Staphylococcusok

A Staphylococcus-t 1878-ban R. Koch, majd 1880-ban L. Pasteur fedezte fel gennyes anyagban. L. Pasteur, miután megfertőzött egy nyulat, végül bebizonyította a staphylococcus szerepét a gennyes gyulladás kórokozójaként. A "staphylococcus" nevet 1881-ben A. Ogston adta (a sejtek jellegzetes elrendeződése miatt), tulajdonságait pedig 1884-ben részletesen F. Rosenbach írta le.

A staphylococcusok Gram-pozitív, geometriailag szabályos, gömb alakú sejtek, 0,5-1,5 μm átmérőjűek, általában klaszterekben helyezkednek el, kataláz-pozitívak, a nitrátokat nitritekké redukálják, aktívan hidrolizálják a fehérjéket és zsírokat, anaerob körülmények között glükózt fermentálnak gázmentes savat képezve. Általában 15% NaCl jelenlétében és 45 °C hőmérsékleten képesek növekedni. A DNS G+C-tartalma 30-39 mol%. A staphylococcusoknak nincsenek ostoruk és nem képeznek spórákat. Széles körben elterjedtek a természetben. Fő rezervoárjuk az emberek és állatok bőre, valamint a külső környezettel kommunikáló nyálkahártyáik. A staphylococcusok fakultatív anaerobok, csak egy faj (Staphylococcus saccharolyticus) szigorúan anaerob. A staphylococcusok nem igényesek a táptalajokra, jól fejlődnek közönséges táptalajon, a növekedéshez optimális hőmérséklet 35-37 °C, pH 6,2-8,4. A telepek kerekek, 2-4 mm átmérőjűek, sima szélekkel, domborúak, átlátszatlanok, a képződött pigment színére festettek. A folyékony tenyészetben való növekedést egyenletes zavarosság kíséri, idővel laza üledék válik ki. Hagyományos táptalajon a staphylococcusok nem képeznek kapszulát, azonban félfolyékony agarba történő plazmával vagy szérummal történő injekcióval történő vetéskor a legtöbb S. aureus törzs kapszulát képez. A félfolyékony agarban az akapszuláris törzsek kompakt telepek formájában nőnek, a kapszuláris törzsek diffúz telepeket alkotnak.

A staphylococcusok magas biokémiai aktivitással rendelkeznek: glicerint, glükózt, maltózt, laktózt, szacharózt, mannitot fermentálnak sav felszabadításával (gáz nélkül); különféle enzimeket képeznek (plazmakoaguláz, fibrinolizin, lecitináz, lizozim, alkalikus foszfatáz, DNáz, hialuronidáz, tellurid-reduktáz, proteináz, zselatináz stb.). Ezek az enzimek fontos szerepet játszanak a staphylococcusok anyagcseréjében, és nagymértékben meghatározzák patogenitásukat. Az olyan enzimek, mint a fibrinolizin és a hialuronidáz, a staphylococcusok magas invázióképességét okozzák. A plazmakoaguláz a patogenitásuk fő tényezője: véd a fagocitózis ellen, és a protrombint trombinná alakítja, ami fibrinogén koagulációt okoz, aminek következtében minden sejtet egy fehérjefilm borít, amely véd a fagociták ellen.

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

A staphylococcusok patogenitási tényezői

A staphylococcus egy egyedülálló mikroorganizmus. Több mint 100 különböző betegséget okozhat, amelyek az 1968-as Nemzetközi Osztályozás szerint tizenegy osztályba tartoznak. A staphylococcusok bármilyen szövetet, bármely szervet megtámadhatnak. A staphylococcusok ezen tulajdonsága a patogenitási faktorok széles komplexumának jelenlétének köszönhető.

Adhéziós faktorok - a staphylococcusok szöveti sejtekhez való kötődése hidrofóbicitásuknak köszönhető (minél magasabb, annál erősebbek a tapadási tulajdonságok), valamint a poliszacharidok, esetleg az A-protein tapadási tulajdonságainak és a fibronektinhez (egyes sejtek receptorához) való kötődés képességének.

