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Legionella/Legionelosis

Legionella es un bacilo gramnegativo intracelular facultativo. Legionella no crece en medios de cultivo comunes porque requiere cierta suplementación (cisteína y hierro). Legionella puede ser aislada en un medio de extracto de levadura de carbón tamponado. El hábitat de Legionella son sistemas acuáticos, incluidos los reservorios construidos por el hombre, como las torres de refrigeración y los tanques de agua caliente. La transmisión se produce principalmente a través de la inhalación de gotículas de agua en aerosol, lo que provoca una infección pulmonar. Legionella pneumophila (L. pneumophila) representa la mayoría de las infecciones humanas. La presentación clínica incluye la enfermedad del legionario, neumonía atípica y fiebre de Pontiac. El diagnóstico se realiza mediante cultivo, prueba de antígenos en orina y/o reacción en cadena de la polimerasa. Las fluoroquinolonas y los macrólidos son los principales tratamientos.

Última actualización: Feb 28, 2022

Responsabilidad editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Clasificación

Diagrama de flujo de clasificación de bacterias gram negativas

Bacterias gramnegativas:
La mayoría de las bacterias se pueden clasificar de acuerdo con un procedimiento de laboratorio llamado tinción de Gram.
Las bacterias con paredes celulares que tienen una capa delgada de peptidoglicano no retienen la tinción de cristal violeta utilizada en la tinción de Gram. Sin embargo, estas bacterias retienen la contratinción de safranina y, por lo tanto, adoptan un color rojo-rosado en la tinción, lo que las hace gramnegativas. Estas bacterias pueden clasificarse además según su morfología (diplococos, bastones curvos, bacilos y cocobacilos) y su capacidad para crecer en presencia de oxígeno (aeróbicas versus anaeróbicas). Las bacterias se pueden identificar de manera más profunda cultivándolas en medios específicos (agar hierro triple azúcar) donde se pueden identificar sus enzimas (ureasa, oxidasa) y se puede probar su capacidad para fermentar lactosa.
* Se tiñe mal en la tinción de Gram
** Bastón pleomórfico/cocobacilo
*** Requiere medios de transporte especiales

Imagen por Lecturio.

Características Generales

Legionella

  • Características generales:
    • Estructura: bastones/bacilos delgados y pleomórficos
    • Tinción de Gram: gramnegativa (mala tinción de Gram)
    • Otra(s) tinción(es): generalmente con tinción de plata
    • Necesidad de oxígeno: aeróbico
    • Invasión y replicación en relación con la(s) célula(s) huésped(es): intracelular facultativo
    • Enzima(s):
      • Catalasa positiva
      • Oxidasa positiva (Legionella pneumophila (L. pneumophila))
  • Medio de cultivo: cultivado en medio de extracto de levadura de carbón tamponado con suplementos de hierro y cisteína
  • Legionelosis (enfermedad causada por Legionella):
    • Enfermedad del legionario: neumonía atípica
    • Fiebre de Pontiac: fiebre y mialgias

Especies clínicamente relevantes

  • L. pneumophila (causa el 80%–90% de las infecciones humanas)
  • L. micdadei (agente de la neumonía de Pittsburgh)
  • L anisa
  • L. feeleii
  • L. longbeachae
Tinción plateada de legionela

Una tinción de plata de L. pneumophila

Imagen: “Legionella Silver Stain” por William Cherry. Licencia: Dominio Público.

Videos relevantes

Patogénesis

Epidemiología

  • Incidencia: 8 000–18 000 casos de enfermedad del legionario por año en Estados Unidos
  • Más común y más grave en adultos mayores

Reservorio

  • Hábitat natural:
    • Sistemas acuáticos (e.g., lagos, arroyos)
    • Suelo
  • En reservorios acuáticos construidos por humanos:
    • Tanques de agua caliente
    • Equipo dental
    • Sistemas de agua potable
    • Torres de refrigeramiento
    • Piscinas/jacuzzis
  • En el agua, Legionella existe dentro de biopelículas o como parásitos intracelulares en protozoos.
  • Las temperaturas cálidas (25°C–42°C (77°F–107°F)) mejoran el crecimiento.

