Stafylokokker

Stafylokokk ble oppdaget i 1878 av R. Koch og i 1880 av L. Pasteur i purulent materiale. Etter å ha infisert en kanin, beviste L. Pasteur endelig stafylokokkens rolle som årsak til purulent betennelse. Navnet «stafylokokk» ble gitt i 1881 av A. Ogston (på grunn av den karakteristiske celleordningen), og egenskapene ble beskrevet i detalj i 1884 av F. Rosenbach.

Stafylokokker er grampositive, geometrisk regelmessige, sfæriske celler med en diameter på 0,5–1,5 μm, vanligvis plassert i klynger, katalasepositive, reduserer nitrater til nitritter, hydrolyserer aktivt proteiner og fett, fermenterer glukose under anaerobe forhold for å danne syre uten gass. De kan vanligvis vokse i nærvær av 15 % NaCl og ved en temperatur på 45 °C. G+C-innholdet i DNA er 30–39 mol%. Stafylokokker har ikke flageller og danner ikke sporer. De er utbredt i naturen. Hovedreservoaret deres er huden til mennesker og dyr og slimhinnene deres som kommuniserer med det ytre miljøet. Stafylokokker er fakultative anaerober, bare én art (Staphylococcus saccharolyticus) er en streng anaerob. Stafylokokker er ikke krevende for næringsmedier, vokser godt på vanlige medier, den optimale temperaturen for vekst er 35-37 °C, pH 6,2-8,4. Koloniene er runde, 2-4 mm i diameter, med glatte kanter, konvekse, ugjennomsiktige, malt i fargen til det dannede pigmentet. Vekst i flytende kultur ledsages av jevn turbiditet, over tid faller et løst sediment ut. Ved dyrking på vanlige medier danner ikke stafylokokker en kapsel, men ved såing ved injeksjon i halvflytende agar med plasma eller serum, danner de fleste stammer av S. aureus en kapsel. Akapsulære stammer i halvflytende agar vokser i form av kompakte kolonier, kapsulære stammer danner diffuse kolonier.

Stafylokokker har høy biokjemisk aktivitet: de fermenterer glyserol, glukose, maltose, laktose, sukrose, mannitol med frigjøring av syre (uten gass); de danner forskjellige enzymer (plasmakoagulase, fibrinolysin, lecitinase, lysozym, alkalisk fosfatase, DNase, hyaluronidase, telluridreduktase, proteinase, gelatinase, etc.). Disse enzymene spiller en viktig rolle i metabolismen av stafylokokker og bestemmer i stor grad deres patogenitet. Slike enzymer som fibrinolysin og hyaluronidase forårsaker høy invasivitet hos stafylokokker. Plasmakoagulase er hovedfaktoren for deres patogenitet: den beskytter mot fagocytose og omdanner protrombin til trombin, noe som forårsaker fibrinogenkoagulasjon, som et resultat av at hver celle er dekket av en proteinfilm som beskytter mot fagocytter.

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

Patogenitetsfaktorer for stafylokokker

Stafylokokker er en unik mikroorganisme. Den kan forårsake mer enn 100 forskjellige sykdommer, relatert til elleve klasser i henhold til den internasjonale klassifiseringen av 1968. Stafylokokker kan påvirke ethvert vev, ethvert organ. Denne egenskapen til stafylokokker skyldes tilstedeværelsen av et stort kompleks av patogenitetsfaktorer.

Adhesjonsfaktorer – stafylokokkers binding til vevsceller skyldes deres hydrofobisitet (jo høyere den er, desto sterkere er de adhesive egenskapene), samt de adhesive egenskapene til polysakkarider, muligens også protein A, og evnen til å binde fibronektin (en reseptor for noen celler).

Ulike enzymer som spiller rollen som «aggresjons- og forsvarsfaktorer»: plasmakoagulase (den viktigste patogenitetsfaktoren), hyaluronidase, fibrinolysin, DNase, lysozymlignende enzym, lecitinase, fosfatase, proteinase, etc.