Különböző enzimek, amelyek „agressziós és védekező” faktorok szerepét töltik be: plazmakoaguláz (a fő patogenitási faktor), hialuronidáz, fibrinolizin, DNáz, lizozimszerű enzim, lecitináz, foszfatáz, proteináz stb.

Szekretált exotoxinok komplexe:

• membránkárosító toxinok - a, p, 8 és y. Korábban hemolizinként, nekrotoxinként, leukocidinként, letális toxinként írták le őket, azaz hatásuk jellege alapján: eritrociták hemolízise, nekrózis nyúlnak intradermális adagolás esetén, leukociták pusztulása, nyúl halála intravénás adagolás esetén. Kiderült azonban, hogy ezt a hatást ugyanaz a tényező okozza - egy membránkárosító toxin. Citolitikus hatással van a különböző sejttípusokra, ami a következő módon nyilvánul meg. Ennek a toxinnak a molekulái először a célsejt membránjának eddig ismeretlen receptoraihoz kötődnek, vagy a membránban található lipidek nem specifikusan abszorbeálják őket, majd 7 molekulából gomba alakú heptamert alkotnak, amely 3 doménből áll. A "sapkát" és a "szélet" alkotó domének a membránok külső felületén helyezkednek el, a "láb" domén pedig transzmembrán csatornapórusként szolgál. Ezen keresztül jutnak be és ki a kis molekulák és ionok, ami a sejtmaggal rendelkező sejtek duzzadásához és pusztulásához, valamint az eritrociták ozmotikus líziséhez vezet. Többféle membránkárosító (pórusképző) toxint fedeztek fel: a-, b-, s- és y-hemolizineket (a-, b-, S- és y-toxinok). Számos tulajdonságban különböznek egymástól. A hemolizin a leggyakrabban emberből izolált staphylococcusokban található; lizálja az emberi, nyúl és kos eritrocitáit. Nyulakban 3-5 perc intravénás beadás után halálos hatást okoz. A hemolizin b leggyakrabban állati eredetű staphylococcusokban található; lizálja az emberi és kos eritrocitáit (alacsonyabb hőmérsékleten jobb). A hemolizin S lizálja az emberi és számos állati eritrocitát. Intravénás beadás esetén a nyúlra gyakorolt halálos hatás 16-24-48 órán belül jelentkezik. A staphylococcusok nagyon gyakran tartalmaznak egyszerre a- és B-toxinokat;
• Az A és B exfoliatív toxinokat antigén tulajdonságaik, hőmérséklet-érzékenységük (A termostabil, B termolabilis) és a szintézisüket szabályozó gének lokalizációja (A-t egy kromoszómális gén, B-t egy plazmidgén szabályozza) alapján különböztetik meg. Gyakran mindkét exfoliatint ugyanazon S. aureus törzs szintetizálja. Ezek a toxinok összefüggésben állnak a staphylococcusok azon képességével, hogy újszülötteknél pemphigust, bullózus ótvart és skarlátszerű kiütést okozzanak;
• az igazi leukocidin egy toxin, amely antigén tulajdonságaiban különbözik a hemolizinektől, és szelektíven hat a leukocitákra, elpusztítva azokat;
• egy toxikus sokk szindrómát (TSS) okozó exotoxin. Szuperantigén tulajdonságokkal rendelkezik. A TSS-t láz, csökkent vérnyomás, bőrkiütések, majd a kéz és a láb hámlása, limfopénia, néha hasmenés, vesekárosodás stb. jellemzi. Az S. aureus törzsek több mint 50%-a képes ezt a toxint termelni és kiválasztani.

Erős allergén tulajdonságok, amelyekkel mind a sejtszerkezet komponensei, mind a baktériumok által kiválasztott exotoxinok és egyéb salakanyagok rendelkeznek. A staphylococcus allergének képesek késleltetett (DTH) és azonnali (IT) típusú túlérzékenységi reakciókat kiváltani - A staphylococcusok a bőr- és légúti allergiák (dermatitisz, hörgőasztma stb.) fő okozói. A staphylococcus fertőzés patogenezisének sajátossága és krónikussá válásának hajlama a DTH hatásában gyökerezik.

Keresztreagáló antigének (az A és B eritrociták, a vesék és a bőr izoantigénjeivel - autoantitestek indukciója, autoimmun betegségek kialakulása).