Transmisión

  • Inhalación de gotículas en aerosol (vía principal)
  • Aspiración
  • Sin transmisión de persona a persona

Factores de virulencia

  • Característica principal de la patogenicidad de Legionella: capacidad de multiplicación intracelular
  • Adherencia y fagocitosis de Legionella:
    • Las bacterias se adhieren a la célula huésped (macrófagos alveolares y monocitos) promovidas por factores que incluyen:
      • Pili
      • Lipopolisacárido
      • Proteínas de la membrana externa
    • Fagocitosis facilitada por:
      • Complemento humano 3 (C3)
      • Proteína potenciadora de la infectividad a macrófagos
  • Supervivencia y replicación de Legionella mediante la formación de vacuolas que contienen Legionella facilitada por:
    • Tráfico de organelos defectuoso/multiplicación intracelular del sistema de secreción tipo IV:
      • Recluta el retículo endoplásmico para la vacuola bacteriana
      • Transloca proteínas efectoras para evitar la fusión fagolisosomal
    • Sistema de secreción tipo II:
      • Amortigua la respuesta de citoquinas de las células infectadas
      • Libera enzimas degradantes y toxinas

Proceso de enfermedad

  1. Las bacterias se multiplican dentro de las vacuolas, secretando sideróforos, lo que permite la absorción del hierro necesario para el crecimiento de Legionella.
  2. Eventualmente, se desarrollan flagelos, lo que desencadena la caspasa-1 y conduce a la apoptosis.
  3. La célula es destruida, liberando las bacterias y permitiendo la infección de otras células.
Patogenia de la infección por legionella

Patogénesis de la infección por Legionella
Las bacterias son opsonizadas por C3b (un componente escindido de C3) y se incorporan a los macrófagos. Una vez dentro del fagosoma, Legionella inhibe la fusión fagolisosomal, lo que permite el crecimiento de las bacterias, produciendo enzimas degradantes y toxinas, lo que finalmente conduce a la apoptosis de la célula infectada. La célula destruida libera las bacterias, propagando la infección a otras células.

Imagen por Lecturio.

Factor de riesgo del huésped

  • Edad > 50 años
  • Estado inmunocomprometido:
    • Diabetes
    • Síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA)
    • Malignidad hematológica
    • Receptores de trasplantes de órganos sólidos
    • Pacientes en tratamiento inmunosupresor
  • Enfermedad pulmonar crónica
  • Enfermedad renal en estadio terminal
  • Tabaquismo (perjudica la acción mucociliar que elimina la Legionella)
  • Consumo de alcohol

Presentación Clínica

La infección por Legionella se conoce como legionelosis.

Fiebre de Pontiac

  • Muy común
  • Síndrome leve y autolimitante similar a la gripe
  • Se resuelve espontáneamente (no se necesitan antibióticos) y, a menudo, no se diagnostica

Enfermedad del legionario

  • Se presenta como neumonía atípica:
    • Tos, fiebre, disnea
    • Síntomas gastrointestinales: diarrea, vómitos
    • Síntomas neurológicos: cefalea y confusión
  • Asociado con hiponatremia
  • La enfermedad ocurre en ciertos entornos:
    • Viajes: cruceros, centros turísticos, hoteles
    • Centros de salud: hospitales, hogares de ancianos/centros de cuidado a largo plazo
  • Infección esporádica, pero también puede estar asociada con brotes epidémicos
Tabla: Comparación de las presentaciones clínicas de la infección por Legionella
Fiebre de Pontiac Enfermedad del legionario
Tasa de infección > 90% < 5%
Tiempo de inicio Durante todo el año Casos esporádicos o brotes a finales de verano y principios de otoño
Periodo de incubación 1–2 días 2–10 días
Manifestaciones
  • Enfermedad leve similar a la gripe (cefalea, fiebre, escalofríos, dolores musculares)
  • Sin neumonía
  • Neumonía lobar unilateral o neumonía atípica (fiebre, escalofríos, disnea, tos seca o productiva)
  • GI: náuseas, vómitos, diarrea (50%)
  • SNC: confusión, estupor, ataxia (50%)
  • Cardíaco: bradicardia relativa (raro)
Resolución
  • Autolimitada
  • Requiere terapia antibiótica
  • Puede presentarse con falta de respuesta a la monoterapia con betalactámicos
Tasa de mortalidad < 1% 15%–20% (si no se trata)
GI: gastrointestinal
SNC: sistema nervioso central

Diagnóstico

Examen clínico

  • Neumonía lobar unilateral:
    • Crepitantes, ruidos respiratorios disminuidos, broncofonía aumentada en la auscultación
    • Frémito táctil a la palpación
    • Matidez a la percusión (representa consolidación localizada)
  • Neumonía atípica: crepitantes bilaterales o hallazgos poco relevantes

Pruebas diagnósticas

  • Antígeno urinario de Legionella: método rápido (detecta L. pneumophila serogrupo 1)
  • Reacción en cadena de la polimerasa (e.g., muestra de esputo o lavado broncoalveolar)
  • Cultivo:
    • Medio extracto de levadura de carbón tamponado con hierro y cisteína
    • Legionella spp. crece lentamente; generalmente, las colonias visibles están presentes después de 3 días de incubación.
    • Espécimen(es):
      • Secreciones respiratorias bajas
      • Tejido pulmonar
      • Líquido pleural
  • Frotis de muestras clínicas:
    • Organismo no demostrado claramente en una tinción de Gram
    • Tinción de plata (Warthin-Starry y Dieterle)
    • Tinción directa de anticuerpos fluorescentes (rápida pero menos sensible que un cultivo)
Legionella pneumophila immunfluoreszenz-färbung

Legionella pneumophila: tinción de inmunofluorescencia directa con anticuerpos marcados con fluorescencia

Imagen: “Legionella Pneumophila IF” por CDC-PHIL. Licencia: Dominio Público.

