Стрептококе

Стрептококе припадају породици Streptococcaceae (род Streptococcus). Први пут их је открио Т. Билрот 1874. године током еризипела; Л. Пастер 1878. године током постпорођајне сепсе; изоловао их је у чистој култури 1883. године Ф. Фелајзен.

Стрептококе (грч. streptos - ланац и coccus - зрно) су грам-позитивне, цитохром-негативне, каталазно-негативне ћелије сферног или јајоликог облика пречника 0,6-1,0 μm, које расту у облику ланаца различите дужине или као тетракоке; непокретне (осим неких представника серогрупе D); садржај G + C у ДНК је 32-44 mol % (за породицу). Не формирају споре. Патогене стрептококе формирају капсулу. Стрептококе су факултативни анаероби, али постоје и стриктни анаероби. Температурни оптимум је 37 °C, оптимални pH је 7,2-7,6. Патогене стрептококе или не расту или расту веома слабо на обичним хранљивим подлогама. За њихову култивацију се обично користе шећерна чорба и крвни агар који садржи 5% дефибриниране крви. Подлога не треба да садржи редукујуће шећере, јер инхибирају хемолизу. На бујону, раст је доње-паријеталан у облику мрвичастог талога, бујон је провидан. Стрептококе које формирају кратке ланце изазивају замућење бујона. На густим медијумима, стрептококе серогрупе А формирају колоније три типа:

• мукоид - велики, сјајни, подсећају на кап воде, али имају вискозну конзистенцију. Такве колоније настају од свеже изолованих вирулентних сојева који имају капсулу;
• храпаве - веће од мукоидних, равне, са неравном површином и назубљеним ивицама. Такве колоније формирају вирулентни сојеви који имају М-антигене;
• глатке, мање колоније са равним ивицама; формирају невирулентне културе.

Стрептококе ферментишу глукозу, малтозу, сахарозу и неке друге угљене хидрате да би формирале киселину без гаса (осим S. kefir, који формира киселину и гас), не згрушавају млеко (осим S. lactis) и немају протеолитичка својства (осим неких ентерокока).

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Главни фактори патогености стрептокока

Протеин М је главни фактор патогености. М-протеини стрептокока су фибриларни молекули који формирају фимбрије на површини ћелијског зида стрептокока групе А. М-протеин одређује адхезивна својства, инхибира фагоцитозу, одређује специфичност типа антигена и има суперантигенска својства. Антитела на М-антиген имају заштитна својства (антитела на Т- и Р-протеине немају таква својства). М-слични протеини се налазе у стрептококама групе Ц и Г и могуће су фактори њихове патогености.

Капсула. Састоји се од хијалуронске киселине, сличне оној која се налази у ткиву, тако да фагоцити не препознају стрептококе са капсулом као стране антигене.

Еритрогенин је токсин шарлаха, суперантиген, који изазива синдром шокантног шока (СТШ). Постоје три серотипа (А, Б, Ц). Код пацијената са шарлахом изазива јарко црвени осип на кожи и слузокожи. Има пирогено, алергено, имуносупресивно и митогено дејство и уништава тромбоците.

Хемолизин (стрептолизин) О уништава еритроците, има цитотоксично дејство, укључујући леукотоксично и кардиотоксично, и производи га већина стрептокока серогрупа А, Ц и Г.

Хемолизин (стрептолизин) С има хемолитичко и цитотоксично дејство. За разлику од стрептолизина О, стрептолизин С је веома слаб антиген, производе га и стрептококе серогрупа А, Ц и Г.

Стрептокиназа је ензим који претвара преактиватор у активатор, а плазминоген претвара у плазмин, који хидролизује фибрин. Дакле, стрептокиназа, активирајући крвни фибринолизин, повећава инвазивна својства стрептокока.

Инхибиторни фактор хемотаксије (аминопептидаза) инхибира покретљивост неутрофилних фагоцита.

Хијалуронидаза је фактор инвазије.

Фактор замућења је хидролиза серумских липопротеина.

Протеазе - уништавање разних протеина; могуће повезано са токсичношћу ткива.

ДНазе (А, Б, Ц, Д) - хидролиза ДНК.