A fagocitózist gátló tényezők. Jelenlétük megnyilvánulhat a kemotaxis gátlásában, a sejtek fagociták általi felszívódás elleni védelmében, a staphylococcusok szaporodási képességének biztosításában a fagocitákban, valamint az "oxidatív burst" blokkolásában. A fagocitózist a kapszula, az A-protein, a peptidglikán, a teichonsavak és a toxinok gátolják. Ezenkívül a staphylococcusok a szervezet egyes sejtjeiben (például lépsejtekben) fagocita aktivitást csökkentő szupresszorok szintézisét indukálják. A fagocitózis gátlása nemcsak megakadályozza a szervezetet a staphylococcusok eltávolításában, hanem megzavarja az antigének T- és B-limfocitáknak történő feldolgozásának és bemutatásának funkcióját is, ami az immunválasz erősségének csökkenéséhez vezet.

A staphylococcusokban lévő kapszula jelenléte növeli virulenciájukat a fehér egerek számára, rezisztenssé teszi őket a fágok hatására, nem teszi lehetővé az agglutináló szérumokkal való tipizálást és elfedi az A fehérjét.

A teichoesavak nemcsak a staphylococcusokat védik a fagocitózistól, hanem nyilvánvalóan jelentős szerepet játszanak a staphylococcus fertőzések patogenezisében is. Megállapították, hogy endocarditisben szenvedő gyermekeknél az esetek 100%-ában kimutathatók a teichoesavak elleni antitestek.

A staphylococcusok mitogén hatása a limfocitákra (ezt a hatást az A-protein, az enterotoxinok és a staphylococcusok által kiválasztott egyéb termékek fejtik ki).

Enterotoxinok A, B, CI, C2, C3, D, E. Jellemzőjük az antigénspecificitás, a termikus stabilitás, a formalinnal (nem alakulnak át anatoxinokká) és az emésztőenzimekkel (tripszin és pepszin) szembeni rezisztencia, és 4,5 és 10,0 közötti pH-tartományban stabilak. Az enterotoxinok kis molekulatömegű fehérjék, amelyek molekulatömege 26-34 kDa, szuperantigén tulajdonságokkal rendelkeznek.

Azt is megállapították, hogy genetikailag meghatározott különbségek vannak az emberek staphylococcus fertőzésre való fogékonyságában és annak lefolyásának jellegében. Különösen a súlyos staphylococcus gennyes-szeptikus betegségek gyakrabban fordulnak elő A és AB vércsoportú embereknél, ritkábban 0 és B vércsoportú embereknél.

A staphylococcusok azon képessége, hogy intoxikációs típusú ételmérgezést okozzanak, az enterotoxinok szintézisével függ össze. Leggyakrabban az enterotoxin A és D okozza őket. Ezen enterotoxinok hatásmechanizmusa kevéssé ismert, de különbözik más bakteriális enterotoxinok hatásától, amelyek megzavarják az adenilát-cikláz rendszer működését. Minden típusú staphylococcus enterotoxin hasonló mérgezési képet okoz: hányingert, hányást, hasnyálmirigy-fájdalmat, hasmenést, néha fejfájást, lázat, izomgörcsöt. A staphylococcus enterotoxinok ezen tulajdonságai szuperantigén tulajdonságaiknak köszönhetők: az interleukin-2 túlzott szintézisét indukálják, ami intoxikációt okoz. Az enterotoxinok gerjesztik a bél simaizmait és fokozzák a gyomor-bél traktus motilitását. A mérgezés leggyakrabban a staphylococcusokkal fertőzött tejtermékek (fagylalt, péksütemények, sütemények, sajt, túró stb.) és vajas konzervek fogyasztásával jár. A tejtermékek fertőzése teheneknél tőgygyulladással vagy az élelmiszertermelésben részt vevő emberek gennyes-gyulladásos betegségeivel járhat.

Így a staphylococcusokban található különféle patogenitási faktorok bősége és magas allergén tulajdonságaik határozzák meg a staphylococcus betegségek patogenezisének jellemzőit, természetét, lokalizációját, a lefolyás súlyosságát és a klinikai tüneteket. Az avitaminózis, a cukorbetegség, a csökkent immunitás hozzájárul a staphylococcus betegségek kialakulásához.

