Stafylokokker

Stafylokok blev opdaget i 1878 af R. Koch og i 1880 af L. Pasteur i purulent materiale. Efter at have inficeret en kanin beviste L. Pasteur endelig stafylokokkernes rolle som årsag til purulent inflammation. Navnet "stafylokok" blev givet i 1881 af A. Ogston (på grund af cellernes karakteristiske arrangement), og dens egenskaber blev beskrevet detaljeret i 1884 af F. Rosenbach.

Stafylokokker er grampositive, geometrisk regelmæssige, sfæriske celler med en diameter på 0,5-1,5 μm, normalt placeret i klynger, katalasepositive, reducerer nitrater til nitritter, hydrolyserer aktivt proteiner og fedtstoffer, fermenterer glukose under anaerobe forhold for at danne syre uden gas. De kan normalt vokse i nærvær af 15% NaCl og ved en temperatur på 45 °C. G+C-indholdet i DNA er 30-39 mol%. Stafylokokker har ikke flageller og danner ikke sporer. De er udbredt i naturen. Deres primære reservoir er huden hos mennesker og dyr og deres slimhinder, der kommunikerer med det ydre miljø. Stafylokokker er fakultative anaerober, kun én art (Staphylococcus saccharolyticus) er en streng anaerob. Stafylokokker er ikke krævende over for næringsmedier, vokser godt på almindelige medier, den optimale temperatur for vækst er 35-37 °C, pH 6,2-8,4. Kolonierne er runde, 2-4 mm i diameter, med glatte kanter, konvekse, uigennemsigtige, malet i farven af det dannede pigment. Vækst i flydende kultur ledsages af ensartet turbiditet, og over tid falder et løst sediment ud. Ved dyrkning på almindelige medier danner stafylokokker ikke en kapsel, men ved såning ved injektion i halvflydende agar med plasma eller serum danner de fleste stammer af S. aureus en kapsel. Akapsulære stammer i halvflydende agar vokser i form af kompakte kolonier, kapsulære stammer danner diffuse kolonier.

Stafylokokker har høj biokemisk aktivitet: de fermenterer glycerol, glukose, maltose, laktose, sukrose, mannitol med frigivelse af syre (uden gas); de danner forskellige enzymer (plasmakoagulase, fibrinolysin, lecithinase, lysozym, alkalisk fosfatase, DNase, hyaluronidase, telluridreduktase, proteinase, gelatinase osv.). Disse enzymer spiller en vigtig rolle i stafylokokkers metabolisme og bestemmer i høj grad deres patogenicitet. Sådanne enzymer som fibrinolysin og hyaluronidase forårsager høj invasivitet hos stafylokokker. Plasmakoagulase er den vigtigste faktor for deres patogenicitet: det beskytter mod fagocytose og omdanner protrombin til trombin, hvilket forårsager fibrinogenkoagulation, hvorved hver celle er dækket af en proteinfilm, der beskytter mod fagocytter.

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

Patogenicitetsfaktorer for stafylokokker

Stafylokokker er en unik mikroorganisme. Den kan forårsage mere end 100 forskellige sygdomme, der er relateret til elleve klasser ifølge den internationale klassifikation fra 1968. Stafylokokker kan påvirke ethvert væv, ethvert organ. Denne egenskab ved stafylokokker skyldes tilstedeværelsen af et stort kompleks af patogenicitetsfaktorer.

Adhæsionsfaktorer - stafylokokkers binding til vævsceller skyldes deres hydrofobicitet (jo højere den er, desto stærkere er de adhæsive egenskaber), såvel som polysacchariders adhæsive egenskaber, muligvis også protein A, og evnen til at binde fibronektin (en receptor for nogle celler).

Forskellige enzymer, der spiller rollen som "aggressions- og forsvarsfaktorer": plasmakoagulase (den primære patogenicitetsfaktor), hyaluronidase, fibrinolysin, DNase, lysozymlignende enzym, lecithinase, fosfatase, proteinase osv.

