Immunohistochemical detection of IgM and IgG in lung tissue of dogs with leptospiral pulmonary haemorrhage syndrome (LPHS).

Leptospiral pulmonary haemorrhage syndrome (LPHS) is a severe form of leptospirosis. Pathogenic mechanisms are poorly understood. Lung tissues from 26 dogs with LPHS, 5 dogs with pulmonary haemorrhage due to other causes and 6 healthy lungs were labelled for IgG (n=26), IgM (n=25) and leptospiral antigens (n=26). Three general staining patterns for IgG/IgM were observed in lungs of dogs with LPHS with most tissues showing more than one staining pattern: (1) alveolar septal wall staining, (2) staining favouring alveolar surfaces and (3) staining of intra-alveolar fluid. Healthy control lung showed no staining, whereas haemorrhagic lung from dogs not infected with Leptospira showed staining of intra-alveolar fluid and occasionally alveolar septa. Leptospiral antigens were not detected. We conclude that deposition of IgG/IgM is demonstrable in the majority of canine lungs with naturally occurring LPHS, similar to what has been described in other species. Our findings suggest involvement of the host humoral immunity in the pathogenesis of LPHS and provide further evidence to support the dog as a natural disease model for human LPHS.

Comparative proteomic analysis of lung tissue from guinea pigs with leptospiral pulmonary haemorrhage syndrome (LPHS) reveals a decrease in abundance of host proteins involved in cytoskeletal and cellular organization

Leptospiral pulmonary haemorrhage syndrome (LPHS) is a particularly severe form of leptospirosis. LPHS is increasingly recognized in both humans and animals and is characterized by rapidly progressive intra-alveolar haemorrhage leading to high mortality. The pathogenic mechanisms of LPHS are poorly understood which hampers the application of effective treatment regimes. In this study a 2-D guinea pig proteome lung map was created and used to investigate the pathogenic mechanisms of LPHS. Comparison of lung proteomes from infected and non-infected guinea pigs via differential in-gel electrophoresis revealed highly significant differences in abundance of proteins contained in 130 spots. Acute phase proteins were the largest functional group amongst proteins with increased abundance in LPHS lung tissue, and likely reflect a local and/or systemic host response to infection. The observed decrease in abundance of proteins involved in cytoskeletal and cellular organization in LPHS lung tissue further suggests that infection with pathogenic Leptospira induces changes in the abundance of host proteins involved in cellular architecture and adhesion contributing to the dramatically increased alveolar septal wall permeability seen in LPHS. BIOLOGICAL SIGNIFICANCE The recent completion of the complete genome sequence of the guinea pig (Cavia porcellus) provides innovative opportunities to apply proteomic technologies to an important animal model of disease. In this study, the comparative proteomic analysis of lung tissue from experimentally infected guinea pigs with leptospiral pulmonary haemorrhage syndrome (LPHS) revealed a decrease in abundance of proteins involved in cellular architecture and adhesion, suggesting that loss or down-regulation of cytoskeletal and adhesion molecules plays an important role in the pathogenesis of LPHS. A publically available guinea pig lung proteome map was constructed to facilitate future pulmonary proteomics in this species.

Markers of endothelial cell activation and immune activation are increased in patients with severe leptospirosis and associated with disease severity

OBJECTIVES Previous studies concluded that haemorrhage is one of the most accurate prognostic factors of mortality in leptospirosis. Therefore, endothelial cell activation was investigated in relation to disease severity in severe leptospirosis. METHODS Prospective cohort study of severe leptospirosis patients. Plasma levels of sE-selectin and Von Willebrand factor (VWF) were determined. Consequently, an in vitro endothelial cell model was used to assess endothelial activation after exposure to virulent Leptospira. Finally, immune activation, as a potential contributing factor to endothelial cell activation, was determined by soluble IL2-receptor (sIL-2r) and soluble Fas-ligand (sFasL) levels. RESULTS Plasma levels of sE-selectin and VWF strongly increased in patients compared to healthy controls. Furthermore, sE-selectin was significantly elevated (203 ng/ml vs. 157 ng/ml, p < 0.05) in survivors compared to non-survivors. Endothelial cells exposed to virulent Leptospira showed increased VWF expression. E-selectin and ICAM-1 expression did not change. Immunohistochemistry revealed the presence of intracellular Leptospira and qPCR suggested replication. In vivo analysis showed that increased levels of sFasL and sIL-2r were both strongly associated with mortality. Furthermore sIL-2r levels were increased in patients that developed bleeding and significantly correlated to duration of hospital stay. DISCUSSION Markers of endothelial activation and immune activation were associated with disease severity in leptospirosis patients.

