n

u

u

s

s

N

N

e

e

i

i

s

s

s

s

e

e

r

r

i

i

a

a

De p a rt m e n t o f Mi c r o b i o l o g y

Co l l e g e o f Me d i c i n e

Ba g h d a d U n i v e rs i t y

Le c . 4 , 2 0 14 - 2 0 15

Dr. S a r m a d M.H. Ze i n y


background image

Objectives:

• De s c ri be t he

m o r p h o l o g y & p h y s i o l o g y

f o r g e n us

Ne i s s e ri a .

• De t e rmi ne t he

v i rul e n c e f a c t o rs

f o r g e n us

Ne i s s e ri a .

• An a l y ze t he

d i s e a s e s &p a t h o g e n i c i t y

f o r g e n us

Ne i s s e ri a .

• De mo n s t ra t e t he

e p i d e m i o l o g y / t ra n s m i s s i o n

f o r

g e n us Ne i s s e ri a .

• Out l i n e t h e

l a b o ra t o ry d i a g n o s i s

f o r g e n us

Ne i s s e ri a .

• S t a t e t h e

d rug o f c h o i c e a n d p r o p h y l a xi s

wh e r e

r e g ul a rl y us e d .


background image

Genus neisseria

P

P

A

A

T

T

H

H

O

O

G

G

E

E

N

N

I

I

C

C

:

:

N

N

O

O

N

N

-

-

P

P

A

A

T

T

H

H

O

O

G

G

E

E

N

N

I

I

C

C

:

:

ž

N. gonorrhoeae
(gonococci, G.C).

ž

N. meningitidis
(meningococci).

ž

N. catarrhalis.

ž

N. sicca,

others


background image

background image

General characteristics

ž

G

G

v

v

e

e

d

d

i

i

p

p

l

l

o

o

c

c

o

o

c

c

c

c

i

i

,

,

k

k

i

i

d

d

n

n

e

e

y

y

(

(

c

c

o

o

f

f

f

f

e

e

e

e

b

b

e

e

a

a

n

n

)

)

s

s

h

h

a

a

p

p

e

e

,

,

w

w

i

i

t

t

h

h

f

f

l

l

a

a

t

t

o

o

p

p

p

p

o

o

s

s

i

i

n

n

g

g

e

e

d

d

g

g

e

e

.

.

ž

A

A

l

l

l

l

m

m

e

e

m

m

b

b

e

e

r

r

s

s

a

a

r

r

e

e

O

O

x

x

i

i

d

d

a

a

s

s

e

e

p

p

o

o

s

s

i

i

t

t

i

i

v

v

e

e

.

.

ž

P

P

a

a

t

t

h

h

o

o

g

g

e

e

n

n

i

i

c

c

t

t

o

o

h

h

u

u

m

m

a

a

n

n

o

o

n

n

l

l

y

y

.

.

ž

F

F

e

e

r

r

m

m

e

e

n

n

t

t

c

c

a

a

r

r

b

b

o

o

h

h

y

y

d

d

r

r

a

a

t

t

e

e

s

s

a

a

c

c

i

i

d

d

o

o

n

n

l

l

y

y

.

.

ž

P

P

y

y

o

o

g

g

e

e

n

n

i

i

c

c

:

:

p

p

r

r

o

o

d

d

u

u

c

c

e

e

p

p

u

u

s

s

.

.

ž

N

N

o

o

n

n

h

h

a

a

e

e

m

m

o

o

l

l

y

y

t

t

i

i

c

c

s

s

.

.


background image

Continuation of general

characteristics

Intracellular &/ or extracellular.
Needs 48h of culturing time.
They are rapidly killed by drying, sunlight and

many disinfectants.

70%DNA homology and are differentiated by

few LAB tests.


background image

Gram’

s negative

Diplo cocci

K

K

i

i

d

d

n

n

e

e

y

y

(

(

c

c

o

o

f

f

f

f

e

e

e

e

b

b

e

e

a

a

n

n

)

)

s

s

h

h

a

a

p

p

e

e

w

w

i

i

t

t

h

h

f

f

l

l

a

a

t

t

o

o

p

p

p

p

o

o

s

s

i

i

n

n

g

g

e

e

d

d

g

g

e

e


background image

Neisseria

Neisseria attached to lymphocyte

By Electronic Microscopy


background image

Direct Gram’

s staining slide from urethral swab


background image

Neisseria gonorrhoeae (gonococcus)

Reservoir: human genitaltract

•  

Transmission

• Sexualcontact, birth
• Sensitive to drying and cold
•  

Disease: à gonorrhea (STD)

• Localized infection.
• Systemic infection.


background image

Gonorrhea

Local

Urethritis

Cervicitis

Vaginitis

salpingitis

&

PID

Proctitis

ophthalmia

neonatorum


background image

Gonorrhea

Systemi

c

Arthritis

meningitis

Endocarditi

s

vasculitis


background image

Ophthalmia neonatorum


background image

Antigenic & Virulence structures:

1)

Pilli:

• Attachment to mucosalsurfaces.
• Inhibit phagocytic uptake.
• Antigenic (immunogenic) variation:> 1million variants

2) Porin (por) protein (protein I):
3) Opacity (Opa) proteins (protein II): 
Attachment
4) RMP (protein III):

• It is associated with (Opa) protein in the formation of

pores.

