СТАФИЛОКОККОВАЯ ИНФЕКЦИЯ
Таксономия и классификация
Семейство Staphylococcaceae, 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.
Патогенетически и клинически значима классификация по признаку продукции плазмокоагулазы - коагулазоположительные стафилококки (КПС) (S. aureus, S. intermedius и) и коагулазоотрицательные стафилококки (КОС) (S. epidermidis, S. saprophyticus). КПС рассматриваются как наиболее опасные и частые возбудители болезней.
Существует внутривидовая дифференциация S. aureus на фагогруппы и фаговары, что используется в реакции фаготипирования для выяснения источника заражения и путей передачи инфекции.
Морфология
Грамположительные кокки, которым в чистой культуре свойственно скопление в виде гроздьев винограда (характерно деление в разных плоскостях). Неподвижные, не образуют спор, могут образовывать микрокапсулу. Температурный оптимум - 30-37 С.
Культуральные свойства
Стафилококки – факультативные анаэробы. Растут на простых питательных средах (МПА, МПБ), однако являются галофильными: хорошо размножаются при высоких концентрациях NaCl (10-15%), что используется при изготовлении элективной среды – желточносолевого агара (ЖСА). На плотных средах через 18-24 ч культивирования в аэробных условиях бактерии формируют мутные круглые ровные колонии кремового, желтого, оранжевого, золотистого, белого цвета.
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.
Биохимические свойства
Имеют высокую биохимическую активность. Восстанавливают нитраты, вырабатывают сероводород, разлагают мочевину, ферментируют многие углеводы с образованием кислоты, продуцируют каталазу. Синтезируют каротиноидные пигменты (определяют золотистый, белый и другие цвета колоний), которые также защищают от оксидантов.
Стафилококки часто характеризуются множественной устойчивостью к антибиотикам: β-лактамам, эритромицину, тетрациклинам, хлорамфениколу и др. Устойчивость к антибиотикам контролируется R-плазмидами (синтез β-лактамаз) или хромосомными мутациями (метициллинорезистентные стафилококки - MRS-штаммы).
Антигенная структура
Экстрацеллюлярные: капсульный К-антиген микрокапсулы
Целлюлярные: поверхностные антиген клеточной стенки (тейхоевые кислоты, пептидогликан и белок А, расположенный снаружи пептидогликана) и глубокие антигены.
Антигены определяют видовую и типовую специфичность стафилококков.
Резистентность
Устойчивы во внешней среде: хорошо переносят высушивание, длительное время сохраняются в пыли, быстро погибают при воздействии солнечного света. Техногенные загрязнения внешней среды (сероводородсодержащий газ и др.) повышают патогенность стафилококков, в частности его персистентную активность.
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.
Факторы патогенности
1. Факторы адгезии – адгезины обеспечивают способность стафилококков прикрепляться к различным клеткам и веществам организма. Тейхоевые кислоты ответственны за адгезию к эпителиальным клеткам. Микрокапсула полисахаридной природы подавляет фагоцитоз и способствует адгезии. У S. aureus обнаружены белки-адгезины, которые взаимодействуют с различными протеинами (лектинами, фибронектином, муцином). S. epidermidis имеет полисахарид, обеспечивающий прикрепление стафилококка к трансплантатам (протезам, ортопедическим стержням).
2. Факторы колонизации – медиаторы межмикробного взаимодействия:
1) бактериоцины (стафилококкцины) подавляют рост непатогенных стафилококков, заселяющих биотоп в норме;
2) бактериолизины (лизостафин, лизоцим) разрушают пептидогликан клеточной стенки грамположительных бактерий;
3) феромоны – сигнальные белковые молекулы, регулирующие плотность популяции (кворум-сенсинг), формирование и функцию адгезинов и другие свойства;
4) β-лактамаза защищает стафилококки от антибиотиков.
3. Экзоферменты защиты и агрессии:
1) Плазмокоагулаза вызывает свертывание плазмы крови. Сгусток фибрина, покрывая бактериальную клетку (псевдокапсула), защищает ее от фагоцитоза и бактерицидности сыворотки.
2) Фибринолизин (стафилокиназа) разрушает фибриновые и способствует генерализации инфекции.
3) Гиалуронидаза разрушает гиалуроновую кислоту («цемент» соединительной ткани), способствует распространению возбудителя, расширению зоны поражения (фактор проницаемости).
4) Нейраминидаза расщепляет сиаловые кислоты (нейраминовую кислоту и др.) в слизи, оболочках клеток, способствуя проникновению в клетки и распространению в межклеточном пространстве.
5) Лецитовителлаза (липаза) разрушает оболочки клеток, жировые пробки в устье волосяных фолликулов, подавляет фагоцитоз.
6) ДНКаза расщепляет ДНК, понижает вязкость окружающей среды, разжижает гной.