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

Staphylococcus rezisztencia

A nem spóraképző baktériumok közül a staphylococcusok, a mikobaktériumokhoz hasonlóan, a legnagyobb ellenállóképességgel rendelkeznek a külső tényezőkkel szemben. Jól tűrik a szárítást, és hetekig, hónapokig életképesek és virulensek maradnak száraz, finom porban, ami porfertőzés forrása. A közvetlen napfény csak sok órán belül pusztítja el őket, a szórt fénynek nagyon gyenge a hatása. Magas hőmérséklettel szemben is ellenállnak: a 80 °C-ra való melegítést körülbelül 30 percig bírják, a száraz hőt (110 °C) 2 órán belül elpusztítják; jól tolerálják az alacsony hőmérsékletet. A kémiai fertőtlenítőszerekkel szembeni érzékenységük nagymértékben változik, például egy 3%-os fenololdat 15-30 percen belül, az 1%-os vizes klóraminoldat pedig 2-5 perc alatt elpusztítja őket.

A staphylococcus fertőzések epidemiológiája

Mivel a staphylococcusok a bőr és a nyálkahártyák állandó lakói, az általuk okozott betegségek lehetnek autoinfekciók (a bőr és a nyálkahártyák különféle károsodásaival, beleértve a mikrotraumákat is), vagy exogén fertőzések, amelyeket kontakt-háztartási, levegőben szálló, levegőben szálló por vagy táptalajon keresztüli (ételmérgezés) fertőzési módok okoznak. Különösen fontos a patogén staphylococcusok hordozása, mivel a hordozók, különösen az egészségügyi intézményekben (különböző sebészeti klinikák, szülészeti kórházak stb.) és zárt csoportokban, staphylococcus fertőzést okozhatnak. A patogén staphylococcusok hordozása lehet átmeneti vagy időszakos, de az állandó hordozók (rezidens hordozók) különösen veszélyesek másokra. Ilyen embereknél a staphylococcusok hosszú ideig és nagy mennyiségben perzisztálnak az orr és a torok nyálkahártyáján. A hosszú távú hordozás oka nem teljesen világos. Lehet a helyi immunitás gyengülésének (szekréciós IgA hiánya), a nyálkahártya funkcióinak zavarának, a staphylococcus fokozott tapadó tulajdonságainak következménye, vagy valamilyen más tulajdonsága is okozhatja.

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

Staphylococcus fertőzések tünetei

A staphylococcusok könnyen bejutnak a szervezetbe a bőr és a nyálkahártyák legkisebb sérülésén keresztül, és számos betegséget okozhatnak - az aknétól a súlyos hashártyagyulladásig, szívbelhártya-gyulladásig, szepszisig vagy szeptikopémiaig, amelyekben a halálozási arány eléri a 80%-ot. A staphylococcusok keléseket, hidradenitist, tályogokat, flegmont és osteomyelitist okoznak; háborús időben a sebek gennyes szövődményeinek gyakori okozói; a staphylococcusok vezető szerepet játszanak a gennyes műtétekben. Allergén tulajdonságokkal rendelkeznek, pikkelysömört, vérzéses vaszkulitist, orbáncot és nem specifikus polyarthritist okozhatnak. Az élelmiszerek staphylococcusokkal való fertőzése gyakori oka az ételmérgezésnek. A staphylococcusok a szepszis fő okozói, beleértve az újszülötteket is. A bakteremiával (baktériumok a vérben) ellentétben, amely egy betegség tünete, és számos bakteriális fertőzésben megfigyelhető, a szepszis (vérmérgezés - a vér rothadása) egy független betegség, specifikus klinikai képpel, amely a retikuloendoteliális rendszer (mononukleáris fagocita rendszer - MPS) szerveinek károsodásán alapul. A szepszisben egy gennyes góc keletkezik, amelyből a kórokozó időszakosan bejut a véráramba, szétterjed a szervezetben, és hatással van a retikuloendoteliális rendszerre (MSP), amelynek sejtjeiben szaporodik, toxinokat és allergéneket szabadítva fel. Ugyanakkor a szepszis klinikai képe gyengén függ a kórokozó típusától, de bizonyos szervek károsodása határozza meg.