Kompleks af udskilte eksotoksiner:

• membranbeskadigende toksiner - a, p, 8 og y. Tidligere blev de beskrevet som hæmolysiner, nekrotoksiner, leukocidiner, letale toksiner, dvs. efter deres virknings natur: hæmolyse af erytrocytter, nekrose ved intradermal administration til en kanin, ødelæggelse af leukocytter, kanindød ved intravenøs administration. Det viste sig imidlertid, at en sådan effekt er forårsaget af den samme faktor - et membranbeskadigende toksin. Det har en cytolytisk effekt på forskellige typer celler, som manifesterer sig på følgende måde. Molekyler af dette toksin binder først til hidtil ukendte receptorer i målcellemembranen eller absorberes ikke-specifikt af lipider indeholdt i membranen og danner derefter en svampeformet heptamer fra 7 molekyler, bestående af 3 domæner. Domænerne, der danner "hætten" og "kanten", er placeret på membranernes ydre overflade, og "fod"-domænet fungerer som en transmembran kanal-pore. Det er gennem dette, at små molekyler og ioner trænger ind og ud, hvilket fører til hævelse og død af celler med en cellekerne og osmotisk lysis af erytrocytter. Flere typer membranbeskadigende (poredannende) toksiner er blevet opdaget: a-, b-, s- og y-hæmolysiner (a-, b-, S- og y-toksiner). De adskiller sig i en række egenskaber. Hæmolysin a findes oftest i stafylokokker isoleret fra mennesker; det lyserer humane, kanin- og væddererytrocytter. Det forårsager en dødelig effekt hos kaniner efter 3-5 minutters intravenøs administration. Hæmolysin b findes oftest i stafylokokker af animalsk oprindelse; det lyserer humane og væddererytrocytter (bedre ved en lavere temperatur). Hæmolysin S lyserer humane og mange animalske erytrocytter. Den dødelige effekt på en kanin, når den administreres intravenøst, indtræffer inden for 16-24-48 timer. Meget ofte indeholder stafylokokker a- og 8-toksiner samtidigt;
• De eksfoliative toksiner A og B adskiller sig ved deres antigene egenskaber, temperaturfølsomhed (A er termostabil, B er termolabil) og lokaliseringen af de gener, der kontrollerer deres syntese (A styres af et kromosomalt gen, B af et plasmidgen). Ofte syntetiseres begge eksfoliatiner i den samme stamme af S. aureus. Disse toksiner er forbundet med stafylokokkers evne til at forårsage pemphigus hos nyfødte, bulløs impetigo og skarlagensfeberlignende udslæt;
• ægte leukocidin er et toksin, der adskiller sig fra hæmolysiner i dets antigene egenskaber og selektivt virker på leukocytter og ødelægger dem;
• et eksotoksin, der forårsager toksisk shocksyndrom (TSS). Det har superantigenegenskaber. TSS er karakteriseret ved feber, nedsat blodtryk, hududslæt efterfulgt af afskalning på hænder og fødder, lymfopeni, undertiden diarré, nyreskade osv. Mere end 50% af S. aureus-stammer er i stand til at producere og udskille dette toksin.

Stærke allergifremkaldende egenskaber, som besidder både cellestrukturens komponenter og eksotoksiner og andre affaldsprodukter, der udskilles af bakterier. Stafylokokallergener er i stand til at forårsage overfølsomhedsreaktioner af både forsinket type (DTH) og øjeblikkelig type (IT) - Stafylokokker er de primære årsager til hud- og luftvejsallergier (dermatitis, bronkial astma osv.). Den særlige patogenese af stafylokokinfektion og dens tendens til at blive kronisk er forankret i DTH-effekten.

Krydsreagerende antigener (med isoantigener fra erytrocytter A og B, nyrer og hud - induktion af autoantistoffer, udvikling af autoimmune sygdomme).

Faktorer, der hæmmer fagocytose. Deres tilstedeværelse kan manifestere sig i hæmning af kemotaksi, beskyttelse af celler mod absorption af fagocytter, hvilket giver stafylokokker evnen til at reproducere sig i fagocytter og blokerer "oxidativ eksplosion". Fagocytose hæmmes af kapslen, protein A, peptidglykan, teichoinsyrer og toksiner. Derudover inducerer stafylokokker syntesen af fagocytiske aktivitetsundertrykkere af nogle af kroppens celler (f.eks. splenocytter). Hæmning af fagocytose forhindrer ikke kun kroppen i at fjerne stafylokokker, men forstyrrer også funktionen af bearbejdning og præsentation af antigener til T- og B-lymfocytter, hvilket fører til et fald i styrken af immunresponset.

Tilstedeværelsen af en kapsel i stafylokokker øger deres virulens for hvide mus, gør dem resistente over for fagers virkning, tillader ikke typning med agglutinerende sera og maskerer protein A.

Teichoinsyrer beskytter ikke blot stafylokokker mod fagocytose, men spiller tilsyneladende også en betydelig rolle i patogenesen af stafylokokinfektioner. Det er blevet fastslået, at der hos børn, der lider af endokarditis, påvises antistoffer mod teichoinsyrer i 100% af tilfældene.