Multiple infections of rodents with zoonotic pathogens in Austria

Rodents are important reservoirs for a large number of zoonotic pathogens. We examined the occurrence of 11 viral, bacterial, and parasitic agents in rodent populations in Austria, including three different hantaviruses, lymphocytic choriomeningitis virus, orthopox virus, Leptospira spp., Borrelia spp., Rickettsia spp., Bartonella spp., Coxiella burnetii, and Toxoplasma gondii. In 2008, 110 rodents of four species (40 Clethrionomys glareolus, 29 Apodemus flavicollis, 26 Apodemus sylvaticus, and 15 Microtus arvalis) were trapped at two rural sites in Lower Austria. Chest cavity fluid and samples of lung, spleen, kidney, liver, brain, and ear pinna skin were collected. We screened selected tissue samples for hantaviruses, lymphocytic choriomeningitis virus, orthopox viruses, Leptospira, Borrelia, Rickettsia, Bartonella spp., C. burnetii, and T. gondii by RT-PCR/PCR and detected nucleic acids of Tula hantavirus, Leptospira spp., Borrelia afzelii, Rickettsia spp., and different Bartonella species. Serological investigations were performed for hantaviruses, lymphocytic choriomeningitis virus, orthopox viruses, and Rickettsia spp. Here, Dobrava-Belgrade hantavirus-, Tula hantavirus-, lymphocytic choriomeningitis virus-, orthopox virus-, and rickettsia-specific antibodies were demonstrated. Puumala hantavirus, C. burnetii, and T. gondii were neither detected by RT-PCR/PCR nor by serological methods. In addition, multiple infections with up to three pathogens were shown in nine animals of three rodent species from different trapping sites. In conclusion, these results show that rodents in Austria may host multiple zoonotic pathogens. Our observation raises important questions regarding the interactions of different pathogens in the host, the countermeasures of the host's immune system, the impact of the host–pathogen interaction on the fitness of the host, and the spread of infectious agents among wild rodents and from those to other animals or humans.

Cluster of Leptospirosis Acquired Through River Surfing in Switzerland

Background.  In Switzerland, leptospirosis is still considered as a travel-associated disease. After the surprising diagnosis of leptospirosis in a patient who was initially suspected as having primary human immunodeficiency virus infection, we recognized that acquisition of leptospirosis occurred through recreational activities and we identified additional affected individuals. Methods.  Detailed anamnesis, excluding occupational exposure, acquisition abroad, and pet contacts, enabled us to detect the source of infection and identify a cluster of leptospirosis. Convalescent sera testing was performed to confirm Leptospira infection. Microscopic agglutination tests were used to determine the infecting serovar. Results.  We identified a cluster of leptospirosis in young, previously healthy persons. Acquisition of leptospirosis was traced back to a surfing spot on a river in Switzerland (Reuss, Aargau). Clinical presentation was indistinct. Two of the 3 reported cases required hospitalization, and 1 case even suffered from meningitis. Serologic tests indicated infection with the serovar Grippotyphosa in all cases. With the exception of the case with meningitis, no antibiotics were administered, because leptospirosis was diagnosed after spontaneous resolution of most symptoms. Despite a prolonged period of convalescence in 2 cases, full recovery was achieved. Recent reports on beavers suffering from leptospirosis in this region underline the possible water-borne infection of the 3 cases and raise the question of potential wildlife reservoirs. Conclusions.  Insufficient awareness of caregivers, which may be promoted by the missing obligation to report human leptospirosis, combined with the multifaceted presentation of the disease result in significant underdiagnosis. More frequent consideration of leptospirosis as differential diagnosis is inevitable, particularly as veterinary data suggest re-emergence of the disease.

The epidemiology of dengue among children less than 18 months of age in Puerto Rico, 1999--2011

Between 1999 and 2011, 4,178 suspected dengue cases in children less than 18 months of age were reported to the Centers for Disease Control and Prevention Dengue Branch in Puerto Rico. Of the 4,178, 813 were determined to be laboratory-positive and 737 laboratory-negative. Those remaining were either laboratory-indeterminate, not processed or positive for Leptospira . On average, 63 laboratory-positive cases were reported per year. Laboratory-positive cases had a median age of 8.5 months. Among these cases, the median age for those with dengue fever was 8.7 months and 7.9 months for dengue hemorrhagic fever. Clinical signs and symptoms indicative of dengue were greatest among laboratory-positive cases and included fever, rash, thrombocytopenia, bleeding manifestations, and petechiae. The most common symptoms among patients who were laboratory-negative were fever, nasal congestion, cough, diarrhea, and vomiting. Using the 1997 WHO guidelines, nearly 50% of the laboratory-positive cases met the case definition for dengue fever, and 61 of these were further determined to meet the case definition for dengue hemorrhagic fever. In comparison, 15% of laboratory-negative cases met the case definition for dengue fever and less than 1% for dengue hemorrhagic fever. None of the laboratory-positive or laboratory-negative cases met the criteria for dengue shock syndrome.^

