Частная микробиология

Бактериология

1. Общая характеристика стафилококков (таксономия, морфология, тинкториальные свойства), представители. Культуральные свойства. Спектр заболеваний, вызываемых стафилококками. Гнойно-воспалительные инфекции, примеры. Типовое проявление стафилококковой инвазии. Особенности иммунитета, отношение к антибиотикотерапии, принципы лабораторной диагностики.

Таксономия: Семейство – Staphylococcaceae

Род – Staphylococcus

Виды:

S.aureus

S.epidermidis

S.saprophyticus

Морфология:

• Грам-положительные стафилококки

• факультативные анаэробы (это такие организмы, которые существуют и выполняют все энергетические и репродуктивные циклы по анаэробному пути, но при этом при этом они способны существовать и развиваться в присутствии кислорода)

• неспорообразующие

• неподвижные(нет жгутиков)

• Способна создавать микрокапсулу защищающую от высыхания

• Убиквитарность (повсеместно распротранен)

• Полирезистентность ( устойчивость к двум и более антибактериальным препаратам)

• Бактерии устойчивы к замораживанию, нагреванию, солнечным лучам и некоторых химикатам. Размножается при 30-37 градусах (Физиологические свойства)

• Условно-патогенный

Тинкториальные свойства ( св-ва бактерий, грибов и простейших, характеризующие их способность вступать в реакцию с красителями и окрашиваться определенным образом)

Стафилококки окрашиваются по Грамму в синий цвет. В мазке они располагаются хаотично, скоплениями или в виде гроздьев винограда.

Культуральные свойства

Стафилококки являются факультативными анаэробами, хорошо растут в аэробных условиях при температуре 35-40 и рН 7,0-7,5 на простых питательных средах (на мясо-пептонном агаре – МПА и в мясо-пептонном бульоне - МПБ). В жидкой среде вызывают диффузное помутнение. На МПА стафилококки образуют ровные круглые колонии S-формы, которые могут быть окрашены в лимонно-желт цвет. Стафилококки являются представителями галофильных (солеустойчивых) бактерий: они хорошо растут при высоких концентрациях в питательной среде хлорида натрия (10-15%). Поэтому элективными для стафилококков являются питательные среды с повышенным содержанием NaCl: желточно-солевой агар (ЖСА), молочно-солевой агар (МСА), молочно-желточно-солевой агар (МЖСА). На желточно-солевом агаре патогенные стафилококки формируют колонии, окруженные радужным венчиком за счет разложения лецитина яичного желтка с помощью фермента лецитиназы На кровяном агаре золотистый стафилококк формирует колонии, окруженные зоной гемолиза за счет выделения d-токсина.

Биохимическая активность (?)

Стафилококки обладают высокой биохимической активностью: они ферментируют в аэробных условиях многие углеводы до уксусной кислоты без газа Патогенные виды стафилококков (в частности, S. aureus) продуцируют плазмокоагулазу (коагулазоположительные) и фибринолизин. S. epidermidis и S. saprophyticus не продуцируют плазмокоагулазу (коагулазоотрицательные). Для постановки реакции плазмокоагуляции берут плазму кролика или человека и разводят 1:4. В небольшое количество плазмы (0,5мл) вносят петлю испытуемой культуры, выделенную из материала от больного. Результат просматривают через 6-12-18 часов. При наличии у стафилококка данного фермента наблюдается свёртывание плазмы и образование сгустка. При отсутствии у стафилококка плазмокоагулазы изменений в плазме не наблюдается. Для выявления фибринолитической активности пробирку со сгустком оставляют в термостате еще на сутки. При наличии фибринолизина сгусток разжижается

Стафилококки продуцируют каталазу (каталазоположительные), что отличает их от стрептококков и энтерококков, которые являются каталазоотрицательными бактериями. Каталаза разрушает перекись водорода, в результате чего стафилококки защищены от высокотоксичных производных кислорода.