Stafylokokkers mitogene virkning på lymfocytter (denne virkning udøves af protein A, enterotoksiner og andre produkter udskilt af stafylokokker).

Enterotoksiner A, B, CI, C2, C3, D, E. De er karakteriseret ved antigenspecificitet, termisk stabilitet, resistens over for formalin (omdannes ikke til anatoksiner) og fordøjelsesenzymer (trypsin og pepsin) og er stabile i pH-området fra 4,5 til 10,0. Enterotoksiner er lavmolekylære proteiner med en molekylvægt på 26 til 34 kDa med superantigenegenskaber.

Det er også blevet fastslået, at der er genetisk bestemte forskelle i modtageligheden for stafylokokinfektion og arten af dens forløb hos mennesker. Især alvorlige stafylokok-purulent-septiske sygdomme findes oftere hos personer med blodgrupper A og AB, sjældnere - hos personer med blodgrupper 0 og B.

Stafylokokkers evne til at forårsage madforgiftning af rustypen er forbundet med syntesen af enterotoksiner. Oftest er de forårsaget af enterotoksiner A og D. Virkningsmekanismen for disse enterotoksiner er dårligt forstået, men den adskiller sig fra virkningen af andre bakterielle enterotoksiner, som forstyrrer funktionen af adenylatcyklasesystemet. Alle typer stafylokok-enterotoksiner forårsager et lignende forgiftningsbillede: kvalme, opkastning, smerter i bugspytkirtlen, diarré, undertiden hovedpine, feber, muskelspasmer. Disse træk ved stafylokok-enterotoksiner skyldes deres superantigeniske egenskaber: de inducerer overdreven syntese af interleukin-2, hvilket forårsager forgiftning. Enterotoksiner exciterer tarmens glatte muskler og øger motiliteten i mave-tarmkanalen. Forgiftning er oftest forbundet med indtagelse af stafylokok-inficerede mejeriprodukter (is, wienerbrød, kager, ost, hytteost osv.) og dåsevarer med smør. Infektion af mejeriprodukter kan være forbundet med mastitis hos køer eller med purulent-inflammatoriske sygdomme hos mennesker involveret i fødevareproduktion.

Således bestemmer forekomsten af forskellige patogenicitetsfaktorer i stafylokokker og deres høje allergene egenskaber træk ved patogenesen af stafylokoksygdomme, deres natur, lokalisering, sværhedsgraden af forløbet og kliniske manifestationer. Avitaminose, diabetes og nedsat immunitet bidrager til udviklingen af stafylokoksygdomme.

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

Stafylokokresistens

Blandt ikke-sporedannende bakterier har stafylokokker, ligesom mykobakterier, den største modstandsdygtighed over for eksterne faktorer. De tåler udtørring godt og forbliver levedygtige og virulente i uger og måneder i tørt, fint støv, hvilket er en kilde til støvinfektion. Direkte sollys dræber dem kun inden for mange timer, og diffust lys har en meget svag effekt. De er også modstandsdygtige over for høje temperaturer: de kan modstå opvarmning til 80 °C i cirka 30 minutter, tør varme (110 °C) dræber dem inden for 2 timer; de tolererer lave temperaturer godt. Følsomheden over for kemiske desinfektionsmidler varierer meget, for eksempel dræber en 3% phenolopløsning dem inden for 15-30 minutter, og en 1% vandig chloraminopløsning - på 2-5 minutter.

Epidemiologi af stafylokokinfektioner

Da stafylokokker er permanente beboere af hud og slimhinder, kan de sygdomme, de forårsager, enten være autoinfektioner (med forskellige skader på hud og slimhinder, herunder mikrotraumer) eller eksogene infektioner forårsaget af kontakt-husholdnings-, luftbåren, luftbåren støv- eller fordøjelses- (madforgiftning) infektionsmetoder. Af særlig betydning er bærerskab af patogene stafylokokker, da bærere, især på medicinske institutioner (forskellige kirurgiske klinikker, fødeklinikker osv.) og i lukkede grupper, kan forårsage stafylokokinfektioner. Bærerskab af patogene stafylokokker kan være midlertidigt eller intermitterende, men personer, der har det permanent (residentbærere), udgør en særlig fare for andre. Hos sådanne personer forbliver stafylokokker i lang tid og i store mængder på slimhinderne i næse og hals. Årsagen til den langvarige bærerskab er ikke helt klar. Det kan være en konsekvens af svækkelse af lokal immunitet (mangel på sekretorisk IgA), forstyrrelse af slimhindens funktioner, øgede adhæsionsegenskaber hos stafylokokker eller forårsaget af nogle af dens andre egenskaber.