5) Lipooligosaccharide (LOS): endotoxic effect.
6) IgA protease.
7) Other proteins: L ip ( H8), Fbp (ferric binding protein)


background image

Porin (por) protein:

• Extends through the gonococcal cell membrane.
• Por proteins may impact intracellular killing of gonococci

within neutrophils

by preventing phagosome-lysosome

fusion.

• In addition, variable resistance of gonococci to killing by

normal human serum depends upon whether Por protein

selectively

binds to complement components C3b and

C4b

.

• Each strain of gonococcus expresses only one of two

types of Por, but the Por of different strains is antigenically

different.

• Serologic typing of Por by agglutination reactions with

monoclonal antibodies has distinguished

18 serovars of

PorA and 28 serovars of PorB.


background image

Lipooligosaccharide:

• It has endotoxic effect and it is responsible for

toxicity of gonococci.

• Gonococci can express

more than one

antigenically different lipooligosaccharide

(LOS)

chain simultaneously.

• In a form of molecular mimicry, gonococci make

L OS molecules that structurally resemble human

cell membrane glycosphingolipids

.

• The presence on the gonococcal surface of the

same surface structures as human cells helps

gonococci evade immune recognition.


background image

background image

Treatment

• More than 20 percent of current isolates of N. gonorrhoeae are

resistant to penicillin, tetracycline, cefoxitin, and/or spectinomycin.

Penicillin-resistant organisms are called PPNG—penicillinase

producing N. gonorrhoeae. These strains contain plasmids that carry

the gene for β-lactamase.

• However, most organisms still respond to treatment with third-

generation cephalosporins; for example, a single intramuscular dose

of ceftriaxone is the recommended therapy for uncomplicated

gonococcal infections.

• Intramuscular spectinomycin is indicated in patients who are allergic

to cephalosporins.

• Additional therapy with azithromycin 1g orally in a single dose or

with doxycycline 100 mg orally twice a day for 7 days is

recommended for the possible concomitant chlamydial infection.

Azithromycin has been found to be safe and effective in pregnant

women, but doxycycline is contraindicated.


background image

Prevention of gonorrhea :

• The infectivity of the organism is such that the chance of

acquiring infection from a single exposure to an infected sexual
partner is 20–

30% for men and even greater for women.

• Avoiding multiple sexual partners.
• Rapidly eradicating gonococci from infected individuals by

means of early diagnosis and treatment, and finding cases and
contacts through education and screening of populations at
high risk.

• Mechanical prophylaxis (condoms) provides partial protection.
• Chemoprophylaxis is of limited value because of the rise in

antibiotic resistance of the gonococcus.

• Gonococcal ophthalmia neonatorum is prevented by local

application of 0.5% erythromycin ophthalmic ointment or 1%
tetracycline ointment to the conjunctiva of newborns.


background image

Neisseria meningitidis

(meningococcus)

Distinguishing Features

• Gram- negative, kidney coffee bean- shaped diplococci.
• Large capsule, Antigenic.
• Grows on chocolate (not blood) agar in 5 % C0 2

atmosphere.

• Ferments maltose in contrast to gonococci.

 

Reservoir

: human nasopharynx (5 - 10 % carriers).

Transmission:

• Respiratory droplets; oropharyngealcoloniz ation,

spreads to the meninges via the bloodstream


background image

Antigenic & Virulence structures:

1) Capsule

At least 13 serogroups most

important serogroups are A,B,C,Y, W135 .

2) Outer membrane protein (OMP):

about 20

antigenic types, used for serotyping.

3) Pilli:

attachment

4) IgA protease

: cleaves IgA

5) Opa protein

: attachment

6) Lipooligopolysaccharide (Endotoxin

: fever,

septic shock in meningococcemia.


background image

Q

Q

)

)

A

A

n

n

s

s

w

w

e

e

r

r

w

w

i

i

t

t

h

h

t

t

r

r

u

u

e

e

o

o

r

r

f

f

a

a

l

l

s

s

e

e

:

:

T

T

h

h

e

e

i

i

m

m

p

p

o

o

r

r

t

t

a

a

n

n

t

t

C

C

r

r

i

i

t

t

e

e

r

r

i

i

a

a

f

f

o

o

r

r

g

g

e

e

n

n

u

u

s

s

N

N

e

e

i

i

s

s

s

s

e

e

r

r

i

i

a

a

a

a

r

r

e

e

:

:

a. Gram –

ve diplococci.

b. Kidney shaped diplococci.

c. Oxidase positive.