Способност интеракције са Fc фрагментом IgG преко I рецептора - инхибиција система комплемента и фагоцитне активности.

Изражена алергена својства стрептокока, која изазивају сензибилизацију тела.

Отпорност на стрептококе

Стрептококе добро подносе ниске температуре, прилично су отпорне на сушење, посебно у протеинској средини (крв, гној, слуз), и остају одрживе неколико месеци на предметима и прашини. Када се загреју на температуру од 56 °C, угину након 30 минута, осим стрептокока групе D, које могу да издрже загревање на 70 °C током 1 сата. Раствор карболне киселине и лизола од 3-5% убија их у року од 15 минута.

Пост-инфективни имунитет

Антитоксини и типски специфична М-антитела играју главну улогу у његовом формирању. Антитоксични имунитет након шарлаха је јак и дуготрајан. Антимикробни имунитет је такође јак и дуготрајан, али је његова ефикасност ограничена типски специфичношћу М-антитела.

Епидемиологија стрептококне инфекције

Извор егзогене стрептококне инфекције су пацијенти са акутним стрептококним болестима (тонзилитис, шарлах, упала плућа), као и реконвалесценти након њих. Главни начин инфекције је ваздушно-капнени, у осталим случајевима - директан контакт и врло ретко алиментни (млеко и други прехрамбени производи).

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Симптоми стрептококне инфекције

Стрептококе су становници слузокоже горњих дисајних путева, дигестивног и генитоуринарног тракта, стога болести које изазивају могу бити ендогене или егзогене, односно узроковане или сопственим кокама или као резултат инфекције споља. Продирајући кроз оштећену кожу, стрептококе се шире из локалног жаришта кроз лимфни и циркулаторни систем. Инфекција ваздушним капљицама или ваздушном прашином доводи до оштећења лимфоидног ткива ( тонзилитис ), процес захвата регионалне лимфне чворове, одакле се патоген шири кроз лимфне судове и хематогено.

Способност стрептокока да изазову разне болести зависи од:

• улазне тачке (инфекције рана, пуерперална сепса, еризипел итд.; инфекције респираторног тракта - шарлах, тонзилитис);
• присуство различитих фактора патогености код стрептокока;
• стања имуног система: у одсуству антитоксичног имунитета, инфекција токсигеним стрептококама серогрупе А доводи до развоја шарлахне грознице, а у присуству антитоксичног имунитета јавља се тонзилитис;
• сензибилизирајућа својства стрептокока; они у великој мери одређују особености патогенезе стрептококних болести и главни су узрок компликација као што су нефрозонефритис, артритис, оштећење кардиоваскуларног система итд.;
• гнојне и септичке функције стрептокока;
• присуство великог броја сероваријант стрептокока серогрупе А према М-антигену.

Антимикробни имунитет, који је узрокован антителима на М протеин, је типски специфичан, а пошто постоји много сероваријанти за М антиген, могући су поновљени случајеви тонзилитиса, еризипела и других стрептококних болести. Патогенеза хроничних инфекција изазваних стрептококама је сложенија: хронични тонзилитис, реуматизам, нефритис. Следеће околности потврђују етиолошку улогу стрептокока серогрупе А у њима:

• Ове болести се обично јављају након акутних стрептококних инфекција (тонзилитис, шарлах);
• Код таквих пацијената, стрептококе или њихови Л-облици и антигени се често налазе у крви, посебно током егзацербација, и, по правилу, хемолитичке или зелене стрептококе на слузокожи ждрела;
• константно откривање антитела на различите стрептококне антигене. Од посебне дијагностичке вредности код пацијената са реуматизмом током егзацербације је откривање анти-О-стрептолизина и антихијалуронидазних антитела у високим титрима у крви;
• развој сензибилизације на различите стрептококне антигене, укључујући термостабилну компоненту еритрогенина. Могуће је да аутоантитела на везивно и бубрежно ткиво, респективно, играју улогу у развоју реуматизма и нефритиса;
• очигледан терапеутски ефекат употребе антибиотика против стрептокока (пеницилин) током реуматских напада.