Applicazione della spettrometria di massa MALDI-TOF in microbiologia clinica

Riassunto La spettrometria di massa (MS) nata negli anni ’70 trova oggi, grazie alla tecnologia Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight (MALDI-TOF), importanti applicazioni in diversi settori: biotecnologico (per la caratterizzazione ed il controllo di qualità di proteine ricombinanti ed altre macromolecole), medico–clinico (per la diagnosi di laboratorio di malattie e per lo sviluppo di nuovi trattamenti terapeutici mirati), alimentare ed ambientale. Negli ultimi anni, questa tecnologia è diventata un potente strumento anche per la diagnosi di laboratorio in microbiologia clinica, rivoluzionando il flusso di lavoro per una rapida identificazione di batteri e funghi, sostituendo l’identificazione fenotipica convenzionale basata su saggi biochimici. Attualmente mediante MALDI-TOF MS sono possibili due diversi approcci per la caratterizzazione dei microrganismi: (1) confronto degli spettri (“mass spectra”) con banche dati contenenti profili di riferimento (“database fingerprints”) e (2) “matching” di bio-marcatori con banche dati proteomiche (“proteome database”). Recentemente, la tecnologia MALDI-TOF, oltre alla sua applicazione classica nell’identificazione di microrganismi, è stata utilizzata per individuare, indirettamente, meccanismi di resistenza agli antibiotici. Primo scopo di questo studio è stato verificare e dimostrare l’efficacia identificativa della metodica MALDI-TOF MS mediante approccio di comparazione degli spettri di differenti microrganismi di interesse medico per i quali l’identificazione risultava impossibile a causa della completa assenza o presenza limitata, di spettri di riferimento all’interno della banca dati commerciale associata allo strumento. In particolare, tale scopo è stato raggiunto per i batteri appartenenti a spirochete del genere Borrelia e Leptospira, a miceti filamentosi (dermatofiti) e protozoi (Trichomonas vaginalis). Secondo scopo di questo studio è stato valutare il secondo approccio identificativo basato sulla ricerca di specifici marcatori per differenziare parassiti intestinali di interesse medico per i quali non è disponibile una banca dati commerciale di riferimento e la sua creazione risulterebbe particolarmente difficile e complessa, a causa della complessità del materiale biologico di partenza analizzato e del terreno di coltura nei quali questi protozoi sono isolati. Terzo ed ultimo scopo di questo studio è stata la valutazione dell’applicabilità della spettrometria di massa con tecnologia MALDI-TOF per lo studio delle resistenze batteriche ai carbapenemi. In particolare, è stato messo a punto un saggio di idrolisi dei carbapenemi rilevata mediante MALDI-TOF MS in grado di determinare indirettamente la produzione di carbapenemasi in Enterobacteriaceae. L’efficacia identificativa della metodica MALDI-TOF mediante l’approccio di comparazione degli spettri è stata dimostrata in primo luogo per batteri appartenenti al genere Borrelia. La banca dati commerciale dello strumento MALDI-TOF MS in uso presso il nostro laboratorio includeva solo 3 spettri di riferimento appartenenti alle specie B. burgdorferi ss, B. spielmani e B. garinii. L’implementazione del “database” con specie diverse da quelle già presenti ha permesso di colmare le lacune identificative dovute alla mancanza di spettri di riferimento di alcune tra le specie di Borrelia più diffuse in Europa (B. afzelii) e nel mondo (come ad esempio B. hermsii, e B. japonica). Inoltre l’implementazione con spettri derivanti da ceppi di riferimento di specie già presenti nel “database” ha ulteriormente migliorato l’efficacia identificativa del sistema. Come atteso, il ceppo di isolamento clinico di B. lusitaniae (specie non presente nel “database”) è stato identificato solo a livello di genere corroborando, grazie all’assenza di mis-identificazione, la robustezza della “nuova” banca dati. I risultati ottenuti analizzando i profili proteici di ceppi di Borrelia spp. di isolamento clinico, dopo integrazione del “database” commerciale, indicano che la tecnologia MALDI-TOF potrebbe essere utilizzata come rapida, economica ed affidabile alternativa ai metodi attualmente utilizzati per identificare ceppi appartenenti a questo genere. Analogamente, per il genere Leptospira dopo la creazione ex-novo della banca dati “home-made”, costruita con i 20 spettri derivati dai 20 ceppi di riferimento utilizzati, è stata ottenuta una corretta identificazione a livello di specie degli stessi ceppi ri-analizzati in un esperimento indipendente condotto in doppio cieco. Il dendrogramma costruito con i 20 MSP-Spectra implementati nella banca dati è formato da due rami principali: il primo formato dalla specie non patogena L. biflexa e dalla specie a patogenicità intermedia L. fainei ed il secondo che raggruppa insieme le specie patogene L. interrogans, L. kirschneri, L. noguchii e L. borgpetersenii. Il secondo gruppo è ulteriormente suddiviso in due rami, contenenti rispettivamente L. borgpetersenii in uno e L. interrogans, L. kirschneri e L. noguchii nell’altro. Quest’ultimo, a sua volta, è suddiviso in due rami ulteriori: il primo comprendente la sola specie L. noguchii, il secondo le specie L. interrogans e L. kirshneri non separabili tra loro. Inoltre, il dendrogramma costruito con gli MSP-Spectra dei ceppi appartenenti ai generi Borrelia e Leptospira acquisiti in questo studio, e appartenenti al genere Brachyspira (implementati in un lavoro precedentemente condotto) mostra tre gruppi principali separati tra loro, uno per ogni genere, escludendo possibili mis-identificazioni tra i 3 differenti generi di spirochete. Un’analisi più approfondita dei profili proteici ottenuti dall’analisi ha mostrato piccole differenze per ceppi della stessa specie probabilmente dovute ai diversi pattern proteici dei distinti sierotipi, come confermato dalla successiva analisi statistica, che ha evidenziato picchi sierotipo-specifici. È stato, infatti, possibile mediante