Стафилококе

Стафилокок је открио 1878. године Р. Кох, а 1880. године Л. Пастер у гнојном материјалу. Л. Пастер је, након што је заразио зеца, коначно доказао улогу стафилокока као узрочника гнојне упале. Име „стафилокок“ је дао 1881. године А. Огстон (због карактеристичног распореда ћелија), а његова својства је детаљно описао 1884. године Ф. Розенбах.

Стафилококе су грам-позитивне, геометријски правилне, сферне ћелије пречника 0,5-1,5 μm, обично смештене у кластерима, каталазно-позитивне, редукују нитрате у нитрите, активно хидролизују протеине и масти, ферментишу глукозу под анаеробним условима да би формирале киселину без гаса. Обично могу да расту у присуству 15% NaCl и на температури од 45 °C. Садржај G + C у ДНК је 30-39 mol %. Стафилококе немају флагеле и не формирају споре. Распрострањене су у природи. Њихов главни резервоар је кожа људи и животиња и њихове слузокоже које комуницирају са спољашњом средином. Стафилококе су факултативни анаероби, само једна врста (Staphylococcus saccharolyticus) је стриктни анаероб. Стафилококе нису захтевне за хранљиве подлоге, добро расту на обичним подлогама, температурни оптимум за раст је 35-37 "C, pH 6,2-8,4. Колоније су округле, пречника 2-4 mm, са глатким ивицама, конвексне, непрозирне, обојене у боји формираног пигмента. Раст у течној култури прати једнолична замућеност, временом се излучује растресит талог. Приликом раста на обичним подлогама, стафилококе не формирају капсулу, међутим, приликом сетве ињекцијом у полутечни агар са плазмом или серумом, већина сојева S. aureus формира капсулу. Акапсуларни сојеви у полутечном агару расту у облику компактних колонија, капсуларни сојеви формирају дифузне колоније.

Стафилококе имају високу биохемијску активност: ферментишу глицерол, глукозу, малтозу, лактозу, сахарозу, манитол уз ослобађање киселине (без гаса); формирају различите ензиме (плазмакоагулаза, фибринолизин, лецитиназа, лизозим, алкална фосфатаза, ДНаза, хијалуронидаза, телурид редуктаза, протеиназа, желатиназа итд.). Ови ензими играју важну улогу у метаболизму стафилокока и у великој мери одређују њихову патогеност. Ензими попут фибринолизина и хијалуронидазе узрокују високу инвазивност стафилокока. Плазмакоагулаза је главни фактор њихове патогености: штити од фагоцитозе и претвара протромбин у тромбин, што узрокује коагулацију фибриногена, услед чега је свака ћелија прекривена протеинским филмом који штити од фагоцита.

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

Фактори патогености стафилокока

Стафилокок је јединствени микроорганизам. Може изазвати више од 100 различитих болести, сврстаних у једанаест класа према Међународној класификацији из 1968. године. Стафилококе могу утицати на било које ткиво, било који орган. Ово својство стафилокока је последица присуства великог комплекса фактора патогености.

Фактори адхезије - везивање стафилокока за ћелије ткива је последица њихове хидрофобности (што је већа, то су јача адхезивна својства), као и адхезивних својстава полисахарида, могуће и протеина А, и способности везивања фибронектина (рецептор за неке ћелије).

Разни ензими који играју улогу фактора „агресије и одбране“: плазмокоагулаза (главни фактор патогености), хијалуронидаза, фибринолизин, ДНаза, ензим сличан лизозиму, лецитиназа, фосфатаза, протеиназа итд.