Kompleks av utskilte eksotoksiner:

• membranskadelige toksiner - a, p, 8 og y. Tidligere ble de beskrevet som hemolysiner, nekrotoksiner, leukocidiner, dødelige toksiner, dvs. etter virkningens natur: hemolyse av erytrocytter, nekrose ved intradermal administrering til en kanin, ødeleggelse av leukocytter, kanindød ved intravenøs administrering. Det viste seg imidlertid at en slik effekt er forårsaket av samme faktor - et membranskadende toksin. Det har en cytolytisk effekt på forskjellige typer celler, som manifesterer seg på følgende måte. Molekyler av dette toksinet binder seg først til hittil ukjente reseptorer i målcellemembranen eller absorberes ikke-spesifikt av lipider som finnes i membranen, og danner deretter en soppformet heptamer fra 7 molekyler, bestående av 3 domener. Domenene som danner "hetten" og "kanten" er plassert på den ytre overflaten av membranene, og "fot"-domenet fungerer som en transmembran kanalpore. Det er gjennom dette at små molekyler og ioner kommer inn og ut, noe som fører til hevelse og død av celler med kjerne og osmotisk lysis av erytrocytter. Flere typer membranskadende (poredannende) toksiner er blitt oppdaget: a-, b-, s- og y-hemolysiner (a-, b-, S- og y-toksiner). De skiller seg ut i en rekke egenskaper. Hemolysin a finnes oftest i stafylokokker isolert fra mennesker; det lyserer erytrocytter fra mennesker, kaniner og vær. Det forårsaker en dødelig effekt hos kaniner etter 3-5 minutter med intravenøs administrering. Hemolysin b finnes oftest i stafylokokker av animalsk opprinnelse; det lyserer erytrocytter fra mennesker og vær (bedre ved lavere temperatur). Hemolysin S lyserer erytrocytter fra mennesker og mange animalske dyr. Den dødelige effekten på en kanin når den administreres intravenøst, inntreffer innen 16-24-48 timer. Svært ofte inneholder stafylokokker a- og 8-toksiner samtidig;
• De eksfoliative toksinene A og B kjennetegnes av sine antigene egenskaper, temperaturfølsomhet (A er termostabil, B er termolabil) og lokaliseringen av genene som kontrollerer syntesen deres (A kontrolleres av et kromosomgen, B av et plasmidgen). Ofte syntetiseres begge eksfoliatinene i samme stamme av S. aureus. Disse toksinene er assosiert med stafylokokkers evne til å forårsake pemfigus hos nyfødte, bulløs impetigo og skarlagensfeberlignende utslett;
• ekte leukocidin er et toksin som skiller seg fra hemolysiner i sine antigene egenskaper og virker selektivt på leukocytter og ødelegger dem;
• et eksotoksin som forårsaker toksisk sjokksyndrom (TSS). Det har superantigenegenskaper. TSS er karakterisert av feber, redusert blodtrykk, hudutslett etterfulgt av flassing på hender og føtter, lymfopeni, noen ganger diaré, nyreskade, osv. Mer enn 50 % av S. aureus-stammer er i stand til å produsere og skille ut dette toksinet.

Sterke allergifremkallende egenskaper, som finnes i både cellestrukturkomponentene og eksotoksiner og andre avfallsprodukter som skilles ut av bakterier. Stafylokokkallergener kan forårsake overfølsomhetsreaksjoner av både forsinket type (DTH) og umiddelbar type (IT) – Stafylokokker er hovedårsakene til hud- og luftveisallergier (dermatitt, bronkial astma, etc.). Særheten ved patogenesen til stafylokokkinfeksjon og dens tendens til å bli kronisk er forankret i DTH-effekten.

Kryssreagerende antigener (med isoantigener av erytrocytter A og B, nyrer og hud - induksjon av autoantistoffer, utvikling av autoimmune sykdommer).

Faktorer som hemmer fagocytose. Deres tilstedeværelse kan manifestere seg i hemming av kjemotaksi, beskyttelse av celler mot absorpsjon av fagocytter, gi stafylokokker evnen til å reprodusere seg i fagocytter og blokkere "oksidativ utbrudd". Fagocytose hemmes av kapselen, protein A, peptidglykan, teikosyrer og toksiner. I tillegg induserer stafylokokker syntesen av fagocytiske aktivitetsdempere av noen celler i kroppen (for eksempel splenocytter). Hemming av fagocytose forhindrer ikke bare kroppen i å fjerne stafylokokker, men forstyrrer også funksjonen til prosessering og presentasjon av antigener til T- og B-lymfocytter, noe som fører til en reduksjon i styrken på immunresponsen.

Tilstedeværelsen av en kapsel i stafylokokker øker deres virulens for hvite mus, gjør dem resistente mot fagenes virkning, tillater ikke typing med agglutinerende serum og maskerer protein A.

Teikosyrer beskytter ikke bare stafylokokker mot fagocytose, men spiller tilsynelatende en betydelig rolle i patogenesen av stafylokokkinfeksjoner. Det er fastslått at hos barn som lider av endokarditt, påvises antistoffer mot teikosyrer i 100 % av tilfellene.

Stafylokokkers mitogene virkning på lymfocytter (denne virkningen utøves av protein A, enterotoksiner og andre produkter som skilles ut av stafylokokker).

