Стафілококи

Стафілокок був виявлений в 1878 р Р. Кохом і в 1880 р Л. Пастером в гнійному матеріалі. Л. Пастер, заразивши кролика, остаточно довів роль стафілокока як збудника гнійного запалення. Назва «стафілокок» дав в 1881 р А. Огстон (через характерного розташування клітин), а докладно описав його властивості в 1884 р Ф. Розенбах.

Стафілококи - грампозитивні, правильної геометричної форми кулясті клітини діаметром 0,5-1,5 мкм, розташовані зазвичай у вигляді грон, каталазопозітівни, відновлюють нітрати в нітрити, активно гідролізують білки і жири, зброджують в анаеробних умовах глюкозу з утворенням кислоти без газу. Зазвичай можуть рости в присутності 15% -ного NaCl і при температурі 45 ° С. Зміст Г + Ц в ДНК - 30-39 мовляв%. Стафілококи не мають джгутиків, не утворюють спор. Вони широко поширені в природі. Їх головним резервуаром є шкірні покриви людини і тварин і їх слизові оболонки, сполучені із зовнішнім середовищем. Стафілококи - факультативні анаероби, лише один вид (Staphylococcus saccharolyticus) - строгий анаероб. Стафілококи не вимогливі до живильних середовищ, добре ростуть на звичайних середовищах, температурний оптимум для росту 35-37 "С, рН 6,2-8,4. Колонії круглі, 2-4 мм в діаметрі, з рівними краями, опуклі, непрозорі, пофарбовані в колір утвореного пігменту. Зростання в рідкій культурі супроводжується Рівномірним помутнінням, з часом випадає пухкий осад. При зростанні на звичайних середовищах стафілококи не утворюють капсули, проте при посіві уколом в напіврідкий агар з плазмою або сироваткою більшість штамів S. Aureus утворює капсулу. Бескапсульних штами в по лужідком агарі ростуть у вигляді компактних колоній, капсульні - утворюють дифузні колонії.

Стафілококи мають високу біохімічної активністю: ферментують з виділенням кислоти (без газу) гліцерин, глюкозу, мальтозу, лактозу, сахарозу, маніт; утворюють різні ферменти (плазмокоагулаза, фібринолізин, лецитиназу, лізоцим, лужну фосфатазу, ДНКаза, гіалуронідазу, теллурітредуктазу, протеїназу, желатинази і ін.). Зазначені ферменти відіграють важливу роль в метаболізмі стафілококів і багато в чому визначають їх патогенність. Такі ферменти, як фибринолизин і гіалуронідаза, зумовлюють високу інвазивність стафілококів. Плазмокоагулаза є головним чинником їх патогенності: вона захищає від фагоцитозу і переводить протромбін в тромбін, який викликає згортання фібриногену, в результаті чого кожна клітина покривається білкової плівкою, що захищає від фагоцитів.

[1], [2], [3], [4]

Фактори патогенності стафілококів

Стафілокок - унікальний мікроорганізм. Він може викликати більше 100 різних захворювань, що відносяться до одинадцяти класів за Міжнародною класифікацією 1968 р Стафілококи можуть вражати будь-яку тканину, будь-який орган. Це властивість стафілококів обумовлено наявністю у них великого комплексу факторів патогенності.

Фактори адгезії - прикріплення стафілококів до клітин тканин обумовлено їх гидрофобностью (чим вона вище, тим сильніше виявляються адгезивні властивості), а також адгезивними властивостями полісахаридів, можливо також білка А, і здатністю пов'язувати фибронектин (рецептор деяких клітин).

Різноманітні ферменти, які відіграють роль факторів «агресії і захисту»: плазмокоагулаза (головний фактор патогенності), гіалуронідаза, фібринолізин, ДНКаза, лізоцімоподобний фермент, лецитиназа, фосфатаза, протеїназ та т. Д.

