Морфологические и тинкториальные свойства стрептококков
Глава 15. Стрептококки
К роду Streptococcus относятся: Streptococcus pyogenes (гемолитический) и Streptococcus pneumoniae (пневмококк). Впервые стрептококки были обнаружены Бильротом (1874), Л. Пастером (1879). Изучены они были Э. Розенбахом (1884).
Морфология. Стрептококки - это кокки, имеющие шаровидную форму. Диаметр каждого кокка в среднем 0,6-1 мкм, однако для них характерен полиморфизм: встречаются мелкие и крупные кокки, строго шаровидные и овальные. Стрептококки располагаются цепочкой, что является результатом деления их в одной плоскости. Длина цепочек разная. На плотной питательной среде цепочки обычно короткие, на жидких - длинные. Стрептококки неподвижны, не имеют спор (см. рис. 4) Свежевыделенные культуры иногда образуют капсулу. На ультратонких срезах видна микрокапсула, под ней расположена трехслойная клеточная стенка и трехслойная цитоплазматическая мембрана. Грамположительны.
Культивирование. Стрептококки - факультативные анаэробы. Растут при температуре 37° С и рН среды 7,6-7,8. Оптимальными средами для их выращивания являются среды, содержащие кровь или сыворотку крови. На плотных питательных средах колонии стрептококков мелкие, плоские, мутные, сероватого цвета. На агаре с кровью некоторые разновидности стрептококков образуют гемолиз. β-Гемолитические стрептококки образуют четкую зону гемолиза, α-гемолитические стрептококки образуют небольшую зеленоватую зону (результат перехода гемоглобина в метгемоглобин). Встречаются стрептококки, не дающие гемолиза.
На сахарном бульоне стрептококки растут с образованием пристеночного и придонного мелкозернистого осадка, бульон при этом остается прозрачным.
Ферментативные свойства. Стрептококки обладают сахаролитическими свойствами. Они расщепляют глюкозу, лактозу, сахарозу, маннит (не всегда) и мальтозу с образованием кислоты. Протеолитические свойства у них слабо выражены. Они свертывают молоко, желатин не разжижают.
Токсинообразование. Стрептококки образуют ряд экзотоксинов: 1) стрептолизины - разрушают эритроциты (О-стрептолизин обладает кардиотоксическим действием); 2) лейкоцидин - разрушает лейкоциты (образуется высоковирулентными штаммами); 3) эритрогенный (скарлатинозный) токсин - обусловливает клиническую картину скарлатины - интоксикацию, сосудистые реакции, сыпь и пр. Синтез эритрогенного токсина детерминирован профагом; 4) цитотоксины - обладают способностью вызывать гломерулонефрит.
Антигенная структура и классификация. У стрептококков обнаружены различные антигены. В цитоплазме клетки содержится видовой нуклеопротеидной природы антиген - единый для всех стрептококков. На поверхности клеточной стенки расположены протеиновые типовые антигены. В клеточной стенке стрептококков обнаружен полисахаридный групповой антиген.
По составу полисахаридной группоспецифической фракции антигена все стрептококки делятся на группы, обозначаемые большими латинскими буквами А, В, С, D и т. д. до S. Кроме групп, стрептококки разделены на серологические типы, которые обозначаются арабскими цифрами.
Группа А включает 70 типов. В эту группу входит большинство стрептококков, вызывающих различные заболевания у человека. Группа В включает в основном условно-патогенные для человека стрептококки. Группа С включает патогенные для человека и животных стрептококки. Группа D состоит из непатогенных для человека стрептококков, однако в эту группу входят энтерококки, которые являются обитателями кишечного тракта человека и животных. Попадая в другие органы, они обусловливают воспалительные процессы: холециститы, пиелиты и др. Таким образом, их можно отнести к условно-патогенным микробам.
Принадлежность выделенных культур к одной из серологических групп определяют с помощью реакции преципитации с групповыми сыворотками. Для определения серологических типов используют реакцию агглютинации с типоспецифическими сыворотками.
Устойчивость к факторам окружающей среды. Стрептококки довольно устойчивы в окружающей среде. При температуре 60° С погибают через 30 мин.
В высушенном гное и мокроте они сохраняются месяцами. Обычные концентрации дезинфицирующих веществ губят их через 15-20 мин. Энтерококки значительно устойчивее, дезинфицирующие растворы убивают их только через 50-60 мин.
Восприимчивость животных. К патогенным стрептококкам чувствителен рогатый скот, лошади, собаки, птицы. Из лабораторных животных чувствительны кролики и белые мыши. Однако стрептококки, патогенные для человека, не всегда патогенны для экспериментальных животных.
Источники инфекции. Люди (больные и носители), реже животные или инфицированные продукты.
Пути передачи. Воздушно-капельный и воздушно-пылевой, иногда пищевой, возможен контактно-бытовой.