Enterotoksiner A, B, CI, C2, C3, D, E. De er karakterisert ved antigenspesifisitet, termisk stabilitet, resistens mot formalin (omdannes ikke til anatoksiner) og fordøyelsesenzymer (trypsin og pepsin), og er stabile i pH-området fra 4,5 til 10,0. Enterotoksiner er lavmolekylære proteiner med en molekylvekt på 26 til 34 kDa med superantigenegenskaper.

Det er også fastslått at det er genetisk bestemte forskjeller i mottakelighet for stafylokokkinfeksjon og arten av dens forløp hos mennesker. Spesielt alvorlige stafylokokk-purulent-septiske sykdommer forekommer oftere hos personer med blodgruppe A og AB, sjeldnere hos personer med blodgruppe 0 og B.

Stafylokokkers evne til å forårsake matforgiftning av rustypen er assosiert med syntesen av enterotoksiner. Oftest er de forårsaket av enterotoksinene A og D. Virkningsmekanismen til disse enterotoksinene er dårlig forstått, men den skiller seg fra virkningen av andre bakterielle enterotoksiner, som forstyrrer funksjonen til adenylatcyklasesystemet. Alle typer stafylokokk-enterotoksiner forårsaker et lignende forgiftningsbilde: kvalme, oppkast, smerter i bukspyttkjertelen, diaré, noen ganger hodepine, feber, muskelspasmer. Disse egenskapene til stafylokokk-enterotoksiner skyldes deres superantigeniske egenskaper: de induserer overdreven syntese av interleukin-2, som forårsaker rus. Enterotoksiner eksiterer den glatte muskulaturen i tarmen og øker motiliteten i mage-tarmkanalen. Forgiftning er oftest forbundet med inntak av stafylokokkinfiserte meieriprodukter (iskrem, bakverk, kaker, ost, cottage cheese, etc.) og hermetikk med smør. Infeksjon av meieriprodukter kan være assosiert med mastitt hos kyr eller med purulent-inflammatoriske sykdommer hos personer involvert i matproduksjon.

Dermed bestemmer forekomsten av ulike patogenitetsfaktorer i stafylokokker og deres høye allergifremkallende egenskaper egenskapene til patogenesen til stafylokokksykdommer, deres natur, lokalisering, alvorlighetsgraden av forløpet og kliniske manifestasjoner. Avitaminose, diabetes og redusert immunitet bidrar til utviklingen av stafylokokksykdommer.

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

Stafylokokkresistens

Blant ikke-sporedannende bakterier har stafylokokker, i likhet med mykobakterier, størst motstand mot ytre faktorer. De tåler tørking godt og forblir levedyktige og virulente i uker og måneder i tørt, fint støv, og er en kilde til støvinfeksjon. Direkte sollys dreper dem bare i løpet av mange timer, og diffust lys har en svært svak effekt. De er også motstandsdyktige mot høye temperaturer: de tåler oppvarming til 80 °C i omtrent 30 minutter, tørr varme (110 °C) dreper dem innen 2 timer; de tåler lave temperaturer godt. Følsomheten for kjemiske desinfeksjonsmidler varierer sterkt, for eksempel dreper en 3 % fenolløsning dem innen 15–30 minutter, og en 1 % vandig kloraminløsning – på 2–5 minutter.

Epidemiologi av stafylokokkinfeksjoner

Siden stafylokokker er permanente innbyggere i hud og slimhinner, kan sykdommene forårsaket av dem enten være autoinfeksjoner (med ulike skader på hud og slimhinner, inkludert mikrotraumer) eller eksogene infeksjoner forårsaket av kontakt-husholdning, luftbåren, luftbåren støvinfeksjon eller fordøyelsesinfeksjonsmetoder (matforgiftning). Av spesiell betydning er bærerskap av patogene stafylokokker, siden bærere, spesielt i medisinske institusjoner (ulike kirurgiske klinikker, fødesykehus osv.) og i lukkede grupper, kan forårsake stafylokokkinfeksjoner. Bærerskap av patogene stafylokokker kan være midlertidig eller intermitterende, men personer som har dem permanent (boende bærere) utgjør en spesiell fare for andre. Hos slike personer vedvarer stafylokokker i lang tid og i store mengder på slimhinnene i nese og hals. Årsaken til langvarig bærerskap er ikke helt klar. Det kan være en konsekvens av svekkelse av lokalt immunforsvar (mangel på sekretorisk IgA), forstyrrelse av slimhinnefunksjonene, økte klebeegenskaper hos stafylokokker, eller forårsaket av noen av dens andre egenskaper.

