Изменение патогенности и вирулентности

Патогенность и вирулентность микробов не постоянна и может изменяться спонтанно или целенаправленно.

Механизмы снижения или утраты вирулентности:

· Мутации генов при воздействии мутагенов различной природы.

· Утрата плазмид с генами токсинов.

Способы понижения вирулентности:

· Длительное культивирование на голодных средах (например, получение вакцины БЦЖ).

· Культивирование в маловосприимчивом организме.

· Культивирование в восприимчивом организме (антирабическая вакцина).

· Генно-инженерные манипуляции.

Механизмы индукции или увеличения патогенности и вирулентности:

· Спонтанный или индуцированный мутагенез.

· Действие умеренных лизогенизирующих фагов (например, у коринебактерий дифтерии).

· Приобретение плазмид (энтеробактерии и др.)

· R-S-диссоциация.

Способы повышения вирулентности:

· Пассажи через восприимчивый организм.

· Генно-инженерные манипуляции.

Экзотоксины, эндотоксины

 

Токсическое действие микробов обусловлено синтезом ими экзо- и эндотоксинов. Экзотоксины продуцируются в основном грамположительными микробами (возбудителями дифтерии, столбняка, ботулизма, газовой гангрены и др.) Они выделяются микробами во внешнюю среду. По химической природе они обычно являются термолабильными белковыми веществами, обладающими ферментативными свойствами и избирательно поражающими отдельные органы и ткани. Высокотоксичны, 5 нг/кг ботулинического токсина – смертельны для человека. Экзотоксины изменяют обмен веществ, вызывают выраженные явления интоксикации, сопровождающиеся нарушением деятельности физиологических систем: нервной, эндокринной, дыхательной, сердечно-сосудистой. Они органотропны, например, экзотоксин возбудителя столбняка избирательно блокирует холинергические структуры двигательных центров спинного и продолговатого мозга, а холероген и некоторые энтеротоксины взаимодействуют с G-белками энтероцитов, что приводит к увеличению выхода жидкости в просвет кишечника и диарее.

По механизму действия токсины делятся на несколько типов.

Часть из экзотоксинов прямо повреждает мембраны клеток-мишеней (порообразующие токсины). Типичным примером такого токсина является a-токсин золотистого стафилококка (гемолизин). Он представляет собой грибовидной формы гептамер (7 мономеров-субъединиц) с молекулярной массой 33 кДа, состоящий из трех доменов. Его литическое действие на мембраны клеток-мишеней (моноцитов, лимфоцитов, эритроцитов, эндотелиоцитов) протекает в 3 стадии. На первой стадии мономеры токсина связываются с фосфатидилхолином или холестерином, которые входят в состав клеточных мембран. На второй стадии происходит полимеризация токсина. На заключительной стадии образовавшийся гептамер претерпевает конформационные изменения. Образуется «ножка гриба», которая проходит сквозь клеточную мембрану. В результате в мембране возникает пора, через которую проходят ионы, небольшие молекулы и вода, что приводит к разрушению ядра в ядросодержащих клетках и осмотическому лизису эритроцитов.

Другие экзотоксины нарушают синтез белков. Они блокируют факторы элонгации или связываются с РНК рибосом. В частности, дифтерийный экзотоксин, а также экзотоксин синегнойной палочки вызывают АДФ-рибозилирование фактора элонгации II. Энтеробактерии (шигеллы, кишечные палочки) вырабатывают веротоксины, связывающие рибосомальную РНК, что приводит к расстройству белкового синтеза.

Следующая группа токсинов вмешивается в работу медиаторов и мессенджеров, передающих внутриклеточные сигналы. Примером действия данных токсинов является холероген – экзотоксин холерного вибриона. Подобные токсины состоят из субъединиц двух типов. Субъединица А ответственна за токсичность. У холерогена она представляет собой фермент АДФ-рибозилазу. В результате ее действия происходит АДФ-рибозилирование G-белков энтероцитов с последующей активацией аденилатциклазы. В результате нарастает концентрация внутриклеточного цАМФ, что приводит к диарее. В свою очередь, субъединица В обеспечивает прикрепление токсина к клеточным рецепторам и транспорт его в клетку. Сходным образом через активацию гуанилатциклазы действуют термостабильные экзотоксины энтеротоксигенной кишечной палочки.

