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Coxiella burnetii (fiebre Q) Elsa M. Rojas Coxiella burnetii es una bacteria gramnegativa intracelular obligada que fue descrita en 1935 por el investigador australiano Edward Derrick. Se estableció como la causa de la fiebre Q (Query fever), término acuñado para este síndrome por la naturaleza enigmática de su etiología. Esta zoonosis se encuentra en todo el mundo y se presenta especialmente en brotes.[1] Estudios filogenéticos basados en análisis de secuencias de rARN16s han demostrado que el género Coxiella pertenece a la subdivisión gamma de las Proteobacterias; sus parientes más cercanos son Legionella, Francisella y Rickettsiella.[2] [3] Microbiología Coxiella burnetii es una bacteria intracelular estricta que puede cultivarse en huevos embrionados, en animales de laboratorio y en cultivo celulares a partir de muestras clínicas y de especímenes de animales. Se ha observado que tiene una variante de células pequeñas a manera de esporas que la protegen de las agresiones del ambiente, lo cual le permite sobrevivir por períodos prolongados y generar brotes en la medida que el viento la disemina. Su genoma ha sido completamente secuenciado y en el proceso se han identificado varios genes, con características similares a los encontrados en Legionella pneumophila y Escherichia coli, los cuales facilitan la supervivencia del germen dentro de los macrófagos, condición necesaria para la evolución hacia fases crónicas (figuras 172-1 y 172-2). Coxiella burnetii tiene entre uno y cinco plásmidos, dos de los cuales solo se encuentran en las cepas que producen las formas crónicas de la enfermedad. La diversidad genética y la virulencia están relacionadas con la expresión de moléculas de lipopolisacárido (LPS) y, al igual que las enterobacterias, este patógeno muestra variantes de colonias lisas y rugosas con perfiles antigénicos característicos. Los organismos con antígenos de la fase I tienen el LPS completo o LPS I (colonias lisas) que se pueden identificar serológicamente. En pases sucesivos en huevos embrionados o cultivos celulares la bacteria sufre una transformación de esta fase I (virulenta) a la fase II (avirulenta), proceso en el que ocurre una modificación de las moléculas de LPS I, cuyo peso disminuye, y dan lugar a las colonias rugosas con LPS II.[4] A diferencia del LPS II, el LPS I contiene dos tipos de polisacáridos inusuales: la verenosa (Vir, 6-deoxi-3-C-metil-D-gulopiranosa) y la dihidrohidroxistreptosa (Strep, 3-C-[hidroximetil]-L-lixofuranosa). Estos dos tipos de azúcares solo se han encontrado asociados al LPS de Coxiella burnetii, por lo que se consideran un biomarcador de la bacteria. De otra parte, el lípido A del LPS es el principal componente endotóxico de las bacterias gramnegativas al jugar un papel en la patogénesis contribuyendo a la generación de la respuesta inflamatoria y la sepsis; sin embargo, esta estructura molecular en el LPS de Coxiella burnetii ha sufrido modificaciones, lo que explica en parte la respuesta inflamatoria moderada que se desencadena en la mayoría de las infecciones agudas. Uno de los sistemas proteicos más importantes en esta bacteria es el Tol-pal, que está implicado en el mantenimiento de la integridad de la membrana. Estudios sobre variantes mutantes demostraron que el déficit de estas proteínas se relacionó con mayor susceptibilidad a detergentes, hipersensibilidad a medicamentos y formación de vesículas en la membrana externa. Igualmente, se ha descrito la presencia de bombas de eflujo y de un sistema complejo de enzimas antioxidantes entre ellas la superóxido dismutasa (CBU 1708) y la peroxirredoxina (CBU 0963) que contribuyen a la supervivencia dentro de los macrófagos.