Análisis de sangre

  • Hiponatremia (rara en otros tipos de neumonía)
  • Leucocitosis
  • ↑ Velocidad de eritrosedimentación (VES)
  • ↑ Proteína C reactiva
  • ↑ Procalcitonina (puede no ocurrir en la neumonía atípica)

Imagenología de tórax

  • Radiografía de tórax y tomografía computarizada (TC) de tórax
  • Cambios compatibles con neumonía atípica: opacidad reticular difusa con consolidación ausente o mínima
  • Puede incluir infiltrados unilaterales, derrame pleural

Tratamiento

  • El tratamiento empírico sigue las pautas para la neumonía adquirida en comunidad.
  • El tratamiento dirigido utiliza los siguientes antibióticos:
    • Fluoroquinolonas: se prefiere levofloxacino
    • Macrólidos: se prefiere azitromicina; medicamento de elección para niños
  • Opciones alternativas de antibióticos:
    • Doxiciclina
    • Trimetoprim-sulfametoxazol
    • Terapia combinada (algunos regímenes incluyen rifampicina)
  • Legionella es resistente a los antibióticos betalactámicos.
  • La enfermedad del legionario es una enfermedad de notificación obligatoria.

Diagnóstico Diferencial

  • Neumonía atípica (otra etiología): infección pulmonar que se presenta típicamente en pacientes ancianos o inmunocomprometidos con disnea, tos seca no productiva y síntomas extrapulmonares. Otras causas incluyen: Mycoplasma pneumoniae y Chlamydophila pneumoniae.
  • Influenza: una infección viral altamente contagiosa causada por un virus de ARN. La influenza se presenta con fiebre alta de inicio súbito, cefalea, rinorrea, tos no productiva, malestar general y mialgia. Las pruebas de diagnóstico rápido de la influenza detectan antígenos virales.
  • Síndrome de dificultad respiratoria aguda: reacción inflamatoria grave caracterizada por edema pulmonar no cardiogénico. La afección se debe a una lesión en la membrana alvéolo-capilar, lo que hace que el líquido inunde los pulmones. Múltiples causas posibles incluyen traumatismo, sepsis, neumonitis, infarto pulmonar y lesión aguda relacionada con la transfusión.
  • Bronquitis: una infección del tracto respiratorio inferior que causa inflamación de los bronquios. La bronquitis es causada con mayor frecuencia por una infección viral y se presenta con tos autolimitante.
  • Insuficiencia cardíaca: una afección en la que el corazón no puede bombear suficiente sangre para satisfacer las necesidades metabólicas del cuerpo. La insuficiencia cardíaca puede presentarse con edema pulmonar, causando disnea y tos.

Referencias

  1. No author: Legionella (Legionnaire’s disease and Pontiac fever). (2018). CDC. Retrieved from https://www.cdc.gov/legionella/index.html
  2. Murdoch, D., Chambers, S. Priest, P., Ramirez, J., & Bond, S. (Eds.) (2020). Microbiology, epidemiology and pathogenesis of Legionella infection. UpToDate. Retrieved Dec 9, 2020, from https://www.uptodate.com/contents/microbiology-epidemiology-and-pathogenesis-of-legionella-infection?search=legionella&source=search_result&selectedTitle=3~102&usage_type=default&display_rank=3
  3. Rathore, M., & Bragg, L. (2018). Legionella infection. Medscape. https://emedicine.medscape.com/article/965492-overview
  4. Riedel S, Hobden J.A., et al. (Eds.) (2019). Legionella, bartonella, and unusual bacterial pathogens. In Jawetz, Melnick, & Adelberg’s Medical Microbiology, 28th ed. McGraw-Hill.
  5. White, R., & Cianciotto, N. (2019). Assessing the impact, genomics and evolution of type II secretion across a large, medically important genus: The Legionella type II secretion paradigm. Microbial Genomics, 5(6),e000273. https://doi.org/10.1099/mgen.0.000273
  6. Yu V.L., Pedro-Botet M, & Lin Y.E. (2018). Legionella infections. In Jameson J.L., et al. (Eds), Harrison’s Principles of Internal Medicine, 20th ed. McGraw-Hill.
  7. Zhan, X., Hu, C., & Zhu, Q. (2015). Legionella pathogenesis and virulence factors. Annals of Clinical and Laboratory research, 3(2),15. https://www.aclr.com.es/clinical-research/legionella-pathogenesis-and-virulence-factors.pdf

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