Стафилококк ауреус — возбудитель внутрибольничной инфекции. Он представляет особую опасность для новорожденных детей. В роддоме и других отделениях стационара высокая концентрация данного микроба в окружающей среде связана с нарушением правил асептики и стерилизации инструментария, а также с носительством стафилококка среди медперсонала.

Гнойное воспаление — основной признак деятельности стафилококка ауреус на коже и во внутренних органах. Стафилококковая инфекция может протекать в генерализованной или локальной форме. К первой относят сепсис, септикопиемию и септикоцемию, а ко второй – заболевания кожи, слизистых оболочек, внутренних органов, костей и суставов, ЦНС. Генерализация процесса обусловлена распространением микробов по сосудистому руслу в органы – печень, легкие, кости, почки с образованием очагов инфекции.. В отдельную группу выделяют пищевые отравления стафилококковым эндотоксином.

1. Поражение кожи и клетчатки протекает по типу фурункулеза, пиодермии, флегмоны, экземы, импетиго, дерматита.

2. При поражении глаз развивается хронический конъюнктивит, проявляющийся непереносимостью яркого света, слезотечением, отечностью век, выделением гноя из глаз.

3. Если рост бактерий наблюдается в носу, возникает ринит с обильными слизисто-гнойными выделениями, который нередко осложняется гайморитом или фронтитом. При проникновении инфекции в горло развивается ангина, трахеит, лимфаденит, гнойный тонзиллит. Когда инфекция опускается ниже, воспаляются бронхи и легкие, возникает кашель с гнойной мокротой, одышка, боль под ребрами. Возможен стеноз дыхательных путей.

4. При проникновении болезнетворных бактерий в головной мозг развивается менингит или абсцесс. У больных на фоне сильной интоксикацией нарушается координация движений, менингеальные знаки, геморрагическая сыпь на коже, эпилептические припадки. Ликвор во время пункции вытекает под давлением, имеет зеленый оттенок и содержит гной.

5. Поражение мочевыделительной системы проявляется у мужчин воспалением уретры, а у женщин – мочевого пузыря, почек.

6. Артриты, остеомиелит – последствия проникновения бактерий в костные и суставные ткани.

7. Стафилококковый сепсис проявляется лихорадкой, помрачением сознания, падением артериального давления, развитием коматозного состояния.

8. Острый энтероколит, вызванный Staphylococcus aureus, имеет следующие симптомы: схваткообразная боль в животе, диспепсия, диарея, зеленый кал.

9. Обнаружение описываемого микроба во влагалище всегда свидетельствует об инфекционном воспалении половых органов, вагинальном дисбактериозе или венерических патологиях.

Типовой манифестацией стафилококковой инвазии (независимо от локализации) является нарыв, или абсцесс, т.е. отграниченный очаг гнойного воспаления: По месту и характеру поражения различают следующие варианты:

1) фолликулит — гнойное воспаление (пустула) волосяного фолликула;

2) сикоз — гнойное воспаление волосяных фолликулов лица (усы, борода), реже — подмышечных впадин, лобка;

3) фурункул — гнойное воспаление волосяного фолликула, захватывающее окружающие ткани;

4) ячмень — гнойное воспаление сальной железы (железы Цейса) волосяного фолликула ресницы;

5) карбункул — слияние нескольких фурункулов;

6) гидраденит — гнойное воспаление апокриновых потовых желез;

7) импетиго

8) синдром ошпаренной кожи — отслоение эпидермиса на значительной поверхности туловища и конечностей после слияния и изъязвления пузырьков с серозным содержимым. Стафилококковые абсцессы могут осложняться бактериемией (заражением крови), которая угрожает пиогенными метастазами, порождающими новые очаги гнойного воспаления. Возникает разновидность сепсиса — септикопиемия, патогенез которой складывается из истощающей интоксикации и нарушения органных функций. Изредка доминирует интоксикация, и процесс, обретая скоротечную (фульминантную) форму, завершается смертельным исходом через несколько дней.

