Bacterial infections - Pediatrics part 2

Neisseria gonorrheae

Bacterial Infections (Part 2)

Ma. Anna P. Bañez, M.D. Department of Child Health

• Non‐motile, aerobic,  non‐spore forming,  gram negative,  intracellular  diplococcus with  flattened adjacent  surfaces

Pathogenesis

Epidemiology • Infection only in humans • Transmission:  intimate contact;  rarely,  fomites • Infection in newborn generally acquired  during delivery – Acute infection begins 2‐5 days after birth • Most common STI in sexually abused children

Clinical Manifestations Asymptomatic Gonorrhea – Pharyngeal gonococcal infection – Rectal carriage (40‐60%)

• Infects primarily Columnar Epithelium • Mucosal invasion  local inflammatory response  purulent exudate (PMN, serum and desquamated  epithelium) • Gonococcal Lipo‐Oligosaccharide (Endotoxin) exhibits  direct cytotoxicity cilia stasis and sloughing of  ciliated epithelial cells • Gonococcus transverses the mucosal barrier, the  lipo‐oligosaccharide binds bactericidal IgM antibody  and serum complement  acute inflammatory  response in the sub‐epithelial space • TNF and other cytokines are thought to mediate the  cytotoxicity of gonococcal infections

Clinical Manifestation • Uncomplicated gonorrhea Genital • Primary infection in  urethra in males, vulva and  vagina in pre‐pubertal females, cervix post pubertal  females • IP 2‐5 days in men; 5‐10 days in females Urethritis • Purulent discharge, dysuria without urgency or  frequency • Untreated cases resolve spontaneously in several  weeks or complicated by epididymitis, penile edema,  lympangitis, prostatitis, seminal vesiculitis

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Clinical Manifestation

Clinical Manifestation

• Uncomplicated gonorrhea Vulvovaginitis: • Purulent vaginal discharge with swollen, erythematous,  tender, and excoriated vulva • Dysuria, dyspareunia, intermenstrual bleeding • Cervix maybe inflamed and tender • Purulent material can be expressed from urethra or  ducts of Bartholin gland Rectal gonorrhea: • Often asymptomatic • May cause proctitis with symptoms of anal discharge,  pruritus, bleeding, pain, tenesmus and constipation

• Uncomplicated gonorrhea – Gonococcal Ophthalmitis • Unilateral or bilateral • Occur 1‐4 days after birth • Begins with mild  inflammation and a  serosanguinous discharge • Within 24 hours  thick and  purulent, tense edema of the  eyelids and marked chemosis occur  • Without treatment  corneal  ulceration, rupture and  blindness

Clinical Manifestation

Clinical Manifestation

• Disseminated  Gonococcal Infection – 1‐3% of gonococcal infection – After asymptomatic primary infection in women – Begin 7‐30 days after infection and within 7 days  after menstruation – As polyarticular septic arthritis in neonate – Common Manifestation: • Acute polyarthralgia and fever( most common) • Skin lesions in 25% (acral petechiae / pustular) • Tenosynovitis • Suppurative arthritis • Rarely carditis, osteomyelitis, and osteitis

• Disseminated  Gonococcal Infection – Tenosynovitis – Dermatitis Syndrome • More common • Fever, chills, skin lesions, and polyarthralgias predominantly involving the wrist, hands and  fingers • BCS (+) 30‐40 %  • Synovial fluid CS almost uniformly negative – Suppurative Arthritis Syndrome • Systemic signs and symptoms are less prominent • Monarticular arthritis  often involving the knee • Synovial fluid CS (+) in 45‐55% • Blood CS (‐) 

Diagnosis

Treatment

• Depends on isolation of organism • Urethritis – Gram (‐) intracellular diplococci – PRESUMPTIVE DX in symptomatic males – Not sufficient in females;  similar to Mima polymorpha & Moraxella • Other infections with purulence:  C. trachomatis, M. hominis, T. vaginalis, C. albicans • Evaluate for concurrent syphilis, hepatitis B, HIV and  C. trachomatis infection

• Due to  increase prevalence of penicillin  resistant N. gonorrheae, Ceftriaxone is  recommended as initial therapy for all ages • Patient beyond the neonatal period should also  be treated presumptively for C. trachomatis

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Treatment Infant and Pediatric Infections

Treatment Infant and Pediatric Infections

• Uncomplicated Infection – Ceftriaxone 50 mg/kg/ in single dose IM; maximum  125mg  • Bacteremia or Arthritis – Ceftriaxone 50mg/kg/24hr for a minimum of 7 days – >45 kgs 10‐14 days • Meningitis – Ceftriaxone 50mg/kg/dose q 12 hr 10‐14 days • Ophthalmia Neonatorum – Ceftriaxone 50 mg/kg/ in single dose IM; maximum  125 mg – Cefotaxime 100mg/kg/day single dose IM

