Общая микробиология
 Скачать 0.8 Mb.
|
|
Эпидемиология стрептококковых инфекций. Стрептококки являются обитателями слизистых оболочек верхних дыхательных путей, пищеварительного и мочеполового трактов. Поэтому вызываемые ими заболевания могут быть эндогенного или экзогенного характера. Основной источник экзогенной инфекции – больной человек или бактерионоситель. Эндогенное инфицирование возникает при снижения естественной резистентности организма. Механизмы и пути передачи инфекции: аэрогенный (путь передачи – воздушно-капельный), контактный (пути передачи – прямой контакт и опосредованный контакт через бытовые предметы). Возможны случаи внутрибольничных стрептококковых инфекций (инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи). Патогенез стрептококковых инфекций. Стрептококки вызывают острые и хронические гнойно-воспалительные процессы в различных органах, в том числе сепсис и септикопиемию. Проникшие в организм стрептококки вначале адгезируются на эпителиальных клетках. В адгезии стрептококков принимают участие фимбриальный белок, фибронектинсвязывающие, коллагенсвязывающие, галактозосвязывающий, витронектинсвязывающий протеины, гиалуроновая капсула и другие адгезины. После адгезии стрептококки колонизируют ткани. При этом некоторые факторы стрептококков (белок М, капсула) маскируют рецепторы для опсонинов и препятствуют фагоцитозу. Из входных ворот инфекции (местного очага) стрептококки могут распространяться лимфогенным и гематогенным путями по организму. Бета-гемолитический стрептококк группы А, продуцирующий эритрогенный токсин, является возбудителем скарлатины. Источником инфекции при скарлатине является больной человек или бактерионоситель. Механизм передачи – аэрогенный, путь передачи – воздушно-капельный. Входными воротами инфекции служит слизистая оболочка миндалин, мягкого неба, задней стенки глотки. В месте входных ворот возбудитель размножается, продуцирует эритрогенный токсин и вызывает воспалительную реакцию. Клиника заболеваний, вызываемых стрептококками. Выделяют острые стрептококковые заболевания (пиодермия, рожистое воспаление, флегмона, ангина, скарлатина, острый гломерулонефрит) и хронические стрептококковые заболевания (ревматизм или острая ревматическая лихорадка, хронический тонзиллит). Пиодермия (стрептодермия) – одна из распространенных форм стрептококковых инфекций. Она характеризуется появлением на различных участках кожи пузырьков с серозным, а затем гнойным содержимым, на месте которых в последующем образуются рыхлые корочки желтого цвета. Рожистое воспаление (“огонь Святого Антония”) – острая инфекция, сопровождающаяся вовлечением в процесс лимфатических сосудов кожи, массивным плотным отеком с четкими границами на месте внедрения возбудителя. Процесс локализуется преимущественно в области лица и нижних конечностей. Лабораторная диагностика стрептококковых инфекций. Исследуемым материалом в зависимости от локализации поражения служат кровь, гной, слизь из зева, налет с миндалин. Из полученного материала готовят мазок, окрашивают по Граму и микроскопируют. При обнаружении грамположительных кокков, расположенных в цепочках, производят посев на чашки с кровяным агаром. Основной метод диагностики - бактериологический. Из выросших на кровяном агаре блестящих вязких колоний с зоной гемолиза делают мазки и окрашивают их по Граму. При наличии грамположительных стрептококков определяют каталазную активность бактерий. У стрептококков каталазный тест должен быть отрицательным. Серогруппу выделенных стрептококков определяют с помощью реакции преципитации в геле или ИФА с группоспецифическими сыворотками. Серотип стрептококков определяют путем постановки реакции латекс-агглютинации с М-антисывороками. Для диагностики ревматической лихорадки и оценки активности ревматического процесса определяют титр антител к стрептолизину О (ASO-тест) с помощью специального набора. Титр антистрептолизина О (АSО, АСЛ-О) в сыворотке крови более 160-200 ЕД считают высоким, указывающим на недавно перенесенную стрептококковую инфекцию. Стойкое повышение уровня АСЛ-О при стрептококковых инфекциях увеличивает вероятность возникновения осложнений. При эпидемиологическом надзоре за стрептококковой инфекцией дополнительно проводят такие исследования выделенных культур как М- и emmтипирование, OF-типирование, Т- и tee-типирование, мультилокусное сиквенсное типирование (MLST). Система серологического М-типирования основана на использовании типоспецифических анти-М-сывороток в иммунологических реакциях (например, в реакции преципитации). Для идентификации М-типа разработаны методы определения последовательности гена, кодирующего М-белок (emm-гена). Этот подход называют “золотым стандартом” молекулярного типирования