7) Мурамидаза (лизоцим) растворяет клеточные стенки (пептидогликан) бактерий, являясь одним из факторов антагонизма стафилококков в микробиоценозе; подавляет фагоцитоз.
8) Каталаза защищает стафилококк от действия кислородзависимых бактерицидных механизмов фагоцитоза.
9) S. saprophyticus обладает ферментом уреазой и способен под влиянием мочевины образовывать капсулу. Он является одним из основных возбудителем инфекции мочевого тракта (цистита, пиелонефрита).
4. Экзотоксины
1) Гемолизины α, β, δ, γ повреждают мембраны клеток (мембранотоксины). Они образуют каналы в цитоплазматической мембране эритроцитов, лейкоцитов и других клеток, нарушая их осмотическое давление и приводя к лизису.
2) Лейкоцидин избирательно действует на лейкоциты, разрушая их.
3) Энтеротоксины (А-F) относятся к гистотоксинам, вызывают пищевую интоксикацию. Энтеротоксины характеризуются высокой термостабильностью (выдерживают кипячение) и устойчивостью к протеолитическим ферментам. Энтеротоксины являются суперантигенами - вызывают поликлональную стимуляцию Т-лимфоцитов с последующей гиперсекрецией цитокинов и вторичной интоксикацией.
4) Экзотоксин, вызывающий синдром токсического шока (СТШ), является суперантигеном, что определяет механизм его токсического действия. Его продукция связана с наличием профага (лизогенная конверсия).
5) 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.
1. Инактиваторы защитных механизмов хозяина (факторы персистенции). Благодаря ним стафилококки способны длительно выживать (персистировать) в клетках и тканях организма
1) Антилизоцимная активность (АЛА) – способность инактивировать лизоцим клеток и тканей.
2) Антиинтерфероновая активность (АИА) – способность подавлять антибактериальное действие интерферона.
3) Антикомплементарная активность (АКА) – специфическая инактивация системы комплемента.
4) Антикарнозиновая активность (АКрА) – способность инактивировать карнозин –- регулятор регенерационных и иммунных реакций.
5) Антилактоферриновая активность (АЛфА) – инактивация лактоферрина – регулятора метаболизма железа в организме.
6) Антигемоглобиновая активность (АНbА) – инактивация кислородсвязывающей функции гемоглобина.
2. Внеклеточные полисахариды образуют слизистый слой на твердых поверхностях (биопленку), что способствует колонизации стафилококка на медицинском оборудовании, в биотопах человека, защищает от фагоцитоза.
3. Белок А – компонент клеточной стенки стафилококков - связывает Fс-фрагменты антител, блокируя их опсоническую активность.
Эпидемиология
Пути передачи стафилококка: аэрогенный (воздушно-капельный, воздушно-пылевой), фекально-оральный (пищевой), артифициальный (через нестерильные медицинские инструменты) и др.
Распространены экзогенные стафилококковые инфекции для больных в стационарах - внутрибольничные (госпитальные) инфекции, вызываемые чаще S. aureus, S. epidermidis. Источники заражения - здоровые носители госпитальных штаммов, а также больные со стертыми формами стафилококковой инфекции. Наибольшую эпидемическую опасность представляет медицинский персонал ЛПУ - постоянные (резидентные) носители госпитальных штаммов.
Кроме экзогенной, не меньшую опасность представляет эндогенная, оппортунистическая инфекция, которая вызывается стафилококками - представителями 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.
Этиопатогенез и Клинические проявления
Стафилококки поражают любые органы и системы организма, вызывают сепсис, септикопиемию, токсинемию.
Они легко проникают в организм через мельчайшие повреждения кожи и слизистых оболочек. Обладая аллергическими свойствами, они могут стать причиной геморрагическго васкулита, неспецифического полиартрита. Инфицирование стафилококками пищевых продуктов - частая причина пищевых отравлений.
Основные возбудители сепсиса, в том числе новорожденных. При сепсисе различают гнойный очаг, из которого в кровь периодически попадает возбудитель, разносится по организму и поражает ретикулоэндотелиальные элементы, в клетках которых возбудитель размножается. Клиническая картина мало зависит от вида возбудителя и определяется поражением тех или иных органов.
Иммунитет
Иммунитет по механизму клеточный и гуморальный, по напряженности - нестойкий. Узкоспецифический (против определенных штаммов). По направленности антитоксический, антиферментный, антибактериальный. Возможен переход острой инфекции в хроническую с развитием аллергии.
Лечение
Антибиотики следует назначать по результатам антибиотикограммы выделенного возбудителя. 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.
Профилактика
Для профилактики госпитальной инфекции необходимо соблюдать строгий санитарно-противоэпидемический режим. 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).
Диагностика
Ведущим методом является бактериологический. Взятие исследуемого материала зависит от предполагаемой локализации с учетом патогенеза и клинической картины болезни, это может быть кровь, гной, мокрота, слизь из зева или из носа, рвотые массы, испражнения, промывные воды желудка. Главное - 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 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.