la creazione di un modello statistico dedicato ottenere un “pattern” di picchi discriminanti in grado di differenziare a livello di sierotipo sia i ceppi di L. interrogans sia i ceppi di L. borgpetersenii saggiati, rispettivamente. Tuttavia, non possiamo concludere che i picchi discriminanti da noi riportati siano universalmente in grado di identificare il sierotipo dei ceppi di L. interrogans ed L. borgpetersenii; i picchi trovati, infatti, sono il risultato di un’analisi condotta su uno specifico pannello di sierotipi. È stato quindi dimostrato che attuando piccoli cambiamenti nei parametri standardizzati come l’utilizzo di un modello statistico e di un programma dedicato applicato nella routine diagnostica è possibile utilizzare la spettrometria di massa MALDI-TOF per una rapida ed economica identificazione anche a livello di sierotipo. Questo può significativamente migliorare gli approcci correntemente utilizzati per monitorare l’insorgenza di focolai epidemici e per la sorveglianza degli agenti patogeni. Analogamente a quanto dimostrato per Borrelia e Leptospira, l’implementazione della banca dati dello spettrometro di massa con spettri di riferimento di miceti filamentosi (dermatofiti) si è rilevata di particolare importanza non solo per l’identificazione di tutte le specie circolanti nella nostra area ma anche per l’identificazione di specie la cui frequenza nel nostro Paese è in aumento a causa dei flussi migratori dalla zone endemiche (M. audouinii, T. violaceum e T. sudanense). Inoltre, l’aggiornamento del “database” ha consentito di superare la mis-identificazione dei ceppi appartenenti al complesso T. mentagrophytes (T. interdigitale e T. mentagrophytes) con T. tonsurans, riscontrata prima dell’implementazione della banca dati commerciale. Il dendrogramma ottenuto dai 24 spettri implementati appartenenti a 13 specie di dermatofiti ha rivelato raggruppamenti che riflettono quelli costruiti su base filogenetica. Sulla base dei risultati ottenuti mediante sequenziamento della porzione della regione ITS del genoma fungino non è stato possibile distinguere T. interdigitale e T. mentagrophytes, conseguentemente anche gli spettri di queste due specie presentavano picchi dello stesso peso molecoalre. Da sottolineare che il dendrogramma costruito con i 12 profili proteici già inclusi nel database commerciale e con i 24 inseriti nel nuovo database non riproduce l’albero filogenetico per alcune specie del genere Tricophyton: gli spettri MSP già presenti nel database e quelli aggiunti delle specie T. interdigitale e T. mentagrophytes raggruppano separatamente. Questo potrebbe spiegare le mis-identificazioni di T. interdigitale e T. mentagrophytes con T. tonsurans ottenute prima dell’implementazione del database. L’efficacia del sistema identificativo MALDI-TOF è stata anche dimostrata per microrganismi diversi da batteri e funghi per i quali la metodica originale è stata sviluppata. Sebbene tale sistema identificativo sia stato applicato con successo a Trichomonas vaginalis è stato necessario apportare modifiche nei parametri standard previsti per l’identificazione di batteri e funghi. Le interferenze riscontrate tra i profili proteici ottenuti per i due terreni utilizzati per la coltura di questo protozoo e per i ceppi di T. vaginalis hanno, infatti, reso necessario l’utilizzo di nuovi parametri per la creazione degli spettri di riferimento (MSP-Spectra). L’importanza dello sviluppo del nuovo metodo risiede nel fatto che è possibile identificare sulla base del profilo proteico (e non sulla base di singoli marcatori) microorganismi cresciuti su terreni complessi che potrebbero presentare picchi nell'intervallo di peso molecolare utilizzato a scopo identificativo: metaboliti, pigmenti e nutrienti presenti nel terreno possono interferire con il processo di cristallizzazione e portare ad un basso punteggio identificativo. Per T. vaginalis, in particolare, la “sottrazione” di picchi dovuti a molecole riconducibili al terreno di crescita utilizzato, è stata ottenuta escludendo dall'identificazione l'intervallo di peso molecolare compreso tra 3-6 kDa, permettendo la corretta identificazione di ceppi di isolamento clinico sulla base del profilo proteico. Tuttavia, l’elevata concentrazione di parassita richiesta (105 trofozoiti/ml) per una corretta identificazione, difficilmente ottenibile in vivo, ha impedito l’identificazione di ceppi di T. vaginalis direttamente in campioni clinici. L’approccio identificativo mediante individuazione di specifici marcatori proteici (secondo approccio identificativo) è stato provato ed adottato in questo studio per l’identificazione e la differenziazione di ceppi di Entamoeba histolytica (ameba patogena) ed Entamoeba dispar (ameba non patogena), specie morfologiacamente identiche e distinguibili solo mediante saggi molecolari (PCR) aventi come bersaglio il DNA-18S, che codifica per l’RNA della subunità ribosomiale minore. Lo sviluppo di tale applicazione ha consentito di superare l’impossibilità della creazione di una banca dati dedicata, a causa della complessità del materiale fecale di partenza e del terreno di coltura impiagato per l’isolamento, e di identificare 5 picchi proteici in grado di differenziare E. histolytica da E. dispar. In particolare, l’analisi statistica ha mostrato 2 picchi specifici per E. histolytica e 3 picchi specifici per E. dispar. L’assenza dei 5 picchi discriminanti trovati per E. histolytica e E. dispar nei profili dei 3 differenti terreni di coltura utilizzati in questo studio (terreno axenico LYI-S-2 e terreno di Robinson con e senza E. coli) permettono di considerare questi picchi buoni marcatori in grado di differenziare le due specie. La corrispondenza dei picchi con il PM di due specifiche proteine di E. histolytica depositate in letteratura (Amoebapore A e un “unknown putative protein” di E. histolytica ceppo di riferimento HM-1:IMSS-A) conferma la specificità dei picchi di E. histolytica identificati mediante analisi MALDI-TOF MS. Lo stesso riscontro non