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Los Haemophilus se encuentran entre las más pequeñas de las bacterias. Los extremos curvos de los bacilos cortos (1.0 a 1.5 μm) hacen que muchos parezcan ser casi circulares; de allí el nombre de cocobacilos (figura 31-1). La pared celular tiene una estructura similar a la de otras bacterias gramnegativas. Las cepas más virulentas de H. influenzae tienen una cápsula de polisacárido, pero las otras especies no están encapsuladas.
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Son cocobacilos gramnegativos diminutos.
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El cultivo de la especie Haemophilus requiere del uso de medios enriquecidos con sangre o productos hemáticos (haemophilus viene del griego haema, “sangre”, y philos, “amante”) para su óptimo crecimiento. Este requisito se atribuye a la necesidad de hematina exógena, dinucléotido de nicotinamida y adenina (NAD), o ambos. Los factores de crecimiento, también denominados factor X (hematina) y factor V (NAD), están presentes en los eritrocitos. En los medios de cultivo no se obtienen concentraciones óptimas a menos que los eritrocitos se lisen mediante calor leve (agar chocolate) o se añadan por separado como un suplemento. Aunque los eritrocitos son la única fuente conveniente de hematina, es posible proporcionar cantidades suficientes de NAD por medio de algunas otras bacterias y levaduras. Esto origina el “fenómeno satélite” en el que las colonias de Haemophilus se han visto crecer sólo en la cercanía de una colonia de Staphylococcus aureus. Las diversas especies de Haemophilus se definen por sus requisitos de hematina, NAD, o ambas; dependencia de CO2, y otras características de cultivo (cuadro 31-1). Las especies de Haemophilus aparte de H. influenzae tienen la misma biología que se describe más adelante para las cepas no encapsuladas de H. influenzae.
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Requieren hematina, NAD, o ambas.
Staphylococcus aureus puede proporcionar NAD.
Otras especies aparte de H. influenzae son similares.
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BACTERIOLOGÍA
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El Haemophilus que cumple con los requisitos de H. influenzae puede tener una cápsula o no tenerla. Aquellos que sí la poseen se dividen en seis serotipos (a hasta f) con base en el antígeno capsular de polisacárido. La cápsula del tipo b está formada por un polímero de ribosa, ribitol y fosfato, denominado fosfato de polirribitol (PRP). Estos polisacáridos de la superficie están sumamente relacionados con la virulencia, en particular en H. influenzae tipo b (Hib). La superficie de H. influenzae incluye pelos y una membrana externa similar a la estructura de otras bacterias gramnegativas. La membrana externa incluye proteínas (HMW1, HMW2), lipopolisacáridos (LPS) y lipooligosacáridos (LOS). El H. influenzae no encapsulado y, por ende, sin posibilidad de tipificación (NTHi), puede clasificarse a través de diversos esquemas de determinación del tipo basados en las proteínas de la membrana externa y otros factores. H. influenzae no produce exotoxinas conocidas.
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Seis serotipos se basan en el polisacárido capsular.
La cápsula del Hib es de PRP.
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ENFERMEDAD POR H. INFLUENZAE
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CÁPSULA CLÍNICA
El Hib produce infecciones agudas que ponen en riesgo la vida que afectan el sistema nervioso central, la epiglotis y los tejidos blandos, principalmente en niños. La enfermedad inicia con fiebre y letargo y, en el caso de la meningitis aguda, puede progresar a coma y muerte en menos de un día. En países ricos, la enfermedad por Hib se ha controlado a través de la inmunización. Haemophilus influenzae también produce infecciones comunes, aunque menos fulminantes, de los bronquios, senos paranasales y oído medio. En general, esta última se asocia con cepas no encapsuladas.
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Haemophilus influenzae es un patógeno estrictamente humano y no tiene fuentes animales o ambientales conocidas. Se le puede encontrar en la flora nasofaríngea normal de 20 a 80% de las personas sanas, dependiendo de la edad, temporada del año y otros factores. La mayoría de estos bacilos son NTHi, pero las cepas encapsuladas, incluyendo el Hib, no son raras. El contagio ocurre por gotas respiratorias, al igual que con el estreptococo. Antes de la introducción de vacunas eficaces, aproximadamente uno de cada 200 niños desarrollaba enfermedad invasiva para la edad de cinco años. La meningitis es la forma más común y ataca con más frecuencia a niños menores de dos años. Los casos de epiglotitis y neumonía tienden a alcanzar un máximo en el grupo etario de dos a cinco años. Más de 90% de estos casos se deben a un solo serotipo, el Hib.
