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Clostridium perfringens: INFECCIONES DE PIEL Y TEJIDOS BLANDOS |
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Consuelo
Miranda y María Dolores Rojo
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El género Clostridium está formado por un grupo heterogéneo de bacilos grampositivos anaerobios esporulados. Está ampliamente distribuido en la naturaleza, principalmente en el suelo y en el tracto intestinal de muchas especies animales incluido el hombre, y puede causar infecciones de origen exógeno y de origen endógeno. En la actualidad se han descrito más de 150 especies, aunque sólo alrededor de 30 han sido asociadas con infección humana, siendo Clostridium perfringens la especie más frecuente.
Muchas especies del género Clostridium tienen capacidad de producir potentes exotoxinas que son las responsables de ocasionar graves cuadros tóxicos. Clostridium perfringens puede elaborar una gran variedad de ellas (11 histotoxinas y 1 enterotoxina) y, dependiendo de la producción de las cuatro toxinas principales, la especie se divide en cinco tipos (tabla 1).
Tabla 1. Tipos toxigénicos de C. perfringens.
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Toxina |
||||
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alfa |
beta |
epsilon |
lota |
|
|
C. perfringens tipo A |
+ |
- |
- |
- |
|
C. perfringens tipo B |
+ |
+ |
+ |
- |
|
C. perfringens tipo C |
+ |
+ |
- |
- |
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C. perfringens tipo D |
+ |
- |
+ |
- |
|
C. perfringens tipo E |
+ |
- |
- |
+ |
La alfa-toxina (fosfolipasa C, lecitinasa) juega un papel primordial en la patogenia de la gangrena gaseosa, la beta-toxina de C. perfringens tipo C está implicada en la enteritis necrótica y la enterotoxina de C. perfringens tipo A en las intoxicaciones alimentarias. Estos cuadros tóxicos, en general bien caracterizados, son principalmente infecciones exógenas. Actualmente y en nuestro medio, son mucho más frecuentes las infecciones por especies del género Clostridium de origen endógeno, generalmente menos especificas, en las cuales la acción patógena no suele ser debida a las toxinas sino a otros factores de virulencia. Pueden afectar a cualquier órgano o sistema, pero sobre todo a aquellos cercanos a las superficies mucosas, donde son parte abundante de la biota comensal. Asimismo, se trata frecuentemente de infecciones mixtas en donde estos microorganismos se encuentran junto a otras bacterias anaerobias o facultativas. Su gravedad es, en general, la misma que la de otras infecciones polimicrobianas, pero puede variar dependiendo de una serie de factores, desde cuadros en donde su presencia es de dudosa significación a gravísimos cuadros de mionecrosis y de bacteriemias con shock.
Lo mismo que sucede en otros cuadros infecciosos producidos por anaerobios, el desarrollo de la infección por Clostridium está asociado con determinados factores del huésped, como la rotura de las barreras cutáneo-mucosas por cirugía o traumatismo, presencia de enfermedades graves, como diabetes o cáncer, insuficiencia vascular y tratamiento con inmunosupresores o múltiples antibióticos. Son situaciones en las que el riego sanguíneo se ve comprometido, creándose un ambiente ideal para la proliferación de estos microorganismos que, en condiciones adecuadas de anaerobiosis e hipoxia, pueden invadir y multiplicarse en cualquier tejido del cuerpo humano.
INFECCIONES CLOSTRIDIALES TÍPICAS DE PIEL Y TEJIDOS BLANDOS
Diversas infecciones de piel y tejidos blandos están asociadas con especies de Clostridium. Las más características y graves son la celulitis por Clostridium o celulitis crepitante y la mionecrosis por Clostridium o gangrena gaseosa. Estas dos entidades pueden diferenciarse por algunas características clínicas y microbiológicas.
Celulitis crepitante
Se trata de un infección que afecta, característicamente, a los tejidos subcutáneos o retroperitoneales; el músculo no está envuelto en una extensión significativa y permanece viable. Los hallazgos en el lugar de la infección incluyen crepitación a la palpación por la presencia de gas, a menudo más abundante que en la mionecrosis, dolor mínimo, edema, ligera decoloración de la piel y exudado oscuro, frecuentemente maloliente, que en la tinción de Gram suele mostrar células bacterianas típicas y abundantes neutrófilos. Generalmente, aparece después de un traumatismo, con un periodo de incubación de 3 días o más y con mínima toxicidad, aunque raramente puede evolucionar a un cuadro sistémico y fulminante, con toxemia y extensión rápida a los planos faciales. El diagnóstico correcto, junto al tratamiento precoz, son fundamentales en la evolución de la infección, donde C. perfringens es la causa más común y puede encontrarse en cultivos polimicrobianos.