• Endocarditis – Ceftriaxone 50mg/kg/dose q12 hr 28 days • Neonatal Sepsis – Should be treated parentally for minimum of  7 days – Cefotaxime is recommended for patient with  hyperbilirubinemia

Treatment for Adolescent and Adult Infection

Treatment for Adolescent and Adult Infection

• Single dose of ceftriaxone 125 mg IM  eradicates pharyngeal and uncomplicated  urogenital infections • Safe in pregnant women • Other alternatives: – Cefixime 400 mg PO as single dose – Ciprofloxacin 500 mg as single dose – Ofloxacin 400 mg PO

• Regardless of regimen chosen, treatment  should be followed  by regimen active  against C. trachomatis • Doxycycline 100 mg BID x 7 days  • Azithromycin 1 gm in single dose po • Erythromycin  for pregnant women x7‐10 day 

Treatment for Adolescent and Adult Infection Disseminated Gonococcal Infection • Ceftriaxone 1 gram/24 hr IV recommended as initial therapy – Alternative regimen • Cefotaxime 1 gm IV q8 • Ciprofloxacin 500mg/IV q12 • Ofloxacin 400 mg/IV q12 • Spectinomycin 2 gm q12  • Examine for clinical signs of meningitis and endocarditis • Switch to oral 24‐48 hrs after improvement: • Cefixime 400 mg bid • Ciprofloxacin 500 mg bid      x 7 days • Ofloxacin 400 mg bid         Gonococcal Conjunctivitis • Ceftriaxone 1 gm IM, single dose

Complications Pelvic Inflammatory Disease • A spectrum of infectious diseases of upper genital  tract due to N. gonorrhea, C. trachomatis and  endogenous flora (Streptococci, Anaerobes, gram  (‐) bacilli • Recommended Regimen: • Cefoxitin 2 g IV q6 or Cefotetan 2 g q 12 +  Doxycycline • Alternative Regimen: • Clindamycin + Gentamycin + Doxycycline

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Prevention

Other Complications • • • • • •

• • • •

PID Endometritis Ectopic pregnancy Perihepatitis Chorioamnionitis Septic abortion

Education Use of barrier contraceptive Early identification and treatment Gonococcal Ophthalmia Neonatorum – 2 drops 1% solution of silver nitrate into  each conjunctival sac shortly after birth – Erythromycin (0.5%) – Tetracycline Ophthalmic ointment

Syphilis

Congenital Syphilis

• Treponema pallidum: thin, motile, fastidious spirochete • Congenital Syphilis – via transplacental transmission, at any time during  pregnancy or at birth – Moist secretions are highly infectious • Acquired Syphilis – sexual contact; suspect sexual abuse in a child (+) for  acquired SY – IP: 3 wks (10‐90 d) – Open moist lesions of 1o & 2o stages are highly  infectious

• Up 100%transmission rate during pregnancy • Fetal or perinatal death in 40 % of affected  infants Early Signs: • 1st 2 years of life • Transplacental spirochetemia, analogous to  secondary stage of Acquired Syphilis • 2/3 asymptomatic , identified thru screening

Congenital Syphilis

Congenital Syphilis • Early Signs – Hepatosplenomegaly – Jaundice – Diffuse lymphadenopathy – Coomb’s negative hemolytic anemia – Thrombocytopenia – Osteochondritis: painful, multiple, causing irritability and  pseudoparalysis of Parrot – Periostitis of long bone – Erythematous maculopapular & bullous lesions with  desquamation on hands and feet – Mucous patches, rhinitis(snuffles), condylomatous lesions – CNS abnormalities, failure to thrive, chorioretinitis,  nephritis and nephrotic syndrome

Late Signs • Secondary to chronic inflammation of bone, teeth and CNS • Frontal boss of Parrott • Short maxilla • High palatal arch • Hutchinsons Triad: hutchinson teeth, interstitial keratitis, 8th nerve  deafness • Saddle nose • Mulberry molars • Higoumenakis sign • Relative protruberance of the mandible • Rhagades – linear scars from previous mucocutaneous fissures on  mouth, anus and genitalia • Saber shin • Scaphoid scapulae • Clutton joint • Juvenile Paresis – adolescence as behavioral changes, focal seizure,  loss of intellectual function • Juvenile Tabes – rare, spinal cord & CV involvement with aortitis