[5] Fisiopatología El control inmunológico de Coxiella burnetii depende de la inmunidad celular; sin embargo, esta no logra erradicarla. El material genético de este patógeno se puede encontrar en los monocitos circulantes o de la médula ósea de pacientes infectados, incluso transcurridos varios años luego de la infección. El proceso lleva a la formación de granulomas con una estructura más o menos típica conocida como células en doughnut, por la morfología que usualmente produce la vacuola central de lípidos rodeada de un anillo fibrinoide. En la formación de estas estructuras es imprescindible el receptor TLR4 que modula la producción de citocinas como el factor de necrosis tumoral y el interferón γ, las cuales facilitan el control de la infección. En la fase crónica la respuesta celular es inefectiva e incluso dañina para el hospedero dado que puede expresarse como vasculitis leucocitoclástica y glomerulonefritis. En este período se detecta una elevación de IgG e IgA contra antígenos de las fase I y II, al igual que un aumento en la producción de IL-10.[6] Epidemiología Modo de transmisión y reservorios Usualmente los casos se presentan como brotes asociados a la inhalación de esporas a partir de placentas durante el alumbramiento o de leche o lana de animales infectados; también, con el consumo de productos lácteos contaminados. Las esporas pueden sobrevivir en el ambiente al calor y la resequedad durante semanas o meses, y transportarse por aerosoles. Los reservorios principales son ovejas, cabras y ganado vacuno.[7] También se ha descrito en aves, primates, anfibios y artrópodos. El surgimiento de brotes con alto número de casos se asocia al aumento de la velocidad de los vientos en ciertas épocas del año, lo cual facilita la diseminación de las esporas.[8] La bacteria es altamente infectante y de ahí su potencial para uso como arma biológica (Categoría CDC tipo B). Incluso, algunos autores afirman que un único microorganismo puede causar la enfermedad en una persona susceptible.[9] Adaptado de: Raoult D, Marrie J, Mege L. Lancet Infect Dis. 2005; 55: 219-26. Figura 172-1. La fase virulenta de C. burnetii interacciona con la integrina αvβ3 y la proteína asociada a integrina (IAP) y con el receptor 4 de tipo Toll (TLR-4), excluyendo el receptor 3 del complemento (CR3) de las formaciones de pseudópodos. La integrina αvβ3 lleva a la internalización de la bacteria y reorganización del citoesqueleto, activación de la tirosina-quinasa y fosforilación de sustratos endógenos mediante el anclaje de TLR-4. Esta vía facilita la supervivencia de C. burnetii. La fase avirulenta de la bacteria interacciona con la integrina αvβ3, la IAP y CR3. Este proceso no involucra a TLR-4, ni conlleva reorganización del citoesqueleto; tampoco activa la tirosina-quinasa. La internalización de la bacteria requiere la cooperación de la integrina αvβ3 y de la IAP para activar la competencia fagocítica de CR3. Adaptado de: Raoult D, Marrie J, Mege L. Lancet Infect Dis. 2005; 55: 219-26. Figura 172-2. En la fase I virulenta de Coxiella burnetii la fagocitosis lleva a la formación de fagosomas tempranos que expresan marcadores de endosomas y lisosomas tardíos (LAMP1, M6PR y V-ATPasa), lo que resulta en la acidificación del fagosoma. La fase final del fagosoma exhibe las características de aquellos en su fase tardía, que no adquieren catepsina D. La fagocitosis de la fase avirulenta de Coxiella burnetii lleva a la formación de fagosomas tempranos y tardíos. Rab7 interviene en la maduración de los fagosomas tardíos, los cuales adquieren catepsina D lo que resulta en la formación de fagolisosomas ácidos. Factores de riesgo para infección La infección es cinco veces más frecuente en mayores de 15 años. Aunque hay reportes de casos en infantes, la infección surge en etapas más tardías probablemente poruna mayor probabilidad de exposición con el paso de los años. Es más frecuente en hombres que en mujeres con una relación 2,5 a 1. Esta diferencia se debe a que el 17-estradiol es un factor de protección demostrado en modelos múridos.[10] Por esta misma razón, el embarazo predispone a la cronicidad de la infección. De otra parte, se ha considerado que las diversas manifestaciones clínicas o la gravedad pueden estar asociadas a la alta variabilidad observada en los plásmidos de esta bacteria. Sin embargo, por análisis con PCR de genes específicos de plásmidos o anticuerpos contra lipopolisacáridos no se demuestra diferencia entre los aislamientos de las formas agudas y crónicas.[11] Distribución geográfica Se ha descrito en todo el mundo, excepto en Nueva Zelanda donde no se han detectado anticuerpos en las ovejas y, por ende, se asume que no hay infección en humanos. En Francia el 30% de los habitantes en los Alpes tienen anticuerpos; allí causa el 5% de las endocarditis. En el país Vasco existen informes que señalan a Coxiella burnetii como la segunda causa de neumonía adquirida en la comunidad (NAC) después de Streptococcus pneumoniae, y Holanda es el país que actualmente reporta mayor número de brotes.