Заболевания могут возникать в результате экзогенного заражения, а также эндогенно - при активации условно-патогенных стрептококков, обитающих на слизистых оболочках зева, носоглотки, влагалища. Снижение сопротивляемости организма (охлаждение, голодание, переутомление и пр.) может привести к возникновению аутоинфекций.
Большое значение в патогенезе стрептококковых инфекций имеет предварительная сенсибилизация - как следствие ранее перенесенного заболевания стрептококковой этиологии.
При проникновении в кровяное русло стрептококки обусловливают тяжело протекающий септический процесс.
Заболевания у человека чаще вызывают β-гемолитические стрептококки серологической группы А. Они продуцируют ферменты патогенности: гиалуронидазу, фибринолизин (стрептокиназу), дезоксирибонуклеазу и др. Кроме того, у стрептококков обнаруживают капсулу, М-протеин, обладающие антифагоцитарными свойствами.
Стрептококки вызывают у человека различные острые и хронически протекающие инфекции, как с образованием гноя, так и не нагноительные, различающиеся по клинической картине и патогенезу. Нагноительные - флегмоны, абсцессы, раневые инфекции, ненагноительные - острые инфекции верхних дыхательных путей, рожистое воспаление, скарлатина, ревматизм и др.
Стрептококки часто вызывают вторичные инфекции при гриппе, кори, коклюше и других заболеваниях и нередко осложняют раневые инфекции.
Иммунитет. По характеру иммунитет - антитоксический и антибактериальный. Постинфекционный антимикробный иммунитет малонапряженный. Это объясняется слабой иммуногенностью стрептококков и большим количеством сероваров, не дающих перекрестного иммунитета. Кроме этого, при стрептококковых заболеваниях наблюдается аллергизация организма, чем объясняют склонность к рецидивам.
Профилактика. Сводится к санитарно-гигиеническим мероприятиям, укреплению общей резистентности организма. Специфическая профилактика не разработана.
Лечение. Применяют антибиотики. Чаще используют пенициллин, к которому стрептококки не приобрели устойчивости, а также эритромицин и тетрациклин.
Значение стрептококка в этиологии ревмокардита. Патогенез ревмокардитов изучен недостаточно. Но в пользу роли стрептококка в развитии этого заболевания говорит ряд фактов:
1. У больных ревмокардитом из зева высевают В-гемолитический стрептококк.
2. Ревматизм часто возникает после перенесенной ангины, тонзиллитов, фарингитов, сенсибилизирующих организм.
3. В сыворотке крови больных обнаруживают антистрептолизин, антистрептогиалуронидазу - антитела к стрептококковым ферментам, токсинам.
4. Косвенным подтверждением роли стрептококка является успешное лечение пенициллином.
В последнее время в возникновении хронических форм ревмокардита придают значение L-формам стрептококка.
Профилактика обострений ревмокардита сводится к предупреждению стрептококковых заболеваний (например, весной и осенью проводят профилактический курс введения пенициллина). Лечение сводится к применению антибактериальных препаратов - пенициллина.
Значение стрептококка в этиологии скарлатины. Г. Н. Габричевский (1902) впервые высказал предположение о том, что гемолитический стрептококк является возбудителем скарлатины. Но так как стрептококки, выделяемые при других заболеваниях, не отличались от возбудителей скарлатины, то это мнение не всеми разделялось. В настоящее время установлено, что скарлатину вызывают стрептококки группы А, вырабатывающие эритрогенный токсин.
У переболевших возникает иммунитет - стойкий, антитоксический. Его напряженность определяют постановкой реакции Дика - внутрикожным введением эритрогенного токсина. У не болевших вокруг места введения возникают гиперемия и отек, что характеризуется как положительная реакция (отсутствие антитоксина в сыворотке крови). У переболевших такая реакция отсутствует, так как образовавшийся у них антитоксин нейтрализует эритрогенный токсин.
Профилактика. Изоляция, госпитализация. Контактным, ослабленным детям вводят гамма-глобулин. Специфическая профилактика не разработана.
Лечение. Используют пенициллин, тетрациклин. В тяжелых случаях вводят антитоксическую сыворотку.
Цель исследования: выявление стрептококка и определение его серовара.
1. Слизь из зева (ангина, скарлатина).
2. Соскоб с пораженного участка кожи (рожа, стрептодермия).
5. Кровь (подозрение на сепсис; эндокардит).
Способы сбора материала
ЛЕКЦИЯ №14
Подготовила преподаватель – Якимова Л.М.