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La colonización nasofaríngea es común.
En niños menores de dos años de edad se desarrolla meningitis.
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La introducción de la inmunización universal con la vacuna conjugada con proteína de Hib (consulte Prevención) ha reducido las tasas de enfermedad invasiva en 99%. La mayoría de los casos en poblaciones inmunizadas son producto de otros serotipos aparte del b pero no hay evidencia de un incremento en los serotipos no b. Por desgracia, la enfermedad continúa a los mismos niveles en países y poblaciones que no tienen los recursos para adquirir la vacuna.
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La inmunización (donde se ha implementado) ha reducido en forma notable la enfermedad.
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En algún tiempo se creyó que la meningitis provocada por H. influenzae era una infección endógena aislada, pero los informes de brotes en poblaciones cerradas y los estudios epidemiológicos concienzudos sobre contagio secundario en familias han cambiado este punto de vista. El riesgo de infección grave para los niños no inmunizados menores de cuatro años que viven con un caso índice es más de 500 veces mayor que para los niños no expuestos. Este riesgo indica la necesidad de protección de los contactos susceptibles (véase el apartado de Prevención).
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El contagio entre personas requiere profilaxis.
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Por razones que se desconocen, las cepas de H. influenzae encontradas comúnmente en la flora normal de la nasofaringe invaden en forma ocasional los tejidos profundos. Entonces, la bacteriemia conduce a propagación al sistema nervioso central y a infecciones metastásicas a sitios distantes, como huesos y articulaciones (figura 31-2). Estos sucesos parecen ocurrir en un periodo muy corto (menos de tres días) después de enfrentar una nueva cepa virulenta. La propagación sistémica es típica sólo de las cepas encapsuladas de H. influenzae y más de 90% de las cepas invasivas son del tipo b. Incluso entre las cepas de Hib existen distintas clonas que representan cerca de 80% de toda la enfermedad invasiva en todo el mundo.
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Sólo las cepas encapsuladas son invasivas.
Ciertas clonas explican la mayoría de los casos de enfermedad.
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La adhesión a las células del epitelio respiratorio está mediada por los pelos y las proteínas de la membrana externa. Ciertas evidencias sugieren que ésta es una compleja cascada reguladora que coordina la biosíntesis capsular y los factores de adherencia, los cuales actúan en colaboración para establecer al microbio dentro de los hospedadores susceptibles. Es posible observar que H. influenzae invade el espacio entre las células del epitelio respiratorio (figura 31-3) y vive por algún tiempo entre y debajo de ellas. Una vez que atraviesa la barrera mucosa, la cápsula antifagocítica confiere resistencia a los depósitos de C3b del mismo modo que ocurre con otras bacterias encapsuladas. Como sucede con Neisseria patógena, existe evidencia de que el LOS de H. influenzae pueden proporcionar un efecto antifagocítico al enlazarse con componentes del hospedador, como el ácido siálico. La endotoxina de LOS en la pared celular es tóxica para las células respiratorias ciliadas y cuando circula por el torrente sanguíneo produce todas las características de la endotoxemia.
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Los pelos (pili) y otras adhesinas se fijan a las células epiteliales.
La invasión ocurre entre las células.
La cápsula previene la fagocitosis.
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Enfermedad localizada
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NTHi produce enfermedades en circunstancias en las que están atrapados en un sitio luminal adyacente a la flora respiratoria normal, como el oído medio, senos paranasales o bronquios (figura 31-2). En general, esto se asocia con algún compromiso de los mecanismos normales de limpieza, provocado por una infección viral o un daño estructural. De manera consistente con su relativa prevalencia en las vías respiratorias, los NTHi representan más de 90% de los padecimientos localizados debidos a H. influenzae, en particular otitis media, sinusitis y exacerbaciones de bronquitis crónica. NTHi se adhiere a las células bronquiales epiteliales del hospedador utilizando los pelos, OMP y otras proteínas.
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Las bacterias atrapadas en el oído medio, senos paranasales y bronquios producen infecciones localizadas.
La mayoría son NTHi.
La adherencia es a través de pelos, OMP y otras proteínas.