Gangrena gaseosa
Esta infección surge principalmente después de un traumatismo, bien como en el caso clínico del presente control (B-2/04), como complicación de una herida penetrante y extensa, usualmente en una extremidad y con gran afectación de la masa muscular, o bien como complicación de una cirugía, principalmente de colon o tracto biliar, o después de un aborto séptico, parto u otra manipulación obstétrica. El traumatismo introduce al microorganismo, en su forma vegetativa o sus esporas, en los tejidos profundos y produce un ambiente anaerobio que favorece el crecimiento de éste y la producción de sus toxinas. La presencia de una enfermedad de base, como la diabetes, en el paciente al que aludía el presente control era un factor favorecedor de la infección.
La gangrena gaseosa se presenta con un curso rápidamente progresivo y devastador, caracterizado por una necrosis muscular y una grave toxicidad sistémica, con taquicardia, fiebre de bajo grado y una extrema ansiedad. El periodo de incubación, contado desde que se produce el traumatismo hasta la aparición de los síntomas suele ser de 1 a 4 días (6 h a 3 semanas). Generalmente, el comienzo es brusco, con un fuerte dolor en el lugar del trauma que, al principio, puede presentarse sin otros síntomas locales. La enfermedad progresa rápidamente y, en minutos u horas, se puede observar alrededor de la herida una piel edematosa y con una palidez marmórea que puede ir cambiando a color bronce, seguido por la aparición de bullas hemorrágicas y enfisema subcutáneo. Puede producirse un espeso exudado marrón, serosanguinolento, con un característico olor dulzón distinto del olor pútrido de otras infecciones anaeróbicas. Se suele observar gas por palpación, radiografía o escáner, aunque la crepitación puede ser un signo tardío.
El diagnóstico temprano de la gangrena gaseosa es crítico, y se basa en los hallazgos clínicos, quirúrgicos y microbiológicos. Desde el punto de vista microbiológico, es muy importante el examen e informe urgente de la tinción de Gram de las muestras, en donde típicamente se observan numerosos bacilos grampositivos y escasos o ausentes neutrófilos, parece ser que debido a la acción de las toxinas leucolíticas del microorganismo. Del 10 al 15 % de pacientes con gangrena gaseosa tienen bacteriemia documentada.
Clostridium perfringens es el responsable del 80% de los casos de gangrena gaseosa postraumática. En la tinción de Gram aparece como un bacilo grampositivo grande, relativamente corto y grueso, con forma de ladrillo o furgón de carga (Figura 1). Generalmente no se observan esporas y cuando se ven son redondas y subterminales. Es uno de los anaerobios más fáciles de recuperar en cultivo. Puede formar colonias en 18-24 h que, en agar sangre, producen un típico halo de doble hemólisis, una interna de hemólisis completa (²-hemólisis) debida a la toxina theta y otra externa, más grande, de hemólisis incompleta (±-hemólisis) debida a la toxina alfa. En menor proporción se han aislado otras especies como C. novyi, C. histolyticum, C. sordelli, C. fallax, C. bifermentans, C. sporogenes o C. tertium en casos de gangrena gaseosa.
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Figura 1. Morfología de C. perfringens en la tinción de Gram y doble hemólisis típica en agar sangre. |
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Existe otra forma de esta infección que se produce de forma espontánea, en la que no hay una puerta de entrada externa y obvia de la infección. En la mayoría de los casos está producida por C. septicum y la fuente, presumiblemente, es el colon. Los factores predisponentes para este tipo de gangrena incluyen: el carcinoma de colon, la diverticulitis, la cirugía gastrointestinal, la leucemia u otras enfermedades proliferativas, la quimioterapia o radioterapia y la neutropenia cíclica, en donde también es frecuente encontrar enterocolitis necrosante, cecitis o ileítis distal. La patología intestinal asociada a este tipo de gangrena es la que permite el acceso de la bacteria a la sangre y, de aquí, a los tejidos sanos. En la gangrena gaseosa espontánea, la bacteriemia se asocia a síntomas que recuerdan una apendicitis y suele preceder en varias horas a los síntomas locales, lo que puede ser causa de retraso en el diagnóstico y, consecuentemente, de una mayor mortalidad. Los pacientes que sobreviven a una bacteriemia o gangrena gaseosa por C. septicum deben ser sometidos a un estudio del tracto gastrointestinal para excluir cualquier patología de base, principalmente el carcinoma de colon. Han ocurrido casos de gangrena gaseosa asociados con insuficiencia vascular, úlceras de pie diabético, úlceras de decúbito, quemaduras, amputaciones e inyecciones intramusculares o subcutáneas de epinefrina o heroína. También se ha descrito, en raras ocasiones, casos de gangrena recurrente en pacientes con un traumatismo no penetrante, en el lugar anatómico donde previamente ya habían sufrido una mionecrosis. Al parecer podrían ser debidos al crecimiento deC. perfringens, favorecido por el ambiente anaerobio creado tras el traumatismo, a partir de esporas, que pueden quedar en el tejido por períodos de hasta más de 20 años.