План изложения:
1. Таксономия и морфологические свойства стрептококков
2. Культуральные и биохимические свойства стрептококков
3. Токсины и ферменты патогенности стрептококков
4. Классификация стрептококков и их роль в патологии
5. Лечение, диагностика, профилактика стрептококковых инфекций
6. Таксономия и морфологические свойства пневмококков
7. Культуральные свойства пневмококков
8. Биохимические свойства и антигенная структура пневмококков
9. Токсины и ферменты патогенности пневмококков
10. Роль пневмококков в патологии
11. Лечение, диагностика и профилактика пневмококковых инфекций
Стрептококки
Таксономия и морфологические свойства. Семейство Streptococcacea, род Streptococcus. Впервые стрептококки были обнаружены Бильротом (1874), Л. Пастером (1879), изучены они были Э. Розенбахом (1884).
Стрептококки – это кокки, имеющие шаровидную форму. Диаметр каждого кокка в среднем 0,6-1 мкм, однако для них характерен полиморфизм: встречаются мелкие и крупные кокки, строго шаровидные и овальные. Стрептококки располагаются по одному, парами, цепочкой, что является результатом деления их в одной плоскости. Длина цепочек разная. На плотной питательной среде цепочки обычно короткие, на жидких – длинные. Стрептококки неподвижны, не имеют спор. Свежевыделенные культуры иногда образуют капсулу. На ультратонких срезах видна микрокапсула, под ней расположена трехслойная клеточная стенка и трехслойная цитоплазматическая мембрана. Грамположительны.
На сахарном бульоне стрептококки растут с образованием пристеночного и придонного мелкозернистого осадка, бульон при этом остается прозрачным.
Ферментативные свойства. Стрептококки обладают сахаролитическими свойствами. Они расщепляют глюкозу, лактозу, сахарозу, маннит (не всегда) и мальтозу с образованием кислоты. Протеолитические свойства у них слабо выражены. Они свертывают молоко, желатин не разжижают. Стрептококки каталозоотрицатетны, а аэрококки каталазоположительны.
Токсинообразование и ферменты патогенности. Стрептококки образуют экзотоксин, обладающий дермонекротическим, летальным и гемолитическим действием (стрептолизины – разрушают эритроциты (О-стрептолизин обладает кардиотоксическим действием); лейкоцидин – разрушает лейкоциты (образуются высоковирулентными штаммами); эритрогенный (пирогенный, скарлатинозный) токсин – обусловливает клиническую картину скарлатины – интоксикацию, сосудистые реакции, сыпь и др. (синтез эритрогенного токсина детерминирован профагом); цитотоксины – обладают способностью вызывать гломерулонефрит. Ферменты патогенности: гиалуронидаза, фибринолизин (стрептокиназа), ДНК-аза и др., кроме того, у стрептококков обнаруживают капсулу, М-протеин, обладающие антифагоцитарными свойствами.
Антигенная структура и классификация. У стрептококков обнаружены различные антигены. В цитоплазме клетки содержится видовой нуклеопротеидной природы антиген – единый для всех стрептококков. На поверхности клеточной стенки расположены протеиновые типовые антигены. В клеточной стенке стрептококков обнаружен полисахаридный групповой антиген.
По составу полисахаридной группоспецифической фракции антигена все стрептококки делятся на серогруппы, обозначаемые большими латинскими буквами А, В, С, D и т.д. до S. Каждая серогруппа может иметь один или несколько видов стрептококков. Все стрептококки, не имеющие полисахаридного антигена, относятся к негруппируемым. Кроме групп, стрептококки разделены на серологические типы, которые обозначаются арабскими цифрами.
Группа А включает вид St. pyogenes, к группе В относится St. agalactiae, группа С содержит St. equisimilis, St. equi, St. sooepidermicus, серогруппа D состоит из нескольких видов энтерококков (St. faecalis, St. falcium, St. dureans), которые являются обитателями кишечного тракта человека и животных, и неэнтерококки (St. bovis, St. avium), серогруппа F включает St. anginosus, к негруппируемым стрептококкам относят St. pneumoniae (пневмококк), аэрококки и зеленящие стрептококки. Принадлежность выделенных культур к одной из серологических групп определяют с помощью реакции преципитации с групповыми сыворотками. Для определения серологических типов используют реакцию агглютинации с типоспецифическими сыворотками. Медицинское значение в первую очередь имеют β-гемолитические стрептококки, α-гемолитические стрептококки имеют меньшее значение и γ-стрептококки редко являются этиологическим фактором.
Устойчивость к факторам окружающей среды. Стрептококки довольно устойчивы в окружающей среде. При температуре 60 о С погибают через 30 мин.
В высушенном гное и мокроте они сохраняются месяцами. Обычные концентрации дезинфицирующих веществ губят через 15-20 мин. Энтерококки значительно устойчивее, дезинфицирующие растворы убивают их только через 50-60 мин.
Восприимчивость животных. К патогенным стрептококкам чувствителен рогатый скот, лошади, собаки, птицы. Их лабораторных животных чувствительны кролики и белые мыши. Однако стрептококки, патогенные для человека, не всегда патогенны для экспериментальных животных.