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La inmunidad a las infecciones por Hib se ha asociado desde hace largo tiempo con la presencia de anticuerpos anticapsulares (PRP), que son bactericidas en presencia del complemento. En general, el lactante está protegido de manera pasiva por los anticuerpos que adquiere de la madre en los primeros meses de vida. Posteriormente, el anticuerpo adquirido en forma activa aumenta con la edad; para los 10 años de edad está presente en el suero de la mayoría de los niños. El nivel máximo de incidencia de infecciones por Hib en poblaciones no inmunizadas ocurre entre los seis y 18 meses de vida, cuando es probable que no exista anticuerpo en el suero. Esta relación inversa entre infección y anticuerpo sérico es similar a la de Neisseria meningitidis (figura 30-4). La principal diferencia es que se obtiene una inmunidad sustancial por los anticuerpos dirigidos contra un solo tipo (Hib) en lugar de contra los múltiples inmunotipos de otras bacterias encapsuladas, como N. meningitidis y S. pneumoniae. De este modo, las infecciones sistémicas por H. influenzae (meningitis, epiglotitis, celulitis) son poco comunes en los adultos. Cuando llegan a desarrollarse dichas infecciones, el déficit inmunitario es el mismo que con los meningococos: falta de anticuerpos circulantes específicos para tipo.
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El anticuerpo anticapsular es bactericida y protector.
Las infecciones por Hib ocurren a edades en las que el anticuerpo está ausente.
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Como ocurre con otros polisacáridos, el PRP del Hib se comporta como un antígeno independiente de los linfocitos T y las respuestas de anticuerpos provenientes de inmunización son deficientes en niños menores a 18 meses de edad. No se obtienen respuestas secundarias significativas de los refuerzos. La conjugación de PRP con proteína aumenta en forma espectacular la inmunogenicidad al producir respuestas típicas dependientes de linfocitos T al tiempo que se conserva la especificidad para el PRP.
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Las respuestas independientes de linfocitos T para el PRP son deficientes a edades menores a los 18 meses.
La vacuna conjugada con proteínas produce respuesta de linfocitos T en los lactantes.
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ENFERMEDAD POR HAEMOPHILUS INFLUENZAE: ASPECTOS CLÍNICOS
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De las principales infecciones agudas por Hib, la meningitis representa un poco más de 50% de los casos. Los casos restantes se distribuyen entre neumonía, epiglotitis, septicemia, celulitis y artritis séptica. Las cepas encapsuladas, incluyendo Hib, pueden causar infecciones localizadas, pero la mayoría de éstas se deben a NTHi.
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La meningitis por Hib sigue el mismo patrón que otras causas de meningitis bacteriana purulenta aguda. A menudo, la meningitis está precedida por signos y síntomas de una infección respiratoria superior, como faringitis, sinusitis u otitis media. Se desconoce si estas infecciones representan una infección viral predisponente o una invasión inicial del microorganismo. Con la misma frecuencia la meningitis está precedida de malestar leve, letargo, irritabilidad y fiebre. La mortalidad es de 3 a 6%, a pesar de tratamiento apropiado, y cerca de un tercio de todos los sobrevivientes tienen secuelas neurológicas importantes.
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La meningitis purulenta aguda puede ocurrir después de sinusitis u otitis media.
La mortalidad y las secuelas neurológicas son significativas.
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La epiglotitis aguda es una infección notable en la que la epiglotis se inflama y los tejidos circundantes obstruyen la vía aérea. El Hib es una de diversas causas. El inicio es repentino, con fiebre, inflamación de laringe, ronquera y, con frecuencia, tos apagada, con un progreso rápido a postración grave en el curso de 24 horas. Los niños afectados presentan disnea, estridor en la inspiración y retracción de las partes blandas del pecho con cada inspiración. El sello distintivo de la enfermedad es una epiglotis inflamada, tumefacta, de color rojo cereza, que sobresale hacia la vía respiratoria (figura 31-4) y que se puede visualizar por medio de radiografía lateral. Como en la meningitis, esta infección se considera una urgencia médica, con énfasis principal en el uso de antimicrobianos y el mantenimiento de una vía aérea permeable (traqueotomía o intubación endotraqueal). Las manipulaciones, incluyendo la exploración de rutina o los intentos por obtener una muestra de la laringe, pueden detonar un laringoespasmo fatal y obstrucción aguda.
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La epiglotis inflamada, de color rojo cereza, y presencia de estridor son sus sellos distintivos.
Se necesita mantener la vía aérea permeable.