Комплекс секретується екзотоксинів:

• мембраноповреждающіе токсини - а, р, 8 і у. Раніше їх описували як гемолізіни, некротоксіни, Лейкоцідін, летальні токсини, т. Е. За характером їх дії: гемоліз еритроцитів, некроз при внутрішньошкірне введення кролику, руйнування лейкоцитів, смерть кролика при внутрішньовенному введенні. Однак виявилося, що такий ефект викликає один і той же фактор - мембрано-ушкоджує токсин. Він володіє цитолітичним дією по відношенню до різних типів клітин, яке проявляється в такий спосіб. Молекули цього токсину спочатку зв'язуються з невідомими поки рецепторами мембрани клітини-мішені або неспецифически абсорбуються ліпідами, що містяться в мембрані, а потім формують з 7 молекул грибоподібний гептамер, що складається з 3 доменів. Домени, що формують «капелюшок» і «край», розташовані на зовнішній поверхні мембран, а домен «ніжки» служить трансмембраним каналом-часом. Через неї і відбувається вхід і вихід невеликих молекул і іонів, що веде до набухання і загибелі клітин, що мають ядро, і осмотическому лизису еритроцитів. Виявлено кілька типів мембраноповреждающіх (пороутворюючих) токсинів: а-, b-, s- і у-гемолізини (а-, b-, S- і у-токсини). Вони розрізняються по ряду властивостей. Гемолізин а частіше виявляється у стафілококів, виділених від людини, він лизирует еритроцити людини, кроликів і баранів. Летальний ефект у кроликів викликає при внутрішньовенному введенні через 3-5 хв. Гемолізин b виявляють частіше у стафілококів тваринного походження, він лизирует людські і баранячі еритроцити (краще при більш низькій температурі). Гемолізин S лизирует еритроцити людини і багатьох видів тварин. Летальну дію на кролика при внутрішньовенному введенні викликає через 16-24-48 ч. Дуже часто у стафілококів виявляються а- і 8-токсини одночасно;
• ексфоліативні токсини А і В розрізняють за антигенними властивостями, отношtнію до температури (А - термостабилен, В - термолабилен), локалізації генів, що контролюють їх синтез (А контролюється хромосомним геном, В - плазмідних). Нерідко у одного і того ж штаму S. Aureus синтезуються обидва ексфоліатін. З цими токсинами пов'язана здатність стафілококів викликати пухирчатку у новонароджених, бульозні імпетиго, скарлатиноподобная висип;
• істинний лейкоцідін - токсин, що відрізняється від гемолизинов за антигенними властивостями, вибірково діє на лейкоцити, руйнуючи їх;
• екзотоксин, що викликає синдром токсичного шоку (СТШ). Він має властивості суперантігена. Для СТШ характерні підвищення температури, зниження артеріального тиску, шкірні висипання з подальшим лущенням на кистях і стопах, лімфоцитопенія, іноді діарея, ураження нирок і ін. До продукції і секреції цього токсину здатні більше 50% штамів S. Aureus.

Сильні аллергизирующим властивості, якими володіють як компоненти структури клітин, так і екзотоксини та інші секретуються бактеріями продукти життєдіяльності. Стафілококові алергени здатні викликати реакції гіперчутливості як уповільненої типу (ГЧЗ), так і негайного типу (ГЧН) - Стафілококи є головними винуватцями шкірних і респіраторних алергій (дерматити, бронхіальна астма і т. П.). Особливість патогенезу стафілококової інфекції та її тенденція до переходу в хронічну форму кореняться в ефекті ГЧЗ.

Перехресно реагують антигени (з ізоантігенамі еритроцитів А і В, нирок і шкіри - індукція автоантитіл, розвиток аутоімунних захворювань).

Фактори, які пригнічують фагоцитоз. Наявність їх може проявлятися в пригніченні хемотаксиса, захисту клітин від поглинання фагоцитами, в забезпеченні стафілококів можливості розмножуватися в фагоцитах і блокування «окисного вибуху». Фагоцитоз пригнічують капсула, білок А, пептидогликан, тейхоевие кислоти, токсини. Крім того, стафілококи індукують синтез деякими клітинами організму (наприклад, спленоцитах) супресорів фагоцитарної активності. Пригнічення фагоцитозу не тільки перешкоджає очищенню організму від стафілококів, але і порушує функцію процесингу та подання антигенів Т-і В-лімфоцитів, що веде до зниження сили імунної відповіді.

Наявність капсули у стафілококів підвищує їх вірулентність для білих мишей, робить стійкими до дії фагів, не дозволяє типировать аглютинативна сироватками і маскує білок А.

Тейхоевие кислоти не тільки захищають стафілококи від фагоцитозу, але, очевидно, грають істотну роль в патогенезі стафілококових інфекцій. Встановлено, що у дітей, які страждають ендокардитом, в 100% випадків виявляються антитіла до Тейхоевие кислотам.