План Стрептококки
1. Заболевания
2. Новые инвазивные формы стрептококковой инфекции
3. Таксономия и систематика
4. Классификация
5. Морфологические свойства
6. Культуральные и биохимические свойства
7. Факторы патогенности
8. Антигенные свойства. Классификация.
9. Лабораторная диагностика
10. Чувствительность к антимикробным препаратам
\\Род Streptococcus (цепочки из клеток)\\
Заболевания:Ангина, Рожистое воспаление, Скарлатина, Эндокардит, Ревматизм, Гломерулонефрит, Родовой сепсис, Фарингит, Тонзиллит
\\Стрептококковая ангина. Лопнувшие нагноившиеся фолликулы и фибринозные налеты образовали плотную пленку. \\ Стрептококковая ангина Фолликулы и фибринозные налеты образовали плотную пленку \\
Новые инвазивные формы стрептококковой инфекции
Некротический миозит
Некротический фасцит
Некротический шок
Септический шок
\\Стрептококковая ангина. Некротические изменения в тканях и биопленки. \\
Таксономия и систематика рода Streptococcus
S. pyogenes
S. agalactiae
S. pneumonia
S. faecalis (Enterococcus faecalis)
S. lactis (Lactococcus lactis)
Классификация стрептококков по способности к гемолизу
1. β – гемолитические
2. α – гемолитические
3. γ - негемолитические
\\Кровяной агар для определения гемолитической активности стрептококков\\
Классификация стрептококков по степени резистентности к физико-химическим факторам
1. рост при температуре 45°С и 10°С
2. способность роста на среде с 40% желчи
3. способность роста на среде с 6,5% NaCl
Классификация стрептококков по совокупности признаков:
Гноеродно-гемолитические
Стоматические (ротовой полости)
Энтерококки (Enterococcus faecalis)
Молочнокислые (Lactococcus lactis)
Анаэробные кокки
\\Морфологические и тинкториальные свойстваStreptococcus sp. \\
Морфологические свойства Streptococcus sp.
Гр+клетки сферической формы
Диаметр 0,5-1,0 мкм (редко с заостренными концами 1,5– 0,5 мкм)
Диплококки.
Жгутиков не имеют
Пили – образуют в колониях
Спор не образуют
Капсула (в организме больного)
Образуют цепочки.
\\Цепочки Streptococcus sp. \\Позитивно окрашенные клетки стрептококков\\
Морфология колоний стрептококков
Очень мелкие колонии – 0,5-1мм в диаметре
Полупрозрачные беловато-сероватые "росинки"
Культуральные и биохимические свойства Streptococcus sp.
1. Хорошо растут на средах с добавлением крови (МПА + 5-7%)
2. факультативные анаэробы(O/F-тест - +/+)
3. Каталаза (–) (главный дифференцирующий тест от стафилококков)
4. Оптимальная t° роста – 37°С, рН – 7,6 -7,8
5. хорошо выносят высыхание в белковом окружении (кровь, гной)
6. В ЖПС – пристеночно-придонный рост (т.к. образуют цепочки)
Факторы патогенности Streptococcus sp.
Ферменты:
Протеиназа
ДНК-аза (стрептодорназа)
Фибринолизин(стрептокиназа)
Гиалуронидаза
Токсины:
Гемолизин
Эритрогенный токсин
Липотейхоивая кислота
Антигенные свойства
По АГ различиям ПС и Б клеточной стенки делят на 21 серогруппу (от А до V):
Стрептококки серогруппы А (S. pyogenes )
Стрептококки серогруппы В (S. agalactiae)
Стрептококки серогруппы С и G (S. equi, S. zooepidermicus)
Стрептококки серогруппы D (В основном – энтерококки)
Стрептококки, не содержащие групповой АГ (S.mutans, S. pneumoniae)
Особые АГ свойства стрептококков
M-Белок - основной поверхностный антиген стрептококков группы A
\\Белок М в капсулоподобном слое стрептококков\\
Стрептококки серогруппы АS. pyogenes
гноеродно-гемолитические, этиологическая причина возникновения ангины, эндокардита, ревматизма, гломерулонефрита, рожистого воспаления, родового сепсиса, фарингита и скарлатины.
Скарлатина от итал. skarlato – красный, багровый
Инфекционное токсико-септическое заболевание, сопровождающееся лихорадочным состоянием и ангиной (часто некротической), увеличением лимфоузлов, ярко-красной мелкоточечной сыпью, мощной интоксикацией организма.
Основной путь передачи S. pyogenes - воздушно-капельный, через слизистую оболочку носоглотки.
Инкубационный период от 1-12 дней.
Развиваются в миндалинах, выделяют токсины, которые попадая в кровь, вызывают общую интоксикацию организма с последующей аллергизацией и осложнениями в виде артритов и нефрита.