Еще одна группа токсинов выступает в роли ферментов агрессии и инвазии. Многие бактериальные экзотоксины, такие, как гиалуронидаза, коллагеназа, b-гемолизин золотистого стафилококка (сфингомиелиназа) и др., повреждают экстрацеллюлярные структуры или мембраны клеток путем ферментативного гидролиза, что обеспечивает быстрое проникновение и распространение возбудителя.

Часть токсинов-ферментов способна вмешиваться в метаболические процессы, протекающие в тканях. Наиболее сильные из известных биологических ядов, нейротоксины возбудителя ботулизма (ботулотоксин) и столбняка (тетаноспазмин), представляют по механизму действия Zn-зависимые металлопротеазы. Непосредственными мишенями-субстратами для их действия является группа белков, локализованных в пресинаптических мембранах и синаптических пузырьках нервных окончаний. Ботулотоксин связывается с пресинаптической мембраной мотонейронов периферической нервной системы и вызывает протеолиз белков синаптобревина, синтаксина, везикулоассоциированного протеина и др. Это приводит к блокаде высвобождения ацетилхолина из пресинаптической мембраны и нарушению нервно-мышечной передачи.

Тетаноспазмин повреждает два вида нейронов. Он первоначально связывается с рецепторами пресинаптической мембраны мотонейронов, но далее путем обратного везикулярного транспорта перемещается в спинной мозг, где проникает в тормозные и вставочные нейроны. Мишенями для этого токсина с протеазной активностью являются те же белки (синаптобревин, везикулоассоциированный протеин). Их протеолиз приводит к высвобождению нейромедиаторов (глицина и гамма-аминомасляной кислоты), что в свою очередь, приводит к клоническим и тоническим мышечным судорогам. Протеолитической активностью обладает также экзотоксин возбудителя сибирской язвы (летальный фактор). Он повреждает ферменты внутриклеточного метаболизма, обладающие киназной активностью.

Наконец, некоторые экзотоксины (энтеротоксины, эксфолиатины, токсин синдрома токсического шока золотистого стафилококка, пирогенные токсины гноеродного стрептококка и др.) являются суперантигенами и вызывают поликлональную активацию лимфоцитов с выделением цитокинов. Они обладают выраженным пирогенным действием. Механизм действия данных токсинов заключается в связывании их молекул с вариабельным участком Т-клеточного рецептора к антигену с последующей активацией Т-лимфоцитов. При обычном иммунном ответе антиген прочно связывается лишь с теми Т-лимфоцитами, рецептор которых высокоспецифичен к данному антигену. Вследствие этого в пролиферацию и дифференцировку вступает всего около 0,01-0,1% от общего числа Т-лимфоцитов. Суперантигены же связываются с целой популяцией Т-клеток, у которых имеется b2-субъединица в вариабельном участке Т-клеточного рецептора. В результате в пролиферацию вступает до 20-30% от общего числа Т-лимфоцитов, что приводит к массивному выделению провоспалительных цитокинов клетками иммунной системы (ИЛ-1, ИЛ-2, фактора некроза опухолей, g-интерферона). Клинически это проявляется токсическим шоком с лихорадкой, падением давления и диффузной эритематозной сыпью.

Описано около ста бактериальных токсинов, которые отличаются друг от друга по молекулярной массе, химической структуре, рецепторам к различным клеткам макроорганизма, биологической активности и др. Некоторые из них приведены в табл. 8.

Таблица 8.

 

Основные токсины и механизмы их действия

 