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

Symptomer på stafylokokkerinfektioner

Stafylokokker trænger let ind i kroppen gennem de mindste skader på hud og slimhinder og kan forårsage en række sygdomme - fra akne til svær peritonitis, endokarditis, sepsis eller septikopyæmi, hvor dødeligheden når 80%. Stafylokokker forårsager furunkler, hidradenitis, abscesser, flegmone, osteomyelitis; i krigstid - hyppige syndere til purulente komplikationer af sår; stafylokokker spiller en ledende rolle i purulent kirurgi. Da de har allergifremkaldende egenskaber, kan de forårsage psoriasis, hæmoragisk vaskulitis, erysipelas, uspecifik polyarthritis. Infektion af fødevarer med stafylokokker er en almindelig årsag til madforgiftning. Stafylokokker er de vigtigste syndere til sepsis, også hos nyfødte. I modsætning til bakteriæmi (bakterier i blodet), som er et symptom på en sygdom og observeres ved mange bakterieinfektioner, er sepsis (septikæmi - forrådnelse af blodet) en uafhængig sygdom med et specifikt klinisk billede, der er baseret på skader på organerne i det retikuloendoteliale system (mononukleært fagocytsystem - MPS). Ved sepsis er der et purulent fokus, hvorfra patogenet periodisk kommer ind i blodet, spreder sig i hele kroppen og påvirker det retikuloendoteliale system (MSP), i hvis celler det formerer sig og frigiver toksiner og allergener. Samtidig afhænger det kliniske billede af sepsis svagt af typen af patogen, men bestemmes af skader på visse organer.

Septikopiæmi er en form for sepsis, hvor patogenet forårsager purulente foci i forskellige organer og væv, dvs. det er sepsis kompliceret af purulente metastaser.

Bakteriæmi ved sepsis og septikopyæmi kan være kortvarig og langvarig.

Postinfektiøs immunitet eksisterer, den er forårsaget af både humorale og cellulære faktorer. Antitoksiner, antimikrobielle antistoffer, antistoffer mod enzymer, såvel som T-lymfocytter og fagocytter spiller en vigtig rolle i den. Intensiteten og varigheden af immunitet mod stafylokokker er ikke blevet undersøgt tilstrækkeligt, da deres antigenstruktur er for forskelligartet, og der ikke er nogen krydsimmunitet.

Klassificering af stafylokokker

Slægten Staphylococcus omfatter mere end 20 arter, som er opdelt i to grupper - koagulase-positive og koagulase-negative stafylokokker. Forskellige træk bruges til at differentiere arterne.

Koagulase-positive stafylokokker er hovedsageligt patogene for mennesker, men mange koagulase-negative stafylokokker kan også forårsage sygdomme, især hos nyfødte (neonatal konjunktivitis, endokarditis, sepsis, urinvejssygdomme, akut gastroenteritis osv.). S. aureus er, afhængigt af hvem der er dens primære bærer, opdelt i 10 økovars (hominis, bovis, ovis osv.).

Mere end 50 typer antigener er blevet fundet i stafylokokker, og der dannes antistoffer i kroppen mod hver af dem, og mange af antigenerne har allergifremkaldende egenskaber. Ved specificitet opdeles antigener i generiske (fælles for hele slægten Staphylococcus); krydsreagerende - antigener, der er fælles med isoantigener fra humane erytrocytter, hud og nyrer (de er forbundet med autoimmune sygdomme); arts- og typespecifikke antigener. Ifølge typespecifikke antigener, der påvises i agglutinationsreaktionen, opdeles stafylokokker i mere end 30 serovarianter. Den serologiske metode til typning af stafylokokker har dog endnu ikke fået udbredt anvendelse. Protein A, som dannes af S. aureus, betragtes som artsspecifikt. Dette protein er placeret overfladisk, det er kovalent bundet til peptidglykan, dets mm er omkring 42 kD. Protein A syntetiseres særligt aktivt i den logaritmiske vækstfase ved en temperatur på 41 °C, er termolabilt og ødelægges ikke af trypsin; Dens unikke egenskab er evnen til at binde til Fc-fragmentet af immunoglobulinerne IgG (IgG1, IgG2, IgG4) og i mindre grad til IgM og IgA. Adskillige regioner, der er i stand til at binde til en region af immunoglobulinpolypeptidkæden placeret på grænsen mellem CH2- og CH3-domænerne, er blevet identificeret på overfladen af protein A. Denne egenskab har fundet bred anvendelse i koagglutinationsreaktionen: stafylokokker fyldt med specifikke antistoffer, som har frie aktive centre, giver en hurtig agglutinationsreaktion, når de interagerer med et antigen.

Protein A's interaktion med immunoglobuliner fører til dysfunktion af komplement- og fagocytsystemerne i patientens krop. Det har antigene egenskaber, er et stærkt allergen og inducerer proliferation af T- og B-lymfocytter. Dets rolle i patogenesen af stafylokoksygdomme er endnu ikke fuldt ud klarlagt.

S. aureus-stammer varierer i deres følsomhed over for stafylokokfager. For at typebestemme S. aureus anvendes et internationalt sæt af 23 tempererede fager, som er opdelt i fire grupper:

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

Forholdet mellem stafylokokker og fager er ejendommeligt: den samme stamme kan lyseres enten af én fag eller af flere samtidigt. Men da deres følsomhed over for fager er et relativt stabilt træk, er fagtypning af stafylokokker af stor epidemiologisk betydning. Ulempen ved denne metode er, at ikke mere end 65-70% af S. aureus kan typbes. I de senere år er der blevet opnået sæt af specifikke fager til typning af S. epidermidis.

[ 16 ]

Laboratoriediagnostik af stafylokokinfektioner

Hovedmetoden er bakteriologisk; serologiske reaktioner er blevet udviklet og implementeret. Om nødvendigt (i tilfælde af forgiftning) anvendes en biologisk test. Materialet til bakteriologisk undersøgelse er blod, pus, slim fra svælget, næsen, sårflåd, sputum (i tilfælde af stafylokok-lungebetændelse), afføring (i tilfælde af stafylokok-colitis), i tilfælde af fødevareforgiftning - opkast, afføring, maveskylning, mistænkelige produkter. Materialet inokuleres på blodagar (hæmolyse), på mælkesalt (mælkeblomme-salt) agar (væksten af fremmede bakterier hæmmes på grund af NaCl, pigment og lecithinase detekteres bedre). Den isolerede kultur identificeres ved artskarakteristika, tilstedeværelsen af de vigtigste karakteristika og patogenicitetsfaktorer (gyldent pigment, mannitolfermentering, hæmolyse, plasmakoagulase) bestemmes, følsomhed over for antibiotika kontrolleres nødvendigvis, og fagtypning udføres om nødvendigt. Blandt de serologiske reaktioner til diagnosticering af purulent-septiske sygdomme anvendes RPGA og IFM, især til bestemmelse af antistoffer mod teichoinsyre eller artsspecifikke antigener.

Tre metoder anvendes til at bestemme stafylokokkers enterotoksigenicitet:

• serologisk - ved hjælp af specifikke antitoksiske sera i en geludfældningsreaktion detekteres enterotoksin, og dets type bestemmes;
• biologisk - intravenøs administration af filtrat af bouillonkultur af stafylokok til katte i en dosis på 2-3 ml pr. 1 kg vægt. Toksiner forårsager opkastning og diarré hos katte;
• indirekte bakteriologisk metode - isolering af en renkultur af stafylokok fra et mistænkeligt produkt og bestemmelse af dets patogenicitetsfaktorer (dannelsen af enterotoksin korrelerer med tilstedeværelsen af andre patogenicitetsfaktorer, især RNase).

Den enkleste og mest følsomme metode til at detektere enterotoksin er den serologiske metode.

Behandling af stafylokokinfektioner

Til behandling af stafylokoksygdomme anvendes primært beta-laktamantibiotika, hvor følsomheden først bør bestemmes. Ved alvorlige og kroniske stafylokokinfektioner opnås en positiv effekt ved specifik terapi - brug af autovaccine, anatoxin, antistafylokokimmunoglobulin (humant), antistafylokokplasma.

Specifik forebyggelse af stafylokokinfektioner

For at skabe kunstig immunitet mod stafylokokinfektion anvendes stafylokok-anatoksin (væske og tablet), men det skaber kun antitoksisk immunitet mod stafylokokker, der hovedsageligt lyseres af gruppe I-fager. Brugen af vacciner fra dræbte stafylokokker eller deres antigener fører, selvom det fører til fremkomsten af antimikrobielle antistoffer, men kun mod de serovarcanther, hvorfra vaccinen er fremstillet. Problemet med at finde en stærkt immunogen vaccine, der er effektiv mod mange typer patogene stafylokokker, er et af de vigtigste problemer i moderne mikrobiologi.