3.5. Стрептококки

История открытия.

Стрептококки впервые были обнаружены в тканях человека при рожистом воспалении и раневых инфекциях (Бильрот, 1874), септицемиях и гнойных поражениях (Пастер, 1879, Огстон, 1881). В чистой культуре их выделили Феляйзен (1883) и Розенбах (1884).

Таксономия.

Семейство – Streptococcaceae содержит 7 родов.

Род – Streptococcus включает 21 вид, в том числе -

вид ы– S. pyogenes, S. pneumoniae, S. faecalis, S. agalactiae и др.

Морфология.

Стрептококки представлены неподвижными (не имеют жгутиков) сферическими клетками, диаметром 0,5 – 1,5 мкм. Спор не образуют, патогенные виды имеют капсулу. При неблагоприятных условиях способны образовывать L – формы. Грамположительны. В мазках располагаются парами или короткими цепочками, особенно при выращивании в жидких питательных средах, что и послужило основанием для их названия (от греч. streptos – цепочка kokkos – ягода)

Культуральные свойства.

Стрептококки являются факультативными анаэробами. Хемоорганотрофы.

Требовательны к питательным средам. Растут на кровяных или сахаристых средах, так как не способны синтезировать многие аминокислоты, азотистые основания и витамины. На плотных питательных средах формируют мелкие, беловатые, зернистые колонии. На жидких средах растут в виде рыхлого осадка придонно или пристеночно. На кровяном агаре с эритроцитами барана по характеру роста (классификация Брауна, 1919) выделяют: α-, β-, γ-гемолитические стрептококки: α дают частичный гемолиз и позеленение среды, β – полностью гемолизируют агар, γ вызывают визуально невидимый гемолиз. Основными возбудителями болезней человека являются β – гемолитические виды. Однако гемолитические свойства оказались весьма вариабельными, вследствие чего для дифференциально-диагностических целей этим признаком пользуются с осторожностью. Оптимальная температура культивирования 37⁰С, рН 7,4-7,8.

По культуральным свойствам все стрептококки разделяют на группы: а) способные к росту в экстремальных условиях – на средах с рН=9,6; при 10 и 45⁰ С или после прогрева при 60⁰С в течение 30 мин.; б)способные к росту на средах, содержащих 6,5 % NaCl или 40 % солей желчных кислот.

Биохимическая активность.

Ферментативная активность неодинакова: наименьшей биохимической активностью обладают наиболее патогенные стрептококки. Они ферментируют ряд углеводов (глюкозу, лактозу, манит, мальтозу) с образованием кислоты без газа . Однако ферментация углеводов не является стабильным и четким признаком, поэтому не используется для дифференциации и идентификации стрептококков. Стрептококки обладают слабой протеолитической активностью, в частности не разжижают желток.

Антигенная структура.

В настоящее время у стрептококков в реакциях агглютинации и преципитации выделено 4 антигенных комплекса: Т, М, С, Р (R).

Т и М – антигены типовые, белковой природы, обладают протективностью. В реакциях агглютинации выделено 26 разновидностей Т – антигенов и 60 - М – антигенов. Дифференциация стрептококков на серотипы проводится по М – антигену.

С – групповой антиген полисахаридной природы, локализуется в клеточной стенке. По С – антигену в реакции преципитации выделяют 17 (19) серогрупп, обозначаемых заглавными латинскими буквами (А, В, С…О). К самой многочисленной серогруппе А относится S. pyogenes.

У некоторых стрептококков группы А обнаружены перекрестно реагирующие антигены Антитела к ним реагируют с мышечными волокнами миокарда, тканью почки и других органов человека, могут стать причиной иммунопатологических состояний.

Факторы патогенности.

Токсины, продуцируемые S. pyogenes, относятся к мембранотоксинам и представлены следующими разновидностями.

а) .О – стрептолизин – термолабильный белок, проявляет свойства гемолизина, разрушает эритроциты в анаэробных условиях. Название происходит от англ. oxygen sensitive – чувствительный к кислороду. Полноценный антиген. На него вырабатываются антитела (анти-О – стрептолизины).

б).S – стрептолизин – от англ. stable (устойчивый) – резистентен к кислороду. Не обладает свойствами антигена. Лизирует эритроциты, лизосомы, митохондрии.

Оба токсина разрушают не только эритроциты, но и другие клетки, например, О – стрептолизин вызывает повреждение кардиолипидов, а S – стрептолизин – фагоцитов, поглотивших бактерии.

в) Эритрогенный (пирогенный) токсин продуцируется только лизогенными штаммы стрептококков групп А, В, С. Это связано с тем, что образование эритрогенина контролируется генами профага, содержащимися в хромосоме несущих их стрептококков. Эритрогенин нарушает контакты между отдельными клетками и межклеточным веществом, оказывает пирогенное и иммуноопосредованное действие на организм, что сопровождается появлением кожных высыпаний яркокрасного цвета. Кроме того, он стимулирует образование макрофагами ИЛ1 и туморнекротизирующего фактора, проявляет свойства суперантигена и вызывает ГЗТ.