è stato possibile per i picchi di E. dispar in quanto nessuna proteina del PM di interesse è presente in GenBank. Tuttavia, va ricordato che non tutte le proteine E. dispar sono state ad oggi caratterizzate e depositate in letteratura. I 5 marcatori hanno permesso di differenziare 12 dei 13 ceppi isolati da campioni di feci e cresciuti in terreno di Robinson confermando i risultati ottenuti mediante saggio di Real-Time PCR. Per un solo ceppo di isolamento clinico di E. histolytica l’identificazione, confermata mediante sequenziamento della porzione 18S-rDNA, non è stata ottenuta mediante sistema MALDI-TOF MS in quanto non sono stati trovati né i picchi corrispondenti a E. histolytica né i picchi corrispondenti a E. dispar. Per questo ceppo è possibile ipotizzare la presenza di mutazioni geno/fenotipiche a livello delle proteine individuate come marcatori specifici per E. histolytica. Per confermare questa ipotesi sarebbe necessario analizzare un numero maggiore di ceppi di isolamento clinico con analogo profilo proteico. L’analisi condotta a diversi tempi di incubazione del campione di feci positivo per E. histolytica ed E. dipar ha mostrato il ritrovamento dei 5 picchi discriminanti solo dopo 12 ore dall’inoculo del campione nel terreno iniziale di Robinson. Questo risultato suggerisce la possibile applicazione del sistema MALDI-TOF MS per identificare ceppi di isolamento clinico di E. histolytica ed E. dipar nonostante la presenza di materiale fecale che materialmente può disturbare e rendere difficile l’interpretazione dello spettro ottenuto mediante analisi MALDI-TOF MS. Infine in questo studio è stata valutata l’applicabilità della tecnologia MALDI-TOF MS come saggio fenotipico rapido per la determinazione di ceppi produttori di carbapenemasi, verificando l'avvenuta idrolisi del meropenem (carbapeneme di riferimento utilizzato in questo studio) a contatto con i ceppi di riferimento e ceppi di isolamento clinico potenzialmente produttori di carbapenemasi dopo la messa a punto di un protocollo analitico dedicato. Il saggio di idrolisi del meropenem mediante MALDI-TOF MS ha dimostrato la presenza o l’assenza indiretta di carbapenemasi nei 3 ceppi di riferimento e nei 1219 (1185 Enterobacteriaceae e 34 non-Enterobacteriaceae) ceppi di isolamento clinico inclusi nello studio. Nessuna interferenza è stata riscontrata per i ceppi di Enterobacteriaceae variamente resistenti ai tre carbapenemi ma risultati non produttori di carbapenemasi mediante i saggi fenotipici comunemente impiegati nella diagnostica routinaria di laboratorio: nessuna idrolisi del farmaco è stata infatti osservata al saggio di idrolisi mediante MALDI-TOF MS. In un solo caso (ceppo di K. pneumoniae N°1135) è stato ottenuto un profilo anomalo in quanto presenti sia i picchi del farmaco intatto che quelli del farmaco idrolizzato. Per questo ceppo resistente ai tre carbapenemi saggiati, negativo ai saggi fenotipici per la presenza di carbapenemasi, è stata dimostrata la presenza del gene blaKPC mediante Real-Time PCR. Per questo ceppo si può ipotizzare la presenza di mutazioni a carico del gene blaKPC che sebbene non interferiscano con il suo rilevamento mediante PCR (Real-Time PCR positiva), potrebbero condizionare l’attività della proteina prodotta (Saggio di Hodge modificato e Test di Sinergia negativi) riducendone la funzionalità come dimostrato, mediante analisi MALDI-TOF MS, dalla presenza dei picchi relativi sia all’idrolisi del farmaco sia dei picchi relativi al farmaco intatto. Questa ipotesi dovrebbe essere confermata mediante sequenziamento del gene blaKPC e successiva analisi strutturale della sequenza amminoacidica deducibile. L’utilizzo della tecnologia MALDI-TOF MS per la verifica dell’avvenuta idrolisi del maropenem è risultato un saggio fenotipico indiretto in grado di distinguere, al pari del test di Hodge modificato impiegato comunemente nella routine diagnostica in microbiologia, un ceppo produttore di carbapenemasi da un ceppo non produttore sia per scopi diagnostici che per la sorveglianza epidemiologica. L’impiego del MALDI-TOF MS ha mostrato, infatti, diversi vantaggi rispetto ai metodi convenzionali (Saggio di Hodge modificato e Test di Sinergia) impiegati nella routine diagnostica di laboratorio i quali richiedono personale esperto per l’interpretazione del risultato e lunghi tempi di esecuzione e di conseguenza di refertazione. La semplicità e la facilità richieste per la preparazione dei campioni e l’immediata acquisizione dei dati rendono questa tecnica un metodo accurato e rapido. Inoltre, il metodo risulta conveniente dal punto di vista economico, con un costo totale stimato di 1,00 euro per ceppo analizzato. Tutte queste considerazioni pongono questa metodologia in posizione centrale in ambito microbiologico anche nel caso del rilevamento di ceppi produttori di carbapenemasi. Indipendentemente dall’approccio identificativo utilizzato, comparato con i metodi convenzionali il MALDI-TOF MS conferisce in molti casi un guadagno in termini di tempo di lavoro tecnico (procedura pre-analititca per la preparazione dei campioni) e di tempo di ottenimento dei risultati (procedura analitica automatizzata). Questo risparmio di tempo si accentua quando sono analizzati in contemporanea un maggior numero di isolati. Inoltre, la semplicità e la facilità richieste per la preparazione dei campioni e l’immediata acquisizione dei dati rendono questo un metodo di identificazione accurato e rapido risultando più conveniente anche dal punto di vista economico, con un costo totale di 0,50 euro (materiale consumabile) per ceppo analizzato. I risultati ottenuti dimostrano che la spettrometria di massa MALDI-TOF sta diventando uno strumento importante in microbiologia clinica e sperimentale, data l’elevata efficacia identificativa, grazie alla disponibilità sia di nuove banche dati commerciali sia di aggiornamenti delle stesse da parte di diversi utenti, e la possibilità di rilevare con successo anche se in modo indiretto le antibiotico-resistenze.