Первоначальный диагноз ставят по клиническим данным.
АМ препараты при скарлатине: пенициллин, ванкомицин, эритромицин.
Стрептококки серогруппы ВS. agalactiae
Обнаруживают на слизистых оболочках глотки, прямой кишки, гениталий. У 25% здоровых женщин – бессимптомные носители, но в дальнейшем это может привести к септическому аборту, родовому сепсису, сепсису новорожденных и менингиту новорожденных.
Стрептококки серогрупп С и GS. equi, S. zooepidermicus
Комменсалы мочевыводящих путей и урогенитального тракта, но при определенных обстоятельствах могут вызывать заболевания.
Стрептококки серогруппы DВ основном – энтерококки
Обитатели кишечника здорового человека, но при определенных условиях могут стать причиной развития послеоперационных осложнений, пиелонефрита, бактериального эндокардита, язв при пролежнях и абсцессов различной локализации.
Стрептококки, не содержащие групповой АГ
S. mutans – обитатель полости рта, частая причина кариеса, абсцессов, болезней пародонта.
S. pneumoniae - пиогенные стрептококки, причина пневмонии, отличаются от остальных стрептококков особыми свойствами.
Лабораторная диагностика при стрептококковых инфекциях
По двум направлениям:
- Выделение чистой культуры с последующей идентификацией
- Определение напряженности иммунитета.
При острых инфекциях достаточно выделения возбудителя.
При хронических – определение АТ в сыворотке крови.
Выделение чистой культуры стрептококков с последующей идентификацией (4 сут.)
1 сут. – посев материала и бактериоскопия
2 сут.– изучение характера колоний (выявляют мелкие 0,5-1мм, серые, полупрозрачные) и отсев на получение чистой культуры
3 сут.– получена чистая культура на ППС, ставят тесты: каталаза (-) - главный тест, исследование характера роста в ЖПС – придонно-пристеночный рост (т.к. образует цепочки). Посев на чувствительность к АМ препаратам
4 сут.– окончательная идентификация
Чувствительность стрептококков к АМП
1-й ряд – пенициллин, цефалоспорин
2-й ряд – ванкомицин, эритромицин
Пневмококки Streptococcus pneumoniae
1881 – открыт Л. Пастером
1884 – К. Френкель и А. Вейксельбаум доказали его этиологическую роль в развитии пневмонии
Пиогенные стрептококки вызывают:
Пневмонию
Тяжелые отиты у детей до года
Молниеносный менингит
\\ПНЕВМОНИЯ \\Рентгенограммы при пневмонии \\
Пневмококковая инфекция
Одна из ведущих причин заболеваемости и смертности во всем мире. 2005 г - по оценке ВОЗ - 1,6 млн случаев, включая 0,7-1 млн случаев смертности детей в возрасте младше 5 лет. В Европе и США число заболевших от 10 до 100 случаев на 100 тыс. населения.
Морфологические свойства S. pneumoniae
Неподвижные, неспорообразующие бактерии.
Имеют форму диплококков с ланцетовидными, заостренными концами.
полисахаридная капсула.
В ретрокультурах клетки располагаются попарно группами.
\\Капсула на поверхности клеток S. pneumoniae (ТЭМ)\\
Особые морфологические свойства S. pneumoniae
Диплококки, но цепочек не образуют.
Капсула только в патологическом клиническом материале.
Быстрый автолиз клеток in vitro
\\Расположение пневмококков в мазках\\Морфология S. pneumoniae \\
Культуральные свойства
Оптимальная температура роста 25-41 о С, оптимум 37 о С.
Факультативные анаэробы
(O/F тест - +/+) со сложными пищевыми потребностями.
10-20% штаммов требуют строгих анаэробных условий при первичной изоляции (особенно из крови).
Особые культуральные и биохимические свойства
Слабослизистые колонии
Диаметр 0,5-3 мм (зависит от условий выращивания)
Хорошо растут на "шоколадном" агаре
ЖПС – рыхлый осадок (т.к. цепочек не образуют)
Лизис желчью и солями.
Повышенная чувствительность к оптохину и хинину.
Ферментативная активность
Исследование ферментативной активности сахаров для диагностики не проводят, т.к. пневмококки очень быстро автолизируются.
Гидролиз ± аргинина и эскулина (другие стрептококки всегда+)
АГ структура пневмококков
АГ дифференциация основана на различии в строении полисахаридной капсулы и клеточной стенки (содержат рибиттейхоевые кислоты).
83 серотипа, особо вирулентные 3 и 6.
Существуют коммерческие сыворотки к 19 серотипам.
Лабораторная диагностика пневмококков
Материал для исследования из гнойного отделяемого.
Скрининг на АГ мокроты и слюны.
Используют только молодую чистую культуру.
Выращивают на шоколадном агаре (20% крови).
