Stafylokocker

Stafylokocker upptäcktes 1878 av R. Koch och 1880 av L. Pasteur i varigt material. Efter att ha infekterat en kanin bevisade L. Pasteur slutligen stafylokockernas roll som orsakande agens för varig inflammation. Namnet "stafylokocker" gavs 1881 av A. Ogston (på grund av cellernas karakteristiska arrangemang), och dess egenskaper beskrevs i detalj 1884 av F. Rosenbach.

Stafylokocker är grampositiva, geometriskt regelbundna, sfäriska celler med en diameter på 0,5-1,5 μm, vanligtvis belägna i kluster, katalaspositiva, reducerar nitrater till nitriter, hydrolyserar aktivt proteiner och fetter, fermenterar glukos under anaeroba förhållanden för att bilda syra utan gas. De kan vanligtvis växa i närvaro av 15 % NaCl och vid en temperatur på 45 °C. G+C-halten i DNA är 30-39 mol%. Stafylokocker har inga flageller och bildar inte sporer. De är utbredda i naturen. Deras huvudsakliga reservoar är huden hos människor och djur och deras slemhinnor som kommunicerar med den yttre miljön. Stafylokocker är fakultativa anaeroba bakterier, endast en art (Staphylococcus saccharolyticus) är strikt anaerob. Stafylokocker är inte krävande näringsmedier, växer bra på vanliga medier, den optimala temperaturen för tillväxt är 35-37 °C, pH 6,2-8,4. Kolonierna är runda, 2-4 mm i diameter, med släta kanter, konvexa, ogenomskinliga, målade i färgen av det bildade pigmentet. Tillväxt i flytande kultur åtföljs av jämn grumlighet, med tiden faller ett löst sediment ut. Vid odling på vanliga medier bildar stafylokocker inte en kapsel, men vid sådd genom injektion i halvflytande agar med plasma eller serum bildar de flesta stammar av S. aureus en kapsel. Akapsulära stammar i halvflytande agar växer i form av kompakta kolonier, kapsulära stammar bildar diffusa kolonier.

Stafylokocker har hög biokemisk aktivitet: de fermenterar glycerol, glukos, maltos, laktos, sackaros, mannitol med frisättning av syra (utan gas); de bildar olika enzymer (plasmakoagulas, fibrinolysin, lecitinas, lysozym, alkaliskt fosfatas, DNas, hyaluronidas, telluridreduktas, proteinas, gelatinas, etc.). Dessa enzymer spelar en viktig roll i stafylokockers metabolism och bestämmer i hög grad deras patogenicitet. Sådana enzymer som fibrinolysin och hyaluronidas orsakar hög invasivitet hos stafylokocker. Plasmakoagulas är den viktigaste faktorn för deras patogenicitet: det skyddar mot fagocytos och omvandlar protrombin till trombin, vilket orsakar fibrinogenkoagulation, vilket resulterar i att varje cell täcks med en proteinfilm som skyddar mot fagocyter.

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

Patogenicitetsfaktorer för stafylokocker

Stafylokocker är en unik mikroorganism. Den kan orsaka mer än 100 olika sjukdomar, relaterade till elva klasser enligt den internationella klassificeringen från 1968. Stafylokocker kan drabba vilken vävnad som helst, vilket organ som helst. Denna egenskap hos stafylokocker beror på närvaron av ett stort komplex av patogenicitetsfaktorer.

Vidhäftningsfaktorer - stafylokockers vidhäftning till vävnadsceller beror på deras hydrofobicitet (ju högre den är, desto starkare är de vidhäftande egenskaperna), såväl som polysackariders vidhäftningsegenskaper, eventuellt även protein A, och förmågan att binda fibronektin (en receptor för vissa celler).

Olika enzymer som spelar rollen som "aggressions- och försvarsfaktorer": plasmakoagulas (den viktigaste patogenicitetsfaktorn), hyaluronidas, fibrinolysin, DNas, lysozymliknande enzym, lecitinas, fosfatas, proteinas, etc.