Мітогенний дію стафілококів щодо лімфоцитів (цим дією володіють білок А, ентеротоксини і інші продукти, секретуються стафілококами).

Ентеротоксини А, В, CI, C2, СЗ, D, Е. Вони характеризуються антигенної специфічністю, термостабильностью, стійкістю до дії формаліну (не перетворювати в анатоксини) та травних ферментів (трипсину і пепсину), стійкі в діапазоні рН від 4,5 до 10,0. Ентеротоксини є низькомолекулярними білками з м. М. Від 26 до 34 кД з властивостями суперантігенов.

Встановлено також, що існують генетично обумовлені відмінності в чутливості до стафілококової інфекції та характеру її перебігу у людей. Зокрема, важкі стафілококові гнійно-септичні захворювання частіше виявляються у людей з групами крові А і АВ, рідше - у осіб 0 і В груп.

З синтезом ентеротоксінов пов'язана здатність стафілококів викликати харчові отруєння типу інтоксикації. Найчастіше вони викликаються ентеротоксин А і D. Механізм дії цих ентеротоксінов мало вивчений, але він відрізняється від дії інших бактеріальних ентеротоксин, які порушують функцію аде-нілатціклазной системи. Всі типи стафілококових ентеротоксин викликають подібну картину отруєння: нудота, блювота, болі в підшлунковій області, діарея, іноді головний біль, підвищення температури, м'язовий спазм. Ці особливості стафілококових ентеротоксин обумовлені їх суперантігеном властивостями: вони індукують надлишковий синтез інтерлейкіну-2, який і викликає інтоксикацію. Ентеротоксини збуджують гладку мускулатуру кишечнику-ника і підвищують моторику шлунково-кишкового тракту. Отруєння найчастіше пов'язано з вживанням інфікованих стафілококом молочних продуктів (морозива, тістечок, тортів, сиру, сиру і т. П.) І консервів з маслом. Інфікування молочних продуктів може бути пов'язано з маститами у корів або з гнійно-запальними захворюваннями людей, що мають відношення до виробництва продуктів.

Таким чином, велика кількість різних факторів патогенності у стафілококів і їх високі аллергізующіе властивості обумовлюють особливості патогенезу стафілококових захворювань, їх характер, локалізацію, тяжкість перебігу та клінічні прояви. Авітаміноз, діабет, зниження імунітету сприяють розвитку стафілококових захворювань.

[5], [6], [7], [8], [9],

Резистентність стафілококів

Серед що не утворюють спор бактерій стафілококи, як і мікобактерії, мають найбільшу стійкість до зовнішніх чинників. Вони добре переносять висихання і залишаються життєздатними і вірулентними тижнями і місяцями в сухий дрібного пилу, будучи джерелом пилової інфекції. Пряме сонячне світло вбиває їх лише протягом багатьох годин, а розсіяне діє дуже слабо. Вони стійкі і до високої температури: нагрівання до 80 ° С витримують близько 30 хв, сухий жар (110 ° С) вбиває їх протягом 2 год; низькі температури переносять добре. Чутливість до хімічних дезінфектантів сильно варіює, наприклад, 3% -ний розчин фенолу вбиває їх протягом 15-30 хв, а 1% -ний водний розчин хлораміну - за 2-5 хв.

Епідеміологія стафілококових інфекцій

Оскільки стафілококи є постійними мешканцями шкіри і слизових оболонок, захворювання, викликані ними, можуть мати характер або аутоинфекции (при різних ушкодженнях шкіри і слизових оболонок, в тому числі і при мікротравмах), або екзогенної інфекції, обумовленої контактно-побутовим, повітряно-крапельним, повітряно-пиловим або аліментарним (при харчових отруєннях) способами зараження. Особливе значення має носійство патогенних стафілококів, так як носії, особливо в медичних установах (різні хірургічні клініки, пологові будинки та т. П.) І в закритих колективах, можуть стати причиною стафілококових інфекцій. Носійство патогенних стафілококів може мати тимчасовий або перемежовується характер, але особливу небезпеку для оточуючих становлять лиця, у яких воно є постійним (резидентні носії). У таких людей стафілококи тривалий час і у великій кількості персистируют на слизових оболонках носа і горла. Причина тривалого носійства не зовсім ясна. Воно може бути наслідком ослаблення місцевого імунітету (недолік секреторних IgA), порушення функцій слизової оболонки, підвищення адгезивних властивостей стафілокока або обумовлено якими-небудь іншими його властивостями.