	Микроорганизм	Токсин	Механизм действия	Мишень	Заболевание или синдром
	Мембраноатакующие
Aeromonas hydrophila	Аэролизин	Образование пор	Гликофорин	Диарея
	Clostridium perfringens	О-перфринголизин	«-«	Холестерин	Газовая гангрена
	Escherichia coli	Гемолизин	«-«	Плазматическая мембрана	Инфекции мочевыводящих путей
	Listeria monocytogenes	О-листериолизин	«-«	Холестерин	Пищевые системные инфекции, менингит
	Staphylococcus aureus	альфа-токсин	«-«	Плазматическая мембрана	Абсцессы
	Streptococcus pneumoniae	Пневмолизин	«-«	Холестерин	Пневмония
	Sreptococcus pyogenes	О-стрептолизин	«-«	«-«	Тонзилло-фарингит. Скарлатина
	Ингибиторы белкового синтеза
	Corynebacterium difhtheriae	Дифтерийный токсин	АДФ-рибозил-трансфераза	Фактор элонгации 2	Дифтерия
	E. coli, Shigella dysenteriae	Токсин Шига	N-гликозидаза	28S pРНК	Геморрагический колит,гемолитико-уремический синдром
	Pseudomonas aeruginosa	Экзотоксин А	АДФ-рибозил-трансфераза	Фактор элонгации 2	Пневмония
	Активаторы вторичных мессенджеров
	E. coli	Цитотоксический некротизирующий фактор	Деамидаза	G-белки-регуляторы цитоскелета	Инфекции мочевыводящих путей
	E. coli	Термолабильный токсин	АДФ-рибозил-трансфераза	G-белки	Диарея
	E. coli	Термостабильный токсин	Стимулирует гуанилат-циклазу	Рецептор гуанилатциклазы	Диарея
	Bacillus anthracis	Отечный фактор	Аденилат-циклаза	АТФ	Сибирская язва
	Bordetella pertussis	Дермонекротический токсин   Коклюшный токсин	Деамидаза     АДФ-рибозил-трансфераза	G-белки (регуляторы цитоскелета)   G-белки	Ринит     Коклюш
	Clostridium botulinum	Токсин С2     Токсин С3	АДФ-рибозил-трансфераза «-«	G-актин   G-белки (регуляторы цитоскелета)	Ботулизм     Ботулизм
	Clostridium difficile	Токсин А Токсин В	Гликозил-трансфераза	G-белки (регуляторы цитоскелета)	Диарея/псев-домембранозный колит
	Vibrio cholerae	Холерный токсин	АДФ-рибозил-трансфераза	G-белки	Холера
	Суперантигены
	S. aureus	Энтеротоксины	Суперантиген	Рецептор Т-клеток и HLA II класса	Пищевые интоксикации
	S. aureus	Эксфолиатины	«-«	«-«	Синдром «ошпаренной кожи»
	S. aureus	Токсин синдрома токсического шока	«-«	«-«	Синдром токсического шока
	S. pyogenes	Пирогенные экзотоксины	«-«	«-«	Скарлатина/ синдром токсического шока
	Протеазы
	B. anthracis	Летальный фактор	Металло-протеаза	Митоген-активируемая киназа протеинкиназ (MAPKK)	Сибирская язва
	C. botulinum	Нейротоксины A-G	Zn-металло-протеаза	Везикуло-ассоциированный мембранный белок, синаптобревин, синтаксин	Ботулизм
	C. tetani	Столбнячный токсин	Zn-металло-протеаза	Везикуло-ассоциированный мембранный белок, синаптобревин	Столбняк

Эндотоксины тесно связаны с микробной клеткой и освобождаются только при ее гибели или при разрушении. Они содержатся преимущественно в грамотрицательных микробах. По химической природе относятся к липополисахаридам (ЛПС), обладают выраженными антигенными свойствами (О-антиген). Эндотоксины, в отличие от белковых экзотоксинов, более устойчивы к повышенной температуре. При попадании в организм они вызывают сходные патологические процессы, независимо от того, из каких грамотрицательных бактерий они происходят.

После освобождения из бактериальной клетки эндотоксин связывается с липополисахаридсвязывающим белком LBP (lipopolysaccharide-binding protein). Этот комплекс взаимодействует с рецептором СD14 на поверхности макрофага, что и вызывает выброс медиаторов (рис. 13).

Эндотоксины стимулируют образование макрофагами трех групп мощных медиаторов – белков, липидов и свободных кислородных радикалов. Действуя совместно, они могут приводить к различным эффектам. Фактор некроза опухоли также усиливает синтез медиаторов, а простагландин Е₂ подавляет.

При выделении небольшого количества эндотоксина, производимые макрофагами биологически активные вещества способствуют уничтожению инфекции, инициируя локальный регулируемый иммунный ответ. Типичные эффекты, которые при этом наблюдаются (повышение температуры тела, мобилизация специфического и неспецифического иммунитета в ответ на микроорганизмы) обеспечивают в норме выздоровление. При тяжелой инфекции, вызванной грамотрицательными микроорганизмами, с освобождением огромного количества эндотоксина происходит системное избыточное выделение медиаторов и, например, за счет вазодилятации сосудов под действием окиси азота и резкого падения артериального давления наблюдается опасный для жизни бактериальный эндотоксический шок. Эндотоксины, в отличие от экзотоксинов, не вызывают сильного специфического иммунного ответа и синтеза нейтрализующих антител. Эндотоксический шок значительно усугубляется при одновременном воздействии на организм эндотоксина и экзотоксинов-суперантигенов.