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

Symptomer på stafylokokinfeksjoner

Stafylokokker trenger lett inn i kroppen gjennom de minste skader på hud og slimhinner og kan forårsake en rekke sykdommer - fra kviser til alvorlig peritonitt, endokarditt, sepsis eller septikopyemi, der dødeligheten når 80 %. Stafylokokker forårsaker byller, hidradenitt, abscesser, flegmone, osteomyelitt; i krigstid - hyppige syndere av purulente komplikasjoner av sår; stafylokokker spiller en ledende rolle i purulent kirurgi. De har allergifremkallende egenskaper og kan forårsake psoriasis, hemoragisk vaskulitt, erysipelas og uspesifikk polyartritt. Infeksjon av matvarer med stafylokokker er en vanlig årsak til matforgiftning. Stafylokokker er de viktigste synderne av sepsis, også hos nyfødte. I motsetning til bakteriemi (bakterier i blodet), som er et symptom på en sykdom og observeres ved mange bakterielle infeksjoner, er sepsis (septikemi - forråtnelse av blodet) en uavhengig sykdom med et spesifikt klinisk bilde, som er basert på skade på organene i det retikuloendoteliale systemet (mononukleært fagocyttsystem - MPS). Ved sepsis oppstår et purulent fokus hvorfra patogenet med jevne mellomrom kommer inn i blodet, sprer seg gjennom kroppen og påvirker det retikuloendoteliale systemet (MSP), i hvis celler det multipliserer og frigjør giftstoffer og allergener. Samtidig avhenger det kliniske bildet av sepsis svakt av typen patogen, men bestemmes av skade på visse organer.

Septikopemi er en form for sepsis der patogenet forårsaker purulente foci i ulike organer og vev, dvs. det er sepsis komplisert av purulente metastaser.

Bakteriemi ved sepsis og septikopyemi kan være kortvarig og langvarig.

Postinfeksiøs immunitet eksisterer, den er forårsaket av både humorale og cellulære faktorer. Antitoksiner, antimikrobielle antistoffer, antistoffer mot enzymer, samt T-lymfocytter og fagocytter spiller en viktig rolle i den. Intensiteten og varigheten av immunitet mot stafylokokker er ikke studert nok, siden antigenstrukturen deres er for mangfoldig, og det ikke er noen kryssimmunitet.

Klassifisering av stafylokokker

Slekten Staphylococcus omfatter mer enn 20 arter, som er delt inn i to grupper - koagulasepositive og koagulasenegative stafylokokker. Ulike trekk brukes for å differensiere artene.

Koagulase-positive stafylokokker er hovedsakelig patogene for mennesker, men mange koagulase-negative stafylokokker kan også forårsake sykdommer, spesielt hos nyfødte (neonatal konjunktivitt, endokarditt, sepsis, urinveissykdommer, akutt gastroenteritt, etc.). S. aureus, avhengig av hvem som er hovedbæreren, er delt inn i 10 økovarer (hominis, bovis, ovis, etc.).

Mer enn 50 typer antigener er funnet i stafylokokker, antistoffer dannes i kroppen mot hver av dem, og mange av antigenene har allergifremkallende egenskaper. Etter spesifisitet er antigener delt inn i generiske (felles for hele slekten Staphylococcus); kryssreagerende - antigener som er felles med isoantigener fra humane erytrocytter, hud og nyrer (de er assosiert med autoimmune sykdommer); arts- og typespesifikke antigener. I henhold til typespesifikke antigener som oppdages i agglutinasjonsreaksjonen, er stafylokokker delt inn i mer enn 30 serovarianter. Imidlertid har den serologiske metoden for typing av stafylokokker ennå ikke fått utbredt bruk. Protein A, som dannes av S. aureus, regnes som artsspesifikt. Dette proteinet er lokalisert overfladisk, det er kovalent bundet til peptidglykan, dets mm er omtrent 42 kD. Protein A syntetiseres spesielt aktivt i den logaritmiske vekstfasen ved en temperatur på 41 °C, er termolabilt og ødelegges ikke av trypsin; Den unike egenskapen er evnen til å binde seg til Fc-fragmentet av immunglobulinene IgG (IgG1, IgG2, IgG4), og i mindre grad til IgM og IgA. Flere regioner som er i stand til å binde seg til en region av immunglobulinpolypeptidkjeden som ligger på grensen mellom CH2- og CH3-domenene, har blitt identifisert på overflaten av protein A. Denne egenskapen har funnet bred anvendelse i koagglutinasjonsreaksjonen: stafylokokker lastet med spesifikke antistoffer, som har frie aktive sentre, gir en rask agglutinasjonsreaksjon når de interagerer med et antigen.