Leptospirosis in northern Tanzania: exploring the role of rodents and ruminant livestock in a neglected public health problem

Leptospirosis is an important but neglected zoonotic disease that is often overlooked in Africa. Although comprehensive data on the incidence of human disease are lacking, robust evidence of infection has been demonstrated in people and animals from all regions of the continent. However, to date, there are few examples of direct epidemiological linkages between human disease and animal infection. In East Africa, awareness of the importance of human leptospirosis as a cause of non-malarial febrile illness is growing. In northern Tanzania, acute leptospirosis has been diagnosed in 9% of patients with severe febrile illness compared to only 2% with malaria. However, little is known about the relative importance of different potential animal hosts as sources of human infection in this area. This project was established to investigate the roles of rodents and ruminant livestock, important hosts of Leptospira in other settings, in the epidemiology of leptospirosis in northern Tanzania. A cross-sectional survey of rodents living in and around human settlements was performed alongside an abattoir survey of ruminant livestock. Unusual patterns of animal infection were detected by real-time PCR detection. Renal Leptospira infection was absent from rodents but was detected in cattle from several geographic areas. Infection was demonstrated for the first time in small ruminants sub-Saharan Africa. Two major Leptospira species and a novel Leptospira genotype were detected in livestock. L. borgpetersenii was seen only in cattle but L. kirschneri infection was detected in multiple livestock species (cattle, sheep and goats), suggesting that at least two distinct patterns of Leptospira infection occur in livestock in northern Tanzania. Analysis of samples from acute leptospirosis in febrile human patients could not detect Leptospira DNA by real-time PCR but identified social and behavioural factors that may limit the utility of acute-phase diagnostic tests in this community. Analysis of serological data revealed considerable overlap between serogroups detected in cattle and human leptospirosis cases. Human disease was most commonly attributed to the serogroups Mini and Australis, which were also predominant reactive serogroups in cattle. Collectively, the results of this study led to the hypothesis that livestock are an important reservoir of Leptospira infection for people in northern Tanzania. These results also challenge our understanding of the relationship between Leptospira and common invasive rodent species, which do not appear to maintain infection in this setting. Livestock Leptospira infection has substantial potential to affect the well-being of people in East Africa, through direct transmission of infection or through indirect effects on food production and economic security. Further research is needed to quantify the impact of livestock leptospirosis in Africa and to develop effective interventions for the control of human and animal disease.