Иммунодепрессивное действие экзо-, эндотоксинов, других факторов патогенности -- важный фактор преодоления защитных барьеров. Многие вещества микробов подавляют активность фагоцитов, метаболизм нейтрофилов, угнетают активность Т-хелперов и, наоборот, активируют супрессивные механизмы иммунного ответа. К факторам вирулентности относится также «антигенная мимикрия» – наличие у возбудителей общих антигенов с антигенами человека. Белки теплового шока hsp 60 и 70 кДа имеются у микобактерий туберкулеза, сальмонелл и в клетках человека, что приводит к уклонению бактерий от иммунологического ответа хозяина. С одной стороны, макроорганизм толерантен, не отвечает на антигены микроба, сходные по строению с его собственными, с другой стороны, в случае возникновения такого ответа развивается аутоиммунная реакция на свои макромолекулы.

Тяжелое течение инфекционного процесса или фатальный для хозяина исход может наблюдаться при снижении уровня неспецифической защиты и иммунологической реактивности хозяина, большой дозе и высокой вирулентности возбудителя, а также при неестественных путях его проникновения. Хронизация инфекционного процесса, как правило, определяется несостоятельностью иммунологического ответа к возбудителю.

РАЗДЕЛ II. ЧАСТНАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ

A. ЧАСТНАЯ БАКТЕРИОЛОГИЯ

IX. ГРАМПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ КОККИ

9.1 Семейство Staphylococcaceae

Среди грамположительных кокков имеется два семейства, включающие представителей, патогенных для человека: Staphylococcaceae, Streptococcaceae.

В эти семейства входят патогенные, условно-патогенные и сапрофитические кокки, объединенные общими морфологическими, генетическими и биологическими свойствами. Кроме того, их объединяет способность вызывать гнойно-воспалительные процессы.

Семейство Staphylococcaceae включает роды Staphylococcus, Gemella.

Основными признаками дифференцировки их представителей является наличие или отсутствие цитохромов и каталазная активность.

Общие свойства этого семейства: по морфологии представляют собой кокки, делящиеся более, чем в одной плоскости, грамположительны, имеют положительный каталазный тест.

9.1.1. Род Staphylococcus

Род Staphylococcus состоит из 27 видов, из них 3 основных: S. aureus, S. еpidermidis, S. saprophyticus.

Впервые стафилококки обнаружены Р. Кохом в 1878 г., выделены Л. Пастером из гноя в 1880 г. и изучены Ф. Розенбахом в 1884 г.

Морфология и свойства. Стафилококкиимеют шаровидную форму, располагаются в виде гроздей винограда. В мазке из патологического материала они находятся на разных стадиях деления: одиночные, парные, цепочки, но чаще в виде гроздей; неподвижны, спор не образуют. Некоторые имеют капсулу, изменяются под действием антибиотиков и превращаются из типичных S-форм в L-формы, G-формы – карликовые, в фильтрующиеся формы. Факультативные анаэробы, хемоорганотрофы с окислительным и бродильным типом метаболизма, каталазоположительны, содержат цитохромы, чувствительны к лизостафину.

Температурный диапазон роста от 4°С до 43°С, pH 7,2-7,4; Г+Ц – 30-39 моль%. Неприхотливы к питательным средам. Колонии S.aureus круглые, гладкие, имеют пигмент золотистого цвета; S. epidermidis образует более мелкие белые колонии; S. saprophyticus – крупные, эмалевые, белого, реже лимонно-желтого цвета. Признак пигментообразования лучше проявляется на МЖСА (молочно-желточно-солевом агаре) или ЖСА – элективных и дифференциально-диагностических средах. Повышенная концентрация NaCl подавляет рост других микробов; в среде с яичным желтком выявляется фермент лецитиназа – вокруг колоний появляются радужные венчики помутнения. Добавление молока стимулирует образование пигмента. На кровяном агаре выявляют гемолитическую активность стафилококка.

Стафилококки хорошо растут на средах с добавлением 40% желчи. В МПБ дают диффузное помутнение всей питательной среды. При посеве в столбик желатина разжижают его в виде воронки, свертывают молоко, белок расщепляют до H₂S, восстанавливают нитраты в нитриты, индола не образуют. Биохимически активны, расщепляют многие углеводы до кислоты. Дифференциально-диагностическое значение имеет тест на сбраживание глюкозы в анаэробных условиях. Из ферментов, участвующих в патогенезе стафилококковых инфекций, только плазмокоагулаза и частично ДНКаза характерны для S.aureus. Стафилококки синтезируют бактериоцины.

Антигены. Антигенными свойствами обладают вещества клеточной стенки: пептидогликан, тейхоевые кислоты, белок А, типоспецифические агглютиногены, капсула.

Пептидогликан имеет общие антигены с пептидогликанами стрептококков. Видоспецифическими антигенами являются тейхоевые кислоты: для S. aureus – рибитолтейхоевые, для S. epidermidis – глицеринтейхоевые, S. saprophyticus имеет оба типа кислот.

Факторы патогенности. Факторами патогенности стафилококка служат: токсические субстанции, микрокапсула, компоненты клеточной стенки, мембраноповреждающие токсины. Наибольшее значение имеют эксфолиатины А и В (суперантигены). Эксфолиатины А и В вызывают синдром «ошпаренной кожи»: образуются большие очаги эритемы на коже и пузыри. Эксфолиатины различаются по антигенным свойствам и отношению к температуре: А – термостабилен, контролируется хромосомным геном, В – термолабилен, зависит от плазмидного гена.

Эндотоксин синдрома токсического шока (TSST-суперантиген) вызывает синдром токсического шока за счет резкой стимуляции выделения ФНО-a и интерлейкина I. Синдром встречается у женщин, использующих сорбирующие тампоны в период менструации, в которых могут размножаться стафилококки. Клинически проявляется температурой тела выше 38,8^оС, рвотой, диареей, скарлатиноподобной сыпью, снижением артериального давления. Лейкоцидин оказывает цитотоксическое действие на полиморфноядерные нейтрофилы, ингибирует всасывание воды и активирует образование цАМФ, что приводит к стафилококковым диареям.

Энтеротоксины являются суперантигенами. Мишень их действия – b-субъединица рецептора Т-клетки. Энтеротоксины (A-F) ответственны за развитие пищевых интоксикаций. Тип А обладает рвотным действием, тип В – повреждает слизистую желудочно-кишечного тракта. Типы В и С также приводят к развитию синдрома токсического шока.

Гемолизины (4 типа) вызывают гемолиз эритроцитов: L-токсин (a-гемолизин) относится к порообразующим токсинам, который обладает цитолитическими свойствами в отношении различных типов клеток (моноцитов, лимфоцитов, эритроцитов, тромбоцитов и эндотелиоцитов). Различают три стадии повреждения клеточной мембраны под действием L-токсина: протомеры токсина связываются с мембраной клеток при помощи рецепторов и адсорбируются фосфотидилхолином или холестерином, которые входят в состав билипидного слоя мембраны, далее протомеры олигомеризуются в нелитический гептамерный комплекс, который претерпевает конформационные изменения, формируется «ножка», которая проникает через цитоплазматическую мембрану, образуется пора и происходит вход и выход небольших молекул и ионов, что ведет к набуханию и гибели клеток, имеющих ядро, и осмотическому лизису эритроцитов. Бета-гемолизины разрушают эритроциты человека, проявляют свойства холодовых гемолизинов (активны при низких температурах); гамма-лизин – двухкомпонентный гемолизин с умеренной активностью в отношении эритроцитов человека; дельта-гемолизины проявляют детергентные свойства, оказывают цитотоксическое действие на различные клетки.

Микрокапсула защищает бактерии от комплемент-зависимого поглощения полиморфноядерными фагоцитами, способствует адгезии микроорганизмов и их распространению в тканях.

Компоненты клеточной стенки стимулируют развитие воспалительных реакций, усиливают синтез интерлейкина I макрофагами, активируют систему комплемента и являются мощными хемоаттрактантами для нейтрофилов. Белок А золотистого стафилококка связывается с Fc-фрагментом IgG и блокирует его.

Тейхоевые кислоты активируют систему комплемента по альтернативному пути, а также свертывающую и калликреин-кининовую системы, облегчают адгезию к эпителиальным клеткам, регулируют концентрацию катионов на клеточной мембране, связывают фибропептин.

К ферментам относят каталазу (защищает кокки от действия О₂-зависимых микробицидных механизмов фагоцитов), b-лактамазы (разрушают молекулы b-лактамных антибиотиков), липазы облегчают проникновение в ткани, плазмокоагулаза (существует в трех антигенных формах, активирует протромбин, что приводит к повышению свертываемости крови, препятствует фагоцитозу).

Гиалуронидаза способствует распространению стафилококков в тканях.

Лецитиназа разрушает лецитин, входящий в состав оболочек клеток, вызывает лейкопению. Фибринолизин, растворяя фибрин, способствует генерализации патологического процесса.

Экология и распространение стафилококков. Стафилококки колонизируют слизистые оболочки ротовой полости, носа, кишечника и кожу сразу после рождения. Они являются представителями нормальной микрофлоры тела человека.

Стафилококки присутствуют в окружающей среде везде. Этому способствует длительность выживания стафилококков на различных предметах. В связи с широким распространением стафилококков необходимо дифференцировать их виды, так как степень болезнетворной активности их различна.

Стафилококки хорошо переносят высушивание, пигмент хорошо защищает их от солнечных лучей. При комнатной температуре они остаются жизнеспособными на предметах ухода за больными в течение 50 дней, при температуре 70-80° погибают через 20-30 минут. 1% раствор хлорамина убивает их через 2-5 минут, дезинфицирующие средства – за 15 минут (3% раствор фенола). Высокая чувствительность к бриллиантовой зелени, нитрофуранам позволяет широко применять эти препараты для лечения поверхностных гнойно-воспалительных заболеваний.

Роль стафилококков в патологии человека.

S. aureus вызывает (рис. 14):

1. Местные гнойно-воспалительные процессы кожи и подкожной клетчатки (пиодермии, фурункулы, карбункулы, абсцессы, флегмоны, маститы, травматические и послеоперационные нагноения ран).

2. Системные заболевания внутренних органов (бронхиты, пневмонии, ангины, фарингиты, отиты, синуситы, циститы, холециститы, менингиты, эндометриты).

3. Пищевые токсикоинфекции (отравления).

4. Септицемию и септикопиемию.

S.epidermidis занимает менее важную роль в патологии, но может быть причиной гнойно-воспалительных процессов у лиц пожилого возраста, конъюнктивитов новорожденных, послеоперационных эндокардитов.

S.saprophyticus – сапрофит, но при ослаблении иммунитета может вызывать воспалительные процессы, послеоперационные нагноения ран. У этого вида стафилококка есть олигосахаридные рецепторы, способствующие прикреплению его к эпителию мочевыводящих путей.

В развитии стафилококковой инфекции большую роль играют инвазионные и токсигенные свойства микроорганизмов, состояние иммунной системы макроорганизма (иммунодефициты). Возбудитель проникает через поврежденную кожу и слизистые оболочки. В стационаре этому способствуют различные оперативные вмешательства, катеризация кровеносных сосудов, использование протезов сосудов, использование искусственных клапанов, использование различной диагностической аппаратуры.

Предрасполагающими факторами для развития эндогенной инфекции являются болезни, угнетающие иммунитет, диабет, почечная и печеночная недостаточность, прием иммунодепрессантов, цитостатических препаратов.

Иммунитет. Здоровые взрослые люди устойчивы к стафилококкам, что объясняется защитными механизмами и наличием специфических АТ. В иммунитете имеют значение все виды антител: антимикробные, антитоксические, антиферментные, степень их защиты определяется и титром АТ, и местом их действия. Антимикробные АТ на пептидогликан, протеин А способствуют фагоцитозу, препятствуют связыванию опсонинов, антитоксины нейтрализуют a-токсин, антиферментные АТ – соответствующие ферменты; большую роль играют секреторные IgА, обеспечивающие местный иммунитет слизистых оболочек; АТ к тейхоевым кислотам определяются при остеомиелитах, сепсисе, эндокардитах.

Лабораторная диагностика

Материал для исследования – гной, кровь, мокрота, моча.

1. Бактериоскопический метод имеет ориентировочное значение. Выявляют грамположительные кокки, расположенные в виде гроздей, что позволяет выбрать необходимые питательные среды.

2. Бактериологический метод – выделение чистой культуры и ее идентификация. Материал засевают на МЖСА, ЖСА и кровяной агар. Проводят учет лецитиназы, пигмента, гемолиза. В колониях бактерий, выросших на МЖСА выявляют каталазу, что позволяет отдифференцировать семейство Staphylococcaceae от семейства Streptococcaeae; так у стафилококков каталаза имеется, а у стрептококков отсутствует.

Устанавливают принадлежность бактерий к роду Staphylococcus. Стафилококки образуют пигмент, обладают лецитиназой, гемолитической, каталазной активностью, являются факультативными анаэробами, а микрококки – облигатные аэробы. Поэтому стафилококки способны расти и ферментировать глюкозу в анаэробных условиях (отмечается посинение в столбике среды под слоем вазелинового масла.

Установив принадлежность к роду Staphyloccocus, проводят видовую идентификацию стафилококков. Ведущий тест патогенности S.aureus – продукция плазмокоагулазы. Проводят посев культуры в цитратную плазму крови кролика. Отмечается коагуляция плазмы через 2-18 часов. Далее определяют анаэробную ферментацию маннита. При положительной реакции плазмокоагуляции, наличии лецитаназной, гемолитической активности, золотистого пигмента штамм может быть отнесен к виду S.aureus.

При отрицательной реакции плазмокоагуляции ставят дополнительные тесты на наличие ДНКазы, чувствительность к новобиоцину, определяют фосфатазу.

Для S.epidermidis характерны следующие тесты: чувствительность к новобиоцину, наличие фосфатазы, отсутствие окисления маннита; для S.saprophyticus – противоположные свойства.

Далее проводят определение чувствительности к антибиотикам. При необходимости по эпидпоказаниям осуществляют фаготипирование.

Заключение об этиологической роли стафилококков делают на основании многократного обильного выделения однотипных по свойствам и фаготипу стафилококков.

С целью эпидемиологического типирования изучают плазмидный профиль S.aureus: большие 2•10⁷ Да плазмиды кодируют образование бета-лактамаз и резистентность к эритромицину. Мелкие (3•10⁶ Да) плазмиды кодируют резистентность к тетрациклинам и хлорамфениколу.

Выделенная культура считается возбудителем инфекционного процесса при наличии следующих критериев: если из закрытых очагов, выделен один вид микроорганизма в количестве 10³ и более; при открытых процессах этиологически значимыми считают культуры, численность которых более 10⁵. Лабораторный анализ непременно включает определение чувствительности выделенных бактерий к антибиотикам.

Серологические методы. Для оценки состояния антитоксического иммунитета у больных определяют уровень антитоксических антител по лизису эритроцитов крови альфа-токсином. Антитела к тейхоевым кислотам стафилококков определяют методом ИФА.

Иммунитет зависит от уровня антитоксических и антимикробных антител. Новорожденные защищены материнскими IgG-антителами, полученными через плаценту.

Профилактика и лечение.

Профилактика стафилококковых инфекций направлена на выявление носителей золотистых стафилококков, главным образом, среди персонала больниц и родовспомогательных учреждений с целью их санации. Иногда для профилактики стафилококковой инфекции вакцинируют беременных в конце беременности очищенным стафилококковым анатоксином (повышается уровень IgG-антител у новорожденных).

Для лечения острых стафилококковых заболеваний назначают антибиотики под контролем антибиотикограммы.

При септических процессах вводят донорские противостафилококковый иммуноглобулин или антистафилококковую плазму.

Для лечения хронических стафилококковых инфекций применяют стафилококковый анатоксин, а также аутовакцину, которые стимулируют синтез антитоксических и антимикробных антител.

В травматологии и дерматологии используют стафилопротеин – это комплексный препарат, включающий очищенный анатоксин и цитоплазменный антиген стафилококка.

9.1.2. Род Stomatococcus

К роду Stomatococcus относятся кокки диаметром 0,9-1,3 мкм, которые располагаются в виде гроздей винограда или по 4, неподвижны, имеют капсулу.

Факультативные анаэробы, хемоорганотрофы, имеют ферментативный и окислительный тип метаболизма. Каталазный тест вариабелен, содержат цитохромы, восстанавливают нитраты в нитриты, разлагают глюкозу в анаэробных условиях, чувствительны к бацитрацину.

На плотных питательных средах образуют колонии слизистой консистенции. Некоторые представители данного рода обитают в ротовой полости и в верхних дыхательных путях.

Стоматококки иногда выделяют от больных с сепсисом и эндокардитом.

9.2 Семейство Streptococcaceae

К семейству Streptococcaceae отнесено 6 родов, патогенных для человека: Streptococcus, Enterococcus, Aerococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactococcus. Наибольшее значение в патологии имеют роды Streptococcus и Enterococcus.

9.2.1. Род Streptococcus

Стрептококки впервые обнаружены в тканях человека при рожистом воспалении и раневых инфекциях (Т.Бильрот, 1874), а также при септицемиях и гнойных поражениях (Л.Пастер, 1880).

Морфология, свойства стрептококков. В род включены сферические или овоидные кокки размером 0,5-2,0 мкм, которые в мазках располагаются парами или короткими цепочками (особенно при выращивании на жидких средах). При различных внешних воздействиях они могут принимать вытянутую или ланцетовидную форму. Неподвижны, спор не образуют, некоторые имеют капсулу. Хемоорганотрофы, метаболизм бродильный, ферментируют глюкозу с образованием молочной кислоты. Факультативные анаэробы, некоторые являются микроаэрофилами, каталазоотрицательны. Большинство видов обладают гемолитической активностью. При росте на кровяном агаре различают b-гемолитические стрептококки, дающие прозрачную зону гемолиза, a - зеленящие, дающие вокруг колоний зону зеленого цвета (гемоглобин превращается в метгемоглобин) и негемолитические – среда не изменяется.

Классификация и антигенная структура. На основании отличий в полисахаридныхантигенах Ленсфильд в 1933 г. разделила стрептококки на 20 серогрупп, обозначенных буквами от А до V. Заболевания у людей чаще вызывают стрептококки серогрупп А (S. pуogenes), В и С.

По наличию типоспецифических протеиновых антигенов стрептококки делятся на серовары M, R, T. По М-антигену различают более 100 сероваров в группе А, по Т – еще несколько десятков.

Род Streptococcus объединяет 21 вид стрептококков, которые отличаются по антигенным свойствам, биохимическим тестам и патогенности в отношении человека.

Виды стрептококков:

S. pyogenes – облигатно-патогенный для человека (b-гемолитический, группа А), который вызывает скарлатину, ангину, хронический тонзиллит, фарингит, ревматизм, гнойно-воспалительные процессы кожи и подкожной клетчатки, остеомиелит, рожу, диффузный гломерулонефрит, сепсис, целлюлит.

S. pneumoniaе – (не входит в схему Ленсфильд), является возбудителем очаговой и крупозной пневмонии, сепсиса, менингита у детей, отитов, гнойных конъюнктивитов, бронхитов, ползучей язвы роговицы.

S. mitis, S. sanguis, S. salivarius, S. mutans (серогруппа К) – это условно-патогенные микроорганизмы, которые принимают участие в образовании зубных бляшек и возникновении кариеса зубов. Они имеют фермент гликозилтрансферазу, которая превращает сахарозу в декстран, что способствует прикреплению стрептококков к поверхности зубов.

Стрептококки серовара 12 (нефритогенные) выделяют цитотоксины; имеют рецепторы к почечной ткани.

S. agalactiae относятся к серогруппе В, имеют капсулу, вызывают послеродовые инфекции, сепсис новорожденных, эрозивный стоматит, урогенитальные процессы. Эпидемиологически они связаны с носительством этого вида стрептококка у матери и персонала.

S.anginosus – стрептококки группы С, вызывают респираторные инфекции, заболевания мочеполовой системы.

Экология и распространение. Стрептококки группы А встречаются повсеместно. Микроорганизмы часто колонизируют кожные покровы и слизистые оболочки человека. Резервуар инфекции – больной человек или бактерионоситель. Основной путь передачи – контактный и воздушно-капельный, а также через инфицированные пищевые продукты. Стрептококки длительно сохраняются при низких температурах, устойчивы к высушиванию, в гное, мокроте сохраняются месяцами. При температуре 70^оС они погибают в течение 1 часа, а 3% фенол убивает их через 15 минут.

Патогенез. Первым этапом инфекционного процесса является адгезия микроорганизмов к эпителию слизистых оболочек, что обеспечивает возможность быстрой их колонизации. Основным адгезином является липотейхоевая кислота, покрывающая поверхностные фимбрии. Фимбриальный белок (или белок М) – основной фактор вирулентности и типоспецифический антиген. Антитела к нему обеспечивают невосприимчивость к повторным заражениям. Большое разнообразие серотипов белка М значительно снижает действие гуморальных защитных реакций.