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La presentación común de la celulitis por Hib es una inflamación de color azul rojizo y sensible en la mejilla o en las áreas periorbitales. En general se presenta con fiebre y un estado moderadamente tóxico y es posible que ocurra después de infección respiratoria superior u otitis media. La infección en las articulaciones comienza con fiebre, irritabilidad y signos locales de inflamación, con frecuencia en una sola articulación grande. En ocasiones, la artritis por Haemophilus es la causa de un conjunto más sutil de síntomas, en los que ocurre fiebre sin evidencia clínica obvia de compromiso articular. A menudo se presenta bacteriemia tanto en la celulitis como en la artritis.
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En general la celulitis es facial.
Se presenta compromiso de las articulaciones grandes.
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Haemophilus influenzae es una causa importante de conjuntivitis, otitis media y sinusitis aguda y crónica. También es uno de los varios organismos respiratorios comunes que pueden causar o exacerbar una bronquitis crónica. La mayoría de las infecciones se deben a las cepas NTHi y permanecen localizadas sin bacteriemia. La enfermedad puede ser aguda o crónica, dependiendo del sitio anatómico y de la patología subyacente. Por ejemplo, la otitis media es aguda y dolorosa debido al espacio estrecho y cerrado que está afectado, pero después del tratamiento con antimicrobianos y la reapertura de la trompa de Eustaquio, el padecimiento suele sanar sin dejar secuelas. La asociación de H. influenzae con la bronquitis crónica es más compleja. Existe evidencia de que este microorganismo y otras bacterias están implicadas en las exacerbaciones inflamatorias, pero ha sido difícil probar una relación única de causa y efecto. La causa subyacente de la bronquitis se relaciona por lo general con daño crónico causado por factores como el tabaquismo. Es posible que la neumonía por Haemophilus sea consecuencia de organismos encapsulados o no encapsulados. Se ha observado que las cepas encapsuladas producen una enfermedad muy similar a la neumonía por neumococo; sin embargo, las cepas NTHi también pueden causar neumonía, en particular en pacientes con bronquitis crónica.
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Las cepas no encapsuladas son comunes en la otitis media, sinusitis y bronquitis.
La neumonía se relaciona con daño subyacente.
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La combinación de datos clínicos y de un frotis típico con tinción de Gram es suficiente en general para hacer un diagnóstico presuntivo de infección por Haemophilus. Las diminutas células tienen por lo común una apariencia uniforme, excepto en el líquido cefalorraquídeo, donde algunas pueden tener una longitud bastante mayor (figura 31-1). El diagnóstico debe confirmarse mediante aislamiento del organismo en el sitio de infección o en sangre. Los cultivos sanguíneos son de particular utilidad en infecciones sistémicas por H. influenzae porque a menudo es difícil obtener directamente una muestra adecuada en el sitio de infección. En términos bacteriológicos, los cocobacilos gramnegativos pequeños que crecen en agar chocolate, pero no en agar sangre, son una fuerte indicación de Haemophilus. La confirmación y determinación de la especie dependen de la demostración del requerimiento de hematina (factor X), NAD (factor V), pruebas bioquímicas, o todos los anteriores. La determinación del serotipo es innecesaria para los propósitos clínicos, pero es importante en estudios epidemiológicos y sobre vacunas.
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Los cultivos en sangre son útiles en las infecciones sistémicas.
La demostración del requerimiento de los factores X y V define la especie.
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Todas las formas de enfermedad por H. influenzae se trataban eficazmente con ampicilina hasta la década de 1970-1979, cuando surgió resistencia en un patrón similar al de Neisseria gonorrhoeae. El principal mecanismo fue la producción de una β-lactamasa idéntica a la encontrada en Escherichia coli. La frecuencia de cepas productoras de β-lactamasa varía entre 5 y 50% en diferentes áreas geográficas. También existen cepas resistentes a la ampicilina debido a alteraciones en el sitio de unión de la transpeptidasa, pero son menos comunes. La práctica actual consiste en iniciar un tratamiento empírico con cefalosporinas de tercera generación (p. ej., ceftriaxona, cefotaxima) que pueden cambiarse por ampicilina si las pruebas de susceptibilidad indican que la cepa infecciosa es sensible.
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Las cepas resistentes a la ampicilina producen β-lactamasas.
Las cefalosporinas de tercera generación son el tratamiento inicial.