A Rare Presentation of Leptospirosis

Leptospirosis has a wide spectrum of clinical manifestations. Acute renal failure, an important complication, generally involves interstitial and tubular damage. We describe the case of a 42-year-old man who was admitted with fever, back pain and periorbital oedema. He had hypertension, thrombocytopenia, acute renal failure, hypoalbuminaemia, hypertriglyceridaemia and proteinuria >4.00 g/l. The renal biopsy showed mesangioproliferative glomerulonephritis. Due to the epidemiological context and clinical picture, ceftriaxone was started with rapid clinical improvement. Blood PCR for leptospira came back positive. The presentation of leptospirosis as nephrotic syndrome is rare and this diagnosis should be considered before performing a renal biopsy.

Perceptions and risky behaviors associated with Leptospirosis in an endemic area in a village of Ubon Ratchathani Province, Thailand.

Background: Leptospirosis, a disease caused by Leptospira species, a spirochaete bacterium that can develop in an appropriate environment and/or grow in human and/or animal hosts, is a serious problem for the Ministry of Public Health, Thailand. Objective: To investigate people’s perceptions and behavioral risks regarding leptospirosis infection. Methods: The cross-sectional descriptive study collected data in May, 2013. Data on individuals’ perceptions and risky behaviors concerning leptospirosis were collected from 104 completed questionnaires. Results: Regarding perceptions of leptospirosis, we found them to be at a high level (97.1%) and risky behaviors regarding leptospirosis were reported at a moderate level (74.0%). The study found no correlation between perceptions and risky behaviors regarding leptospirosis (r 0.186, p-value 0.059). Conclusion: This study suggest that people in these areas have good knowledge about leptospirosis. However, some people have risky behavior associated with leptospirosis. Thus, a behavioral change campaign should be promoted to encourage people awareness of the dangers of such behavior.

Efetividade da doxiciclina na profilaxia contra letptospirose

Leptospirosis is a worldwide zoonosis of considerable medical and economical importance that affects humans in both urban and rural contexts, as well as domestic animals and wild fauna. Leptospira interrogans is the causative agent and is transmitted to humans by indirect contact with contaminated soil or water. The clinical syndromes include sub clinical infection, self-limited anicteric febrile illness, and severe and potentially fatal illness, known as Weil´s syndrome. In developed countries, leptospirosis is related to occupational or recreational activities while in developing countries, outbreaks occur during floods. In those regions, traditional strategies to prevent the transmission are difficulties to be implemented because of costs and lack of community acceptance. In addition, no efficient vaccine is available for human use. Several studies have suggested that chemoprophylaxis with doxycycline pre and post-exposure may be effective to prevent leptospirosis. Leptospirosis has been reported in rural areas of the State of Rio Grande do Norte, Brazil since 1985 in rice farmers who present the anicteric illness. The disease cause great social and economics impact. The study was conducted in São Miguel where an epidemic of leptospirosis in rice farmers was reported. The main objective was to determine the efficacy of doxycycline in preventing Leptospira exposure. A taxa de soroprevalência de leptospirose na população estudada antes e após a colheita foi de 14,2% (n=22) e de 16.6% (n=27) respectivamente. Anti-Leptospira serology was determined for 61 subjects in two instances, pre and post-exposure to potential contaminated water. There was an increased risk of 29.0 per cent in acquiring infection for individuals that did not use doxycycline. In addition, an increased risk of 30.0 % observed in farmers who did not use protection when exposed to Leptospira. The adhesion to preventive chemoprophylaxis was 55.7%. Therefore doxycycline, under specific circunstances appears to be an effective alternative to protect against leptosprirosis infection. A large sample composed of individuals to adhere to preventive therapy is needed to define time, dosage and length of use of doxycycline in this area

DNA prime-protein boost based vaccination with a conserved region of leptospiral immunoglobulin-like A and B proteins enhances protection against leptospirosis

Leptospirosis is a zoonotic disease caused by pathogenic spirochetes of the Leptospira genus. Vaccination with bacterins has severe limitations. Here, we evaluated the N-terminal region of the leptospiral immunoglobulin-like B protein (LigBrep) as a vaccine candidate against leptospirosis using immunisation strategies based on DNA primeprotein boost, DNA vaccine, and subunit vaccine. Upon challenge with a virulent strain of Leptospira interrogans , the prime-boost and DNA vaccine approaches induced significant protection in hamsters, as well as a specific IgG antibody response and sterilising immunity. Although vaccination with recombinant fragment of LigBrep also produced a strong antibody response, it was not immunoprotective. These results highlight the potential of LigBrep as a candidate antigen for an effective vaccine against leptospirosis and emphasise the use of the DNA prime-protein boost as an important strategy for vaccine development.

