CASE REPORT

Een 5-jarige jongen werd in december 1994 gediagnosticeerd met acute lymfoblastische leukemie en opgenomen in het Fralle 93-protocol. Het kind bereikte een hematologische remissie 6 weken na het begin van de inductie chemotherapie. Hij werd ambulant behandeld en reageerde goed op de behandeling in de daaropvolgende jaren. Tijdens een consult in maart 1997 had de patiënt echter een koortsaanval toen hij werd doorbloed met het Port-a-cath systeem. Klinisch onderzoek toonde geen septische lokalisatie. Het aantal leukocyten bedroeg 10.860/ml, met een absoluut aantal neutrofielen van 8.850/ml. Eén set bloedkweken werd afgenomen uit de Port-a-cath, en de aërobe fleskweek leverde geel-gepigmenteerde kolonies van gram-positieve coryneform staven op. De jongen kreeg eenmaal ceftriaxon (1 g) intraveneus, gevolgd door cefadroxil 500 mg tweemaal per dag gedurende 7 dagen. Wegens aanhoudende koorts werd nog een week cefadroxil gegeven en in dezelfde periode werden de immunosuppressieve geneesmiddelen gestaakt. De anamnese van de patiënt was de volgende 2 maanden onopvallend, en er werd geen bloedkweek verricht toen hij voor zijn maandelijkse bezoeken kwam. In juni 1997 werd het kind voor consultatie aangeboden als subfebrieel en klagend over vermoeidheid. Bij lichamelijk onderzoek werden geen infectiehaarden gevonden en het aantal leukocyten was niet verhoogd. Een set bloedkweken werd afgenomen van de Port-a-cath, en de aërobe flacon toonde dezelfde gram-positieve coryneform staven, later geïdentificeerd als Microbacterium sp. Katheter-gerelateerde bacteriëmie werd gediagnosticeerd, en de centrale veneuze katheter werd verwijderd. Perioperatief werd ampicilline (100 mg/kg/dag) intraveneus toegediend, waarbij de eerste dosis 24 uur voor de operatie werd toegediend. De klinische toestand van de patiënt verbeterde daarna snel. De Port-a-cath werd gekweekt op Columbia bloed agar. Binnen 24 uur bij 37°C was een zuivere cultuur van geel-gepigmenteerde kolonies van een niet-fermentatieve, gram-positieve, enigszins verkleurde staaf gegroeid. Helaas gingen subculturen verloren en kon geen verder onderzoek worden uitgevoerd.

De stam geïsoleerd uit de bloedkweken van de patiënt, aangeduid met CF36, was een geelgepigmenteerde, beweeglijke coryneform met een oxidatief metabolisme, proteolytische activiteit, en cellulaire vetzuren van het vertakte type. Deze algemene kenmerken wijzen op het geslacht Microbacterium, dat zowel fermentatieve als oxidatieve soorten omvat, de laatste vroeger Aureobacterium genoemd (13).

De sequentie van het 16S rRNA-gen (rDNA) werd bestudeerd door voor de amplificatie één set primers te gebruiken. PCR-producten werden gezuiverd van agarosegel met een QIAquick gel-extractiekit (Qiagen, Westburg, Nederland). De sequentieanalyse werd uitgevoerd met een 3100 automatische DNA-sequencer (Perkin-Elmer Applied Biosystems, Foster City, Calif.) met behulp van de ABI Prism Big Dye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction kit. Elke sequentie werd met behulp van BLAST (10) vergeleken met de sequentiegegevens die in databanken beschikbaar waren. Een fylogenetische boom werd geconstrueerd met behulp van de neighbor-joining methode (8, 11).

16S rDNA sequencing op basis van 1.490 nucleotiden van stam CF36 toonde de hoogste gelijkenis van 99,5% met de sequentie van M. luteolum DSM 20143T en 99,3% met de sequentie van M. oxydans DSM 20578T. De stam was ook nauw verwant aan de sequenties van M. saperdae (99,2%) en M. liquefaciens (99,1%) (Tabel1).1). Vier andere soortgelijke stammen werden verzameld uit verschillende monsters van andere patiënten. Deze stammen werden aangeduid met CF7 uit een bloedkweek, CF34 uit een bronchiaal aspiraat, CF130 uit een bloedkweek, en CF40 uit een onbekende menselijke bron. Eén extra stam, CF128, werd verkregen uit een plantaardig monster. De vijf stammen vertoonden 16S rDNA-sequenties die leken op die van de typestam van M. oxydans, variërend van 99,3 tot 99,4% gelijkenis, terwijl hun gelijkenis met CF36 99,9 tot 100% was. Negen andere klinische isolaten vertoonden een overeenkomst van 99,9 tot 100% met de type stam van M. oxydans.