El tratamiento de las gangrenas gaseosas es muy urgente y se basa en medidas quirúrgicas con desbridamiento y extirpación de todos los tejidos afectados y la administración de antibióticos activos a altas dosis.
OTRAS INFECCIONES (INESPECÍFICAS) POR Clostridium
Afortunadamente, en la actualidad, la gangrena gaseosa es una complicación rara teniendo en cuenta que alrededor del 20 al 80% de las heridas pueden estar contaminadas con diversas especies de Clostridium. El aislamiento más usual de estas bacterias en el laboratorio de microbiología se produce a partir de infecciones comunes de piel y tejidos blandos, bacteriemia u otras infecciones supuradas, algunas de las cuales por su frecuencia merece la pena destacar:
CARACTERÍSTICAS MICROBIOLÓGICAS DEL GÉNERO Clostridium
Generalmente, las células vegetativas tienen forma de bacilos, pudiendo variar desde bacilos cocoides cortos a largos bacilos filamentosos. Pueden aparecer sueltos, en parejas o en cadenas. La mayoría de las especies suelen teñirse como grampositivas, pero hay excepciones como C. clostridioforme y C. ramosum que suelen ser gramnegativos incluso en cultivos jóvenes de 24 h. Clostridium tetani puede aparecer como gramnegativo después de la formación de esporas. Las esporas pueden tener forma oval o esférica y aparecer en situación terminal o subterminal. La demostración de esporas, es difícil en algunas especies como C. perfringens, C. ramosum y C. clostridioforme.
La mayoría de las especies son móviles por medio de flagelos perítricos; C. perfringens, C. ramosum y C. innocuum son inmóviles. Raramente producen catalasa pero cuando lo hacen, la reacción es débilmente positiva. La mayoría son anaerobios obligados moderados, con excepciones como C. haemolyticum y C. novyi tipo B, que son anaerobios obligados estrictos (no crecen cuando se exponen a niveles de oxígeno mayores al 0,5%) o C. tertium, C. carnis, C. histolyticum y alguna cepa de C. perfringens, que son aerotolerantes.
Algunas especies son sacarolíticas (fermentación de la glucosa), otras proteolíticas (hidrólisis de la gelatina) y otras pueden tener ambas características. Algunas especies producen lecitinasa o lipasa que pueden demostrarse en agar yema de huevo. La lecitinasa (alfa-toxina, fosolipasa C) produce un halo opaco alrededor de la colonia por lisis de la lecitina y la lipasa transforma las grasas en glicerol y ácidos grasos, dando una capa iridiscente que cubre la superficie de la colonia.
DIAGNÓSTICO MICROBIOLÓGICO DE INFECCIONES DE PIEL Y TEJIDOS BLANDOS POR Clostridium
Selección, recolección y transporte adecuado de muestras clínicas
Se seguirán las precauciones debidas para la toma de muestras que puedan contener bacterias anaerobias.
Medios de cultivo e incubación
Para la recuperación de bacterias del género Clostridium a partir de muestras clínicas, se pueden utilizar los siguientes medios: agar sangre para anaerobios, como agar Brucella, agar sangre PEA, agar Schaedler, agar sangre para anaerobios CDC, etc. Es conveniente incluir un medio con yema de huevo para investigar la producción de lipasa y lecitinasa y un medio líquido de enriquecimiento, como el tioglicolato. La incubación se hará a 35-37ºC en anaerobiosis (cámaras, jarras o bolsas con generadores de atmósfera anaerobia).