Причиной септикопиемии служит фрагментация инфицированных тромбов протеолитическими ферментами гноя, создающая опасность эмболии. Опасность метастатических абсцессов угрожает любому органу, но чаще всего инфицируется костный мозг. Его заражение, захватывающее костную ткань (остеомиелит). Массивная бактериемия создает опасность пиогенного поражения клапанов сердца — самого страшного осложнения стафилококковой бактериемии. Много написано о стафилококковой пневмонии. Она протекает по типу пиогенной деструкции легких, завершаясь быстрой смертью или абсцедированием. Абсцессы прорываются в плевральную полость, приводя к накоплению в ней гнойного экссудата (эмпиема). Стафилококковая инвазия чревата тяжелой интоксикацией, вплоть до шока.

Иммунитет:

Иммунитет по механизму клеточный и гуморальный, по напряжённости – нестойкий (из-за высокой АГ изменчивости). Иммунитет к золотистому стафилококку никогда не бывает полным. Любая травма, любое внедрение инородного тела создают почву для пиогенной инвазии. Случайная заноза вызовет нарыв как у ребенка, имевшего ограниченные контакты со стафилококком, так и у взрослого человека, обладающего богатым опытом таких столкновений. В этом экологическая сущность возбудителей оппортунистических инфекций: находясь в постоянном общении с человеком и иммунизируя его своими антигенами, они сохраняют потенциальную болезнетворность, реализуя ее в подходящих условиях

Отношение к антибиотикотерапии: Антибиотики следует назначать по результатам антибиотикограммы выделенного возбудителя. В связи с широким распространением среди стафилококков множественной антибиотико-резистентности следует назначать комбинированные препараты, содержащие блокаторы b-лактамазы. Для этого при хронических инфекциях применяют в лечебных целях убитую корпускулярную вакцину. Кроме бета-лактамазоустойчивых, цефалоспоринов и новых классов бета-лактамных антибиотиков (карбапенемы, монобактамы) для преодоления резистентности в состав препаратов предложено включать ингибиторы бета-лактамаз, например, сульбактам. Это повышает эффективность антибактериальной терапии, расширяя спектр чувствительных штаммов. Впрочем, и такой подход спасает не всегда. Большим злом являются метициллинрезистентные стафилококки, MRSA (от англ. methicillin-resistent S. aureus). Они устойчивы к бета-лактамным антибиотикам благодаря хромосомной добавке, кодирующей дополнительный пенициллинсвязывающий белок (РВР2а) — мутантную пептидогликановую транспептидазу.

Принципы лабораторной диагностики: 1)Бактериологический метод ( основной): -бактериоскопия ( т.е. выявляют Грамм положительные гроздья винограда) -материал высеивают на простые пит среды -подозрительные колонии высеивают на элективные среды Важное значение имеет выявление секретируемых факторов персистенции ( АЛА,АИА,АКрА и др.) для диагностики резидентного носительства и прогнозирования осложнений, хронизации процесса 2)Серологический -РПГА ( реакция прямой гемагглютинации) для выявления Антител к видоспецифическим АГ – факторов патогенности(токсины, ферменты, тейхоевой кислоте и др.) – как правило применяется в диагностике хронических, затяжных форм заболевания.

2. Факторы патогенности стафилококков, участвующие в развитии пиогенных инвазий. Факторы инвазии, токсины, антифагоцитарные факторы S. aureus. Роль стафилококков в возникновении госпитальных инфекций. Катетер - ассоциированные инфекции, связанные со стафилококками, значение S. epidermidis.

Антигенными свойствами обладают структуры клеточной стенки: тейхоевые кислоты, пептидогликан и белок А, расположенный снаружи пептидогликана. Капсульный антиген находится в микрокапсуле. Антигены определяют видовую и типовую мпецифичность стафилококков.

Адгезины – обеспечивают способность стафилококков прикрепляться к различным клеткам и веществам организма

Тейхоевые кислоты – ответственны за адгезию к эпителиальным клеткам

Микрокапсула – подавляет фагоцитоз и способствует адгезии

Белок А – компонент клеточной стенки стафилококков. Связывает Fc-фрагменты антител, блокируя их опсоническую активность.