[12] [13] En Latinoamérica son escasos los informes que permiten evaluar la magnitud del problema.[14] Descripciones brasileras corresponden a casos aislados en humanos, con diversas presentaciones entre ellas neumonía, osteomielitis o síndrome febril prolongado.[15] Hasta 2007, en Colombia no se habían reportado casos en humanos de infección por Coxiella burnetii. Un primer enfoque de este problema data de 2006, en un estudio descriptivo de seroprevalencia realizado en la costa norte de Colombia, el cual documentó reactividad para anticuerpos IgG, determinados por la técnica de inmunofluorescencia indirecta (IFI), en 24% de una muestra de 87 trabajadores que realizaban actividades agropecuarias.[16] Los primeros casos reportados en humanos corresponden a un grupo de 18 sujetos detectados en un estudio descriptivo sobre la etiología de la NAC en Medellín, desarrollado durante los años 2005 y 2006. En este estudio, el diagnóstico de la infección aguda se hizo por inmunofluorescencia indirecta de anticuerpos contra la fase II de la bacteria. Se demostró una asociación entre la emergencia de casos de neumonía por Coxiella y el período de junio a septiembre de 2006, lo cual sugiere que la mayoría de los casos detectados probablemente correspondieron a un brote en la población donde se llevó a cabo el estudio.[17] Manifestaciones clínicas La infección por Coxiella burnetii puede presentarse en dos formas: la aguda en la que predomina una enfermedad de tipo influenza con compromiso pulmonar o hepático y se producen anticuerpos contra antígenos de la fase II; y la crónica en la que predomina la endocarditis y se generan anticuerpos contra antígenos de la fase I. Luego de adquirir la infección, generalmente por inhalación de las esporas o consumo de productos cárnicos o lácteos contaminados, se da una fase de latencia que dura entre 10 y 15 días. La mayor parte de los casos son asintomáticos y solo una tercera parte hace manifestaciones. En la tabla 172-1 se resumen las características clínicas de la infección de acuerdo con la fase. La presentación clínica durante la fase aguda puede variar de acuerdo con diversos factores, entre ellos: la ruta de infección, el tamaño del inóculo, el tipo de cepa infectante, el estado inmune del paciente y el lugar donde se estudie. En Canadá se informa con mayor frecuencia la neumonía y en España, la hepatitis, mientras que en Francia se describen ambas con la misma frecuencia.[18] La neumonía por Coxiella burnetii produce diversos patrones radiológicos pero el predominante es el multilobar, con infiltrados nodulares por lo que debe ser considerada en el diagnóstico diferencial de la neumonía redonda. Algunos casos se presentan con franca necrosis, en especial si el paciente tiene algún tipo de inmunosupresión.[19] Varias series de casos concuerdan en describir que junto con los síntomas respiratorios es frecuente encontrar alteración de las pruebas de función hepática, lo cual puede sugerir este diagnóstico al tratar de diferenciar de otras etiologías. Por lo general, los síntomas son de leves a moderados y solo entre 2% y 5% de los casos requieren hospitalización.[20] Existen otras manifestaciones clínicas en la etapa aguda que se encuentran con mucha menor frecuencia que la hepatitis o la neumonía y por ello pueden pasar inadvertidas o ser atribuidas a otras causas. En la tabla 172-2 se resumen las más importantes. Cuando la infección se vuelve crónica, la manifestación más frecuente es la endocarditis. En el 50% de los pacientes que tienen una lesión valvular se desarrolla esta complicación luego de la infección con Coxiella burnetii. El diagnóstico no es fácil, dado que en este tipo de endocarditis es infrecuente la fiebre y las vegetaciones pueden ser difíciles de detectar por ecocardiografía, por lo que el diagnóstico puede tardar en promedio hasta 18 a 24 meses. En las modificaciones más recientes a los criterios de Duke para endocarditis, se incluye como uno mayor un título de IgG ≥1:800 contra el antígeno de fase I de Coxiella, obtenido por inmunofluorescencia.