The answer: all above are true.


background image

Diseases & Pathogenicity

• The source of the infection is either the patient

or the carriers.

• The route of entry is through the nasopharynx

by droplet.

Attach to the epithelia then spread through the

blood stream:

a. Meningitis:

mainly in adult ages 11to 55 years.

b. Fulminating meningococcemia.


background image

background image

Fulminating meningococcemia


background image

Risk factors :

1) Recent viral or mycoplasma upper

respiratory tract infection,

2) Active or passive smoking, and

3) Complement deficiency (C5-C8).


background image

Treatment:

Medical emergency.
Penicillin Gis the drug of choice.
Chloramphenicol and cefotaxime (or

ceftriaxone) can be used.


background image

Prevention

Ø Irradiation of the carrier states (major source).
Ø Isolation of the patient.
Ø Chemoprophylaxis for contact people.
Ø

Vaccination

:

A conjugate meningococcal vaccine

(MCV4used in adolescents and adults ages 11
to 55 years
. Against A, C, W-135, and Y
conjugated to diphtheria toxoid.


background image

Vaccination

Vaccination is recommended for persons 11–

55 years

of age who are among the following

a

a

t

t

-

-

r

r

i

i

s

s

k

k

g

g

r

r

o

o

u

u

p

p

s

s

:

:

• Persons with functional or surgical asplenia;
• persons with complement deficiencies;
• travelers to highly endemic areas (eg, sub-Saharan

Africa);

• “

Closed populations" such as military and for

• Clinical laboratory workers (microbiologists).


background image

M

M

o

o

r

r

a

a

x

x

e

e

l

l

l

l

a

a

c

c

a

a

t

t

a

a

r

r

r

r

h

h

a

a

l

l

i

i

s

s

•N eisseria catarrhalis, B ranhamella and now they

are a separated genus “M oraxella”.

Normally found in upper respiratory tract

especially among school children. (5 0 % of
school children carry this microorganism)

•M ay cause pneumonia, otitis media, sinusitis and

other infections.

Oxidase positive.
Non fastidious organisms à can grow on nutrient

agar.


background image

Specimens

Direct Gram’

s

Slide

Culture

Biochemical

Serology

Antibiotics

sensitivity

L

L

a

a

b

b

o

o

r

r

a

a

t

t

o

o

r

r

y

y

D

D

i

i

a

a

g

g

n

n

o

o

s

s

i

i

s

s

s

s

t

t

e

e

p

p

s

s


background image

Laboratory Diagnosis:

1

1

)

)

S

S

p

p

e

e

c

c

i

i

m

m

e

e

n

n

s

s

:

:

C

C

S

S

F

F

,

,

B

B

l

l

o

o

o

o

d

d

,

,

t

t

h

h

r

r

o

o

a

a

t

t

s

s

w

w

a

a

b

b

à

à

m

m

e

e

n

n

i

i

n

n

g

g

o

o

c

c

o

o

c

c

c

c

a

a

l

l

i

i

n

n

f

f

.

.

H

H

i

i

g

g

h

h

v

v

a

a

g

g

i

i

n

n

a

a

l

l

s

s

w

w

a

a

b

b

,

,

u

u

r

r

e

e

t

t

h

h

r

r

a

a

l

l

d

d

i

i

s

s

c

c

h

h

a

a

r

r

g

g

e

e

a

a

n

n

d

d

u

u

r

r

i

i

n

n

e

e

d

d

e

e

p

p

o

o

s

s

i

i

t

t

à

à

G

G

.

.

C

C

.

.

i

i

n

n

f

f

.

.

2

2

)

)

G

G

r

r

a

a

m

m

'

'

s

s

s

s

t

t

a

a

i

i

n

n

:

:

G

G

v

v

e

e

,

,

d

d

i

i

p

p

l

l

o

o

c

c

o

o

c

c

c

c

i

i

I

I

n

n

t

t

r

r

a

a

c

c

e

e

l

l

l

l

u

u

l

l

a

a

r

r

&

&

/

/

o

o

r

r

e

e

x

x

t

t

r

r

a

a

c

c

e

e

l

l

l

l

u

u

l

l

a

a

r

r

.

.