Медиаторы межмикробного действия – факторы коллонизации патогенным стафилококком определенного биотопа: бактериоцины (стафилококкцины) подавляют рост непатогенных стафилококков; бактериолизины – разрушают пептидогликан клеточной стенки Гр+ бактерий; феромоны – сигнальные белковые молекулы, регулирующие плотность популяции (кворум-сенсинг), формирование и функцию адгезинов; B-лакатамаза – защищает стафилококки от антибиотиков (антифагоцитарный фактор)

Стафилококки секретируют в окр.ткани внеклеточные полисахариды, инактивторы защитных механизмов хозяина, экзотоксины, ферменты патогенности. Благодаря этому стафилококки способны длительно выживать (персистировать) в клетках и тканях организма.

Антилизоцимная активность (АЛА) – способность инактивировать лизоцим клеток и тканей

Антиинтерфероновая активность (АИА) – способность подавлять антибактериальное действие интерферона

Антикомплементарная активность (АКА) – специфическая инактивация системы комплемента

+ АКрА, АЛфА и АHbА (инактивация кислородсвязывающей функции гемоглобина)

Гемолизины – повреждают мембраны клеток (экзотоксин, мембранотоксин – образует канал в цитоплазм.мембране форм.элементов и нарушает их осм.давления приводя к лизису)

Лейкоцидин – разрушает лейкоциты

Энтеротоксины – вызывают пищевую интоксикацию, термо.устойчивы, являются суперантигенами – вызывают поликлональную стимуляцию Т-лимфоцитов с последующей гиперсекрецией цитокинов и вторичной интоксикацией.

Экзотоксин, вызывающий синдром токсического шока (СТШ) – является суперантигеном, что определяет механизм его токсического действия. Его продукция связана с наличием профага (лизогенная конверсия) Эксфолиативный токсин (А и В) – разрушает межклеточные контакты в эпидермисе, что ведет к отслоению поверхностных структур эпидермиса (эксфолиации) и образованию пузырей (синдром ошпаренной кожи)

Экзоферменты (инвазия): Плазмокоагулаза – вызывает свертывание плазмы крови. Сгусток фибрина (псевдокапсула) защищает бактерию от фагоцитоза и бактерицидности сыворотки. Каталаза – защищает стафилококк от действия кислородзависимых бактерицидных механизмов фагоцитоза. Лецитовителлаза (липаза) – разрушает оболочки клеток, жировые пробки в устье волосяных фолликулов, подавляет фагоцитоз. Гиалуронидаза – разрушает гиалуроновую кислоту (цемент соед.ткани), способствует распространению возбудителя, расширению зоны поражения(фактор проницаемости). Фибринолизин (стафилокиназа) – разрушает фибриновые сгустки с образованием инфицированных микротромбов и способствует генерализации инфекции. ДНКаза – расщепляет ДНК, понижает вязкость окр.среды, разжижает гной. Мурамидаза (лизоцим) – растворяет клеточные стенки (пептидогликан) бактерий, являясь одним из факторов антагонизма стафилококков в микробиоценозе, подавляет фагоцитоз. Нейраминидаза – расщепляет сиаловые кислоты (нейраминовую кислоту и др.) в слизи, оболочках клеток, способствуя проникновению в клетки и распространению в межклеточном пространтсве.

S.saprophyticus обладает ферментом уреазой – и способен под влиянием мочевины образовывать капсулу. Он является одним из основных возбудителей инфекции мочевого тракта (цистита, пиелонефрита)

Антифагоцитарные: -капсула ( у Ауреуса) -компоненты клеточной стенки ( тейхоевые, пептидогликан, белок А ( связывает Fc-фрагмент IgG(нужен для прикрепления к поверхностям клеток и активации системы комплемента) и блокирует его), -Бета лактамаза ( разрушает антибиотик) Также компоненты клеточной стенки активируют комплемент по альтернативному пути