TABLE 1.

16S rDNA-sequentieovereenkomst tussen M. paraoxydans CF36T en andere Microbacterium speciesa

Microbacterium sp. Accessienr. 16S rDNA overeenkomst met CF36T (%)
Microbacterium arabinogalactanolyticum Y17228 97.7
Microbacterium arborescens X77443 95.1
Microbacterium barkeri X77446 94.2
Microbacterium gubbeenense AF263563 93.2
Microbacterium imperiale X77442 95.0
Microbacterium esteraromaticum Y17231 98.0
Microbacterium foliorum AJ249780 98.5
Microbacterium phyllosphaerae AJ277840 98.3
Microbacterium keratanolyticum Y17233 98.0
Microbacterium liquefaciens X77444 99.1
Microbacterium oxydans Y17227 99.3
Microbacterium saperdae Y17236 99.2
Microbacterium luteolum Y17235 99.5
Aureobacterium resistens Y14699 98.3
Microbacterium testaceum X77445 98.6
Microbacterium dextranolyticum Y17230 97.2
Microbacterium laevaniformans Y17234 97.6
Microbacterium maritypicum AB004713 97.8
Microbacterium flavescens Y17232 97.2
Microbacterium lacticum X77441 97.5
Microbacterium schleiferi Y17237 97.7
Microbacterium aurum Y17229 96.9
Microbacterium terregens Y17239 95.7
Microbacterium halophilum AB004715 97.7
Microbacterium thalassium AB004713 97.9
Microbacterium ketosireducens AB004724 97.4
Microbacterium terrae Y17238 96.9
Microbacterium kitamiense AB013907 97.2
Microbacterium aurantiacum AB004726 97.0
Microbacterium chocolatum AB004725 96.7
Microbacterium trichothecenolyticum Y17240 97.1
Microbacterium hominis AB004727 97.0
a1.490 nucleotiden werden vergeleken.

Deze resultaten hebben ons ertoe aangezet een uitgebreide studie van de volgende zes stammen uit te voeren: CF36, CF7, CF34, CF40, CF128, en CF130.

Cellulaire vetzuren, bepaald zoals eerder beschreven (14), vertoonden bij alle stammen hetzelfde profiel. De gemiddelde percentages van de voornaamste cellulaire vetzuren waren als volgt: 40,3% anteiso-C15:0 (bereik, 37,1 tot 46,0%), 27% anteiso-C17:0 (bereik, 22,9 tot 31,3%), 15,7% iso-C16:0 (bereik, 13,8 tot 19,3%), 9,3% iso-C15:0 (bereik, 4,6 tot 13,9%), en 4,2% iso-C17:0 (bereik, 3,0 tot 7,2%).

De analyse van CF36 en CF7 celwandpeptidoglycan werd uitgevoerd in de Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ; Braunschweig, Duitsland) door N. Weiss met een dunne-laag chromatografie methode zoals beschreven door Schleifer en Kandler (12). Het peptidoglycan was van het B2β type met d-ornithine als diaminozuur.

DNA-DNA hybridisatie werd uitgevoerd door P. Schumann op het DSMZ zoals beschreven door De Ley et al. (3) met de modificaties van Escara en Hutton (4) en Huss et al. (7). De DNA-homologie van CF36 met M. luteolum LMG 16207T was slechts 33,7%, en die met M. oxydans DSM 20578T was 46,6%, maar hoge niveaus van DNA-verwantschap van 78,1, 81,8, en 78,2% werden verkregen met de stammen CF7, CF34, en CF40, respectievelijk. Dit was consistent met hun toewijzing aan één enkele soort. Het G+C-gehalte van het DNA van stam CF36 was 69,9 mol%, zoals bepaald in het DSMZ.