стрептококков. Методика типирования включает в себя выделение ДНК исследуемого штамма, амплификацию emm-гена с помощью ПЦР и его секвенирование. В результате исследования можно идентифицировать М-типы и определить разновидности стрептококков внутри М-типов. Процедура emmтипирования позволяет выявлять циркуляцию эпидемически значимых штаммов и прогнозировать изменение эпидемической обстановки. OF-типирование (opalescence factor – фактор опалесценции) основано на выявлении и идентификации липопротеиназы. Наличие OF-фактора определяется с помощью OF-типоспецифических сывороток. Существует множество вариантов OFфактора. По этому фактору М-типы подразделяются на OF-положительные и OFотрицательные. Т- и tee-типирование предусматривает определение Т-типов стрептококков с помощью реакции агглютинации типоспецифическими Т-антисыворотками. Ген tee, кодирующий основную субъединицу Т-белка, идентифицируется молекулярными методами. Мультилокусное сиквенсное типирование (MLST) основано на определении последовательности так называемых генов “домашнего хозяйства” - housekeeping genes (aroE, gdh, gki, recP, spi, xpt, ddl), отвечающих за протекание основных метаболических реакций. Эти гены характеризуются низкой частотой возникновения мутаций, поэтому позволяют устанавливать степень родства внутри всей популяции стрептококков. Сведения о последовательностях накапливаются в единых базах данных, что позволяет устанавливать эволюционные связи выделяемых культур. Наиболее широко этот прием используется при типировании пневмококков (единая база данных PMEN - Pneumococcal Molecular Epidemiology Network). Скарлатина представляет собой разновидность пирогенной интоксикации, которая возникает вслед за стрептококковой ангиной. Болеют преимущественно дети 5 – 10 лет. Скарлатину вызывают β-гемолитические стрептококки группы А, имеющие М-белок и продуцирующие эритрогенный токсин. Характерными симптомами скарлатины являются ангина, боли в горле при глотании, яркая мелкоточечная сыпь на лице, туловище, в местах естественных кожных складок (паховых, подмышечных, ягодичных). На фоне ярко-розовой кожи лица выделяется бледный носогубный треугольник (поражается ганглий верхнечелюстного нерва, что вызывает вазоконстрикцию в этой области – притока крови нет). Сыпь держится 3-5 дней, затем исчезает. Через 14 дней от начала заболевания начинается шелушение кожи. На ладонях и подошвах шелушение пластинчатое, на туловище, шее – отрубевидное. На ранней стадии болезни язык покрыт белым налетом, сквозь который проступают гипертрофированные отечные сосочки (“белый клубничный язык”). К 4-5 дню налет на языке исчезает, а язык становится ярко-красным с блестящими сосочками - “малиновый язык”. После перенесенной скарлатины развивается стойкий антитоксический иммунитет. Осложнения стрептококковой инфекции. После острой инфекции, вызванной стрептококками группы А, у части больных развивается ревматическая лихорадка и постстрептококковый гломерулонефрит. Ревматическая лихорадка развивается только после острого тонзиллита и фарингита, а постстрептококковый гломерулонефрит развивается как после тонзиллофарингита, так и после инфекций кожи. Острая ревматическая лихорадка развивается через 2-3 недели после фарингита. При этом М-белок провоцирует образование аутоантител к тканям сердца и суставов. Гломерулонефрит развивается через 1 неделю после импетиго или фарингита. Для профилактики ревматической лихорадки и гломерулонефрита используют антибиотики пенициллинового ряда. Лечение стрептококковых инфекций проводится с помощью антибиотиков (пенициллины, ванкомицин, рифампицин и др.). При кожных поражениях местно используют антимикробные средства. При необходимости проводят хирургическое вмешательство (санацию гнойных очагов). Профилактика. Средства специфической профилактики стрептококковых инфекций не разработаны. Неспецифические профилактические меры направлены на выявление больных и носителей, их санацию. Для исключения инфицирования пациентов при инструментальных манипуляциях и оперативных вмешательствах необходимо строгое соблюдение правил асептики и антисептики. Особое положение среди представителей рода Streptococcus занимает вид S. рneumoniae (пневмококк). Современное название Streptococcus pneumoniae. Пневмококки. Морфологические и тинкториальные свойства пневмококков. Пневмококки представляют собой грамположительные бактерии ланцетовидной формы, располагающиеся попарно. Такое расположение клеток обусловлено их делением в одной плоскости. Каждая пара кокков окружена капсулой полисахаридной природы. Пневмококки имеют пили, неподвижны, не образуют спор. Геном пневмококка представляет собой кольцевую хромосому. В природе пневмококк подвержен генетической изменчивости