Комплекс излучених егзотоксина:

• токсини који оштећују мембрану - а, п, 8 и у. Раније су описани као хемолизини, некротоксини, леукоцидини, летални токсини, тј. по природи свог дејства: хемолиза еритроцита, некроза при интрадермалној примени зецу, уништење леукоцита, смрт зеца при интравенској примени. Међутим, испоставило се да такав ефекат изазива исти фактор - токсин који оштећује мембрану. Има цитолитички ефекат на различите типове ћелија, који се манифестује на следећи начин. Молекули овог токсина се прво везују за још непознате рецепторе мембране циљне ћелије или се неспецифично апсорбују липидима који се налазе у мембрани, а затим формирају хептамер у облику печурке од 7 молекула, који се састоји од 3 домена. Домени који формирају „капу“ и „ивицу“ налазе се на спољашњој површини мембрана, а домен „стопа“ служи као трансмембрански канал-пора. Управо кроз ово мали молекули и јони улазе и излазе, што доводи до отицања и смрти ћелија са једром и осмотске лизе еритроцита. Откривено је неколико врста токсина који оштећују мембрану (формирају поре): α-, β-, γ-хемолизини (α-, β-, γ- и γ-токсини). Разликују се по бројним својствима. Хемолизин α се најчешће налази у стафилококама изолованим од људи; лизира људске, зечје и овнујске еритроците. Изазива летални ефекат код зечева након 3-5 минута интравенске примене. Хемолизин β се најчешће налази у стафилококама животињског порекла; лизира људске и овнујске еритроците (боље на нижој температури). Хемолизин γ лизира људске и многе животињске еритроците. Летални ефекат код зеца при интравенској примени јавља се у року од 16-24-48 сати. Врло често стафилококе садрже α- и γ-токсине истовремено;
• Ексфолијативни токсини А и Б разликују се по својим антигеним својствима, осетљивости на температуру (А је термостабилан, Б је термолабилан) и локализацији гена који контролишу њихову синтезу (А је контролисан хромозомским геном, Б плазмидним геном). Често се оба ексфолијатина синтетишу у истом соју S. aureus. Ови токсини су повезани са способношћу стафилокока да изазову пемфигус код новорођенчади, булозни импетиго и осип сличан шарлаху;
• прави леукоцидин је токсин који се разликује од хемолизина по својим антигеним својствима и селективно делује на леукоците, уништавајући их;
• егзотоксин који изазива синдром токсичног шока (СТШ). Има суперантигенска својства. СТШ карактерише грозница, смањен крвни притисак, осип на кожи праћен љуштењем руку и стопала, лимфопенија, понекад дијареја, оштећење бубрега итд. Више од 50% сојева S. aureus је способно да производи и лучи овај токсин.

Јака алергена својства, која поседују и компоненте ћелијске структуре и егзотоксини и други отпадни производи које луче бактерије. Стафилококни алергени су способни да изазову реакције преосетљивости и одложеног типа (ДТХ) и непосредног типа (ИТ) - Стафилококе су главни кривци за кожне и респираторне алергије (дерматитис, бронхијална астма, итд.). Посебност патогенезе стафилококне инфекције и њена склоност ка хроничном облику укорењене су у ДТХ ефекту.

Унакрсно реагујући антигени (са изоантигенима еритроцита А и Б, бубрега и коже - индукција аутоантитела, развој аутоимуних болести).

Фактори који инхибирају фагоцитозу. Њихово присуство може се манифестовати у инхибицији хемотаксије, заштити ћелија од апсорпције од стране фагоцита, пружању стафилококама способности размножавања у фагоцитима и блокирању „оксидативног праска“. Фагоцитоза је инхибирана капсулом, протеином А, пептидгликаном, теихојским киселинама, токсинима. Поред тога, стафилококе индукују синтезу супресора фагоцитне активности од стране неких ћелија тела (на пример, спленоцита). Инхибиција фагоцитозе не само да спречава тело да се очисти од стафилокока, већ и ремети функцију обраде и презентације антигена Т- и Б-лимфоцитима, што доводи до смањења јачине имуног одговора.

Присуство капсуле код стафилокока повећава њихову вируленцију за беле мишеве, чини их отпорним на дејство фага, не дозвољава типизирање аглутинирајућим серумима и маскира протеин А.

Теихојске киселине не само да штите стафилококе од фагоцитозе, већ очигледно играју значајну улогу у патогенези стафилококних инфекција. Утврђено је да се код деце која пате од ендокардитиса антитела на теихојске киселине детектују у 100% случајева.