De zes stammen waren grampositieve, beweeglijke, coryneforme staafjes. Ze groeiden goed op Columbia bloed agar bij 37°C, en de kleur van de kolonies was geel. De stammen waren strikt aëroob, katalase-positief en oxidase-negatief. Ze waren in staat om esculine en gelatine te hydrolyseren. Hoewel 16S rDNA-sequencing nauwe verwantschap aantoonde met M. luteolum, M. saperdae, en M. liquefaciens, waren deze soorten fenotypisch heel verschillend. Geen van hen groeide bij 37°C, M. luteolum en M. liquefaciens waren niet-motiel, en M. luteolum en M. saperdae waren niet-proteolytisch. Deze bevindingen komen overeen met gegevens uit de literatuur (2). De fenotypische eigenschappen van de stammen kwamen het meest overeen met die van M. oxydans. Glucose werd oxidatief aangezuurd op fenolrode agar met een laag peptongehalte (15). Alle stammen groeiden bij 40°C, terwijl geen van de M. oxydans-isolaten in staat was bij die temperatuur te groeien. Bovendien was salicine niet aangezuurd, in tegenstelling tot M. oxydans. De nieuwe stammen konden ook van M. oxydans worden onderscheiden met behulp van API 50CH assimilatiestrips (bioMérieux). Lactose werd wel gebruikt, en 2-ketogluconaat niet, terwijl M. oxydans de tegenovergestelde reacties vertoonde. Wanneer API ZYM strips (bioMérieux) werden gebruikt, zorgden negatieve reacties voor esterase lipase (C8), α-chymotrypsine, en β-glucosidase ervoor dat de zes stammen gescheiden werden van M. oxydans. Fenotypische kenmerken die de nieuwe stammen onderscheiden van verwante oxidatieve, beweeglijke, proteolytische Microbacterium-soorten die bij 37°C groeien, worden gerapporteerd in tabel22.

TABLE 2.

Differentiatie van M. paraoxydans van andere oxidatieve, proteolytische, beweeglijke, bij 37°C groeiende Microbacterium-soortena

Test Resultaat
Microbacterium paraoxydans (n = 6) Microbacterium oxydans (n = 10)b Microbacterium barkeri DSM 20145T Microbacterium foliorum LMG 19580T Microbacterium phyllosphaerae LMG 19581T Microbacterium maritypicum LMG 8374T
Groei bij 40°C +
Zuur uit salicine + + + + +
Assimilatie-API 50CH
2-Ketogluconaat + + +
d-Arabinose + +
Lactose + +
Rhamnose + + (+)
Raffinose + (+) + +
N-Acetylglucosamine + + +
α-Methyl-d-glucoside +/(+) +
API ZYM
Esterase lipase (C8) + +w + +
α-Chymotrypsine +
β-Glucosidase + + + +
a+, positief; -, negatief; (+), vertraagd positief; +w, zwakke reactie. Deze gegevens zijn afkomstig van deze studie.
bStrain DSM 20578T en negen klinische isolaten.

Antibiotische gevoeligheid werd getest op Mueller-Hinton agar met E-test strips (PDM, Solna, Zweden). De MIC-bereiken (microgram per milliliter) waren als volgt: penicilline, 1,5 tot 2; ampicilline, 1 tot 1,5; cefotaxime, 3 tot 6; cefalothine, 16 tot 24; ciprofloxacine, 1 tot 1,5; gentamicine, 2 tot 3; vancomycine, 3 tot 4; claritromycine, <0,016.

Fenotypische, chemotaxonomische, en genetische studies suggereren dat de zes studiestammen behoren tot het genus Microbacterium, maar een nieuwe soort vormen, waarvoor de naam Microbacterium paraoxydans wordt voorgesteld en die nauw verwant is aan M. oxydans, M. saperdae, M. luteolum, en M. liquefaciens (Fig.).

Unrooted tree showing the phylogenetic position of M. paraoxydans CF63T within the genus Microbacterium. De balk staat voor één nucleotide-substitutie per 100 nucleotiden.

Er zijn maar weinig rapporten over de isolatie van Microbacterium-soorten uit klinisch materiaal. De meeste werden aanvankelijk ingedeeld in CDC-groep A-4 of A-5, en zelfs recentere isolaten werden zelden op soortniveau geïdentificeerd (1, 5, 6, 9). In slechts een klein aantal gevallen bleek het isolaat het oorzakelijke agens van de infectie te zijn. Een geval van endophthalmitis veroorzaakt door een Microbacterium werd gerapporteerd door Funke et al., en op basis van 16S rDNA sequencing werd gedacht dat de stam tot een onbeschreven soort behoorde (6). In een studie van Microbacterium spp. aangetroffen in klinische specimens, werden verschillende stammen geïdentificeerd als M. arborescens en M. imperiale, maar er werd geen genetische bevestiging uitgevoerd (5). Een nosocomiale uitbraak van Microbacterium-gerelateerde bacteriëmie werd gemeld bij kankerpatiënten, maar het oorzakelijke organisme werd niet tot op soortniveau geïdentificeerd. Een centraal veneuze katheter was de belangrijkste risicofactor in die studie (1). Meer recent werden twee gevallen van katheter-gerelateerde Microbacterium bacteriëmie, geïdentificeerd door 16S rDNA sequencing, gerapporteerd. Eén isolaat was voor 99,4% verwant aan M. oxydans, en het andere was voor 98,7% verwant aan M. trichothecenolyticum, maar formele identificatie op soortniveau werd niet bereikt (9).