[21] La cohorte más extensa publicada hasta ahora de endocarditis por Coxiella burnetii es la de 104 casos franceses recopilados durante 23 años. En ella se demostró que los factores asociados a mortalidad fueron las manifestaciones embólicas al momento del diagnóstico, la endocarditis en válvula protésica, la falta de descenso de los niveles de IgG e IgA contra el antígeno de la fase I y la persistencia de IgM contra el de la fase II al año de tratamiento.[22] Frecuencia e incidencia de las categorías clínicas de la fiebre Q Fase Categoría de infección Prevalencia/ Condición asociada (%) Aguda Asintomática. 60% Aguda autolimitada. 38% Neumonía o hepatitis. 2% a 5% Aguda durante el embarazo. Rara Crónica Aguda progresiva. 0,2% a 0,5%. Endocarditis. 50% en pacientescon lesión valvular. Infección osteroarticular. Cáncer, niños. Infección durante el embarazo Cuando la infección se produce durante el embarazo, puede causar una alta morbimortalidad en la Tabla 172-1. Frecuencia e incidencia de las categorías clínicas de la fiebre Q. madre y el feto. Entre las complicaciones descritas están: aborto espontáneo, retardo del crecimiento intrauterino, oligoamnios, mortinatos y parto prematuro. Las complicaciones obstétricas son más frecuentes si la infección ocurre en las etapas más tempranas del embarazo. Para prevenir las complicaciones y el desarrollo de formas crónicas de la infección durante el embarazo, se recomienda el uso de trimetoprim-sulfametoxazol por un período prolongado en las mujeres con infección aguda comprobada. Dado que se desconoce la prevalencia de la infección, es probable que esta sea una entidad subestimada en la población femenina y que, por ende, no se reconozcan sus complicaciones. [23] Diagnóstico Coxiella burnetii puede detectarse en tejidos y en muestras del tracto respiratorio con la tinción de Giménez (fucsina, fenol y etanol); sin embargo, no es un método sensible ni específico. Esta bacteria, de crecimiento lento, puede cultivarse en huevos embrionados o en células eucariotas; sin embargo, estos son métodos largos que se deben hacer en laboratorios con condiciones de bioseguridad nivel 3, lo que limita su uso en la práctica clínica cotidiana. Sistema Síntomas o síndrome Neurológico Encefalitis, meningoencefalitis, encefalomielitis, meningitis, cerebelitis, síndrome de Guillain-Barré, neuritis, mielitis,neuropatía periférica,polirradiculopatía, síntomas extrapiramidales. Gastrointestinal Gastroenteritis, pancreatitis, ruptura esplénica, paniculitis mesentérica, colecistitis acalculosa. Genital Orquitis, priapismo. Cardíaco Miocarditis, pericarditis, miopericarditis. Hematológico Síndrome hemolítico urémico, hemofagocitosis, anemia, rabdomiolisis, necrosis de la médula ósea. Endocrino Tiroiditis, secreción inapropiada de hormona antidiurética. Cutáneo Brote maculopapular o purpúrico, eritema nodoso. Renal Glomerulonefritis. Osteomuscular Osteomielitis y osteoartritis crónica Otros Síndrome de fatiga crónica, aborto espontáneo. Adaptado de: Parker N, Barrdet JH, Morton A. Q fever. Lancet. 2006; 367:679-88. El método mejor estudiado y más utilizado es la determinación de anticuerpos. Como una aparente paradoja, los anticuerpos contra antígenos de la fase II se elevan en la enfermedad aguda y los dirigidos contra los antígenos de la fase I, en la enfermedad crónica. Entre la tercera y cuarta semanas de la infección se detectan títulos significativos, aunque solo 39% de los pacientes tienen anticuerpos positivos en la primera prueba. La inmunofluorescencia indirecta es el método de referencia y aunque también se han desarrollado técnicas de ensayo inmunoenzimático (ELISA) y de fijación del complemento, son menos sensibles y específicas dado que se observan reacciones cruzadas con Legionella y Leptospira.[24] El marcador más específico de infección aguda es la elevación cuádruple de los títulos, aunque títulos aislados de IgM 1:50 o de IgG 1:200 tienen un valor predictivo positivo cercano al 100%.[25] En el caso de la infección crónica, el Centro de Referencia Nacional Francés estableció un punto de corte de 1:800 para IgG contra antígenos de fase I. Este valor tiene sensibilidad de 100%, especificidad de 99,6%, valor predictivo positivo de 98% y valor Tabla 172-2. Síndromes clínicos asociados con fiebre Q. predictivo negativo de 100%.