A cross sectional study of leptospirosis and fetal death in Yucatan, Mexico

Introduction: Leptospirosis is a zoonotic disease affecting mainly to low income human population. Acute leptospiral infection during pregnancy has been associated with spontaneous abortion and fetal death during the first trimester and the abortion may occur as consequence of systemic failure. Objective: To estimate the frequency of Leptospira interrogans infection in women with spontaneous abortion in the state of Yucatan, Mexico. Methods: A cross sectional study on women with spontaneous abortion was conducted. Serum samples were tested for Leptospirosis by the microaglutination test, to estimate the frequency of the infecting serovar. The indirect ELISA IgM was used to detect recent infection by L. interrogans. DNA was extracted from paraffin-embedded tissue of placenta for PCR detection of L. interrogans. Results: Overall frequency of infection with L. interrogans in the 81 women with abortion was 13.6%. Five of the 12 serovars evaluated were found and included. Two of the 11 women with abortion and positive to microaglutination test were also positive to the ELISA IgM test. None samples were positive for PCR Leptospira diagnosis. Conclusion: two women could be associated with spontaneous abortion due to leptospirosis, because they showed antibodies against L. interrogans in the microaglutination test and ELISA IgM assays. Differences between regions were found with respect to the prevalences of lesptospirosis.

Endemic zoonoses: a one health approach

Endemic zoonotic diseases remain a serious but poorly recognised problem in affected communities in developing countries. Despite the overall burden of zoonoses on human and animal health, information about their impacts in endemic settings is lacking and most of these diseases are continuously being neglected. The non-specific clinical presentation of these diseases has been identified as a major challenge in their identification (even with good laboratory diagnosis), and control. The signs and symptoms in animals and humans respectively, are easily confused with other non-zoonotic diseases, leading to widespread misdiagnosis in areas where diagnostic capacity is limited. The communities that are mostly affected by these diseases live in close proximity with their animals which they depend on for livelihood, which further complicates the understanding of the epidemiology of zoonoses. This thesis reviewed the pattern of reporting of zoonotic pathogens that cause febrile illness in malaria endemic countries, and evaluates the recognition of animal associations among other risk factors in the transmission and management of zoonoses. The findings of the review chapter were further investigated through a laboratory study of risk factors for bovine leptospirosis, and exposure patterns of livestock coxiellosis in the subsequent chapters. A review was undertaken on 840 articles that were part of a bigger review of zoonotic pathogens that cause human fever. The review process involves three main steps: filtering and reference classification, identification of abstracts that describe risk factors, and data extraction and summary analysis of data. Abstracts of the 840 references were transferred into a Microsoft excel spread sheet, where several subsets of abstracts were generated using excel filters and text searches to classify the content of each abstract. Data was then extracted and summarised to describe geographical patterns of the pathogens reported, and determine the frequency animal related risk factors were considered among studies that investigated risk factors for zoonotic pathogen transmission. Subsequently, a seroprevalence study of bovine leptospirosis in northern Tanzania was undertaken in the second chapter of this thesis. The study involved screening of serum samples, which were obtained from an abattoir survey and cross-sectional study (Bacterial Zoonoses Project), for antibodies against Leptospira serovar Hardjo. The data were analysed using generalised linear mixed models (GLMMs), to identify risk factors for cattle infection. The final chapter was the analysis of Q fever data, which were also obtained from the Bacterial Zoonoses Project, to determine exposure patterns across livestock species using generalized linear mixed models (GLMMs). Leptospira spp. (10.8%, 90/840) and Rickettsia spp. (10.7%, 86/840) were identified as the most frequently reported zoonotic pathogens that cause febrile illness, while Rabies virus (0.4%, 3/840) and Francisella spp. (0.1%, 1/840) were least reported, across malaria endemic countries. The majority of the pathogens were reported in Asia, and the frequency of reporting seems to be higher in areas where outbreaks are mostly reported. It was also observed that animal related risk factors are not often considered among other risk factors for zoonotic pathogens that cause human fever in malaria endemic countries. The seroprevalence study indicated that Leptospira serovar Hardjo is widespread in cattle population in northern Tanzania, and animal husbandry systems and age are the two most important risk factors that influence seroprevalence. Cattle in the pastoral systems and adult cattle were significantly more likely to be seropositive compared to non-pastoral and young animals respectively, while there was no significant effect of cattle breed or sex. Exposure patterns of Coxiella burnetii appear different for each livestock species. While most risk factors were identified for goats (such as animal husbandry systems, age and sex) and sheep (animal husbandry systems and sex), there were none for cattle. In addition, there was no evidence of a significant influence of mixed livestock-keeping on animal coxiellosis. Zoonotic agents that cause human fever are common in developing countries. The role of animals in the transmission of zoonotic pathogens that cause febrile illness is not fully recognised and appreciated. Since Leptospira spp. and C. burnetii are among the most frequently reported pathogens that cause human fever across malaria endemic countries, and are also prevalent in livestock population, control and preventive measures that recognise animals as source of infection would be very important especially in livestock-keeping communities where people live in close proximity with their animals.