Шарлах

Шарлах (каснолатински scarlatium - јарко црвена боја) је акутна заразна болест која се клинички манифестује као тонзилитис, лимфаденитис, ситнотачкасти јаркоцрвени осип на кожи и слузокожи са накнадним љуштењем, као и општа интоксикација организма и склоност ка гнојно-септичким и алергијским компликацијама.

Шарлах је узрокован бета-хемолитичким стрептококама групе А, које имају М-антиген и производе еритрогенин. Етиолошка улога у шарлаху приписана је различитим микроорганизмима - протозоама, анаеробним и другим кокама, стрептококама, филтрабилним облицима стрептокока, вирусима. Одлучујући допринос разјашњавању правог узрока шарлаха дали су руски научници Г. Н. Габричевски, И. Г. Савченко и амерички научници Дик (Г. Ф. Дик и Г. Х. Дик). И. Г. Савченко је још 1905-1906. године показао да стрептокок шарлаха производи токсин, а антитоксични серум који је он добио има добар терапеутски ефекат. На основу рада И. Г. Савченка, супружници Дик су 1923-1924. године показали да:

• интрадермална примена мале дозе токсина код особа које нису прележале шарлах изазива позитивну локалну токсичну реакцију у облику црвенила и отока (Дикова реакција);
• код људи који су преболели шарлах, ова реакција је негативна (токсин неутралише антитоксин који имају);
• Уношење великих доза токсина поткожно код особа које нису прележале шарлах изазива развој симптома карактеристичних за шарлах.

Коначно, инфицирањем добровољаца стрептококном културом, успели су да репродукују шарлах. Тренутно је стрептококна етиологија шарлаха општепризната. Посебност овде је у томе што шарлах не изазива један одређени серотип стрептокока, већ било који од бета-хемолитичких стрептокока који имају М-антиген и производе еритрогенин. Међутим, у епидемиологији шарлаха у различитим земљама, у различитим регионима и у различито време, главну улогу играју стрептококе које имају различите серотипове М-антигена (1, 2, 4 или други) и производе еритрогенине различитих серотипова (А, Б, Ц). Могућа је промена ових серотипова.

Главни фактори патогености стрептокока код шарлаха су егзотоксин (еритрогенин), пиогено-септичка и алергена својства стрептокока и његовог еритрогенина. Еритрогенин се састоји од две компоненте - термолабилног протеина (самог токсина) и термостабилне супстанце са алергеним својствима.

Шарлах се преноси углавном капљицама у ваздуху, али било која површина ране такође може бити улазна тачка. Период инкубације је 3-7, понекад 11 дана. Патогенеза шарлаха одражава 3 главне тачке везане за својства патогена:

• дејство токсина шарлаха, који изазива развој токсикозе - први период болести. Карактерише га оштећење периферних крвних судова, појава ситнотачкастог осипа јарко црвене боје, као и повећање температуре и општа интоксикација. Развој имунитета повезан је са појавом и акумулацијом антитоксина у крви;
• деловање самог стрептокока. Неспецифично је и манифестује се развојем различитих гнојно-септичких процеса (отитис, лимфаденитис, нефритис се јављају на 2-3. недељи болести);
• сензибилизација организма. Огледа се у облику разних компликација као што су нефрозонефритис, полиартритис, кардиоваскуларне болести итд. у 2.-3. недељи болести.

У клиници шарлаха разликују се и стадијум I (токсикоза) и стадијум II, када се примећују гнојно-инфламаторне и алергијске компликације. Због употребе антибиотика (пеницилина) за лечење шарлаха, учесталост и тежина компликација су значајно смањене.

Пост-инфективни имунитет

Јака, дуготрајна (рекурентне болести се примећују у 2-16% случајева), узрокована антитоксинима и ћелијама имуне меморије. Они који су се опоравили од болести такође задржавају алергијско стање на алерген шарлаха. Открива се интрадермалном ињекцијом убијених стрептокока. Они који су се опоравили од болести имају црвенило, оток и бол на месту ињекције (Аристовски-Фанконијев тест). Дикова реакција се користи за проверу антитоксичног имунитета код деце. Уз њену помоћ утврђено је да се пасивни имунитет код деце прве године живота одржава током прва 3-4 месеца.