Samspillet mellom protein A og immunglobuliner fører til dysfunksjon av komplement- og fagocyttsystemene i pasientens kropp. Det har antigene egenskaper, er et sterkt allergen og induserer proliferasjon av T- og B-lymfocytter. Dets rolle i patogenesen av stafylokokksykdommer er ennå ikke fullt ut klarlagt.

S. aureus-stammer varierer i følsomhet for stafylokokkfager. For å typebestemme S. aureus brukes et internasjonalt sett med 23 tempererte fager, som er delt inn i fire grupper:

• Gruppe 1 - fagene 29,52, 52A, 79, 80;
• Gruppe 2 - fagene 3A, 3C, 55, 71;
• Gruppe 3 - fagene 6, 42E, 47, 53, 54, 75, 77, 83A, 84, 85;
• Gruppe 4 - fagene 94, 95, 96;
• utenfor gruppene - fag 81.

Forholdet mellom stafylokokker og fager er særegent: den samme stammen kan lyseres enten av én fag eller av flere samtidig. Men siden deres følsomhet for fager er et relativt stabilt trekk, er fagtyping av stafylokokker av stor epidemiologisk betydning. Ulempen med denne metoden er at ikke mer enn 65–70 % av S. aureus kan types. I de senere år har man oppnådd sett med spesifikke fager for typing av S. epidermidis.

[ 16 ]

Laboratoriediagnostikk av stafylokokkinfeksjoner

Hovedmetoden er bakteriologisk; serologiske reaksjoner er utviklet og implementert. Om nødvendig (ved rus) brukes en biologisk test. Materialet for bakteriologisk undersøkelse er blod, puss, slim fra svelget, nesen, sårsekret, sputum (ved stafylokokkpneumoni), avføring (ved stafylokokkkolitt), ved matrus - oppkast, avføring, mageskylling, mistenkelige produkter. Materialet inokuleres på blodagar (hemolyse), på melkesalt (melkeplomme-salt) agar (veksten av fremmede bakterier hemmes på grunn av NaCl, pigment og lecitinase oppdages bedre). Den isolerte kulturen identifiseres ved hjelp av artsegenskaper, tilstedeværelsen av hovedkarakteristikkene og patogenitetsfaktorene (gyllent pigment, mannitolfermentering, hemolyse, plasmakoagulase) bestemmes, følsomhet for antibiotika kontrolleres nødvendigvis, og fagtyping utføres om nødvendig. Blant de serologiske reaksjonene for diagnostisering av purulent-septiske sykdommer brukes RPGA og IFM, spesielt for å bestemme antistoffer mot teikosyre eller artsspesifikke antigener.

Tre metoder brukes for å bestemme enterotoksigenisiteten til stafylokokker:

• serologisk - ved bruk av spesifikke antitoksiske serum i en gelutfellingsreaksjon detekteres enterotoksin og typen bestemmes;
• biologisk - intravenøs administrering av filtrat av buljongkultur av stafylokokker til katter i en dose på 2-3 ml per 1 kg vekt. Toksiner forårsaker oppkast og diaré hos katter;
• indirekte bakteriologisk metode - isolering av en renkultur av stafylokokker fra et mistenkelig produkt og bestemmelse av dets patogenitetsfaktorer (dannelsen av enterotoksin korrelerer med tilstedeværelsen av andre patogenitetsfaktorer, spesielt RNase).

Den enkleste og mest sensitive metoden for å påvise enterotoksin er den serologiske metoden.

Behandling av stafylokokinfeksjoner

For behandling av stafylokokksykdommer brukes hovedsakelig beta-laktamantibiotika, som følsomhet først bør bestemmes for. Ved alvorlige og kroniske stafylokokkinfeksjoner oppnås en positiv effekt ved spesifikk terapi - bruk av autovaksine, anatoksin, antistafylokokkimmunoglobulin (humant), antistafylokokkplasma.

Spesifikk forebygging av stafylokokkinfeksjoner

For å skape kunstig immunitet mot stafylokokkinfeksjon brukes stafylokokkanatoksin (væske og tablett), men det skaper antitoksisk immunitet bare mot stafylokokker som hovedsakelig lyseres av gruppe I-fager. Bruk av vaksiner fra drepte stafylokokker eller deres antigener fører, selv om det fører til forekomst av antimikrobielle antistoffer, men bare mot de serovarkantene som vaksinen er laget av. Problemet med å finne en svært immunogen vaksine som er effektiv mot mange typer patogene stafylokokker er et av de viktigste problemene innen moderne mikrobiologi.