Identificación de especies de Clostridium
El examen de la típica morfología tanto microscópica como de la colonia permite una identificación presuntiva y rápida de algunas especies de Clostridium frecuentemente aisladas (tabla 2). Además, junto con la utilización de pruebas bioquímicas sencillas como el estudio de la producción de lecitinasa y lipasa en agar yema de huevo, la hidrólisis de la gelatina y de la urea y la producción de indol por el método rápido (p-dimetil-amino-cinnamaldehído), constituyen un método fácil y poco costoso para la identificación, incluso definitiva, de algunas de ellas [tablas 3 y 4 (al final del documento)].
Tabla 2. Características morfológicas de algunas especies del género Clostridiuma.
|
Tinción de Gramb |
Colonia |
|
|
Clostridium baratii |
Bacilo grande. Esporas (ST), RV. No móvil |
No hemolítica |
|
C. bifermentans |
Bacilo grande. Esporas ovales (ST) a veces en cadenas. Móvil |
Gris, borde irregulares, hemólisis pequeña. Lecitina (+) |
|
C. botulinum |
Bacilo grande. Esporas (ST). Móvil |
|
|
C. butyricum |
Extremos redondeados. Grandes esporas ovales (ST). Móvil |
|
|
C. cadaveris |
Esporas ovales (T) |
|
|
C. clostridioforme |
Gramnegativo. Alargado con extremos en forma de huso y apariencia de barril. Esporas RV |
Pequeñas, convexas, translúcidas con la superficie moteada o de mosaico |
|
C. difficile |
Bacilo relativamente largo, delgado. Esporas ovales (T). Móvil |
Colonias translúcidas ligeramente elevadas y con moteado cristalino. Olor a establo o estiércol. En medio CCFA amarillentas. Fluorescencia anaranjada bajo luz ultravioleta. |
|
C. histolyticum |
Pleomórfico. Esporas ovales (ST). Móvil |
Lisas y rugosas. Aerotolerante |
|
C. inocuum |
Pequeño. Esporas (ST). No móvil |
Blanca, brillante. Fluorescencia anaranjada. |
|
C. novyi |
Mediano. Esporas ovales (ST). Móvil |
Gris, translúcida. Puede dar velo. Doble halo de hemólisis. |
|
C. perfringens |
Ancho y corto. Apariencia de ladrillo. Esporas RV. No móvil |
Grande, opaca, tiende a extenderse, sin velo. Doble halo de hemólisis. |
|
C. ramosum |
Frecuentemente gramnegativo. Delgado y pleomórfico, en cadenas. Esporas redondas u ovales (T) y RV. No móvil |
Fluorescencia roja |
|
C. septicum |
Largos y delgados, pleomórfico y filamentoso. Puede formar cadenas. Esporas ovales (ST). Móvil |
Cabeza de medusa con bordes irregulares y rizoides. Produce velo que llega a cubrir la placa |
|
C. sporogenes |
Filamentoso en cultivos viejos. Esporas ovales (ST). Móvil |
Borde rizoide. Adherencia firme al agar. Produce velo |
|
C. sordelli |
Rectos. Esporas centrales o (ST) causan ligera hinchazón de los bacilos y frecuentemente libres. Móvil |
Velo o extensión |
|
C. tertium |
Esporas grandes ovales (T). Móvil |
Pequeña, brillante. Aerotolerante |
|
C. tetani |
Delgado. Esporas redondas (T). Apariencia de palillo de tambor. Móvil |
Gris, translúcida. Borde irregular. Pequeño halo de hemólisis. |
aTomado
de Isenberg HD.
bAbreviaturas:
(T): terminales; (ST): subterminales; RV: raramente vistas.
Tabla 3. Algoritmo para la identificación de especies de Clostridiuma.
aTomado
de Isenberg HD.
bSi
se desea la identificación de especie es necesario utilizar una
batería de pruebas más amplia, sistemas comerciales o
cromatografía, junto con las características de la tinción
de Gram y de las colonias.
Por las características particulares de algunas especies, se pueden presentar ciertos problemas en el proceso de identificación que pueden ser fácilmente resueltos:
Para la identificación definitiva, los métodos utilizados tradicionalmente para anaerobios, como la determinación de sus características fermentativas y bioquímicas con los medios líquidos prerreducidos (PRAS) y la determinación de los productos metabólicos por cromatografía líquido-gaseosa o el análisis de los ácidos grasos de la pared han proporcionado en general buenos resultados. Sin embargo, estas técnicas están sólo disponibles en algunos laboratorios.