Лабораторијска дијагностика шарлаха

У типичним случајевима, клиничка слика шарлаха је толико јасна да се бактериолошка дијагностика не спроводи. У другим случајевима, она се састоји у изоловању чисте културе бета-хемолитичког стрептокока, који се налази на слузокожи ждрела код свих пацијената са шарлахом.

Аеробне грам-позитивне коке, класификоване у родове Aerococcus, Leuconococcus, Pediococcus и Lactococcus, карактерише слаба патогеност. Болести које изазивају код људи су ретке и углавном се јављају код особа са ослабљеним имунолошким системом.

Класификација стрептокока

Род стрептокока обухвата око 50 врста. Међу њима постоје 4 патогене (S. pyogenes, S. pneumoniae, S. agalactiae и S. equi), 5 условно патогених и више од 20 опортунистичких врста. Ради лакшег разумевања, цео род је подељен у 4 групе користећи следеће карактеристике: раст на температури од 10 °C; раст на 45 °C; раст на медијуму који садржи 6,5% NaCl; раст на медијуму са pH вредношћу од 9,6; раст на медијуму који садржи 40% жучи; раст у млеку са 0,1% метилен плавог; раст након загревања на температури од 60 °C током 30 минута.

Већина патогених стрептокока припада првој групи (сви наведени знаци су обично негативни). Ентерококе (серогрупа Д), које такође изазивају разне људске болести, припадају трећој групи (сви наведени знаци су обично позитивни).

Најједноставнија класификација заснива се на односу стрептокока и еритроцита. Прави се разлика између:

• б-хемолитичке стрептококе - при раста на крвном агару, око колоније постоји јасна зона хемолизе;
• а-хемолитичке стрептококе - зеленкаста обојеност око колоније и делимична хемолиза (зеленкање је узроковано конверзијом оксихемоглобина у метхемоглобин);
• а1-хемолитичке стрептококе, у поређењу са б-хемолитичким стрептококама, формирају мање изражену и мутну зону хемолизе;
• α- и α-стрептококе се називају S. viridans (зелене стрептококе);
• y-нехемолитичке стрептококе не изазивају хемолизу на чврстој хранљивој подлози. Серолошка класификација је добила велики практични значај.

Стрептококе имају сложену антигенску структуру: имају заједнички антиген за цео род и разне друге антигене. Међу њима, од посебног значаја за класификацију су групно специфични полисахаридни антигени локализовани у ћелијском зиду. Према овим антигенима, на предлог Р. Лансфелда, стрептококе се деле на серолошке групе означене словима А, Б, Ц, Д, Ф, Г итд. Тренутно је познато 20 серолошких група стрептокока (од А до В). Стрептококе патогене за људе припадају групи А, групама Б и Д, ређе Ц, Ф и Г. У том смислу, одређивање групне припадности стрептокока је одлучујући тренутак у дијагнози болести које изазивају. Групно полисахаридни антигени се одређују помоћу одговарајућих антисерума у реакцији преципитације.

Поред групних антигена, код хемолитичких стрептокока пронађени су и типски специфични антигени. Код стрептокока групе А, то су протеини М, Т и Р. Протеин М је отпоран на топлоту у киселој средини, али га уништавају трипсин и пепсин. Детектује се након хидролизе стрептокока хлороводоничном киселином помоћу реакције таложења. Протеин Т се уништава загревањем у киселој средини, али је отпоран на трипсин и пепсин. Одређује се помоћу реакције аглутинације. Р-антиген је такође пронађен код стрептокока серогрупа Б, Ц и Д. Осетљив је на пепсин, али не и на трипсин, уништава се загревањем у присуству киселине, али је отпоран на умерено загревање у слабом алкалном раствору. Према М-антигену, хемолитичке стрептококе серогрупе А су подељене на велики број сероваријант (око 100), њихово одређивање је од епидемиолошког значаја. Према Т-протеину, стрептококе серогрупе А су такође подељене на неколико десетина сероваријант. У групи Б се разликује 8 сероваријант.