[26] En cuanto a las pruebas de biología molecular, se han explorado varias estrategias entre ellas la reacción en cadena de la polimerasa. Esta técnica ha probado ser útil en muestras del tracto respiratorio y en tejido valvular, mientras que en muestras de sangre su desempeño es menos bueno probablemente por la naturaleza intracelular del patógeno. En centros de referencia se prefiere utilizar como cebador la secuencia repetitiva IS1111.[27] Se han desarrollado otros tipos de pruebas con resultados promisorios pero aún con utilización limitada en la clínica como es el caso de las técnicas que usan plataformas basadas en microarrays.[28] Tratamiento La capacidad que tiene Coxiella burnetii de sobrevivir en las células fagocíticas contribuye a su patogenicidad y a la producción de infecciones persistentes y recurrentes. Las fallas terapéuticas a pesar de un tratamiento apropiado con antibióticos pueden explicarse en parte porque no se logran concentraciones adecuadas de estos en el interior de las células. Los fármacos que se han evaluado tanto in vitro como in vivo y que han resultado más útiles en el tratamiento de esta infección son la doxiciclina, la hidroxicloroquina, las quinolonas y la tigeciclina.[29] Para el tratamiento de la neumonía se sugiere doxiciclina 200 mg/día durante 10 días. En los casos de hepatitis, que usualmente se acompañan de una respuesta inmunológica intensa con presencia de autoanticuerpos, se aconseja la administración concomitante de prednisona 40 mg/día por 7 días. El tratamiento recomendado para la endocarditis ha sido tradicionalmente una combinación de tetraciclinas y quinolonas. Sin embargo, en la última década se ha optado por el uso de doxiciclina e hidroxicloroquina, luego de estudios del grupo de Raoult en los que se halló menor tiempo de tratamiento y disminución de la frecuencia de las recurrencias con esta combinación de fármacos.[30] Este mismo grupo encontró que es necesario tratar a los pacientes afectados por lo menos durante 18 meses, monitorizando los niveles de doxiciclina y del anticuerpo como una estrategia para garantizar la evolución adecuada de la infección; se considera segura la suspensión de los antibióticos cuando se alcanzan niveles de IgG por debajo de 1:200.[31] Prevención Solo hay una vacuna aprobada para uso en humanos; es una preparación celular completa derivada de la inactivación en formalina de la cepa Henzerling en fase 1. Esta vacuna se ha utilizado de forma extensa en Australia y ha mostrado ser efectiva para disminuir los casos de infección en los trabajadores de la industria agropecuaria, que es la población en mayor riesgo de contraer la enfermedad. Sin embargo, aún se deben mejorar algunos aspectos de la inmunogenicidad y seguridad, por lo que se reserva para inmunización en población de alto riesgo y en áreas de alta incidencia.[32] Existen guías para la profilaxis postexposición que se pueden aplicar en el contexto de un ataque biológico potencial, así como en casos de exposición laboral o brotes. Se recomienda la doxiciclina 100 mg cada 12 horas por 5 días, iniciados 8 a 10 días luego de la exposición. Esta recomendación parte de un estudio realizado en la década de 1950, que evidenció que el uso inmediato del antibiótico postexposición aumentaba el período de incubación en 10 días, pero no prevenía la infección, mientras que la administración luego de 12 días postexposición sí evitaba la enfermedad. También se ha recomendado el uso extendido de doxiciclina hasta por un año en individuos con alteraciones de la inmunidad celular o valvulopatías, luego de la etapa aguda, con el fin de prevenir la endocarditis.[33] BIBLIOGRAFÍA 1. Cooke RA. Q fever. Was Edward Derrick´s contribution undervalued? Med J Aust. 2008; 189(11-12): 660-2. 2. Maurin M, Raoult D. Q Fever. Clin Microbiol Rev. 1999; 12: 518-53. 3. Glazunova O, Roux V, Freylikman O, Sekeyova Z, Fournous G, Tyczka J, et al. Coxiella burnetii genotyping. Emerg Infect Dis. 2005; 11(8): 1211-7. 4. Ghigo E, Pretat L, Desnues B, Capo C, Raoult D, Mege JL. Intracellular Life of Coxiella burnetii in Macrophages. 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