Митогено дејство стафилокока на лимфоците (ово дејство врше протеин А, ентеротоксини и други производи које луче стафилококе).

Ентеротоксини А, Б, CI, C2, C3, D, E. Карактеришу их антигенска специфичност, термичка стабилност, отпорност на формалин (не претварају се у анатоксине) и дигестивне ензиме (трипсин и пепсин), и стабилни су у pH опсегу од 4,5 до 10,0. Ентеротоксини су нискомолекуларни протеини молекулске тежине од 26 до 34 kDa са суперантигенским својствима.

Такође је утврђено да постоје генетски одређене разлике у подложности стафилококној инфекцији и природи њеног тока код људи. Посебно, тешке стафилококне гнојно-септичке болести се чешће налазе код људи са крвним групама А и АБ, ређе - код људи са крвним групама 0 и Б.

Способност стафилокока да изазову тровање храном типа интоксикације повезана је са синтезом ентеротоксина. Најчешће су узроковани ентеротоксинима А и Д. Механизам деловања ових ентеротоксина је слабо схваћен, али се разликује од дејства других бактеријских ентеротоксина, који ремете функцију аденилат циклазног система. Све врсте стафилококних ентеротоксина изазивају сличну слику тровања: мучнина, повраћање, бол у панкреасу, дијареја, понекад главобоља, грозница, грч мишића. Ове карактеристике стафилококних ентеротоксина су последица њихових суперантигених својстава: индукују прекомерну синтезу интерлеукина-2, што изазива интоксикацију. Ентеротоксини побуђују глатке мишиће црева и повећавају покретљивост гастроинтестиналног тракта. Тровање се најчешће повезује са конзумирањем млечних производа заражених стафилокоцима (сладолед, пецива, колачи, сир, свежи сир итд.) и конзервиране робе са путером. Инфекција млечних производа може бити повезана са маститисом код крава или са гнојно-инфламаторним болестима људи који се баве производњом хране.

Дакле, обиље различитих фактора патогености код стафилокока и њихова висока алергена својства одређују карактеристике патогенезе стафилококних болести, њихову природу, локализацију, тежину тока и клиничке манифестације. Авитаминоза, дијабетес, смањен имунитет доприносе развоју стафилококних болести.

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

Отпорност на стафилокок

Међу бактеријама које не формирају споре, стафилококе, као и микобактерије, имају највећу отпорност на спољашње факторе. Добро подносе сушење и остају одрживе и вирулентне недељама и месецима у сувој, финој прашини, представљајући извор инфекције прашином. Директна сунчева светлост их убија само у року од много сати, а дифузна светлост има веома слаб ефекат. Такође су отпорне на високе температуре: могу да издрже загревање до 80 °C око 30 минута, сува топлота (110 °C) их убија у року од 2 сата; добро подносе ниске температуре. Осетљивост на хемијска дезинфекциона средства значајно варира, на пример, 3% раствор фенола их убија у року од 15-30 минута, а 1% водени раствор хлорамина - за 2-5 минута.

Епидемиологија стафилококних инфекција

Пошто су стафилококе стални становници коже и слузокоже, болести које изазивају могу бити или аутоинфекције (са различитим оштећењима коже и слузокоже, укључујући микротрауме) или егзогене инфекције изазване контактно-кућним, ваздушним, ваздушно-прашним или алиментарним (тровање храном) методама инфекције. Од посебног значаја је носилац патогених стафилокока, јер носиоци, посебно у медицинским установама (разне хируршке клинике, породилишта итд.) и у затвореним групама, могу изазвати стафилококне инфекције. Носилац патогених стафилокока може бити привремен или повремен, али особе које га стално имају (резидентни носиоци) представљају посебну опасност за друге. Код таквих особа, стафилококе дуго и у великим количинама перзистирају на слузокожи носа и грла. Разлог дуготрајног носилацства није сасвим јасан. Може бити последица слабљења локалног имунитета (недостатак секреторног IgA), поремећаја функција слузокоже, повећаних адхезивних својстава стафилокока или је узроковано неким његовим другим својствима.