A szeptikopémia a szepszis olyan formája, amelyben a kórokozó gennyes gócokat okoz különböző szervekben és szövetekben, azaz gennyes áttétekkel szövődött szepszisről van szó.

A szepszisben és a szeptikopémiában a bakteremia rövid és hosszú távú lehet.

Létezik fertőzés utáni immunitás, amelyet mind humorális, mind sejtes tényezők okoznak. Fontos szerepet játszanak benne az antitoxinok, az antimikrobiális antitestek, az enzimek elleni antitestek, valamint a T-limfociták és a fagociták. A staphylococcusok elleni immunitás intenzitását és időtartamát nem vizsgálták kellőképpen, mivel antigénszerkezetük túl változatos, és nincs keresztimmunitás.

A staphylococcusok osztályozása

A Staphylococcus nemzetség több mint 20 fajt foglal magában, amelyek két csoportra oszlanak: koaguláz-pozitív és koaguláz-negatív staphylococcusokra. A fajok megkülönböztetésére különféle jellemzőket használnak.

A koaguláz-pozitív staphylococcusok főként emberekre patogének, de sok koaguláz-negatív is képes betegségeket okozni, különösen újszülötteknél (újszülöttkori kötőhártya-gyulladás, szívbelhártya-gyulladás, szepszis, húgyúti betegségek, akut gastroenteritis stb.). Az S. aureus, attól függően, hogy ki a fő hordozója, 10 ökovarra oszlik (hominis, bovis, ovis stb.).

Több mint 50 típusú antigént találtak a staphylococcusokban, amelyek mindegyikével szemben antitestek képződnek a szervezetben, és sok antigén allergén tulajdonságokkal rendelkezik. Specificitásuk alapján az antigéneket generikus (a teljes Staphylococcus nemzetségre jellemző); keresztreagálókra - az emberi eritrociták, a bőr és a vesék izoantigénjeivel közös antigének (ezek autoimmun betegségekkel kapcsolatosak); faj- és típusspecifikus antigénekre osztják. Az agglutinációs reakcióban kimutatott típusspecifikus antigének alapján a staphylococcusok több mint 30 szerovariánsra oszlanak. A staphylococcusok szerológiai tipizálási módszere azonban még nem terjedt el széles körben. Az S. aureus által termelt A-proteint fajspecifikusnak tekintik. Ez a fehérje felületesen helyezkedik el, kovalensen kapcsolódik a peptidglikánhoz, molekulatömege körülbelül 42 kD. Az A-protein különösen aktívan szintetizálódik a logaritmikus növekedési fázisban 41 °C hőmérsékleten, termolabilis, és a tripszin nem bomlik le; Egyedülálló tulajdonsága, hogy képes kötődni az IgG immunglobulinok (IgG1, IgG2, IgG4) Fc fragmentumához, és kisebb mértékben az IgM-hez és IgA-hoz. Az A protein felszínén számos olyan régiót azonosítottak, amelyek képesek kötődni az immunglobulin polipeptidlánc CH2 és CH3 domének határán található régiójához. Ez a tulajdonság széles körben alkalmazható a koagglutinációs reakcióban: a specifikus antitestekkel töltött, szabad aktív centrumokkal rendelkező staphylococcusok gyors agglutinációs reakciót adnak, amikor antigénnel kölcsönhatásba lépnek.

Az A protein és az immunglobulinok kölcsönhatása a beteg szervezetében a komplement és a fagocita rendszerek diszfunkciójához vezet. Antigén tulajdonságokkal rendelkezik, erős allergén, és a T- és B-limfociták proliferációját indukálja. A staphylococcus betegségek patogenezisében betöltött szerepe még nem teljesen tisztázott.

Az S. aureus törzsek érzékenysége a staphylococcus fágokkal szemben változó. Az S. aureus tipizálásához 23 mérsékelt égövi fágból álló nemzetközi készletet használnak, amelyeket négy csoportra osztanak:

• 1. csoport - 29.52, 52A, 79, 80 fágok;
• 2. csoport - 3A, 3C, 55, 71 fágok;
• 3. csoport - 6, 42E, 47, 53, 54, 75, 77, 83A, 84, 85 fágok;
• 4. csoport - 94, 95, 96 fágok;
• a csoportokon kívül - 81-es fág.