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Las vacunas con PRP purificado aparecieron en 1985; no obstante, debido a la respuesta inmunitaria típicamente deficiente de los lactantes a los antígenos polisacáridos, su uso se limitó a niños de 24 meses de edad en adelante. Debido a que la inmunización a esta edad pasa por alto al grupo más susceptible a la enfermedad invasiva por Hib, se necesitó de una nueva estrategia de vacunación para incluir una mejoría en la estimulación de las respuestas inmunitarias dependientes de linfocitos T en los lactantes. Para lograrlo, se desarrollaron las primeras vacunas conjugadas con proteína al enlazar el PRP con proteínas derivadas de bacterias (toxoide diftérico, proteína de la membrana externa de N. meningitidis). Las primeras vacunas conjugadas de PRP-proteína obtuvieron autorización en 1989; para finales de 1990 se les recomendaba para la inmunización universal en niños desde los dos meses de edad. Como se ilustra en la figura 31-5, el impacto ha sido notable; esta reducción de 99% en lo que alguna vez fue una de las enfermedades más temibles de la infancia es uno de los mayores logros en la historia médica. Por fortuna, la reducción en la infección por Hib no se ha acompañado de una elevación compensatoria en los números de casos por Haemophilus de otros tipos o en las otras causas de meningitis aguda purulenta. Un hallazgo concomitante inesperado ha sido un descenso notable en las tasas de colonización por H. influenzae en poblaciones inmunizadas. Bajo la dirección de la Organización Mundial de la Salud, se han emprendido esfuerzos gubernamentales y filantrópicos, como los realizados por la Fundación Bill and Melinda Gates, para implementar la inmunización con Hib en niños de todo el mundo.
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La vacuna de PRP pasaba por alto la edad en la que existe un máximo de casos.
La vacuna conjugada de PRP con proteínas bacterianas estimula los linfocitos T.
La reducción espectacular en enfermedad por Hib se ha sostenido.
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Como ocurre con N. meningitidis, la quimioprofilaxis con rifampicina está indicada para los contactos cercanos no inmunizados. Esto incluye a niños y adultos cuando hay en la familia un niño que no ha recibido un curso completo de vacuna conjugada de Hib.
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Haemophilus ducreyi causa chancroide, una causa común de úlceras genitales en África, Sudeste Asiático, India y América Latina. Los brotes ocasionales en América del Norte se han asociado con más frecuencia al intercambio de sexo por drogas o dinero. La lesión típica es una pápula sensible en los genitales que avanza hasta una úlcera dolorosa con márgenes definidos (figura 31-6). Es posible que se desarrollen lesiones satélite debido a autoinfección y es común la linfadenitis regional. En general, el periodo de incubación es breve (dos a cinco días). La falta de induración alrededor de la úlcera ha causado que la lesión primaria se denomine “chancro suave” para distinguirla del chancro sifilítico primario, que en forma típica está indurado y es indoloro. La presencia de úlceras genitales abiertas causadas por H. ducreyi aumenta en gran medida el riesgo de transmisión de HIV, ya sea por convertirse en un puerto de entrada o por el reclutamiento de linfocitos T CD4+ al sitio. Esto quizá contribuya al contagio heterosexual del síndrome de inmunodeficiencia adquirida (sida) en el Continente Africano, donde el chancroide es común. Los factores candidatos para la virulencia de H. ducreyi son sus pelos y una proteína de la membrana externa (DsrA), que interviene en la adhesión a las células epiteliales y la resistencia a la destrucción mediada por el complemento. En la lesión, H. ducreyi se localiza con neutrófilos y macrófagos, pero permanece fuera de las células. Hay evidencia que sugiere que el microorganismo puede obtener una ventaja al secretar proteínas antifagocíticas y al resistir a los péptidos antimicrobianos que forman parte de la respuesta inmunitaria innata. Una aparente falta de inmunidad puede deberse a la acción de una toxina (toxina distensora citoletal) en las células T.
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El chancro suave es una úlcera genital con lesiones satélite.
Quizá contribuya al contagio del sida en África.
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El diagnóstico específico de infección por H. ducreyi es difícil. Si bien el microorganismo crece en agar chocolate, lo hace lentamente, y otros microorganismos en la flora genital son aptos para crecer en exceso en las placas. La incorporación de antibióticos (por lo general vancomicina) en el agar supera este problema, pero pocos laboratorios en Estados Unidos tienen este medio a la mano. Los tratamientos preferidos para chancroide son azitromicina y ceftriaxona; las alternativas son ciprofloxacina y eritromicina. Los condones son eficaces para bloquear la transmisión.
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El cultivo requiere un medio selectivo.