путем трансформации, поэтому в его геноме обнаруживаются чужеродные гены. Культуральные и биохимические свойства пневмококков. Пневмококки являются факультативными анаэробами. Их рост усиливается в атмосфере 5-10% углекислого газа. На агаре пневмококки формируют мелкие выпуклые колонии влажной консистенции. При инкубировании более 48 часов центральная часть колоний опускается, образуя характерную блюдцеобразную форму. Они требовательны к питательным средам, для их выращивания используют сывороточный или кровяной агар с добавлением глюкозы. На средах с кровью пневмококки вызывают α-гемолиз - формируют мелкие колонии, окруженные зоной зеленого цвета за счет неполного гемолиза и образования метгемоглобина. В жидких средах пневмококки вызывают диффузное помутнение и небольшой хлопьевидный осадок. Они ферментируют некоторые углеводы (левулезу, маннозу, глюкозу, галактозу, лактозу, мальтозу, сахарозу). Пневмококк является каталазоотрицательным и оксидазоотрицательным микроорганизмом. Важным отличительным признаком пневмококков является ферментация инулина, позволяющая отличить его от зеленящего стрептококка, не обладающего способностью разлагать инулин. Пневмококк свертывает молоко, желатин не разжижает. Антигенная структура пневмококка сложная. В теле клетки локализуется антиген белковой природы, обладающий типовой специфичностью. В клеточной стенке имеется несколько антигенов. Капсульные полисахаридные К-антигены состоят из повторяющихся сочетаний моносахаридов (D-глюкозы, D-галактозы и Lрамнозы). В зависимости от химического строения капсулы выделяют более 90 серотипов пневмококков. В настоящее время используются 2 номенклатурные схемы: американская и датская. В соответствии с американской схемой серотипы пневмококков имеют нумерацию в порядке их описания, без учета перекрестного реагирования. Согласно датской (международной) схеме, серотипы пневмококков объединены в 47 групп с учетом антигенного родства. Серогруппы обозначают арабскими цифрами, а серотипы – заглавными латинскими буквами. Чаще всего заболевание вызывают около 20 серотипов пневмококков, на основе которых конструируют пневмококковые вакцины. В России наиболее часто колонизируют носоглотку штаммы пневмококков серотипов 19F, 6В, 14. Другой антиген клеточной стенки представляет собой тейхоевую кислоту. М-белок пневмококков также представляет собой антиген клеточной стенки и аналогичен М-белку других видов стрептококков. Факторы патогенности пневмококков. Среди факторов патогенности пневмококков выделяют структурные компоненты клетки, выполняющие в основном функцию адгезии, и секретируемые субстанции (ферменты агрессии и токсины). На поверхности пневмококков обнаружено 69 белков, которые могут участвовать в колонизации. Прикрепление пневмококков к клеткам организма осуществляется с помощью поверхностных адгезинов. К ним относятся пневмококковые поверхностные адгезины А и С, а также холинсвязывающие белки. Со стороны эпителиальных клеток в формировании контакта участвуют сиаловая кислота, вибронектин и другие компоненты. Капсула является основным фактором патогенности пневмококков. Бескапсульные варианты пневмококков авирулентны. Капсула обладает антифагоцитарной активностью. Белки системы MSCRAMM являются поверхностными микробными компонентами, распознающими адгезивные матриксные молекулы. К ним относятся концевой пилиновый белок RrgA, холин-связывающие белки, фибронектинсвязывающий белок. Концевой пилиновый белок RrgA представляет собой плазминогенсвязывающий белок. Холин-связывающие белки (пневмококковые поверхностные белки PspA и PspС) участвуют в адгезии микробной клетки. Белок PspA предотвращает фиксацию комплемента на бактериальной клетке и тем самым спасает микроб от опсонизации и последующего фагоцитоза. Кроме того этот белок связывает лактоферрин, имеющийся на слизистой оболочке респираторного тракта. Эти белки способствуют также транслокации пневмококков через респираторный эпителий и гемато-энцефалический барьер. Тейхоевая кислоты клеточной стенки содержат фосфорилхолин, с помощью которого она специфически взаимодействуют с С-полисахаридом и поверхностными холинсвязывающими белками. Тейхоевая и липотейхоевая кислоты выполняют роль адгезинов. Фибронектин-связывающий белок (Fbp) выполняет функцию адгезии и распространения микробных клеток в тканях. Пили. У пневмококка описано 2 типа пилей – Pl-1 и Pl-2. Синтез пилей кодируется генами, входящими в состав двух островков патогенности. Пили выполняют функцию адгезии пневмококка к эпителию дыхательных путей. М-белок обеспечивает адгезию и устойчивость к фагоцитозу. Протеаза разрушает секреторный иммуноглобулин А, что снижает защитную функцию слизистой оболочки дыхательных путей. Гиалуронидаза