Komplex av utsöndrade exotoxiner:

• membranskadande toxiner - a, p, 8 och y. Tidigare beskrevs de som hemolysiner, nekrotoxiner, leukocidiner, dödliga toxiner, dvs. genom deras verkan: hemolys av erytrocyter, nekros vid intradermal administrering till en kanin, förstörelse av leukocyter, kanindöd vid intravenös administrering. Det visade sig dock att en sådan effekt orsakas av samma faktor - ett membranskadande toxin. Det har en cytolytisk effekt på olika typer av celler, vilket manifesteras på följande sätt. Molekyler av detta toxin binder först till ännu okända receptorer i målcellmembranet eller absorberas ospecifikt av lipider som finns i membranet, och bildar sedan en svampformad heptamer från 7 molekyler, bestående av 3 domäner. Domänerna som bildar "locket" och "kanten" är belägna på membranens yttre yta, och "fot"-domänen fungerar som en transmembran kanal-por. Det är genom detta som små molekyler och joner kommer in och ut, vilket leder till svullnad och död av celler med kärna och osmotisk lys av erytrocyter. Flera typer av membranskadande (porbildande) toxiner har upptäckts: a-, b-, s- och y-hemolysiner (a-, b-, S- och y-toxiner). De skiljer sig åt i ett antal egenskaper. Hemolysin a finns oftast i stafylokocker isolerade från människor; det lyserar mänskliga, kanin- och baggerytrocyter. Det orsakar en dödlig effekt hos kaniner efter 3-5 minuters intravenös administrering. Hemolysin b finns oftast i stafylokocker av animaliskt ursprung; det lyserar mänskliga och baggerytrocyter (bättre vid lägre temperatur). Hemolysin S lyserar mänskliga och många djurerytrocyter. Den dödliga effekten på en kanin vid intravenös administrering inträffar inom 16-24-48 timmar. Mycket ofta innehåller stafylokocker a- och 8-toxiner samtidigt;
• Exfoliativa toxiner A och B utmärks av sina antigena egenskaper, temperaturkänslighet (A är termostabil, B är termolabil) och lokaliseringen av de gener som kontrollerar deras syntes (A kontrolleras av en kromosomal gen, B av en plasmidgen). Ofta syntetiseras båda exfoliatinerna i samma stam av S. aureus. Dessa toxiner är associerade med stafylokockers förmåga att orsaka pemfigus hos nyfödda, bullös impetigo och scharlakansfeberliknande utslag;
• sant leukocidin är ett toxin som skiljer sig från hemolysiner i sina antigena egenskaper och verkar selektivt på leukocyter och förstör dem;
• ett exotoxin som orsakar toxiskt chocksyndrom (TSS). Det har superantigenegenskaper. TSS kännetecknas av feber, sänkt blodtryck, hudutslag följt av fjällning på händer och fötter, lymfopeni, ibland diarré, njurskador etc. Mer än 50 % av S. aureus-stammarna kan producera och utsöndra detta toxin.

Starka allergiframkallande egenskaper, som finns hos både cellstrukturens komponenter och exotoxiner och andra avfallsprodukter som utsöndras av bakterier. Stafylokockallergener kan orsaka överkänslighetsreaktioner av både fördröjd typ (DTH) och omedelbar typ (IT) - Stafylokocker är de främsta boven i dramat för hud- och luftvägsallergier (dermatit, bronkialastma, etc.). Den särdrag som kännetecknar stafylokockinfektionens patogenes och dess tendens att bli kronisk är förankrad i DTH-effekten.

Korsreagerande antigener (med isoantigener från erytrocyter A och B, njurar och hud - induktion av autoantikroppar, utveckling av autoimmuna sjukdomar).

Faktorer som hämmar fagocytos. Deras närvaro kan manifestera sig i hämning av kemotaxi, skydd av celler från absorption av fagocyter, ge stafylokocker förmågan att reproducera sig i fagocyter och blockera "oxidativ utbrott". Fagocytos hämmas av kapseln, protein A, peptidglykan, teikosyror och toxiner. Dessutom inducerar stafylokocker syntesen av fagocytiska aktivitetsdämpare av vissa celler i kroppen (till exempel splenocyter). Hämning av fagocytos hindrar inte bara kroppen från att eliminera stafylokocker, utan stör också funktionen för bearbetning och presentation av antigener till T- och B-lymfocyter, vilket leder till en minskning av immunsvarets styrka.

Närvaron av en kapsel i stafylokocker ökar deras virulens för vita möss, gör dem resistenta mot fagernas verkan, tillåter inte typning med agglutinerande serum och maskerar protein A.

Teikoinsyror skyddar inte bara stafylokocker från fagocytos, utan spelar uppenbarligen en betydande roll i patogenesen av stafylokockinfektioner. Det har fastställts att hos barn som lider av endokardit detekteras antikroppar mot teikoinsyror i 100 % av fallen.