N

N

o

o

t

t

e

e

:

:

U

U

r

r

e

e

t

t

h

h

r

r

a

a

l

l

s

s

w

w

a

a

b

b

f

f

o

o

r

r

m

m

a

a

l

l

e

e

i

i

s

s

d

d

i

i

a

a

g

g

n

n

o

o

s

s

t

t

i

i

c

c

,

,

b

b

u

u

t

t

H

H

i

i

g

g

h

h

v

v

a

a

g

g

i

i

n

n

a

a

l

l

s

s

w

w

a

a

b

b

f

f

o

o

r

r

f

f

e

e

m

m

a

a

l

l

e

e

n

n

e

e

e

e

d

d

c

c

o

o

n

n

f

f

i

i

r

r

m

m

a

a

t

t

i

i

o

o

n

n

,

,

w

w

h

h

y

y

?

?


background image

Direct Gram’

s staining slide from urethral swab


background image

Gram’

s staining slide for urethral discharge


background image

background image

3

3

)

)

C

C

U

U

L

L

T

T

U

U

R

R

E

E

:

:

•Pathogenic fastidious need

chocolate agar, selective media.

•Non –pathogenic non fastidious

can grow on nutrient media.


background image

Selective media for Neisseria

A. Thayer Martin (TM).
B. Modified Thayer Martin
.
C. Martin –Lewis (ML).
D. New York City (NYC).


background image

Biochemical tests

1

1

)

)

O

O

x

x

i

i

d

d

a

a

s

s

e

e

t

t

e

e

s

s

t

t

+

+

v

v

e

e

f

f

o

o

r

r

a

a

l

l

l

l

N

N

e

e

i

i

s

s

s

s

e

e

r

r

i

i

a

a

s

s

p

p

p

p

.

.


background image

2

2

)

)

S

S

u

u

g

g

a

a

r

r

f

f

e

e

r

r

m

m

e

e

n

n

t

t

a

a

t

t

i

i

o

o

n

n

t

t

e

e

s

s

t

t

S

S

u

u

c

c

r

r

o

o

s

s

e

e

M

M

a

a

l

l

t

t

o

o

s

s

e

e

G

G

l

l

u

u

c

c

o

o

s

s

e

e

N

N

.

.

s

s

p

p

p

p

.

.

ـــ

ـــ

+

+

+

+

N

N

.

.

m

m

e

e

n

n

i

i

n

n

g

g

i

i

t

t

i

i

d

d

i

i

s

s

ـــ

ـــ

ـــ

ـــ

+

+

N

N

.

.

g

g

o

o

n

n

o

o

r

r

r

r

h

h

o

o

e

e

a

a

ـــ

ـــ

ـــ

ـــ

ـــ

ـــ

N

N

.

.

c

c

a

a

t

t

a

a

r

r

r

r

h

h

a

a

l

l

i

i

s

s


background image

3) DNAse test:

+

+

v

v

e

e

ðà

ðà

M

M

o

o

r

r

a

a

x

x

e

e

l

l

l

l

a

a

c

c

a

a

t

t

a

a

r

r

r

r

h

h

a

a

l

l

i

i

s

s

.

.

-

-

v

v

e

e

ðà

ðà

O

O

t

t

h

h

e

e

r

r

N

N

e

e

i

i

s

s

s

s

e

e

r

r

i

i

a

a

s

s

p

p

p

p


background image

HOW DIFFERENTIATE BETWEEN PATHOGENIC AND NON

PATHOGENIC Neisseria?

1) Sugar fermentation test.
2) DN Ase test.
3) PCR.


background image

Serology

Serology for G.C:

•It is not of great value in the diagnosis to

detect ANTIBODIES ?

• So it is more important to detect

gonococcal ANTIGENS using a technique
called (ELISA) or using radioimmunoassay
(RIA).


background image

Rapid detection methods (detect Ag)

vN. meningitidis ðàC.S.F ðàLatex agglutination test.

vN. gonorrhoea ðàurethral discharge ðàELISA, DNA
probe (molecular assay) e.g. PCR.

Serogrouping for N. meningitidis.

Latex agglutination test ðà

specific antisera for each 13

serogroups. (The most prevalent serogroups are A, B,
C, W135, and Y)


background image

Summary/ conclusions:

• Neisseria are G- ve diplococci.
• Neisseria are oxidase positive bacteria.
• Pathogenic and non- pathogenic species can be

differentiated by sugar fermentation, nitrate reduction
and PCR.

• Gonococci is highly antigenic variable due to pilli

antigenic variation.

• Meningococci is capsulated with 13 serogroups of that

capsule.

• Neisseria species are sensitive to pencillins and

cephalosporins.

• Vaccine against most virulent strain of meningococci

are given to high risk groups.


background image

T

T

H

H

A

A

N

N

K

K

Y

Y

O

O

U

U




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 16 عضواً و 159 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل