Общая микробиология
 Скачать 0.8 Mb.
|
РАЗДЕЛ ЧАСТНАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ1 вопрос. Стафилококки, их свойства. Классификация. Заболевания, вызываемые стафилококками. Микробиологическая диагностика. Препараты, применяемые для специфической терапии и специфической профилактики стафилококковых инфекций. Таксономическое положение и классификация стафилококков. Название стафилококков происходит от греческих слов “staphylоs” – виноград, гроздь и “coccos” – ягода, зерно. Стафилококки относятся к типу Firmicutes, классу Bacilli, порядку Bacillales, семейству Staphylococcaceae и роду Staphylococcus. Этот род включает более 35 видов. Клинически значимыми для человека видами стафилококков являются Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus saprophyticus, Staphylococcus haemolyticus, Staphylococcus intetrmedius и некоторые другие. Среди стафилококков выделяют патогенные виды (в частности, S. aureus), условно-патогенные виды (например, S. epidermidis) и непатогенные виды (в частности, S. saprophyticus). С точки зрения патогенетических признаков важной является классификация стафилококков по способности продуцировать плазмокоагулазу. По этому признаку стафилококки подразделяются на коагулазоположительные или коагулазопозитивные (к ним относится золотистый стафилококк – S. aureus) и коагулазоотрицательные или коагулазонегативные стафилококки (к ним относятся эпидермальный и сапрофитный стафилококки – S. epidermidis и S. saprophyticus). Внутри вида по чувствительности к бактериофагам S. Aureus подразделяется на фагогруппы и фаговары. Морфологические и тинкториальные свойства стафилококков. Стафилококки имеют шаровидную форму. В мазках из культур, выросших на питательных средах, они образуют скопления, напоминающие виноградные грозди. Стафилококки неподвижны, спор не образуют. Некоторые стафилококки могут образовывать микрокапсулу. По Граму стафилококки окрашиваются положительно Культуральные и биохимические свойства стафилококков. Стафилококки являются факультативными анаэробами, хорошо растут в аэробных условиях при температуре 35-40ОС и рН 7,0-7,5 на простых питательных средах (на мясо-пептонном агаре – МПА и в мясо-пептонном бульоне - МПБ). На МПА стафилококки образуют ровные круглые колонии S-формы диаметром 2-4 мм, которые могут быть окрашены в желтый, белый, оранжевый, кремовый цвета. Цвет колоний обусловлен наличием пигмента, синтезируемого стафилококками в аэробных условиях. Однако пигментообразование не является видовым признаком стафилококков. При размножении в жидких питательных средах стафилококки вызывают равномерное помутнение. Стафилококки являются представителями галофильных (солеустойчивых) бактерий: они хорошо растут при высоких концентрациях в питательной среде хлорида натрия (10-15%). Поэтому элективными для стафилококков являются питательные среды с повышенным содержанием NaCl: желточно-солевой агар (ЖСА), молочно-солевой агар (МСА), молочно-желточно-солевой агар (МЖСА). На желточно-солевом агаре патогенные стафилококки формируют колонии, окруженные радужным венчиком за счет разложения лецитина яичного желтка с помощью фермента лецитиназы. Стафилококки разжижают желатин в виде воронки, белки расщепляют до аммиака и сероводорода, не образуют индола. Стафилококки обладают высокой биохимической активностью: они ферментируют в аэробных условиях многие углеводы до уксусной кислоты без газа. В частности, S. aureus разлагает до кислоты глюкозу, сахарозу, лактозу, маннит и не ферментирует мальтозу. Разные виды стафилококков ферментируют разный спектр углеводов. Дифференциально-диагностическое значение имеет тест на сбраживание глюкозы в анаэробных условиях. Ферментация глюкозы в анаэробных условиях с образованием молочной кислоты характерна для стафилококков и отличает их от стрептококков. Для проведения этого теста используют готовую среду с индикатором ВР (водорастворимым голубым) или среду Хью-Лейфсона с индикатором бромтимоловым синим. Исходная среда имеет лиловый (среда с индикатором ВР) или зеленый (среда Хью-Лейфсона) цвет. Аэробные бактерии окисляют глюкозу, то есть образуют кислоту только в среде без вазелинового масла. Анаэробные бактерии ферментируют глюкозу, то есть образуют кислоту только в среде с вазелиновым маслом. Факультативные анаэробы, к которым относится золотистый стафилококк, утилизируют глюкозу в аэробных и анаэробных условиях. Посев осуществляют уколом в столбик питательной среды в две пробирки. После посева для создания анаэробных условий среду в одной из пробирок заливают слоем стерильного вазелинового масла. Культивирование проводят в течение 3-4 суток. Образование кислоты приводит к желтому окрашиванию столбика среды. Патогенные виды стафилококков (в частности, S. aureus) продуцируют плазмокоагулазу (коагулазоположительные) и фибринолизин. S. epidermidis и S. saprophyticus не продуцируют плазмокоагулазу (коагулазоотрицательные). Плазмокоагулазу и фибринолизин выявляют следующим образом. В пробирку с плазмой крови кролика вносят исследуемую культуру и инкубируют в течение суток при температуре 36ОС. При положительной реакции образуется плотный сгусток. Для выявления фибринолитической активности пробирку со сгустком оставляют в термостате еще на сутки. При наличии фибринолизина сгусток разжижается. Стафилококки продуцируют каталазу (каталазоположительные), что отличает их от стрептококков и энтерококков, которые являются каталазоотрицательными бактериями. Каталаза разрушает перекись водорода, в результате чего стафилококки защищены от высокотоксичных производных кислорода. Продуцирование каталазы выявляется при добавлении к микробной культуре (на плотной питательной среде или на стекле) 1% раствора перекиси водорода. Положительная реакция проявляется выделением пузырьков газа. Стафилококки являются оксидазоотрицательными, то есть не продуцируют оксидазу. Стафилококки синтезируют каротиноидные пигменты, защищающие микробные клетки от оксидантов. Пигменты определяют цвет колоний стафилококков на МПА. Синтез ДНКазы характерен для золотистого стафилококка. ДНКаза катализирует расщепление ДНК. Сапрофитный и эпидермальный стафилококки продуцируют уреазу, которая расщепляет мочевину до аммония, подщелачивает мочу и способствует образованию камней. Для определения уреазы культуру высевают в бульон с мочевиной. Изменение окраски среды на розовый свидетельствует о присутствии уреазы. Антигенными свойствами обладают пептидогликан, тейхоевые кислоты, белок А клеточной стенки, капсула стафилококков. Видоспецифическими антигенами для стафилококков являются тейхоевые кислоты: для S. aureus – рибитолтейхоевые, для S. epidermidis – глицеринтейхоевые, для S. saprophyticus – оба типа тейхоевых кислот. Факторы патогенности стафилококков. Факторы клеточной поверхности: А) Микробные поверхностные компоненты, распознающие адгезивные матриксные молекулы (MSCRAMM): Стафилококковый протеин А (SpA) - Связывание с IgG, препятствие опсонизации и фагоцитозу Фибронектин-связывающие белки (FnbpA и FnbpB) - Связывание бактерий с фибронектином Коллаген-связывающий белок - Связывание микробных клеток с коллагеном Белковые клампинг-факторы (ClfA и ClfB), хлопьеобразующие факторы - Фактор слипания, участвующий в формировании “псевдокапсулы” Эластин-связывающий белок - Связывание с эластином Тейхоевые кислоты - Адгезия к эпителиальным клеткам Б) Полисахаридная капсула - Препятствие фагоцитозу, колонизация и персистенция на слизистой оболочке В) Стафилоксантин (каротиноидный пигмент) - Резистентность к фагоцитозу 2. Секретируемые факторы: А) Токсины: Стафилококковые энтеротоксины (SE A, B, C, D, E) - Активация ферментных систем энтероцитов. Энтеротоксины взаимодействуют с эпителиальными клетками и активируют их ферментные системы, вызывая увеличение в клетках кишечного эпителия количества циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) и циклического гуанидинмонофосфата (цГМФ). В результате этого увеличивается секреция солей и воды в просвет желудочно-кишечного тракта, развивается обильная рвота и диарея. Токсин синдрома токсического шока (TSSR-1) - Нейротропные и вазотропные эффекты Эксфолиативные токсины А и В (ЕТА и ЕТВ) - Разрушение межклеточных контактов в эпидермисе Цитолитические (порообразующие) токсины - Индуцированный лизис клеток: 1. Цитолизины: - альфа-гемолизин - бета-гемолизин (сфингомиелиназа) - гамма-гемолизин - дельта-гемолизин 2. Лейкоцидин Пантона-Валентина (PVL) Б) Внеклеточные ферменты: Плазмокоагулаза - Свертывание плазмы крови. Комплекс коагулазы с активатором плазмы крови называется стафилотромбином. Этот комплекс из белков организма формирует вокруг клетки фибриновую псевдокапсулу, которая защищает микробную клетку от фагоцитоза и бактерицидного действия сыворотки крови. Этот механизм защиты микробной клетки играет большую роль в персистенции стафилококков Лецитиназа (лецитовиттелаза) - Гидролиз липидов, липопротеинов Протеазы - Расщепление белковых продуктов, распространение бактерий по организму: - цистеиновая (стафопаин) - металлопротеаза (ауреолизин) Гиалуронидаза - Деградация гиалуроновой кислоты Нейраминидаза - Деградация нейраминовой кислоты Стафилокиназа (SAK) - Активация плазминогена, инактивация антимикробных пептидов ДНКаза - Разрушение ДНК Каталаза. Защищает бактерии от действия токсических радикалов кислорода 3. Медиаторы межмикробного взаимодействия: Бактериоцины (стафилококкцины) - Подавляют рост непатогенных стафилококков, заселяющих биотоп в норме Бактериолизины - Разрушают пептидогликан клеточной стенки грамположительных бактерий Феромоны - Сигнальные белковые молекулы, регулирующие плотность популяции (кворум-сенсинг) Бета-лактамаза - Разрыв бета-лактамного кольца, инактивирование бета-лактамных антибиотиков 4. Прочие факторы патогенности: Стафилококковый ингибитор комплемента (SCIN) - Ингибирование системы комплемента Протеин S. aureus, ингибирующий хемотаксис (CHIPS) - Ингибирование хемотаксиса нейтрофилов Устойчивость к солям и жирным кислотам - Размножение в потовых и сальных железах Внеклеточные полисахариды - Образование экзополисахаридной матрицы на слизистых оболочках или наплотных поверхностях (формирование биопленок) Таксономическое положение и классификация стафилококков. Название стафилококков происходит от греческих слов “staphylоs” – виноград, гроздь и “coccos” – ягода, зерно. Стафилококки относятся к типу Firmicutes, классу Bacilli, порядку Bacillales, семейству Staphylococcaceae и роду Staphylococcus. Этот род включает более 35 видов. Клинически значимыми для человека видами стафилококков являются Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus saprophyticus, Staphylococcus haemolyticus, Staphylococcus intetrmedius и некоторые другие. Среди стафилококков выделяют патогенные виды (в частности, S. aureus), условно-патогенные виды (например, S. epidermidis) и непатогенные виды (в частности, S. saprophyticus). С точки зрения патогенетических признаков важной является классификация стафилококков по способности продуцировать плазмокоагулазу. По этому признаку стафилококки подразделяются на коагулазоположительные или коагулазопозитивные (к ним относится золотистый стафилококк – S. aureus) и коагулазоотрицательные или коагулазонегативные стафилококки (к ним относятся эпидермальный и сапрофитный стафилококки – S. epidermidis и S. saprophyticus). Внутри вида по чувствительности к бактериофагам S. Aureus подразделяется на фагогруппы и фаговары. Эпидемиология стафилококковых инфекций. Источником инфекции при стафилококковых заболеваниях является больной человек или бактерионоситель. Заболевание может иметь как эндогенный, так и экзогенный характер. Эндогенная стафилококковая инфекция развивается при снижении естественной резистентности макроорганизма. В этом случае представители нормального микробиоценоза вызывают развитие патологического процесса в разных биотопах организма. Предрасполагающими факторами для развития эндогенной стафилококковой инфекции являются диабет, почечная и печеночная недостаточность, прием иммунодепрессантов и цитостатиков. При эндогенной инфекции входными воротами являются поврежденные участки кожи и слизистых оболочек (микротравмы), закупоренные волосяные фолликулы и протоки сальных желез. Большинство тяжело протекающих стафилококковых инфекций глубоких тканей начинается именно с кожных очагов. Экзогенная стафилококковая инфекция в настоящее время часто регистрируется как инфекция, связанная с оказанием медицинской помощи. Вспышки стафилококковых инфекций отмечаются в ожоговых отделениях, отделениях интенсивной терапии, отделениях для новорожденных. Заражение происходит либо от здоровых носителей госпитальных штаммов, либо от больных со стертыми формами инфекции. Наибольшую эпидемиологическую опасность представляет медицинский персонал, у которого отмечается носительство госпитальных штаммов. Инфицированию в стационарах способствуют оперативные вмешательства, катетеризация кровеносных сосудов, использование лечебной и диагностической эндоскопической аппаратуры. Поэтому выделяют вентиляторассоциированные пневмонии, катетер-ассоциированные инфекции, инфекции имплантатов. Инфекции, обусловленные инфицированием сосудистых протезов, шунтов, других внутрисосудистых устройств, называют ангиогенными. Механизмы и пути передачи стафилококковой инфекции: 1. Контактный механизм: - прямой контакт; - опосредованный контакт через предметы быта. 2. Аэрогенный механизм: - воздушно-капельный путь; - воздушно-пылевой путь. 3. Фекально-оральный механизм: - алиментарный (пищевой) путь. 4. Артифициальный механизм: - через нестерильные медицинские инструменты при проведении процедур. Патогенез стафилококковых инфекций. Стафилококки способны поражать любые органы и системы организма. При инфицировании могут развиваться как местные патологические процессы, так и системные поражения вплоть до сепсиса и септикопиемии. Через неповрежденный эпителий или неповрежденные кожные покровы стафилококки не проникают в организм. Проникновение патогена внутрь организма происходит при механическом повреждении кожного или эпителиального барьера, а также при закупорке выводных протоков желез кожи и волосяных фолликулов. Инфекционный процесс начинается с адгезии (прикрепления) стафилококка к молекулам клеточной поверхности или межклеточного матрикса. Адгезия протекает с помощью специфических молекул (адгезинов), входящих в состав клеточной стенки бактерий (белки, тейхоевые кислоты). Рецепторы – это комплементарные адгезинам структуры на поверхности эукариотической клетки и в межклеточном матриксе (фибриноген, фибронектин, ламинин, коллаген и др.). После адгезии происходит колонизация тканей. При поражении наружных покровов местное размножение стафилококков сопровождается воспалительной реакцией. Одновременно происходит тромбоз прилегающих капилляров и отложение фибрина по периферии очага (формирование фиброзной капсулы). В центре очага клетки постепенно разрушаются, образуя характерный густой гной. Когда защитные механизмы макроорганизма не в состоянии ограничить инфекцию входными воротами, происходит проникновение стафилококков в лимфу, а затем в кровяное русло и поражение других органов и систем. Клиника стафилококковых инфекций. Инфекции, вызываемые у человека стафилококками, объединяют более 100 нозологических форм. Стафилококки не имеют органного тропизма, поэтому поражения встречаются во многих органах и тканях. В зависимости от поражаемых органов и тканей выделяют следующие стафилококковые инфекции: 1. Болезни кожи и подкожной клетчатки (пиодермии, панариций, фурункул, карбункул, абсцесс, флегмона). 2. Инфекции опорно-двигательного аппарата (остеомиелиты, артриты). При этом процесс обычно начинается с гнойного поражения кожи и мягких тканей, затем микроорганизм гематогенным путем проникает в костную ткань. 3. Поражения органов дыхания (ангины, синуситы, пневмонии, абсцессы легких, гнойный плеврит и т. д.). 4. Поражения, вызванные действием токсинов (синдром “ошпаренных младенцев”, синдром “ошпаренной кожи”, пищевые отравления). Фурункул - острое гнойно-некротическое воспаление волосяного мешочка и окружающей ткани Карбункул - острое гнойно-некротическое воспаление кожи и подкожной клетчатки вокруг группы волосяных фолликулов и сальных желёз Синдром “ошпаренных младенцев” (болезнь Риттера) наблюдается у новорожденных, инфицированных штаммами, продуцирующими эксфолиативный токсин. Заболевание начинается бурно, вначале появляются очаги эритемы на коже, через 2-3 суток на этих участках образуются большие пузыри (как при термических ожогах). После вскрытия пузырей обнажаются эрозированные участки. Синдром ошпаренных младенцев возникает при инфицировании ребенка во время родов. Синдром “ошпаренной кожи” (синдром Лайелла) наблюдается у детей старших возрастных групп и у взрослых. Он характеризуется появлением очагов эритемы и пузырей, тяжелой интоксикацией и отслоением субэпидермального слоя. Особое место занимают инфекции, связанные с оказанием медицинской помощи (ИСМП) и обусловленные коагулазонегативными стафилококками, в частности, S. epidermidis. Эти бактерии являются маловирулентными, но способны вызывать инфекции у лиц с ослабленной резистентностью организма. Развивающиеся при этом инфекции имеют следующие особенности: - вялое течение (между заражением и первыми симптомами отмечается длительный инкубационный период); - в большинстве случаев заболевание развивается как внутрибольничная инфекция; - возбудитель инфекции обладает в большинстве случаев множественной устойчивостью к антибиотикам; - большинство инфекций, обусловленных коагулазонегативными стафилококками, связано с имплантацией медицинских устройств (катетеров, протезов и др.). Основными факторами патогенности коагулазонегативных стафилококков – возбудителей ИСМП являются поверхностные адгезины, способствующие прикреплению бактерий к инородным устройствам и их колонизации (полисахаридный адгезин, экзополисахарид, формирующий слизистый слой на поверхности инородного материала). |