г) Кардиогепатический токсин синтезируют некоторые штаммы стрептококков группы А. Вызывает поражение миокара и диафрагмы, а также образование гигантских гранулем печени.

д) Цитотоксины – пептиды, повреждающие клетки некоторых тканей. Им приписывают прямое и иммуноопосредованное действие на почечные клубочки, что приводит к развитию гломерулонефрита. Чаще всего токсин синтезируется S. pyogenes 12 серотипа, который называют нефритогенными стрептококком.

Ферменты патогенности. Из ферментов, продуцируемых S. pyogenes, следует выделить стрептокиназу (фибринолизин), способствующую растворению фибрина и ограничивающую местный воспалительный очаг, что может привести к генерализации процесса; и гиалуронидазу, обеспечивающую инвазию бактерий. Кроме того, стрептококки синтезируют ДНК-азу, РНК-азу, АТФ-азу и С5а-пептидазу. Последняя подавляет активность фагоцитов, расщепляет и инактивирует С 5а компонент комплемента. Роль ДНК-азы, РНК-азы, АТФ-азы в патогенезе стрептококковых инфекций не совсем ясна.

Структурные и химические компоненты клетки. - Капсула – защищает стрептококки от антимикробного потенциала фагоцитов и облегчает адгезию к эпителию;

- липотейхоевая кислота – является основным адгезином, покрывает поверхность пилей (фимбрий) первого типа;

- белок М (фимбриальный белок) – препятствует реализации фагоцитарных реакций, связывает фибриноген, фибрин и продукты его деградации, адсорбируя их на своей поверхности, маскирует рецепторы для комплемента и опсонинов. Белок М проявляет свойства суперантигена.

Резистентность.

Во внешней среде стрептококки сохраняются несколько дней. При нагревании до 50⁰С они погибают через 10-30 мин. Чувствительны к рабочим концентрациям дезинфицирующих средств, к антибиотикам (за исключением стрептококков группы Д).

Эпидемиология. Стрептококки широко распространены в окружающей среде. По экологическому признаку их делят на несколько групп. К первой группе (А) относят патогенные стрептококки (S. pyogenes), вызывающие заболевания только у человека. Вторую группу (В) составляют патогенные и условно-патогенные стрептококки человека и животных (S.agalactiae, S.faecalis и др.). Третья экологическая группа (С)– это условно-патогенные стрептококки человека (S.salivarius, S. mitis и др.). Патогенные и условно-патогенные стрептококки животных относят к следующей экологической группе. В нее включены сапрофитные стрептококки (S.lactis и др.).

Стрептококки группы А относят к убиквитарным (встречающимся повсеместно) микроорганизмам. Они часто колонизируют кожные покровы и слизистые оболочки человека. В частности, в холодный сезон частота их носительства в носоглотке у школьников может достигать 25 %.

Источником и резервуаром инфекции служит больной человек или носитель. Основной путь распространения (передачи) – контактный (с заносом в рот с грязными руками) и воздушно-капельный, а также через инфицированные пищевые продукты, хранящиеся при комнатной температуре (например, молоко).

Роль в патологии.

Главная роль в инфекционной патологии человека принадлежит стрептококкам группы А, В, С и Д. (таблица 1).

Таблица № 1.

Основные поражения человека, вызываемые стрептококками.

ТИПЫ ПОРАЖЕНИЙ	ВОЗБУДИТЕЛИ
Фарингиты	Стрептококки групп А, С, G.
Раневые инфекции, поражения кожи и мягких тканей.	Стрептококки групп А, С, G, зеленящие стрептококки.
Послеродовые инфекции.	Стрептококки групп В, С, G.
Неонатальный сепсис.	Стрептококки групп В и G.
Бактеремия.	Стрептококки групп А, В, С, G и D, S.pneumoniae, зеленящие стрептококки.
Эндокардиты.	Стрептококки групп А, В, С, G и D, S.pneumoniae, зеленящие стрептококки.
Менингиты.	Стрептококки групп А, В, С, G и D, S.pneumoniae.
Артриты.	Стрептококки групп В и D, S.pneumoniae, зеленящие стрептококки.
Инфекции мочеполовой системы.	Стрептококки групп В.
Пневмонии.	Стрептококки групп А и В.
Синуситы.	S.pneumoniae.
Отиты среднего уха.	Стрептококки групп А, S.pneumoniae.
Ревматическая атака.	Стрептококки групп А.
Острый гломерулонефрит.	Стрептококки групп А и С.
Абсцессы легких, печени, поражение головного мозга.	Зеленящие стрептококки.

К специфическим заболеваниям, т.е. заболеваниям, вызваемым только стрептококками относят: ревматизм, рожистое заболевание кожи, скарлатину, гломерулонефрит.