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Acquired Syphilis: 3 Stages • Primary: painless indurated ulcers (chancres) on  genitalia     • Secondary: begins 1‐2 mos later  Mucocutaneous lesions, lymphadenopathy  Rash: maculopapular, generalized  Condylomata lata (gray‐white / erythematous plaques  around anus or vagina) • Latent: period after infection when seroreactive but  asymptomatic  Early latent Syphilis: acquired within the preceding year  Late  latent Syphilis: asymptomatic   • Tertiary: late latent but symptomatic with cardiovascular  & gummatous lesions (granuloma of skin and  musculoskeletal system)

Neurosyphilis • Infection of the CNS • Occur at any stage especially in HIV patients

Acquired Syphilis: 3 Stages

Diagnosis • Demonstrated by dark‐field microscopy • Serology: principal means for diagnosis • Non‐Treponemal Tests – VDRL, RPR – Detect antibodies against a cardiolipin‐cholesterol‐ lecithin complex – not specific for Syphilis – Correlate w/ disease activity: for screening – Non‐reactive w/in 1 year of treatment for primary  syphilis, 2 years for secondary syphilis, few months in  congenital syphilis – False  (+) in autoimmune diseases

Diagnosis • Specific Treponemal Antibody Tests – Confirmatory but remain positive for life • T. pallidum immobilization (TPI) • Fluorescent treponemal antibody  absorption test (FTA‐ABS) • Microhemagglutination assay for  antibodies to T. pallidum (MHA‐TP) • FTA‐ABS 19S IgM

Stage Treatment and Dosage Primary, secondary, or  Penicillin G benzathine (2.4 million U  early latent (1 yr),  Penicillin G benzathine (2.4 million U  latent of unknown  IM) weekly for 3 doses duration, or tertiary  (gumma or  cardiovascular syphilis) Aqueous crystalline penicillin G (12–24  Neurosyphilis million U/24 hr IV given as 2.4 million  U every 4 hr) for 10–14 days For  children: Aqueous crystalline penicillin  G (200,000–300,000 U/kg every day  IV, given every 4–6 hr) for 10–14 days Aqueous crystalline penicillin G  Congenital syphilis (100,000–150,000 U/kg/24hr, given as  50,000 U/kg IV every 12 hr for the first 7 days and every 8 hr thereafter) for  10–14 days or Procaine penicillin G  (50,000 U/kg IM daily in a single dose) for 10–14 days

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Alternatives Tetracycline (500 mg PO qid for 2 wk) or doxycycline (100 mg PO bid for 2 wk) or  erythromycin (500 mg PO qid for 2 wk) Tetracycline (500 mg PO qid for 4 wk) or doxycycline (100 mg PO bid for 4 wk)

Penicillin G procaine (2.4  million U/day IM) plus probenicid (500 mg PO qid).  Both for 10–14 days

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Salmonella Infections

Salmonella Infections

• Non‐Typhoidal Salmonella – Reservoirs: poultry, livestock, reptiles, pets – Vehicles of transmission: poultry, beef, fish, eggs, dairy  products, fruits, vegetables, bakery products – Other modes of transmission: ingestion of  contaminated water, contact with reptiles,  contaminated medications, dyes, medical instruments • S Serotype Typhi: found only in humans – Infection: direct / indirect  contact with an infected  person  – MOT: Ingestion of water / food contaminated with  human feces • High inoculum 106‐108 required to cause disease,  contaminated food a major source of human infections    • Person‐to‐person transmission by direct fecal‐oral spread  is unusual, may occur in young children

• Gram negative bacilli • Incubation period – Gastroenteritis: 6‐48 hrs – Enteric fever: 3‐60 days  (usually 7‐14 days) – >2460 Salmonella  serotypes: most  human  disease caused by  Groups A‐E – Serotype Typhi is  classified in Serogroup D

Salmonella Infections • Risk of transmission : throughout the duration  of fecal excretion of organism • Chronic Carrier: 1% of patients continue to  excrete Salmonella  for > 1 yr 

Clinical Manifestation of Non-Typhoidal Salmonellosis Bacteremia – Risk Factors: • Neonates and young infants /=2 yo

Transmission

Shigella • Gram negative bacilli with >40 serotypes • 4 species responsible for illness:  – S. dysenteriae (Serogroup A) – S. flexneri (Serogroup B) – S. boydii (Serogroup C) – S. sonnei (Serogroup D) • Humans are the natural host • Incubation period: 1‐7 days

Clinical Manifestations • Primarily infects the large intestine – Symptoms range from loose stools with  minimal constitutional symptoms to more  severe symptoms fever, abdominal cramps,  tenesmus, mucoid stools with or without blood • Extraintestinal Manifestations \\\\\\\\\findings in 40% hospitalized  – Neurologic children: convulsions, headache, lethargy,  confusion, nuchal rigidity, hallucinations before  or after diarrhea – NOT due to Shiga toxin