Роль стафилококков в возникновении госпитальных инфекций: Основными возбудителями являются S.aureus и S.epidermalis. Источники заражения – здоровые носители госпитальных штаммов, а также больные со стертыми формами стафилококковой инфекции. Наибольшую опасность представляет мед.персонал – постоянные (резидентные) носители госпи.штаммов (интенсивный обмен микроорганизмами) Механизм и пути передачи: аэрогенный (водуш.кап и воздуш.пылевой), фекально-оральный (пищевой), артифициальный (через нестерил.мед.инструменты) и др. Восприимчивость высокая, так как поражаются больные с иммунодефицитом (операция, травма, СД и т.д.). Это происходит в результате селекции, связанной с постоянным воздействием негативных факторов, требующих от бактерий адаптивных перестроек (стерилизующие антисептики, лечебные антимикробные препараты, бактериостатические и бактерицидные факторы инфицированного организма). К фенотипическим особенностям госпитальных штаммов относятся резистентность к антибиотикам и другим антибактериальным препаратам, способность выживать в присутствии антисептиков, повышенная вирулентность (результат многократного пассирования через восприимчивый организм).

Появление дополнительных возможностей (входных ворот) для микробной инвазии: инфицирование ран после хирургических вмешательств, ожогов; применение диагностических и лечебных процедур, травмирующих кожу и слизистые оболочки (бронхоскопия, катетеризация, инъекции и пр.). На этом фоне опасными становятся даже безобидные бактерии, которые искусственно внедряются в организм, минуя непреодолимые для них барьеры, созданные эволюцией. Не случайно о заражении крови после врачебных процедур говорят как об инструментальном сепсисе.

Также опасность представляет эндогенная, оппуртонистическая инфекция, которая вызывается стафилококками – представителями собственной нормальной микрофлоры. При снижении иммунного статуса организма аутоштаммы повышают свою вирулентность и вызывают патолог.процесс как в исходном биотопе, так и в других биотопах организма за счет миграции и транслокации. Катетер - ассоциированные инфекции, связанные со стафилококками:

Этиологическими факторами катетер-ассоциированных инфекций в 50% случаев являются стафилококки, в остальных случаях грибы рода Candida и патогенная кишечная микрофлора.

Один из важных признаков патогенности стафилококков — это способность коагулировать плазму. Поэтому классификация стафилококков включает в себя коагулазопозитивные (Staphylococcus aureus) и коагулазонегативные.

Коагулазонегативные стафилококки у здоровых людей непатогенны, но у больных способны вызывать внутрибольничные инфекции. Например, Staphylococcus saprophyticus вызывает инфекции мочевыводящих путей, а Staphylococcus epidermidis — инфекции, связанные с применение сосудистых и уретральных катетеров. Некоторые штаммы Staphylococcus epidermidis вырабатывают липкую субстанцию (слизь), позволяющую им легко присоединяться к материалам имплантированных протезов.

Возможны три пути распространения инфекции.

1. Микроорганизмы могут попасть в кровоток через соединения в инфузионной системе.

2. Предполагается, что микроорганизмы могут с кожи (главного источника микроорганизмов) перемещаться вдоль канала, созданного катетером.

3. Микроорганизмы могут уже находиться в кровотоке (например, из желудочно-кишечного тракта), в дальнейшем они оседают на катетере и размножаются на нём. То есть в этом случае катетер становится вторичным очагом инфекции.

С целью профилактики бактериемии предлагалось использовать катетеры, покрытые антисептиками или антибиотиками. Имеются даны о том, что их применение позволяет снизить риск катетер-ассоциированных инфекций и является оправданным с экономической точки зрения у больных высокого риска. Тем не менее, целесообразность их широкого использования остаётся спорной, учитывая возможность распространения резистентности. Более перспективным считается создание специальных материалов, препятствующих адгезии бактерий на поверхности катетера.

Важное значение для профилактики катетер-ассоциированных инфекций имеет внедрение обучающих программ по технике установки катетера и уходу за ним для врачей и медицинских сестёр, что само по себе может привести к снижению их частоты.

Значение S. epidermidis: Колонизирует кожу и поверхность слизистых. Заболевания вызывает у лиц с нарушенным иммунным статусом- эндокардит, заболевания мочевыводящей системы. Коагулаза- отрицателен.