Ревматизм – инфекционно-аллергическое заболевание, обусловленное поражением межуточного вещества соединительной ткани с преимущественной локализацией процесса в сердечно-сосудистой системе и частым вовлечении в патологический процесс суставов. В возникновении этого заболевания ведущая роль принадлежит S. pyogenes группы А и иммуноопосредованным механизмам. Об этом свидетельствуют наблюдения, указывающие, что заболевание возникает у следующих лиц:

а) ранее страдавших хроническими заболеваниями глотки или миндалин стрептококковой этиологии;

б) у больных ревматизмом с наличием в крови высоких титров антител против стрептококков;

в) у лиц с положительным эффектом бициллинопрофилактики.

В патогенезе ревматической инфекции возможно участие аутоиммунных процессов, связанных с наличием у стрептококков перекрестно-реагирующих антигенов, гиперчувствительности иммунокомплесного типа, и, возможно, - персистенции L – форм стрептококка. Образование иммунных комплексов приводит к повреждению межуточного вещества соединительной ткани, освобождению биологически активных веществ (гистамин и др.) и развитию воспалительной реакции. Таким образом, основному заболеванию предшествуют фарингиты или тонзиллиты, которые приводят к первичной сенсибилизации организма с последующим формированием ревматического полиартрита, поражением мышечной ткани и сердечных клапанов.

Острый гломерулонефрит (болезнь Брабта) – более редкое осложнение, возникающее у части больных через 10-15 суток после первичной инфекции. Поражение вызывает ограниченная группа стрептококков (М – серовары). В патогенезе заболевания ведущая роль принадлежит гиперчувствительности иммунокомплексного типа. Тяжесть заболевания вариабельна – от бессимптомных форм (выявляемых только лабораторно) до развития острой почечной недостаточности.

Скарлатина – острое экзантемное антропонозное заболевание, обусловленное действием стрептококкового токсина и характеризующееся появлением кожных точечных высыпаний или мелких пятен интенсивно красного цвета, появляющихся сначала на шее и верхней части грудной клетки, а затем принимающих генерализованную форму. Характерны ангина, лимфадениты. Интересна клиническая особенность – эритема языка (малиновый язык).

Возбудителем скарлатины является S. pyogenes серогруппы А. Подтверждение стрептококковой этиологии скарлатины:

- в зеве больных скарлатиной всегда присутствует гемолитические стрептококки;

- положительная реакция Дика;

- феномен «гашения» сыпи у больных при местном введении антистрептококковой сыворотки.

В последнее десятилетие часто встречаются стрептококки групп В и С. Независимо от принадлежности к той или иной группе, все они секретируют эритрогенный токсин, определяющий совместно с аллергенами самих стрептококков симптомокомплекс скарлатины. Их иммуноопосредованным действием объясняются характерные кожные высыпания, развитие ГЗТ и другие явления. После перенесенного заболевания формируется напряженный гуморальный антитоксический иммунитет; аллергизация организма указывает на клеточный иммунный ответ, который проявляется в ГЗТ. При этом первый период заболевания характеризуется интоксикацией организма, второй – развитием аллергических и септических явлений. Об этом свидетельствуют результаты внутрикожной пробы, разработанной супругами Дик в 20-х годах ХХ столетия. При внутрикожном введении эритрогенного токсина в месте инъекции возникает воспалительная реакция в виде покраснения и припухлости (положительная реакция Дика), свидетельствующая об отсутствии иммунитета к скарлатине. У лиц, перенесших скарлатину, наблюдается отрицательная реакция вследствие нейтрализации токсина и отсутствия ГЗТ.

Рожистое воспаление кожи (рожа) – вызывается стрептококками группа А. В мягких тканях они вызывают некротизирующие фасциты и реже - гангренозные поражения. Инкубационный период - от нескольких часов до 5-6 суток. Часто воспалительный процесс развивается на месте предшествующей травмы. Характерно острое начало с ознобом, общей слабостью, головной болью, повышением температуры до 39-40⁰С. В первые сутки появляется отек, гиперемия, болезненность поврежденного участка кожи.

Иммунитет, лечение, профилактика

Иммунитет при стрептококковых инфекциях - непродолжительный, малонапряженный, нередко формируется повышенная чувствительность к стрептококку (ГЗТ). Исключение составляет скарлатина - после этого заболевания формируется стойкий, пожизненный иммунитет.

Лечение. Большинство стрептококков чувствительны к β – лактамовым антибиотикам и макролидам, однако для предупреждения устойчивости их можно сочетать в тяжелых случаях с аминогликозидами и стрептомицином. В то же время стрептококки сохраняют чувствительность и к другим, широко применяемым антибиотикам, в частности – к пенициллинам. В ряде случаев используют бактериофаги.

Специфическая профилактика не разработана. Основная роль принадлежит неспецифической профилактике.

Микробиологическая диагностика. Основу микробиологической диагностики («золотой стандарт») составляют выделение чистой культуры и ее идентификация. При этом обычно биохимические характеристики не изучают. Прочие методы диагностики имеют различные ограничения.

Практические задания для студентов:

• провести бактериологическое исследование мазков со слизистой носа для выявления стафилококкового бактерионосительства;

• приготовить бактериологический препарат из материала, окрасить мазок и промикроскопировать его;

• выполнить посев исследуемого материала на ЖСА.