Stafylokockers mitogena verkan på lymfocyter (denna verkan utövas av protein A, enterotoxiner och andra produkter som utsöndras av stafylokocker).

Enterotoxiner A, B, CI, C2, C3, D, E. De kännetecknas av antigenspecificitet, termisk stabilitet, resistens mot formalin (omvandlas inte till anatoxiner) och matsmältningsenzymer (trypsin och pepsin), och är stabila i pH-intervallet från 4,5 till 10,0. Enterotoxiner är lågmolekylära proteiner med en molekylvikt på 26 till 34 kDa med superantigenegenskaper.

Det har också fastställts att det finns genetiskt betingade skillnader i mottaglighet för stafylokockinfektion och dess förlopps art hos människor. I synnerhet allvarliga stafylokockinfektioner med purulent-septisk infektion förekommer oftare hos personer med blodgrupperna A och AB, mer sällan hos personer med blodgrupperna 0 och B.

Stafylokockers förmåga att orsaka matförgiftning av berusningstyp är förknippad med syntesen av enterotoxiner. Oftast orsakas de av enterotoxinerna A och D. Verkningsmekanismen för dessa enterotoxiner är dåligt förstådd, men den skiljer sig från verkan av andra bakteriella enterotoxiner, som stör funktionen hos adenylatcyklassystemet. Alla typer av stafylokockenterotoxiner orsakar en liknande bild av förgiftning: illamående, kräkningar, smärta i bukspottkörteln, diarré, ibland huvudvärk, feber, muskelspasmer. Dessa egenskaper hos stafylokockenterotoxiner beror på deras superantigeniska egenskaper: de inducerar överdriven syntes av interleukin-2, vilket orsakar berusning. Enterotoxiner exciterar tarmens glatta muskulatur och ökar motiliteten i mag-tarmkanalen. Förgiftning är oftast förknippad med konsumtion av stafylokockinfekterade mejeriprodukter (glass, bakverk, kakor, ost, keso, etc.) och konserver med smör. Infektion av mejeriprodukter kan vara förknippad med mastit hos kor eller med variga inflammatoriska sjukdomar hos personer som är involverade i livsmedelsproduktion.

Således bestämmer förekomsten av olika patogenicitetsfaktorer i stafylokocker och deras starka allergiframkallande egenskaper egenskaperna hos patogenesen av stafylokocksjukdomar, deras natur, lokalisering, svårighetsgrad av förloppet och kliniska manifestationer. Avitaminos, diabetes och minskad immunitet bidrar till utvecklingen av stafylokocksjukdomar.

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

Stafylokockresistens

Bland icke-sporbildande bakterier har stafylokocker, liksom mykobakterier, störst motståndskraft mot yttre faktorer. De tolererar uttorkning väl och förblir livskraftiga och virulenta i veckor och månader i torrt, fint damm, vilket är en källa till damminfektion. Direkt solljus dödar dem bara inom många timmar, och diffust ljus har en mycket svag effekt. De är också resistenta mot höga temperaturer: de tål uppvärmning till 80 °C i cirka 30 minuter, torr värme (110 °C) dödar dem inom 2 timmar; de tolererar låga temperaturer väl. Känsligheten för kemiska desinfektionsmedel varierar kraftigt, till exempel dödar en 3-procentig fenollösning dem inom 15-30 minuter och en 1-procentig vattenlösning av kloramin - på 2-5 minuter.

Epidemiologi för stafylokockinfektioner

Eftersom stafylokocker är permanenta invånare i hud och slemhinnor, kan de sjukdomar som orsakas av dem vara antingen autoinfektioner (med olika skador på hud och slemhinnor, inklusive mikrotrauma) eller exogena infektioner orsakade av kontakt-hushålls-, luftburna, luftburna damm- eller matsmältningsinfektionsmetoder (matförgiftning). Av särskild betydelse är bärande av patogena stafylokocker, eftersom bärare, särskilt på medicinska institutioner (olika kirurgiska kliniker, BB-sjukhus etc.) och i slutna grupper, kan orsaka stafylokockinfektioner. Bärande av patogena stafylokocker kan vara tillfällig eller intermittent, men personer som har dem permanent (bosatta bärare) utgör en särskild fara för andra. Hos sådana personer finns stafylokocker kvar under lång tid och i stora mängder på slemhinnorna i näsa och hals. Orsaken till den långvariga bärarskapen är inte helt klarlagd. Det kan vara en konsekvens av försvagning av lokal immunitet (brist på sekretoriskt IgA), störningar i slemhinnans funktioner, ökade vidhäftningsegenskaper hos stafylokocker, eller orsakas av några av dess andra egenskaper.