A staphylococcusok fágokhoz való viszonya sajátos: ugyanazt a törzset akár egy fág, akár több fág is képes lizálni egyszerre. Mivel azonban a fágokkal szembeni érzékenységük viszonylag stabil, a staphylococcusok fágtipizálása nagy epidemiológiai jelentőséggel bír. A módszer hátránya, hogy az S. aureus legfeljebb 65-70%-a tipizálható. Az utóbbi években specifikus fágkészleteket állítottak elő az S. epidermidis tipizálására.

[ 16 ]

A staphylococcus fertőzések laboratóriumi diagnosztikája

A fő módszer bakteriológiai; szerológiai reakciókat fejlesztettek ki és alkalmaztak. Szükség esetén (mérgezés esetén) biológiai tesztet alkalmaznak. A bakteriológiai vizsgálat anyaga vér, genny, garatnyálka, orrnyálka, sebváladék, köpet (staphylococcus tüdőgyulladás esetén), széklet (staphylococcus vastagbélgyulladás esetén), ételmérgezés esetén - hányás, széklet, gyomormosás, gyanús termékek. Az anyagot véres agarra (hemolízis), tej-sós (tej-sárgája-só) agarra oltják be (az idegen baktériumok növekedését a NaCl gátolja, a pigment és a lecitináz jobban kimutatható). Az izolált tenyészetet fajjellemzők alapján azonosítják, meghatározzák a főbb jellemzők és patogenitási tényezők (arany pigment, mannit fermentáció, hemolízis, plazmakoaguláz) jelenlétét, szükségszerűen ellenőrzik az antibiotikumokkal szembeni érzékenységet, és szükség esetén fágtipizálást végeznek. A gennyes-szeptikus betegségek diagnosztizálására szolgáló szerológiai reakciók közül az RPGA-t és az IFM-et alkalmazzák, különösen a teichoesav vagy fajspecifikus antigének elleni antitestek meghatározására.

A staphylococcusok enterotoxicitási fokának meghatározására három módszert alkalmaznak:

• szerológiai - specifikus antitoxikus szérumokat használva gélkicsapódási reakcióban, az enterotoxint kimutatják és meghatározzák annak típusát;
• biológiai - macskáknak staphylococcus táptalaj szűrletének intravénás beadása 2-3 ml/1 kg testsúly dózisban. A toxinok hányást és hasmenést okoznak macskáknál;
• közvetett bakteriológiai módszer - a staphylococcus tiszta kultúrájának izolálása egy gyanús termékből és patogenitási faktorainak meghatározása (az enterotoxin képződése korrelál más patogenitási faktorok, különösen az RNáz jelenlétével).

Az enterotoxin kimutatásának legegyszerűbb és legérzékenyebb módszere a szerológiai módszer.

Staphylococcus fertőzések kezelése

A staphylococcus fertőzések kezelésére főként béta-laktám antibiotikumokat alkalmaznak, amelyekre először meg kell határozni az érzékenységet. Súlyos és krónikus staphylococcus fertőzések esetén pozitív hatást érnek el specifikus terápiával - autovakcina, anatoksin, antisztaphylococcus immunglobulin (humán), antisztaphylococcus plazma alkalmazásával.

A staphylococcus fertőzések specifikus megelőzése

A staphylococcus fertőzés elleni mesterséges immunitás kialakításához staphylococcus anatoxint (folyékony és tabletta) használnak, de ez csak az I. csoportú fágok által lizált staphylococcusok ellen hoz létre antitoxikus immunitást. Az elölt staphylococcusokból vagy antigénjeikből származó vakcinák alkalmazása, bár antimikrobiális antitestek megjelenéséhez vezet, de csak azokkal a szerovarkantokkal szemben, amelyekből a vakcinát állítják elő. A modern mikrobiológia egyik legfontosabb problémája, hogy milyen probléma van egy sokféle patogén staphylococcus ellen hatékony, nagymértékben immunogén vakcinát találni.