Strain CF36 werd geïsoleerd uit bloedkweken van de patiënt met een interval van enkele weken, en hoewel het organisme geïsoleerd uit de verwijderde katheter slechts gedeeltelijk kon worden geïdentificeerd, is het waarschijnlijk dat de herhaalde bacteriëmie kathetergerelateerd was, wat bevestigt dat intravasculaire katheters een risicofactor vormen voor infectie met deze organismen. Hun oorsprong kan de huid van de patiënt zijn, maar aangezien de natuurlijke habitat van microbacteriën de levenloze omgeving is, kan de mogelijkheid niet worden uitgesloten dat besmette perfusievloeistof de katheter van de patiënt heeft bezaaid.

In de afgelopen decennia hebben wij in ons laboratorium 30 Microbacterium-isolaten van menselijke oorsprong verzameld. Al deze stammen werden geïdentificeerd aan de hand van een reeks fenotypische en chemotaxonomische kenmerken en door 16S rDNA-sequencing. M. oxydans was veruit de meest geïsoleerde soort, goed voor ongeveer een derde van de stammen (9 van de 30), gevolgd door M. paraoxydans (5 stammen); M. aurum en M. lacticum werden elk door 4 stammen vertegenwoordigd. De overige acht stammen waren verspreid over verschillende soorten, met één M. foliorum isolaat, één M. schleiferi isolaat, één M. testaceum isolaat, en vijf isolaten die bij geen enkele beschreven soort pasten.

Hoewel microbacteriën zelden betrokken zijn bij ziekten bij de mens, neemt het aantal relevante isolaten dat in nosocomiale settings wordt aangetroffen toe. Hoewel meer dan 30 soorten in het genus zijn erkend, is het waarschijnlijk dat slechts een beperkt aantal daarvan uit klinische specimens is geïsoleerd. Een nauwkeuriger identificatie van menselijke isolaten kan ons helpen beter te begrijpen welke soorten vatbaar zijn om opportunistische ziekteverwekkers te worden.

Beschrijving van Microbacterium paraoxydans sp. nov.

Cellen van Microbacterium paraoxydans (pa-ra-o′-xy-dans, omdat het organisme lijkt op M. oxydans) zijn kleine, grampositieve, coryneforme staafjes die aëroob groeien bij 20, 37 en 40°C. Kolonies zijn heldergeel, glad en soms kleverig en bereiken een diameter van 2 mm na 48 uur incubatie bij 37°C op bloedagar. De stammen zijn beweeglijk door peritrare flagellen. Ze zijn catalase-positief en oxidase-negatief. Glucose, sucrose, maltose, galactose, fructose, mannose en mannitol worden oxidatief aangezuurd, maar salicine niet. Esculine wordt met enige vertraging gehydrolyseerd. DNase, gelatine en caseïnehydrolyse zijn positief. Er is geen ontleding van tyrosine.

In het API 50CH systeem worden de volgende verbindingen geassimileerd: glycerol, d-arabinose, ribose, glucose, galactose, fructose, mannose, rhamnose, mannitol, α-methyl-d-glucoside, N-acetylglucosamine, esculine, salicine, cellobiose, maltose, lactose, sucrose, trehalose, melezitose, gentiobiose, d-turanose, l-fucose en gluconaat. Sorbose, sorbitol, amygdalin, xylitol en d-fucose worden door sommige stammen geassimileerd. Wanneer API ZYM-strips worden gebruikt, zijn leucine arylamidase, fosfoamidase en α-glucosidase positief. Zure en alkalische fosfatasen, esterase (C4), β-galactosidase, N-acetylglucosaminidase, α-mannosidase, en α-fucosidase zijn variabel. Esterase lipase (C8), valine arylamidase, cystine arylamidase, trypsine, α-chymotrypsine, β-glucuronidase, en β-glucosidase zijn negatief. d-ornithine is het diaminozuur van het peptidoglycan, en de voornaamste cellulaire vetzuren zijn anteiso-C17:0, anteiso-C15:0, en iso-C16:0. De stammen zijn geïsoleerd uit verschillende plaatsen van het lichaam. De typestam is CF36T (= DSM 15019T = CCUG 46601T). Twee andere stammen zijn gedeponeerd bij het DSMZ en de CCUG (Culture Collection of the University of Göteborg, Göteborg, Zweden): CF7 (= DSM 15020 = CCUG 46602) en CF40 (= DSM 15021 = CCUG 46603). Het G+C-gehalte van het DNA van de typestam is 69,9 mol%. Zij werd geïsoleerd uit menselijk bloed.

Nucleotide sequence accession number.

De 16S rDNA-sequentie van stam CF36 werd gedeponeerd in de EMBL (European Molecular Biology Laboratory) Data Library onder toetredingsnummer AJ491806.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.