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

Symtom på stafylokockinfektioner

Stafylokocker tränger lätt in i kroppen genom de minsta skadorna på hud och slemhinnor och kan orsaka en mängd olika sjukdomar - från akne till svår peritonit, endokardit, sepsis eller septikopyemi, där dödligheten når 80 %. Stafylokocker orsakar bölder, hidradenit, abscesser, flegmon, osteomyelit; i krigstid - ofta bovar för variga komplikationer av sår; stafylokocker spelar en ledande roll i variga kirurgiska ingrepp. De har allergiframkallande egenskaper och kan orsaka psoriasis, hemorragisk vaskulit, erysipelas och ospecifik polyartrit. Infektion av livsmedel med stafylokocker är en vanlig orsak till matförgiftning. Stafylokocker är de främsta bovarna för sepsis, även hos nyfödda. Till skillnad från bakteriemi (bakterier i blodet), som är ett symptom på en sjukdom och observeras vid många bakterieinfektioner, är sepsis (septikemi - förruttnelse av blodet) en oberoende sjukdom med en specifik klinisk bild, som är baserad på skador på organen i det retikuloendoteliala systemet (mononukleära fagocytsystemet - MPS). Vid sepsis finns ett varigt fokus från vilket patogenen regelbundet kommer in i blodet, sprider sig i kroppen och påverkar det retikuloendoteliala systemet (MSP), i vars celler den förökar sig och frisätter toxiner och allergener. Samtidigt beror den kliniska bilden av sepsis svagt på typen av patogen, men bestäms av skador på vissa organ.

Septikopemi är en form av sepsis där patogenen orsakar variga härdar i olika organ och vävnader, dvs. det är sepsis komplicerad av variga metastaser.

Bakteriemi vid sepsis och septikopyemi kan vara kortvarig och långvarig.

Postinfektiös immunitet existerar, den orsakas av både humorala och cellulära faktorer. Antitoxiner, antimikrobiella antikroppar, antikroppar mot enzymer, såväl som T-lymfocyter och fagocyter spelar en viktig roll i den. Intensiteten och varaktigheten av immunitet mot stafylokocker har inte studerats tillräckligt, eftersom deras antigenstruktur är för mångsidig och det inte finns någon korsimmunitet.

Klassificering av stafylokocker

Släktet Staphylococcus omfattar mer än 20 arter, som är indelade i två grupper - koagulaspositiva och koagulasnegativa stafylokocker. Olika egenskaper används för att skilja arterna åt.

Koagulaspositiva stafylokocker är huvudsakligen patogena för människor, men många koagulasnegativa stafylokocker kan också orsaka sjukdomar, särskilt hos nyfödda (neonatal konjunktivit, endokardit, sepsis, urinvägssjukdomar, akut gastroenterit, etc.). S. aureus, beroende på vem som är dess huvudsakliga bärare, delas in i 10 ekovarianter (hominis, bovis, ovis, etc.).

Mer än 50 typer av antigener har hittats i stafylokocker, antikroppar bildas i kroppen mot var och en av dem, och många av antigenerna har allergiframkallande egenskaper. Genom specificitet delas antigener in i generiska (gemensamma för hela släktet Staphylococcus); korsreagerande - antigener som är gemensamma med isoantigener från humana erytrocyter, hud och njurar (de är associerade med autoimmuna sjukdomar); art- och typspecifika antigener. Enligt typspecifika antigener som detekteras i agglutinationsreaktionen delas stafylokocker in i mer än 30 serovarianter. Den serologiska metoden för typning av stafylokocker har dock ännu inte fått någon utbredd användning. Protein A, som bildas av S. aureus, anses vara artspecifikt. Detta protein är beläget ytligt, det är kovalent bundet till peptidglykan, dess mm är cirka 42 kD. Protein A syntetiseras särskilt aktivt i den logaritmiska tillväxtfasen vid en temperatur av 41 °C, är termolabilt och förstörs inte av trypsin; Dess unika egenskap är förmågan att binda till Fc-fragmentet av immunglobulinerna IgG (IgG1, IgG2, IgG4), och i mindre utsträckning till IgM och IgA. Flera regioner som kan binda till en region av immunglobulinpolypeptidkedjan belägen på gränsen mellan CH2- och CH3-domänerna har identifierats på ytan av protein A. Denna egenskap har funnit bred tillämpning i koagglutinationsreaktionen: stafylokocker laddade med specifika antikroppar, som har fria aktiva centra, ger en snabb agglutinationsreaktion när de interagerar med ett antigen.