En los últimos años, el interés por la utilización de métodos asequibles a todos los tipos de laboratorios clínicos ha dado lugar a la aparición de sistemas comerciales para la identificación rápida de anaerobios. Unos están basados en pruebas bioquímicas (API 20 A o Minitek) y consiguen los resultados en 24-48 h. Otros como Anaerobe ANI Card, Rapid ID 32 A, Rapid Anaerobe ID, Crystal Anaerobe ID o RapID-ANA están basados en la detección de enzimas preformadas a partir de sustratos cromogénicos y la lectura se realiza a las 4 h. El porcentaje de identificación correcta que se obtiene con ellos oscila entre 60-80%. Casi el 100% de las cepas deC. perfringens son identificadas correctamente mientras que los mayores fallos se producen con cepas de C. inocuum, C. difficile, C. sporogenes, C. tetani y C. clostridioforme.
SENSIBILIDAD A LOS ANTIMICROBIANOS
Los antibióticos activos frente a bacterias anaerobias, son activos frente a la mayoría de cepas de Clostridium, pero existen algunas excepciones.
Las realización de pruebas de sensibilidad in vitro a los antimicrobianos en estas bacterias están indicadas en pacientes con enfermedad grave, que requieren tratamientos prolongados, que no responden al tratamiento empírico, en especies generalmente asociadas a resistencias y como vigilancia de los patrones de resistencia de la comunidad y hospitalaria.
La dilución en agar es el método de referencia del NCCLS, pero para las pruebas habituales en los laboratorios clínicos los paneles comerciales de microdilución en caldo (Sensititre o ATB ANA) y el E-test® son unas buenas opciones, presentando además, una buena correlación con dicho método de referencia. Con el E-test®, el metronidazol puede dar falsas resistencias, problema que parece eliminarse si la placa es pre-reducida en atmósfera anaerobia durante 18-24 h antes de la prueba. Por el contrario, la clindamicina puede dar falsos sensibles, recomendándose para este antibiótico un periodo de incubación de 48 h que permita detectar la expresión retrasada de la resistencia inducible.
Tabla 4. Características de bacilos grampositivos anaerobios esporuladosa, b.
|
Hidrólisis gelatina |
Fermentación glucosa |
Lecitinasa |
Lipasa |
Indol |
Crecimiento aerobio |
Urea |
Nitratos |
Movilidad |
Esculina |
Esporas |
|
|
C. bifermentans |
+ |
+ |
+ |
|
+ |
|
|
|
+ |
+ |
OS |
|
C. sordelli |
+ |
+ |
+ |
|
+ |
|
± |
|
+ |
|
OS |
|
C. perfringens |
+ |
+ |
+ |
- |
|
|
|
+ |
|
|
RV |
|
C. novyi A |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
+ |
|
OS |
|
C. sporogenes |
+ |
+ |
|
+ |
|
|
|
|
+ |
+ |
OS |
|
C. cadaveris |
+ |
+ |
|
|
+ |
|
|
|
+ |
|
OT |
|
C. septicum |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
V |
+ |
+ |
OS |
|
C. difficile |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
OS |
|
C. putrificum |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
+ |
- + |
T |
|
C. baratii |
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
- |
+ |
S,RV |
|
C. tertium |
|
+ |
|
|
+ |
+ |
|
|
+ |
+ |
OT |
|
C. butyricum |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
OS |
|
C. inocuum |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
OT |
|
C. ramosum |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
R,OT,RV |
|
C. clostridioforme |
|
+ |
|
|
- + |
|
|
± |
+ |
+ |
OS,RV |
|
C. tetani |
+ |
|
|
|
V |
|
|
|
+ |
|
RT |
|
C. hastiforme |
+ |
|
|
|
|
|
|
- + |
+ |
|
S |
|
C. subterminale |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
- + |
OS,RV |
|
C. histolyticum |
+ |
|
|
|
|
± |
|
|
+ |
|
OS |
|
C. limosum |
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
+ |
|
OS |
aAbreviaturas.
+: positivo 90-100% de las cepas, : negativo 90-100% de las cepas, ±
-: mayoría de las cepas positivas, - +:
mayoría de las cepas negativas, RV: raramente vista, O: oval, R:
redonda, S: subterminal, T: terminal.
bModificado
de Isenberg HD.