В первую очередь – микроскопия.
Исследуют на факторы вирулентности (гиалуронидазу).
Далее дифференцирующие тесты: желчь, оптохин, хинин.
Потом РА и ИФА
\\Чистая культура S. pneumoniae\\Микроскопия гнойной мокроты S. pneumoniae \\
Характер гемолиза пневмококков
Более характерен α-гемолиз.
Клетки ряда штаммов могут давать β-гемолиз.
Могут быть штаммы, не дающие гемолиз.
\\Примеры вариантов гемолиза\\Варианты гемолиза\\Полный бета гемолиз\\Зеленящий альфа гемолиз\\
Профилактика пневмококковой пневмонии
1. 7-валентная пневмококковая конъюгированная вакцина
Вакцина PCV-7 индуцирует обусловленный Т-клетками иммунный ответ, который характеризуется формированием защитного иммунитета даже у грудных детей.
Применяется в 70 странах
2. 9-валентная пневмококковая конъюгированная вакцина
PCV-9 (PCV-7 плюс серотипы 1 и 5)
Рекомендации по производству и контролю пневмококковых конъюгированных вакцин. Женева, Всемирная организация здравоохранения, 2005 г. (Серия технических отчетов ВОЗ, № 927, Приложение 2).
Чувствительность к АМППенициллин Цефалоспорин Ванкомицин
Определяют чувствительность к АМ препаратам, заодно определяют минимальную ингибирующую дозу.
\\Устойчивость пневмококков к эритромицину \\
ВНИМАНИЕ! САЙТ ЛЕКЦИИ.ОРГ проводит недельный опрос. ПРИМИТЕ УЧАСТИЕ. ВСЕГО 1 МИНУТА.
Стрептококки
Таксономия и классификация. Стрептококки относят к отделу Firmicutes, семейству Streptococcaceae, включающее семь родов, шесть из которых патогенны для человека: Streptococcus, Enterococcus, Aerococcus, Leuconostoc, Pediococcus и Lactococcus. Существуют различные классификации стрептококков: по культуральным особенностям (рост в экстремальных условиях), по гемолитической активности (α-, ß- и γ-гемолитические), биохимическим свойствам. Однако наибольшее распространение получила классификация Ребекки Лэнсфилд (1933), основанная на наличии группоспецифических углеводов (С-полисахаридов) в клеточной стенке. В соответствии с этим выделяют 20 серогрупп, обозначаемых заглавными латинскими буквами (схема 1). Внутри групп стрептококки разделяют на серовары по специфичности белковых М-, Р- и Т-антигенам. Зеленящие стрептококки и пневмококки лишены групповых антигенов и не включены в какую-либо серологическую группу (схема 1).
Схема 1. Классификация стрептококков
|
Распространенность и устойчивость в окружающей среде. Стрептококки паразитируют на коже и слизистых оболочках различных биотопах организма человека. Устойчивость в окружающей среде у стрептококков ниже, чем у стафилококков. Стрептококки различных групп, кроме энтерококков, погибают при нагревании до 56°С в течении 30 минут, при 100°С – моментально; хорошо выдерживают высушивание, особенно в белковой среде, сохраняя жизнеспособность, но быстро утрачивая вирулентность. Чувствительны к действию обычно применяемых антисептиков и дезинфектантов.
Морфологические и тинкториальные свойства. Стрептококки представлены неподвижными сферическими клетками размером 0,5-2,0 мкм, располагающиеся в мазках парами или короткими цепочками (от греч. streptos – цепочка и kokkos – ягода). Грамположительны, клеточная стенка состоит из трех слоев: наружный слой содержит типоспецифические белковые антигены (М и Т), в состав среднего слоя слоя входит групповой полисахарид (С-полисахарид), внутренний слой представлен пептидогликаном. Из клеточной стенки выходят фимбрии, содержащие М-антиген (основной фактор патогенности) и покрытые липотейхоевой кислотой, являющейся основным адгезином. Некоторые виды имеют капсулу. Стрептококки групп А, В и С имеют капсулу, построенную из гиалуроновой кислоты, аналогичной входящей в состав соединительной ткани. Такая капсула обладает низкими иммуногенными свойствами и не распознается как чужеродный агент. Спор не образуют. При неблагоприятных воздействиях стрептококки способны образовывать L-формы.
Культуральные свойства. Факультативные анаэробы; капнофилы; некоторые микроаэрофилы, предпочитают анаэробные условия. Растут в интервале температур 25-45°С; оптимум 37°С. Требовательны к средам культивирования. Растут только на сложных питательных средах с добавлением крови, сыворотки, асцитической жидкости, углеводов. Обычно образуют мелкие (1-2 мм), мутноватые, круглые колонии (S-формы), некоторые образуют слизистые колонии. При росте на кровяном агаре образуют колонии с зоной α- (частичный, зеленящий), β- (полный) и γ-гемолиза (визуально невидимый). В бульоне стрептококк дает придонно-пристеночный рост в виде хлопьев или зерен, оставляя среду прозрачной.