• Fecal‐oral route, ingestion of contaminated  food or water, contact with inanimate object,  sexual contact – Transmission requires as few as 10 to 200  organism for infection to occur • Carrier state ceases within 4 weeks of onset of  illness; chronic carrier state is rare

Complications: • Dehydration (most common) • Bacteremia (uncommon) • Reiter syndrome (S. flexneri infection), • HUS (S. dysenteriae type 1), • Toxic megacolon and perforation • Toxic encephalopathy (Ekiri syndrome)

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Diagnosis

Treatment

• Stool Culture • (+) fecal leukocytes on Methylene‐Blue stained stool smear  sensitive but not  specific  • Enzyme immunoassay for Shiga toxin – for  detection of S. dysenteriae type 1 in stool • Blood culture: in severely ill ,  immunocompromised, malnourished patients • Other tests: fluorescent antibody test, PCR  assay, enzyme‐linked DNA probes

• For susceptible strains: Ampicillin and  Cotrimoxazole, Nalidixic acid • For resistant strains: Ciprofloxacin, Ceftriaxone • Current WHO recommendation: • Treat for Shigellosis in a child with bloody  diarrhea  DOC: Ciprofloxacin: 15 mg/kg bid x 3 days • Alternative Drugs:  Ceftriaxone 50‐100 mg/kg/day IM/IV x 2‐5 days  Azithromycin 6‐10 mg/kg OD x 3‐5 days

Vibrio cholerae

Vibrio cholerae

• Gram (‐), curved, motile bacillus  • Serogroup O1 have caused  epidemics • 2 Serotypes of V. cholerae O1:  Inaba & Ogawa • 2 biotypes: Classical and El torr (predominant) • Serogroup 0139 Bengal: epidemic  cholera in Indian subcontinent &  southeast Asia • Other serogroups & nontoxigenic strains cause sporadic (not  epidemics) diarrhea

• Mode of Infection: ingestion of contaminated  water or food (raw or undercooked shellfish) • Humans natural host • Direct person to person spread – not  documented • People with low gastric acidity: increased risk  of infection • Incubation period: 1‐3 days (Range: few hours  – 5 days)

Clinical Manifestation

Treatment

• Majority of infected patients are asymptomatic • /=18yo)  Duration of Treatment: 3 days

Escherichia coli Associated with Diarrhea • Enterotoxigenic E.coli (ETEC)  Produce secretory enterotoxins  Major cause of infantile diarrhea in developing  countries  Important etiologic agents of traveller’s diarrhea  Explosive, watery, nonmucoid, nonbloody diarrhea, abdominal pain, nausea, vomiting &  little or no fever

• Enteropathogenic E. coli (EPEC)  Generally cause acute diarrhea but severe  cases lead to protracted disease  Cause chronic diarrhea and malnutrition in  infants in developing countries  Breastfeeding is protective 

• Enteroinvasive E .coli (EIEC)  Usually watery similar to ETEC   Minority, dysentery‐like illness with bloody,  mucoid stools and fecal leucocytes with fever,  systemic toxicity, abdominal cramps,  tenesmus

• Shigatoxin‐producing E. coli (STEC) • Enterohemorrhagic E. coli (EHEC)  Abdominal pain and initially, watery diarrhea  blood‐streaked to bloody  Fever is uncommon  5‐10% develop systemic complications: o Hemolytic‐uremic syndrome (renal failure, hemolytic  anemia and thrombocytopenia) or thrombotic,  thrombocytopenic purpura  Shigatoxin E.coli O157:H7 – the prototype & most  virulent member of the E.coli pathotype  Poorly cooked hamburgers a common cause of food‐ borne outbreaks 

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• Enteroaggregative E.coli (EAggEC)  Associated with persistent diarrhea (>14 days)  in developing countries especially in >12 mos old  Occasionally, bloody  Associated with growth retardation in infants  and malnutrition  Cause AIDS‐associated chronic diarrhea and  traveler’s diarrhea

E. coli and Other Gram Negative Bacilli (Neonatal Sepsis and Meningitis ) • E. coli strains with the K1 capsular  polysaccharide antigen cause 40% of sepsis  and 80% of cases  • Other Gram negative bacilli causing neonatal  sepsis: non‐K1 strains of E. coli, Klebsiella,  Enterobacter, Proteus, Citrobacter,  Salmonella, Pseudomonas, and Serratia sp. – Nontypable H. influenzae, and anaerobic  gram negative bacilli rare

E. coli and Other Gram Negative Bacilli (Septicemia and Meningitis in Neonates) • Source: maternal genital tract • Nosocomial, through person to person  transmission among personnel &  environmental sites such as sinks, solutions,  etc. • Predisposing Factors:   Intrapartum infection,