[10], [11], [12], [13], [14], [15],

Симптоми стафілококових інфекцій

Стафілококи легко проникають в організм через дрібні пошкодження шкіри і слизових оболонок і можуть викликати самі різні захворювання - від юнацьких вугрів (acne) до важкого перитоніту, ендокардиту, сепсису або септикопіємії, при яких летальність досягає 80%. Стафілококи викликають фурункули, гідраденіти, абсцеси, флегмони, остеомієліт; у воєнний час - часті винуватці гнійних ускладнень ран; стафілококи грають провідну роль в гнійної хірургії. Володіючи алергенними властивостями, вони можуть стати причиною псоріазу, геморагічного васкуліту, бешихи, неспецифічного поліартриту. Інфікування стафілококами харчових продуктів - часта причина харчових отруєнь. Стафілококи - головні винуватці сепсису, в тому числі у новонароджених. На відміну від бактеріємії (бактерії в крові), яка є симптомом хвороби і спостерігається при багатьох бактеріальних інфекціях, сепсис (септицемія - гнілокровіе) являє собою самостійну хвороба з певною клінічною картиною, в основі якої лежить ураження органів ретикулоендотеліальної системи (системи мононуклеарних фагоцитів - СМФ ). При сепсисі є гнійний осередок, з якого в кров періодично надходить збудник, розноситься по організму і вражає ретикулоендотеліальну систему (СМФ), в клітинах якої він розмножується, виділяючи токсини і алергени. При цьому клінічна картина сепсису слабо залежить від виду збудника, а визначається ураженням тих чи інших органів.

Септикопіємія - форма сепсису, при якому збудник викликає гнійні вогнища в різних органах і тканинах, т. Е. Це сепсис, ускладнений гнійними метастазами.

Бактериемия при сепсисі і септикопіємії може бути короткочасною і тривалої.

Постінфекційний імунітет існує, він обумовлений як гуморальними, так і клітинними факторами. Важливу роль в ньому відіграють антитоксини, антимікробні антитіла, антитіла проти ферментів, а також Т-лімфоцити і фагоцити. Напруженість і тривалість імунітету проти стафілококів вивчені недостатньо, так як у них занадто різноманітна антигенна структура, а перехресного імунітету немає.

Класифікація стафілококів

Рід Staphylococcus включає в себе більше 20 видів, які поділяються на дві групи - коагулазопозитивні і коагулазоотріцательние стафілококи. Для диференціації видів використовують різні ознаки.

Патогенними для людини є, головним чином, коагулазопозитивні стафілококи, але багато коагулазоотріцательние також здатні викликати захворювання, особливо у новонароджених дітей (кон'юнктивіт новонароджених, ендокардит, сепсис, захворювання сечовивідних шляхів, гострий гастроентерит та ін.). S. Aureus в залежності від того, хто є його основним носієм, розділяється на Ю ековаров (hominis, bovis, ovis та ін.).

У стафілококів виявлено понад 50 типів антигенів, до кожного з них в організмі утворюються антитіла, багато з антигенів мають алергенні властивості. За специфічності антигени поділяють на родові (загальні для всього роду Staphylococcus); перехресно реагують - антигени, спільні з ізоантігенамі еритроцитів, шкіри і нирок людини (з ними пов'язані аутоімунні захворювання); видові і типоспецифічні антигени. За типоспецифічними антигенів, що виявляються в реакції аглютинації, стафілококи поділяють більш ніж на 30 серовариантов. Однак серологічний метод типування стафілококів не отримав ще широкого застосування. До числа видоспецифических відносять білок А, який утворює S. Aureus. Цей білок розташовується поверхнево, він ковалентно пов'язаний з пептідогліканов, його м. М. Становить близько 42 кД. Білок А особливо активно синтезується в логарифмічній фазі росту при температурі 41 ° С, термолабилен, не руйнується трипсином; унікальним його властивістю є здатність зв'язуватися з Fc-фрагментом імуноглобулінів IgG (IgGj, IgG2, IgG4), в меншій мірі з IgM і IgA. На поверхні білка А виявлено кілька ділянок, здатних з'єднуватися з ділянкою поліпептидного ланцюга імуноглобуліну, розташованим на кордоні доменів СН2 і СН3. Ця властивість знайшла широке застосування в реакції коагглютинации: стафілококи, навантажені специфічними антитілами, у яких залишаються вільними активні центри, при взаємодії з антигеном дають швидку реакцію аглютинації.