Protein A:s interaktion med immunglobuliner leder till dysfunktion i komplement- och fagocytsystemen i patientens kropp. Det har antigena egenskaper, är ett starkt allergen och inducerar proliferation av T- och B-lymfocyter. Dess roll i patogenesen av stafylokocksjukdomar är ännu inte helt klarlagd.

S. aureus-stammar varierar i sin känslighet för stafylokockfager. För att typifiera S. aureus används en internationell uppsättning av 23 tempererade fager, vilka är indelade i fyra grupper:

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

Förhållandet mellan stafylokocker och fager är säreget: samma stam kan lyseras antingen av en fag eller av flera samtidigt. Men eftersom deras känslighet för fager är en relativt stabil egenskap, är fagtypning av stafylokocker av stor epidemiologisk betydelse. Nackdelen med denna metod är att inte mer än 65-70 % av S. aureus kan typas. På senare år har uppsättningar av specifika fager erhållits för typning av S. epidermidis.

[ 16 ]

Laboratoriediagnostik av stafylokockinfektioner

Den huvudsakliga metoden är bakteriologisk; serologiska reaktioner har utvecklats och implementerats. Vid behov (vid berusning) används ett biologiskt test. Materialet för bakteriologisk undersökning är blod, pus, slem från svalget, näsan, sårsekret, sputum (vid stafylokockpneumoni), avföring (vid stafylokockkolit), vid matförgiftning - kräkningar, avföring, magsköljning, misstänkta produkter. Materialet inokuleras på blodagar (hemolys), på mjölksaltagar (mjölk-ägula-salt) (tillväxten av främmande bakterier hämmas på grund av NaCl, pigment och lecitinas detekteras bättre). Den isolerade kulturen identifieras genom artegenskaper, närvaron av de viktigaste egenskaperna och patogenicitetsfaktorerna (gyllene pigment, mannitoljäsning, hemolys, plasmakoagulas) bestäms, känsligheten för antibiotika kontrolleras nödvändigtvis och fagtypning utförs vid behov. Bland de serologiska reaktionerna för diagnos av purulent-septiska sjukdomar används RPGA och IFM, särskilt för att bestämma antikroppar mot teikoesyra eller artsspecifika antigener.

Tre metoder används för att bestämma stafylokockers enterotoxinitet:

• serologisk - med hjälp av specifika antitoxiska serum i en gelutfällningsreaktion detekteras enterotoxin och dess typ bestäms;
• biologisk - intravenös administrering av filtrat från buljongkultur av stafylokocker till katter i en dos av 2-3 ml per 1 kg vikt. Toxiner orsakar kräkningar och diarré hos katter;
• indirekt bakteriologisk metod - isolering av en renkultur av stafylokocker från en misstänkt produkt och bestämning av dess patogenicitetsfaktorer (bildningen av enterotoxin korrelerar med närvaron av andra patogenicitetsfaktorer, särskilt RNase).

Den enklaste och känsligaste metoden för att detektera enterotoxin är den serologiska metoden.

Behandling av stafylokockinfektioner

För behandling av stafylokocksjukdomar används huvudsakligen betalaktamantibiotika, för vilka känslighet först bör bestämmas. Vid svåra och kroniska stafylokockinfektioner uppnås en positiv effekt genom specifik terapi - användning av autovaccin, anatoxin, antistafylokockimmunoglobulin (humant), antistafylokockplasma.

Specifikt förebyggande av stafylokockinfektioner

För att skapa artificiell immunitet mot stafylokockinfektion används stafylokockanatoxin (vätska och tablett), men det skapar antitoxisk immunitet endast mot stafylokocker som huvudsakligen lyseras av grupp I-fager. Användningen av vacciner från dödade stafylokocker eller deras antigener leder visserligen till uppkomsten av antimikrobiella antikroppar, men endast mot de serovarkanter från vilka vaccinet framställs. Problemet med att hitta ett mycket immunogent vaccin som är effektivt mot många typer av patogena stafylokocker är ett av de viktigaste problemen inom modern mikrobiologi.