Антигенная структура. По наличию специфических полисахаридов (С-полисахарид, группоспецифический) стрептококки делят на 20 серогрупп по Лэнсфилд, которые выявляются в реакции преципитации. Внутри групп стрептококки разделяют на серовары по специфичности белковых антигенов М, Р (нуклеопротеин) и Т, выявляемые в реакции агглютинации.
М-белок, типоспецифический антиген стрептококков группы А, S.pyogenes (от англ. mucoid, слизистый, т.к. колонии штаммов-продуцентов имеют слизистую консистенцию) – основной фактор вирулентности стрептококков. Антитела к нему обеспечивают длительную невосприимчивость к повторному заражению, однако выделяют более 80 сероваров белка М, что значительно снижает эффективность гуморальных защитных реакций. Т-антиген, в отличие от М-белка не связан с вирулентными свойствами стрептококков; некислотоустойчив, термолабилен.
Биохимические свойства. Ферментативная активность ниже, чем у стафилококков. Хемоорганотрофы; метаболизм бродильный; клинически значимые виды ферментируют глюкозу с образованием молочной кислоты. Характерными свойствами стрептококков являются отсутствие каталазной активности и способность большинства видов лизировать эритроциты. Биохимическая идентификация, в основном, используется для стрептококков, не имеющих С-полисахарида и для негемолитических видов, поскольку в данном случае сероидентификация невозможна.
Для дифференцировки пневмококка используется проба с оптохином (угнетает их рост); способность ферментировать инулин и чувствительность к желчи (дезоксихолатная проба).
Медицинское значение. Стрептококки являются представителями нормофлоры организма человека и животных. Стрептококки группы А колонизируют кожные покровы и слизистые оболочки человека; группы В колонизируют носоглотку, ЖКТ и влагалище. Стрептококки являются условно-патогенными микробами и не имеют органного тропизма, поэтому для стрептококковых инфекций характерна множественность механизмов, путей и факторов передачи. Стрептококковые инфекции - это большая и разнородная группа острых и хронических, специфических и неспецифических заболеваний (табл. 2).
Таблица 3 Стрептококки, имеющие медицинское значение
| Вид | Серогруппа | Гемолиз | Место обитания | Основные лабораторные критерии | Инфекционные заболевания |
| Streptococcus pyogenes | А | β | Кожа и ротоглотка | ПИР (+), чувствителен к бацитрацину | Фарингиты, импетиго, ревматизм, гломерулонефрит, скарлатина, рожа |
| Streptococcus agalactiae | В | β | Урогенитальный тракт женщин | САМР (+), гидролизует гиппурат | Неонатальный сепсис и менингиты |
| Enterococcus faecalis и др. энтерококки | D | α или γ | Кишечник | Растут в присутствии желчи и 6.5% NaCl, гидролизуют эскулин, ПИР (+) | Абсцессы брюшной полости, инфекции мочевыделительной системы, эндокардиты |
| Streptococcus bovis | D | отс | Кишечник | Растут в присутствии желчи, гидролизуют эскулин, не растут при 6.5% NaCl, разлагают крахмал | Эндокардиты, выделен при раке кишечника |
| Streptococcus pneumoniae | - | α | Ротоглотка | Чувствительны к оптохину и солям желчных кислот, ферментируют инулин | Пневмония, менингиты, эндокардиты |
| Зеленящие стрептококки (viridans) | - | α | Полость рта, кишечник | Резистентны к оптохину, не чувствительны к желчи, не растут в присутсвии 6.5% NaCl | Эндокардиты, абсцессы, кариес (S.mutans) |
| Peptostreptococcus (различные виды) | α или отс | Полость рта, кишечник | Строгие анаэробы | Абсцессы (чаще полибактериальной этиологии) |
Биохимические свойства стрептококков
| Признак | α-гемолитические | β-гемолитические | γ-гемолитические | |||
| S.pneumoniae | S.viridans | S.pyogenes | S.agalactiae | Enterococcus faecalis | Enterococcus faecium | |
| Серологическая группа (Лэнсфильд) | - | - | A | B | D | D |
| Рост в аэробных и анаэробных условиях | + | + | + | + | + | + |
| Рост при: 10°C 45°C pH 9.6 | - - - | - + - | - - - | + - - | + + + | + + + |
| Рост в присутствии: 6,5% NaCl 40% желчи 0,25% оптоцина | - - - | - - + | - - + | + + + | + + + | + + + |
| Ферментация углеводов до кислоты: · инулина · сахарозы · лактоза · сорбитол · маннит | + + - - | + + + + | - + - - | - + - - | + + + + | + + - + |
| Разжижают желатин | - | - | - | - | - | - |
| Створаживают молоко | + | + | + | + | + | + |
| Гидролиз гиппурата натрия | - | - | - | + | + | + |
| CAMP-тест | - | - | - | + | - | - |
| PYR-тест | - | - | + | - | - | - |
Факторы патогенности. Белок М (фимбриальный белок) – основной фактор патогенности. Обладает антифагоцитарным действием, непосредственно действуя на фагоциты или маскируя рецепторы для компонентов комплемента и опсонинов, адсорбируя на своей поверхности фибриноген, фибрин и продукты его деградации. Белок также проявляет свойства суперантигена, вызывая поликлональную активацию лимфоцитов и образование антител с низким аффинитетом. Подобные свойства играют существенную роль в нарушении толерантности к тканевым изоантигенам и развитии аутоиммунной патологии.