Стрептококе такође имају унакрсно реагујуће антигене заједничке за антигене ћелија базалног слоја кожног епитела и епителних ћелија кортикалне и медуларне зоне тимуса, што може бити узрок аутоимуних поремећаја изазваних овим кокама. У ћелијском зиду стрептокока пронађен је антиген (рецептор I), што је повезано са њиховом способношћу, попут стафилокока са протеином А, да интерагују са Fc фрагментом IgG молекула.

Болести изазване стрептококама подељене су у 11 класа. Главне групе ових болести су:

• разни гнојни процеси - апсцеси, флегмон, отитис, перитонитис, плеуритис, остеомијелитис итд.;
• еризипел - инфекција ране (упала лимфних судова коже и поткожног ткива);
• гнојне компликације рана (посебно у ратно време) - апсцеси, флегмони, сепса итд.;
• тонзилитис - акутни и хронични;
• сепса: акутна сепса (акутни ендокардитис); хронична сепса (хронични ендокардитис); постпорођајна (пуерперална) сепса;
• реуматизам;
• пнеумонија, менингитис, пузави чир рожњаче (пнеумокок);
• шарлах;
• зубни каријес - његов узрочник је најчешће S. mutatis. Изоловани су и проучени гени кариогених стрептокока одговорних за синтезу ензима који обезбеђују колонизацију површине зуба и десни овим стрептококима.

Иако већина стрептокока патогених за људе припада серогрупи А, стрептококе серогрупа D и B такође играју важну улогу у људској патологији. Стрептококе серогрупе D (ентерококе) су препознате као узрочници инфекција рана, разних гнојних хируршких обољења, гнојних компликација код трудница, породиља и гинеколошких пацијената, инфицирају бубреге, бешику, изазивају сепсу, ендокардитис, упалу плућа, тровање храном (протеолитичке варијанте ентерокока). Стрептококе серогрупе B (S. agalactiae) често изазивају болести код новорођенчади - инфекције респираторног тракта, менингитис, сепсис. Епидемиолошки, повезане су са ношењем ове врсте стрептокока код мајке и особља породилишта.

Анаеробни стрептококи (Пептострептокок), који се налазе код здравих људи као део микрофлоре респираторног тракта, уста, назофаринкса, црева и вагине, такође могу бити кривци за гнојно-септичке болести - апендицитис, постпорођајну сепсу итд.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Лабораторијска дијагностика стрептококне инфекције

Главна метода дијагностиковања стрептококних болести је бактериолошка. Материјал за проучавање је крв, гној, слуз из ждрела, плак из крајника и исцедак из ране. Одлучујућа фаза проучавања изоловане чисте културе је одређивање њене серогрупе. У ту сврху се користе две методе.

• Серолошки - одређивање групног полисахарида помоћу реакције преципитације. У ту сврху користе се одговарајући групно-специфични серуми. Ако је сој бета-хемолитички, његов полисахаридни антиген се екстрахује са HCl и тестира антисерумима серогрупа A, B, C, D, F и G. Ако сој не изазива бета-хемолизу, његов антиген се екстрахује и тестира само антисерумима група B и D. Антисеруми група A, C, F и G често унакрсно реагују са алфа-хемолитичким и нехемолитичким стрептококама. Стрептококе које не изазивају бета-хемолизу и не припадају групама B и D идентификују се другим физиолошким тестовима. Стрептококе групе D се изолују као посебан род, Enterococcus.
• Метод груписања се заснива на способности аминопептидазе (ензима који производе стрептококе серогрупе А и Д) да хидролизује пиролидин-нафтиламид. У ту сврху се производе комерцијални комплети потребних реагенса за одређивање стрептокока групе А у крвним и бујонским културама. Међутим, специфичност ове методе је мања од 80%.

Серотипизација стрептокока серогрупе А се врши или реакцијом преципитације (одређује М серотип) или реакцијом аглутинације (одређује Т серотип) само у епидемиолошке сврхе.

Међу серолошким реакцијама за откривање стрептокока серогрупа А, Б, Ц, Д, Ф и Г користе се реакције коаглутинације и латекс аглутинације. Одређивање титра антитела против хијалуронидазе и О-стрептолизина користи се као помоћна метода за дијагностиковање реуматизма и за процену активности реуматског процеса.

ИФМ се такође може користити за детекцију стрептококних полисахаридних антигена.