Взаємодія білка А з імуноглобулінами призводить до порушень функцій систем комплементу і фагоцитів в організмі хворого. Він володіє антигенними властивостями, є сильним алергеном і індукує розмноження Т- і В-лімфоцитів. Його роль в патогенезі стафілококових захворювань з'ясована ще не повністю.

Штами S. Aureus розрізняються по чутливості до стафілококовим фагів. Для типування S. Aureus використовують міжнародний набір з 23 помірних фагів, які розділені на чотири групи:

• 1 група - фаги 29,52, 52А, 79, 80;
• 2 група - фаги ЗА, ЗС, 55, 71;
• 3 група - фаги 6, 42е, 47, 53, 54, 75, 77, 83А, 84, 85;
• 4 група - фаги 94, 95, 96;
• поза груп - фаг 81.

Ставлення стафілококів до фагів своєрідне: один і той же штам може лізуватись або одним фагом, або одночасно кількома. Але оскільки чутливість їх до фагів є ознакою відносно стабільним, фаготіпірованіе стафілококів має важливе епідеміологічне значення. Недолік цього методу полягає в тому, що типування піддається не більше 65-70% S. Aureus. В останні роки отримані набори специфічних фагів і для типування S. Epidermidis.

[16]

Лабораторна діагностика стафілококових інфекцій

Основний метод - бактеріологічний; розроблені і впроваджені серологічні реакції. У разі необхідності (при інтоксикаціях) вдаються до біологічної пробі. Матеріалом для бактеріологічного дослідження служать кров, гній, слиз із зіву, носа, виділення ран, мокрота (при стафілококової пневмонії), випорожнення (при стафілококової коліті), в разі харчових інтоксикацій - блювотні маси, випорожнення, промивні води шлунка, підозрілі продукти. Матеріал засівають на кров'яний агар (гемоліз), на молочно-сольовий (молочно-желточно-сольовий) агар (пригнічується ріст сторонніх бактерій за рахунок NaCl, краще виявляються пігмент і лецитиназа). Виделеннз'ю культуру ідентифікують за видовим ознаками, визначають у неї наявність основних ознак і факторів патогенності (золотистий пігмент, зброджування маннита, гемоліз, плазмокоагулаза), обов'язково перевіряють чутливість до антибіотиків, в разі необхідності проводять фаготіпірованіе. З числа серологічних реакцій для діагностики гнійно-септичних захворювань застосовують РПГА і ІФМ, зокрема для визначення антитіл до тейхоевой кислоти або до відоспеці-фического антигенів.

Для визначення Ентеротоксігенние стафілококів використовують три методи:

• серологічний - за допомогою специфічних антитоксичних сироваток в реакції преципітації в гелі виявляють ентеротоксин і встановлюють його тип;
• біологічний - внутрішньовенне введення фільтрату бульонной культури стафілокока кішкам в дозі 2-3 мл на 1 кг ваги. Токсини викликають у кішок блювоту і пронос;
• непрямий бактеріологічний метод - виділення з підозрілого продукту чистої культури стафілокока і визначення у нього факторів патогенності (утворення ентеротоксину корелює з наявністю інших факторів патогенності, зокрема РНК-ази).

Найбільш простим і чутливим є серологічний метод виявлення ентеротоксину.

Лікування стафілококових інфекцій

Для лікування стафілококових захворювань використовують головним чином беталактамние антибіотики, до яких перш за все слід визначати чутливість. При важких і хронічних стафілококових інфекціях позитивний ефект дає специфічна терапія - застосування аутовакцини, анатоксину, протистафілококового імуноглобуліну (людського), антистафілококовий плазми.

Специфічна профілактика стафілококових інфекцій

Для створення штучного імунітету проти стафілококової інфекції застосовують стафілококовий анатоксин (рідкий і таблетований), але він створює антитоксичний імунітет тільки проти стафілококів, лізіруемих головним чином фагами I групи. Застосування вакцин з убитих стафілококів або їх антигенів хоча і призводить до появи антимікробних антитіл, але тільки проти тих сероваркантов, з яких виготовлена вакцина. Проблема дослідження високоімуногенною вакцини, ефективної проти багатьох видів патогенних стафілококів, - одна з найважливіших проблем сучасної мікробіології.