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

Симптоми стафилококних инфекција

Стафилококе лако продиру у тело кроз најмања оштећења коже и слузокоже и могу изазвати разне болести - од акни до тешког перитонитиса, ендокардитиса, сепсе или септикопијемије, код којих стопа смртности достиже 80%. Стафилококе изазивају фурункуле, хидраденитис, апсцесе, флегмоне, остеомијелитис; у ратно време - чести виновници гнојних компликација рана; стафилококе играју водећу улогу у гнојној хирургији. Поседујући алергена својства, могу изазвати псоријазу, хеморагични васкулитис, еризипел, неспецифични полиартритис. Инфекција прехрамбених производа стафилококама је чест узрок тровања храном. Стафилококе су главни кривци за сепсу, укључујући и код новорођенчади. За разлику од бактеријемије (бактерије у крви), која је симптом болести и примећује се код многих бактеријских инфекција, сепса (септикемија - труљење крви) је независна болест са специфичном клиничком сликом, која се заснива на оштећењу органа ретикулоендотелног система (мононуклеарни фагоцитни систем - МПС). Код сепсе постоји гнојни фокус из којег патоген периодично улази у крв, шири се по целом телу и утиче на ретикулоендотелни систем (МСС), у чијим ћелијама се размножава, ослобађајући токсине и алергене. Истовремено, клиничка слика сепсе слабо зависи од врсте патогена, али је одређена оштећењем одређених органа.

Септикопемија је облик сепсе у којем узрочник изазива гнојне жаришта у различитим органима и ткивима, односно то је сепса компликована гнојним метастазама.

Бактериемија код сепсе и септикопијемије може бити краткотрајна и дуготрајна.

Пост-инфективни имунитет постоји, узрокован је и хуморалним и ћелијским факторима. Важну улогу у њему играју антитоксини, антимикробна антитела, антитела против ензима, као и Т-лимфоцити и фагоцити. Интензитет и трајање имунитета против стафилокока нису довољно проучени, јер је њихова антигена структура превише разнолика, а не постоји унакрсни имунитет.

Класификација стафилокока

Род Staphylococcus обухвата више од 20 врста, које су подељене у две групе - коагулаза-позитивне и коагулаза-негативне стафилококе. За разликовање врста користе се различите карактеристике.

Коагулаза-позитивне стафилококе су углавном патогене за људе, али многе коагулаза-негативне су такође способне да изазову болести, посебно код новорођенчади (неонатални коњунктивитис, ендокардитис, сепса, болести уринарног тракта, акутни гастроентеритис итд.). S. aureus, у зависности од тога ко је његов главни носилац, дели се на 10 ековара (hominis, bovis, ovis итд.).

Код стафилокока је пронађено више од 50 врста антигена, антитела се у организму формирају на сваки од њих, многи од антигена имају алергена својства. По специфичности, антигени се деле на генеричке (заједничке за цео род Staphylococcus); унакрсно реагујуће - антигене заједничке са изоантигенима људских еритроцита, коже и бубрега (повезани су са аутоимуним болестима); специфичне за врсту и тип. Према специфичним антигенима детектованим у реакцији аглутинације, стафилококе се деле на више од 30 сероваријант. Међутим, серолошки метод типизације стафилокока још увек није добио широку примену. Протеин А, који формира S. aureus, сматра се специфичним за врсту. Овај протеин се налази површински, ковалентно је везан за пептидгликан, његов mm је око 42 kD. Протеин А се посебно активно синтетише у логаритамској фази раста на температури од 41 °C, термолабилан је и не уништава га трипсин; Његово јединствено својство је способност везивања за Fc фрагмент имуноглобулина IgG (IgG1, IgG2, IgG4), а у мањој мери за IgM и IgA. На површини протеина А идентификовано је неколико региона способних за везивање за регион полипептидног ланца имуноглобулина који се налази на граници CH2 и CH3 домена. Ово својство је нашло широку примену у реакцији коаглутинације: стафилококе натоварене специфичним антителима, која имају слободне активне центре, дају брзу реакцију аглутинације при интеракцији са антигеном.

Интеракција протеина А са имуноглобулинима доводи до дисфункције система комплемента и фагоцита у телу пацијента. Он има антигена својства, јак је алерген и индукује пролиферацију Т- и Б-лимфоцита. Његова улога у патогенези стафилококних болести још увек није у потпуности разјашњена.

Сојеви S. aureus-а варирају у својој осетљивости на стафилококне фаге. За типизацију S. aureus-а користи се међународни сет од 23 умерена фага, који су подељени у четири групе:

• Група 1 - фаги 29.52, 52А, 79, 80;
• Група 2 - фаги 3А, 3Ц, 55, 71;
• Група 3 - фаги 6, 42Е, 47, 53, 54, 75, 77, 83А, 84, 85;
• Група 4 - фаги 94, 95, 96;
• ван група - фаг 81.

Однос стафилокока према фагима је специфичан: исти сој може бити лизиран или једним фагом или неколико њих истовремено. Али пошто је њихова осетљивост на фаге релативно стабилна карактеристика, фаготипизација стафилокока је од великог епидемиолошког значаја. Мана ове методе је што се не може типизирати више од 65-70% S. aureus. Последњих година добијени су сетови специфичних фага за типизацију S. epidermidis.

[ 16 ]

Лабораторијска дијагностика стафилококних инфекција

Главна метода је бактериолошка; развијене су и примењене серолошке реакције. По потреби (у случају интоксикације), користи се биолошки тест. Материјал за бактериолошки преглед је крв, гној, слуз из ждрела, носа, исцедак из ране, спутум (у случају стафилококне пнеумоније), фецес (у случају стафилококног колитиса), у случају интоксикације храном - повраћање, фецес, испирање желуца, сумњиви производи. Материјал се инокулира на крвни агар (хемолиза), на млечно-слани (млечно-жуманце-со) агар (раст страних бактерија је инхибиран због NaCl, пигмент и лецитиназа се боље детектују). Изолована култура се идентификује по карактеристикама врсте, одређује се присуство главних карактеристика и фактора патогености (златни пигмент, ферментација манитола, хемолиза, плазмокоагулаза), обавезно се проверава осетљивост на антибиотике, а по потреби се врши фаготипизација. Међу серолошким реакцијама за дијагнозу гнојно-септичких болести користе се РПГА и ИФМ, посебно за одређивање антитела на теихојску киселину или специфичне антигене врсте.

За одређивање ентеротоксигености стафилокока користе се три методе:

• серолошки - коришћењем специфичних антитоксичних серума у реакцији преципитације гела, детектује се ентеротоксин и одређује се његов тип;
• биолошки - интравенозна примена филтрата бујонске културе стафилокока мачкама у дози од 2-3 мл на 1 кг тежине. Токсини изазивају повраћање и дијареју код мачака;
• индиректна бактериолошка метода - изолација чисте културе стафилокока из сумњивог производа и одређивање његових фактора патогености (формирање ентеротоксина корелира са присуством других фактора патогености, посебно РНазе).

Најједноставнија и најосетљивија метода за откривање ентеротоксина је серолошка метода.

Лечење стафилококних инфекција

За лечење стафилококних болести углавном се користе бета-лактамски антибиотици, на које треба претходно утврдити осетљивост. Код тешких и хроничних стафилококних инфекција, позитиван ефекат се постиже специфичном терапијом - применом аутовакцине, анатоксина, антистафилококног имуноглобулина (људског), антистафилококне плазме.

Специфична превенција стафилококних инфекција

За стварање вештачког имунитета против стафилококне инфекције користи се стафилококни анатоксин (течност и таблете), али он ствара антитоксични имунитет само против стафилокока лизованих углавном фагима групе I. Употреба вакцина од убијених стафилокока или њихових антигена, иако доводи до појаве антимикробних антитела, али само против оних сероварканата од којих је вакцина направљена. Проблем проналажења високо имуногене вакцине ефикасне против многих врста патогених стафилокока један је од најважнијих проблема савремене микробиологије.