Капсула защищает стрептококков от антимикробного потенциала фагоцитов и облегчает адгезию к эпителию. Капсула построена из гиалуроновой кислоты и обладает низкой иммуногенностью. Бактерии способны самостоятельно разрушать капсулу при инвазии в ткани за счет синтеза гиалуронидазы.
С5а-пептидаза – фермент, подавляющий активность фагоцитов за счет расщепления и инактивации С5а компонента комплемента, который является мощным хемоаттрактантом.
Стрептолизин О (от англ. oxygen sensitive, чувствительный к кислороду) проявляет свойства гемолизина, разрушая эритроциты в анаэробных условиях. Проявляет иммуногенные свойства, титры антител к нему имеют прогностическое значение.
Стрептолизин S (от англ. stable, устойчивый), не чувствителен к кислороду, не несет антигенной нагрузки и вызывает поверхностный гемолиз на кровяных средах. Оба гемолизина разрушают не только эритроциты, но и другие клетки (фагоциты, кардиомиоциты и др.).
Эритрогенные (пирогенные) токсины весьма схожи с токсинами стафилококков. Синтезируются стрептококками группы А; иммунологически выделяют три типа (А, В, С) токсинов. Их действие связано с развитием стрептококкового токсического шока и скарлатины. Эритрогенные токсины обладают свойствами суперантигенов, оказывают митогенное действие на Т-лимфоциты, а также стимулируют секрецию макрофагами ИЛ-1 и ФНО.
Кардиогепатический токсин синтезируют некоторые штаммы стрептококков группы А. Он вызывает поражения миокарда и диафрагмы, а также образование гигантоклеточных гранулем в печени.
Стрептокиназа (фибринолизин) активирует плазминоген, что приводит к образованию плазмина и растворению фибриновых волокон.
Стрептодорназа (ДНК-аза) четырех типов продуцируется стрептококками группы А. Выявление антител к ДНК-азе используется в диагностике различных осложнений. Очищенная смесь стрептокиназы и стрептодорназы используется для рассасывания тромбов, фибринозных и гнойных экссудатов.
Перекрестные реакции. Стрептококки инициируют выраженную воспалительную реакцию за счет продукции более 20 растворимых веществ. Патогенез ревматических поражений связан с иммунными механизмами, в частности перекрестная реакция с миокардиоцитами и белком М возбудителя. Весьма сходны механизмы повреждения почек при острых гломерулонефритах, обусловленных депонированием иммунных комплексов (стрептококк – IgG) на базальной мембране. С одной стороны, они активируют комплементарный каскад, что стимулирует иммунный ответ, с другой – за счет нарушения аутотолерантности и антигенной мимикрии индуцируют клеточные цитотоксические реакции.
Микробиологическая диагностика. Лабораторная диагностика включает бактериологический и серологический методы, а при подозрении на пневмококковую инфекцию – бактериоскопический и биологический.
Материал для исследования определяется клинической картиной болезни: кровь, гной, моча, ликвор, отделяемое зева и др. Мазки из патологического материала для первичной бактериоскопии окрашивают по Граму и микроскопируют. При положительном результате обнаруживают цепочки или пары грамположительных кокков. Пневмококки имеют овальную или ланцетовидную форму, располагаются парами, окруженными толстой капсулой.
Исследуемый материал засевают на кровяной агар Колумбиа и инкубируют при 37°С в течение 18-24 часов. На кровяном агаре стрептококки образуют бесцветные мелкие S-формы, окруженные зоной α-, ß- и γ-гемолиза. Из части материала, взятого из колоний готовят мазок, окрашивают по Граму и микроскопируют. Для получения чистой культуры подозрительные колонии пересевают в пробирки со скошенным кровяным агаром или сахарным бульоном. Идентификация выделенной чистой культуры проводится на основании изучения ряда свойств: морфологических, тинкториальных, культуральных, биохимических и антигенных (см. табл. 3)
Таблица 2 Схема бактериологического метода
Читайте также:
