микра. 16 Аэробные грамположительные кокки
 Скачать 147.71 Kb.
|
|
16.1. Кокки Кокки (coccus - зернышко, ягода) - микроорганизмы со сферической формой клетки. Сферическая форма определяет наименьшую площадь поверхности, что обеспечивает коккам большую устойчивость к факторам окружающей среды. Кокки широко распространены и являются частыми возбудителями гнойновоспалительных заболеваний, поэтому их называют гноеродными кокками. Кокки вызывают сепсис, являются причиной госпитальных и оппортунистических инфекций. Таксономия кокков разнообразна. Они классифицируются на грамположительных и грамотрицательных аэробов (факульта- тивных анаэробов) и анаэробов. Грамположительные аэробные кокки включают роды: Staphylococcus, Micrococcus, Streptococcus, Enterococcus, Rhodococcus, Planococcus, Deinococcus и др., грамположительные анаэробные кокки - Coprococcus, Peptococcus, Peptosteptococcus, Ruminococcus, Sarcina и др. грамотрицательные аэробные кокки - Neisseria (менингококки, гонококки), Moraxella, Morococcus и др., грамотрицательные анаэробные кокки - Acidaminococcus, Megαsphαеra, Veillonella и др. 16.1.1. Аэробные грамположительные кокки 16.1.1.1. Стафилококки (род Staphylococcus) Открыты Пастером и Огстоном в 1880 г. Родовое название Sta- phylococcus дал Огстон (staphyle - гроздь, coccus - зернышко, ягода), а описание рода - Розенбах. Классификация. Род Staphylococcus включает более 32 видов, из них клинически значимых для человека около 8 видов: S. aureus, S. epidermidis, S. haemolyticus, S. saprophyticus, S. intermedius и др. Видовая классификация построена на основании изучения фенотипических свойств (около 50 тестов: биохимические, на пато- генность, культуральные свойства) и генотипических (фрагменты хромосомного ограничения, риботипы) признаков. Патогенетически и клинически значима классификация по признакам: продукция плазмокоагулазы - коагулазоположительные стафилококки (КПС) (S. aureus, S. intermedius и др.) и коагулазоотрицательные стафилококки (КОС) (S. epidermidis, S. saprophyticus и др.). КПС рассматриваются как наиболее опасные и частые возбудители болезней, хотя тяжесть течения болезни зависит как от патогенно- сти возбудителя, так и от уровня защитных механизмов организма человека; устойчивость к новобиоцину (S. saprophyticus), устойчивость к полимиксину (S. aureus, S. epidermidis). Существует внутривидовая дифференциация S. aureus на фагогруппы и фаговары, что используется в реакции фаготипирования для выяснения источника заражения и путей передачи инфекции. Морфология. Стафилококки - грамположительные кокки, которым в чистой культуре свойственно скопление в виде гроздьев винограда (характерно деление в разных плоскостях). Неподвижные, не образуют спор, могут образовывать микрокапсулу. Культуральные и биохимические свойства. Стафилококки растут на простых питательных средах (мясопептонный агар - МПА, мясопептонный бульон - МПБ), однако являются галофильными: хорошо размножаются при высоких концентрациях NaCl (10-15%), что используется при изготовлении элективной среды - желточносолевого агара (ЖСА). Стафилококки чувствительны к анилиновым красителям (кристаллическому фиолетовому, бриллиантовому зеленому), йоду, что используется в местном лечении стафилококковых пиодермий (антисептики), а также эти красители входят в состав элективных сред для выделения энтеробактерий (среды Эндо, Плоскирева) для подавления роста грамположительных кокков. Стафилококки продуцируют каталазу, что защищает их от губительного действия производных кислорода. Синтезируют ка- ротиноидные пигменты (определяют золотистый, белый и другие цвета колоний), которые также защищают от оксидантов. Антиоксидантная активность стафилококков - один из механизмов их защиты в условиях пиогенных инфекций. Стафилококки часто характеризуются множественной устойчивостью к антибиоти- кам: β-лактамам, эритромицину, тетрациклинам, хлорамфениколу и др. Устойчивость к антибиотикам контролируется R-плазмидами (синтез β-лактамаз) или хромосомными мутациями (метициллинорезистентные стафилококки - MRS-штаммы). Антигены. Антигенными свойствами обладают структуры клеточной стенки: тейхоевые кислоты, пептидогликан и белок А, расположенный снаружи пептидогликана. Капсульный антиген находится в микрокапсуле. Антигены определяют видовую и типовую специфичность стафилококков. Факторы патогенности. Основные группы факторов патогенности стафилококков: адгезины, микрокапсула, белок А, медиаторы межмикробного взаимодействия, секретируемые вещества. Адгезины обеспечивают способность стафилококков прикрепляться к различным клеткам и веществам организма. Тейхоевые кислоты ответственны за адгезию к эпителиальным клеткам. У S. aureus обнаружены белки-адгезины, которые взаимодействуют с различными протеинами: лектинами, фибронектином, муцином и др. Из S. epidermidis выделен специфический полисахарид, обеспечивающий прикрепление стафилококка к протезам, ортопедическим стержням и другим трансплантатам, что создает условия для раз- вития инфекции. Микрокапсула полисахаридной природы подавляет фагоцитоз и способствует адгезии. Белок А (протеин А) - компонент клеточной стенки стафилококков - связывает Fс-фрагменты антител, блокируя их опсони- ческую активность. Медиаторы межмикробного взаимодействия - факторы колонизации патогенным стафилококком определенного биотопа: бактериоцины (стафилококкцины) подавляют рост непатогенных стафилококков, заселяющих биотоп в норме; бактериолизины (лизостафин, лизоцим и др.) разрушают пептидогликан клеточной стенки грамположительных бактерий; феромоны - сигнальные белковые молекулы, регулирующие плотность популяции (кворум-сенсинг), формирование и функцию адгезинов и другие свойства; β-лактамаза защищает стафилококки от антибио- тиков. Стафилококки секретируют в окружающие ткани разнообразные группы факторов патогенности: внеклеточные полисахариды, инактиваторы защитных механизмов хозяина, экзотоксины, ферменты патогенности. Внеклеточные полисахариды образуют слизистый слой на твердых поверхностях (биопленку), что способствует колонизации стафилококка на медицинском оборудовании, в биотопах человека, защищает от фагоцитоза. Обнаружена большая группа секретируемых стафилококком факторов, инактивирующих защиту хозяина. Благодаря этим факторам стафило- кокки способны длительно выживать (персистировать) в клетках и тканях организма. Антилизоцимная активность (АЛА) - способность инактивировать лизоцим клеток и тканей. Антиинтерфероновая активность (АИА) - способность подавлять антибактериальное действие интерферона. Антикомплементарная активность (АКА) - специфическая инактивация системы комплемента. Ан- тикарнозиновая активность (АКрА) - способность инактивировать карнозин - регулятор регенерационных и иммунных реакций. Антилактоферриновая активность (АЛфА) - инактивация лактоферрина - регулятора метаболизма железа в организме. Антигемоглобиновая активность (АНbА) - инактивация кислородсвязывающей функции гемоглобина. Особое место в ряду факторов патогенности стафилококков занимают экзотоксины. Гемолизины α, β, δ, γ повреждают мембраны клеток (мембранотоксины). Они образуют каналы в цитоплаз- матической мембране эритроцитов, лейкоцитов и других клеток, нарушая их осмотическое давление и приводя к лизису. Лейкоцидин избирательно действует на лейкоциты, разрушая их. Энтеротоксины (А-F) относятся к гистотоксинам, вызывают пищевую интоксикацию. Энтеротоксины характеризуются высокой термостабильностью (выдерживают кипячение) и устойчивостью к про- теолитическим ферментам. Энтеротоксины являются суперантигенами - вызывают поликлональную стимуляцию Т-лимфоцитов с последующей гиперсекрецией цитокинов и вторичной интоксикацией. Экзотоксин, вызывающий синдром токсического шока (СТШ), является суперантигеном, что определяет механизм его токсического действия. Его продукция связана с наличием профага (лизогенная конверсия). Эксфолиативный токсин (А и В) разрушает межклеточные контакты в эпидермисе, что ведет к отслоению поверхностных структур эпидермиса (эксфолиации) и образованию изъязвляющихся пузырей - синдрому «ошпаренной кожи». Чаще встречается у новорожденных и детей младшего возраста. Стафилококки обладают большим арсеналом экзоферментов защиты и агрессии. Плазмокоагулаза вызывает свертывание плазмы крови. Сгусток фибрина, покрывая бактериальную клетку (псевдокапсула), защищает ее от фагоцитоза и бактерицидности сыворотки. Каталаза защищает стафилококк от действия кисло- родзависимых бактерицидных механизмов фагоцитоза. Лецитовителлаза (липаза) разрушает оболочки клеток, жировые пробки в устье волосяных фолликулов, подавляет фагоцитоз. Гиалурони- даза разрушает гиалуроновую кислоту («цемент» соединительной ткани), способствует распространению возбудителя, расширению зоны поражения (фактор проницаемости). Фибринолизин (стафилокиназа) разрушает фибриновые сгустки с образованием инфицированных микротромбов и способствует генерализации инфекции. ДНКаза расщепляет ДНК, понижает вязкость окружающей среды, разжижает гной. Мурамидаза (лизоцим) растворяет клеточные стенки (пептидогликан) бактерий, являясь одним из факторов антагонизма стафилококков в микробиоценозе; подавляет фагоцитоз. Нейраминидаза расщепляет сиаловые кислоты (нейраминовую кислоту и др.) в слизи, оболочках клеток, способствуя проникновению в клетки и распространению в межклеточном пространстве. S. saprophyticus обладает ферментом уреазой и способен под влиянием мочевины образовывать капсулу. Он является одним из основных возбудителем инфекции мочевого тракта (цистита, пиелонефрита). Экология стафилококков. Стафилококки широко распространены в природе, обнаруживаются на коже и слизистых оболочках человека, паразитируют у животных. На коже человека доминирующей микрофлорой являются стафилококки, особенно S. epidermidis. Колонизируют слизистую оболочку носа, зева, ротовой полости и других органов, являясь представителями нормальной микрофлоры человека. Устойчивы во внешней среде: хорошо переносят высушивание, длительное время сохраняются в пыли. Техногенные загрязнения внешней среды (сероводородсодержащий газ и др.) повышают патогенность стафилококков, в частности его персистентную активность. Эпидемиология стафилококковых инфекций. В современной медицинской практике большую опасность представляют экзогенные стафилококковые инфекции для больных в стационарах - внутри- больничные (госпитальные) инфекции. Основными возбудителями являются S. aureus, S. epidermidis. Источники заражения - здоровые носители госпитальных штаммов, а также больные со стертыми формами стафилококковой инфекции. Наибольшую эпидемическую опасность представляет медицинский персонал лечебно-профилактических учреждений - постоян- ные (резидентные) носители госпитальных штаммов. Механизмы, пути и факторы передачи стафилококка разнообразны: аэрогенный (воздушно-капельный, воздушно-пылевой), фекально-оральный (пищевой), артифициальный (через нестерильные медицинские инструменты) и др. Восприимчивость к стафилококкам высокая, так как поражаются больные с иммунодефицитом, вызванным разными причинами (операция, травма, сахарный диабет и т.д.). Кроме экзогенной, не меньшую опасность представляет эндогенная, оппортунистическая (от англ. оpportunity - удобный случай) инфекция, которая вызывается стафилококками - предста- вителями собственной нормальной микрофлоры. При снижении иммунного статуса организма аутоштаммы повышают свою вирулентность и вызывают патологический процесс как в исходном биотопе, так и в других биотопах организма за счет миграции и транслокации. Патогенез стафилококковых инфекций. Стафилококки поражают любые органы и системы организма, вызывают сепсис, септикопиемию, токсинемию. Иммунитет по механизму клеточный и гуморальный, по напря- женности - нестойкий. Узкоспецифический (против определенных штаммов). По направленности антитоксический, антиферментный, антибактериальный. Возможен переход острой инфекции в хроническую с развитием аллергии. Микробиологическая диагностика. Ведущим методом является бактериологический. Взятие исследуемого материала зависит от предполагаемой локализации с учетом патогенеза и клинической картины болезни. Главное значение в диагностике имеют идентификация возбудителя, его дифференциация от нормальной, сопутствующей стафилококковой микрофлоры. Экспресс-диагностика направлена на обнаружение серологическими реакциями антигенов ферментов патогенности и токсинов стафилококка, а также определения tox-гена в ПЦР. Бактериологический метод включает, кроме видовой идентификации стафилококков по ферментативным свойствам (стафилококковые тесты), определение у чистой культуры факторов патогенности, фаговара (выявление госпитальных штаммов, источника и путей передачи инфекции), антибиотикограммы. Важное значение имеет выявление секретируемых факторов персистенции (АЛА, АИА, АКрА и др.) для диагностики резидентного носительства и прогнозирования осложнений, хронизации процесса. Серологический метод, как правило, применяется в диагностике затяжных, хронических форм заболевания. Информативными показателями является обнаружение антител к факторам патогенности стафилококков: токсинам, ферментам, тейхоевой кислоте и др. Профилактика и лечение. Антибиотики следует назначать по результатам антибиотикограммы выделенного возбудителя. В связи с внутриклеточным паразитированием стафилококка при выборе антибиотика для лечения или средства для санации бактерионосителя следует оценить способность препарата в субингибиторной концентрации подавлять факторы персистенции возбудителя, та- ким образом изгоняя его из клеток хозяина и повышая эффект терапии, профилактики осложнений. В связи с широким распространением среди стафилококков множественной антибиотикорезистентности следует назначать комбинированные препараты, содержащие блокаторы β-лактамазы. Для этого при хронических инфекциях применяют в лечебных целях убитую корпускулярную вакцину. Для профилактики госпитальной инфекции необходимо соблюдать строгий противоэпидемический режим: выполнение правил асептики, антисептики, дезинфекции, стерилизации, своевременное выявление больных стафилококковой инфекцией, их изоляция в специальное отделение или палату, плановое обследо- вание медицинского персонала на стафилококковое носительство. Профилактика стафилококковой инфекции у новорожденных - актуальная проблема. Проводят иммунизацию рожениц стафилококковым анатоксином или стафилококковым иммуноглобулином (экстренная профилактика), определяют показатель микробной обсемененности и наличие стафилококка в молоке родильниц, на пеленках (пеленочный тест). 16.1.1.2. Стрептококки (род Streptococcus) Открыты Билротом в 1874 г. Родовое название Streptococcus (streptos - скрученный в виде цепи, coccus - зернышко). Таксономия и классификация. Род Streptococcus включает более 50 видов. Внутри рода на основании произвольно выбранных критериев (пиогенность для животных и человека, особенности метаболизма, экологические признаки) дифференцированы 4 группы видов стрептококков: пиогенные, оральные, анаэробные и другие стрептококки. Клинически значимые для человека виды: S. pyogenes, S. agalactiae, S. mitis, S. pneumoniae, S. mutans, Peptostreptococcus anaerobius и др. Видовая классификация построе- на на основании изучения фенотипических свойств (около 30 тестов: биохимические, на патогенность, культуральные свойства). Для определенных видов стрептококков характерны различные антигены полисахаридной природы, связанные с серологическими группами (Lancefield, 1933), которые определяют для точной идентификации стрептококков. Известно 20 серологических групп: А, В, С, G и др. Штаммы S. pyogenes относятся к серогруппе А, S. agalactiae - к серогруппе В. Серогруппа С включает два вида: S. dysgalactiae и S. equi и т.д. Внутри серогрупп стрептококки разделяют на серовары. Так, внутри серогруппы А по М-белку определено до 80 сероваров. Имеется определенная связь между принадлежностью стрептококков к серогруппе, серовару и спецификой их патогенного действия: стрептококки серогруппы А вызывают скарлатину, рожу, ревматизм, нефрит, серовары ? 1, 3, 5, 6, 18 чаще вызывают ревматизм, а ? 12, 17, 19, 24, 49 - гломерулонефрит. Морфология. Стрептококки - грамположительные кокки круглой или овальной формы, располагаются парами или цепочками. Длинные цепочки могут образовываться при росте микроба в жидкой питательной среде. Неподвижны, спор не образуют. Некоторые виды (S. pneumoniae) имеют капсулу полисахаридной природы. Культуральные и биохимические свойства. Факультативные анаэробы, каталазоотрицательные. Растут на питательных средах с добавлением крови, сыворотки, углеводов. При росте на плотной среде образуют мелкие сероватые или бесцветные колонии. По характеру роста на кровяном агаре различают α-гемолитические стрептококки (частичный гемолиз и позеленение среды вокруг колоний), β-гемолитические стрептококки (полная зона гемолиза) и γ-гемолитические (не изменяющие кровяной агар). Антигенная структура. Полисахариды клеточной стенки (С-антигены) определяют групповую специфичность. Белки клеточной стенки (М-, Р-, Т-антигены) дифференцируют стрептококки внутри серогрупп на серовары. Белок М у S. pyogenes (серогруппа А) является суперантигеном. S. pneumoniae дифференцируется на серовары по полисахаридам капсулы. Факторы патогенности. Основные группы факторов патогенности стрептококков: белок М, капсула, липотейхоевая кислота, пептидогликан, секретируемые факторы персистенции, экзотоксины, ферменты. М-белок - один из важнейших факторов патогенности S. pyogenes (группа А). М-белок по структуре напоминает пили (ворсинки) грамотрицательных бактерий, участвует в процессе адгезии стрептококков к эпителию слизистых оболочек. М-белок в комплексе с другими поверхностными белками клеточной стенки стрептококка блокирует комплемент, иммуноглобулины, связывает фибриноген и фибрин, обладает антифагоцитарным свойством. Капсула у стрептококков групп А и С образована гиалуроновой кислотой, а у пневмококков - полисахаридом. Капсула обладает антифагоцитарным свойством, участвует в процессах колонизации и персистенции (экранизация пептидогликана). Липотейхоевая кислота в комплексе с М-белком способствует адгезии стрептококков. Пептидогликан стрептококков по свойствам напоминает эндотоксин грамотрицательных бактерий: пирогенная активность, дермонекротическое действие, кардит, токсическое действие на соединительную ткань и печень. Среди медиаторов межмикробного взаимодействия важнейшими являются бактериоцины стрептококков - стрептоцины, которые участвуют в экологии стрептококков, являясь факторами колонизации патогеном определенного биотопа. Так, на слизистой оболочке миндалин больных хроническим тонзиллитом стрептоциногенные штаммы S. pyogenes встречались в 1,7-1,9 раза чаще, чем у здоровых бактерионосителей. Секретируемые факторы персистенции: АЛА и АКА стрептококков обнаружена у возбудителей хронических форм стрептококковой инфекции, эти факторы способствуют внутриклеточному паразитированию стрептококков. Стрептококки группы А (S. pyogenes) продуцируют большую группу экзотоксинов: эритрогенин, стрептолизины, лейкоцидин, цитотоксины. Эритрогенин (эритрогенный, пирогенный, скарлатинозный токсин) обладает нейротоксическим (гипоталамус), некротическим (эндотелий, миокард, печень) свойствами. Является суперантигеном, индуцируя массивный выход цитокинов, вызывает лихорадку, синдром токсического шока. Стрептолизин S (stable) устойчив к кислороду, лизирует эритроциты. Повреждает мембраны клеток почек, сердца, легких за счет связывания с фосфолипидами клеточных мембран. Ревматоидный фактор. Стрептолизин О (oxygen-sensitive) чувствителен к кислороду. Кроме гемолитической активности, обладает кардиотропностью, иммуногенностью. Нарушает процессы окислительного фосфорилирования в митохондриях. Лейкоцидин лизирует лейкоциты, подавляя фагоцитоз. Цитотоксины - пептиды, повреждающие клет- ки. Нефритогенные штаммы (S. pyogenes, серогруппа А, серовар 12) выделяют цитотоксин, повреждающий ткань почек. Стрептококки обладают арсеналом ферментов патогенности, к которым относятся гиалуронидаза, ДНКаза, мурамидаза (лизо- цим), фибринолизин (стрептокиназа), никотинамидадениндинуклеатидаза (НАДаза). Гиалуронидаза - фактор инвазии, способствует распространению стрептококков по соединительной ткани. ДНКаза (стрептодорназа) играет роль в инвазивности стрептококка. Лизоцим стрептококков рассматривается как антифагоцитарный фактор, его продукция коррелирует с гемолитической активностью и капсулообразованием у пневмококков. Стрептокиназа активирует растворение фибриновых волокон. Смесь стрептокиназы и стрептодорназы используется в клинике для рассасывания тромбов. НАДаза обладает кардиотоксическим и лейкотоксическим свойством. |