разрушает гиалуроновую кислоту соединительной ткани, способствуя распространению пневмококков в организме. Нейраминидаза (сиалидаза) отщепляет сиаловую кислоту от гликопротеинов, липопротеинов и олигосахаридов, входящих в состав тканей организма, и тем самым оголяет клеточные рецепторы для пневмококковых адгезинов. Пневмолизины – мембраноповреждающие токсины, разрушают реснички мерцательного эпителия, подавляют фагоцитоз. Протомеры пневмолизина адсорбируются холестерином билипидного слоя мембран эритроцитов, затем после ряда конформационных изменений протомеры преобразуются в гептамеры, проникают через мембрану и формируют пору, через которую происходит выход из клетки и проникновение в клетку небольших молекул и ионов, обусловливающих осмотический лизис эритроцитов. Пневмолизин способен поражать клетки бронхиального эпителия, альвеолярного эпителия и эндотелий легочных артерий, то есть те клетки, которые участвуют в создании легочно-капиллярного барьера. Кроме этого, пневмолизин стимулирует высвобождение фактора некроза опухоли и интерлейкинов макрофагами, что усиливает воспалительную реакцию. Лейкоцидин разрушает нейтрофилы, моноциты, макрофаги. Патогенез пневмококковой инфекции. Механизм проникновения пневмококка в организм – аэрогенный. На слизистой оболочке верхних дыхательных путей возбудитель размножается, с помощью ферментов агрессии разжижает слизь, достигает эпителия и прикрепляется к клеткам и элементам соединительной ткани с помощью адгезинов (пилей, многочисленных поверхностных молекул системы MSCRAMM). В результате этого происходит колонизация слизистой оболочки. В процессе колонизации формируется биопленка, состоящая вначале из бескапсульных высоко адгезивных клеток, а затем из капсульных более инвазивных клеток. Заключенные в биопленку клетки пневмококков устойчивы к действию антибиотиков. Колонизация пневмококками слизистых оболочек верхних дыхательных путей и образование биопленки протекает бессимптомно (здоровое носительство). Распространение патогена в нижние отделы респираторного тракта проявляется клиническими симптомами заболевания. В кровоток из инфицированных тканей пневмококк проникает путем эндоцитоза эндотелиальными клетками и разрыва межклеточных связей с помощью ферментов агрессии. На всех этапах соприкосновения с внутренней средой организма пневмококк защищает себя с помощью капсулы, пневмолизина и поверхностных белков. Экология. Пневмококк колонизирует верхние отделы дыхательных путей человека. У людей он является одним из возбудителей менингита, среднего отита, синусита, внебольничной пневмонии. Реже пневмококк вызывает эндокардиты, септический артрит, флегмоны и другие инфекции. Пневмококковая инфекция поражает как взрослых, так и детей и часто является осложнением других инфекций, в частности, вирусных. По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно в мире от инфекций, обусловленных пневмококком, умирает более 1,8 млн. человек, из них более половины – дети в возрасте до 5 лет. Эпидемиология пневмококковой инфекции. Возможно экзогенное и эндогенное инфицирование человека пневмококком. Источник пневмококковой экзогенной инфекции – больной человек или бактерионоситель. Механизм передачи – аэрогенный. Инфекция передается воздушно-капельным путем. Эндогенное инфицирование наблюдается в случаях колонизации пневмококками слизистой оболочки верхних дыхательных путей (носительство вирулентных штаммов). Носительство обусловлено тропизмом пневмококков к слизистой дыхательных путей в результате наличия специфических адгезинов. Предрасполагающими факторами к развитию эндогенной инфекции являются застойные явления в легких, разрушение сурфактанта, снижение уровня секреторного иммуноглобулина А. Различают “инвазивные” и “неинвазивные” формы пневмококковой инфекции. При “инвазивных” пневмококковых инфекциях (ИПИ) возбудитель обнаруживается в жидкостях и тканях организма, стерильных в нормальных условиях (кровь, спинномозговая, перитонеальная и плевральная жидкости и др.). К таким формам инфекции относятся пневмококковый менингит, острый средний отит, пневмококковая пневмония, септический артрит, остеомиелит и др. К “неинвазивным” формам пневмококковой инфекции относятся “небактериемическая” пневмония (при отсутствии возбудителя в крови), синусит и другие поражения. На основании морфологических и культуральных свойств трудно дифференцировать пневмококки от зеленящих стрептококков. Кроме ланцетовидной формы диплококков для S. pneumoniae характерны: - наличие капсулы в нативном материале, - растворение желчью, - расщепление инулина, - высокая вирулентность для белых мышей. Культуры S.pneumonia, выделенные из полостей, можно серотипировать в реакции латекс-агглютинации или коагглютинации. |