Антигены стрептококков. Основные группы и виды стрептококков. Борьба со стрептококковой инфекцией

Стрептококки относятся к семейству Streptococcaceae (род Streptococcus). Впервые были обнаружены Т. Бильротом в 1874г. при роже; Л. Пастером - в 1878г. при послеродовом сепсисе; выделены в чистой культуре в 1883г. Ф. Фе-лейзеном.

С 1874, после обнаружения стрептококков в гное инфицированных ран, их стали рассматривать в качестве причины многих болезней. К 1906 французским, немецким и русским исследователям удалось доказать, что гемолитический стрептококк является причиной скарлатины. В последующем была установлена роль стрептококков как возбудителей многих заболеваний человека, например в настоящее время считается, что стрептококк способен запустить развитие ревматизма, хотя самые последние исследования говорят об определённой роли некоторых вирусов в развитии этого процесса

Классификация стрептококков

Единой классификации стрептококков нет. Врачи и клинические микробиологи пользуются двумя классификациями - по типу гемолиза и по серологическим свойствам (классификация Лансфилд), а также общепринятыми названиями наряду с латинскими родовыми и видовыми.

В основе классификации Лансфилд лежат различия в структуре полисахаридных антигенов клеточной стенки, серогруппы стрептококков обозначаются в ней прописными латинскими буквами. Колонии многих патогенных для человека стрептококков на кровяном агаре окружены зоной полного гемолиза (так называемый в-гемолиз). Таких стрептококков называют в-гемолитическими. Почти все стрептококки групп А, В, С и G являются в-гемолитическими. Вокруг колоний б-гемолитических стрептококков образуется зона частичного гемолиза, нередко окрашенная в зеленоватый цвет. б-гемолитических стрептококков различают между собой по биохимическим свойствам. К ним принадлежат Streptococcus pneumoniae (пневмококк) - один из самых частых возбудителей пневмонии, менингита и ряда других инфекций и зеленящие стрептококки. Последние входят в состав микрофлоры полости рта и вызывают у человека подострый инфекционный эндокардит. Стрептококков, которые на кровяном агаре гемолиза не дают, называют г-гемолитическими. Основные патогенные для человека стрептококки перечислены в табл. 1.

Энтерококки, ранее относимые к стрептококкам группы D, на основании строения ДНК выделены в особый род. Соответственно изменены и их названия. Так, Streptococcus faecalis теперь называется Enterococcus faecalis, Streptococcus faecium - Enterococcus faecium.

Таблица 1. Патогенные стрептококки

Стрептококки группы А

Эта группа стрептококков включает всего один вид - Streptococcus pyogenes. Как явствует из названия бактерии, эта группа стрептококков вызывает гнойные инфекции. Кроме того, Streptococcus pyogenes является единственным виновником постинфекционных заболеваний - ревматизма и острого гломерулонефрита.

Вырабатываемые стрептококками группы А экзотоксины и ферменты оказывают местное и системное токсическое действие и способствуют распространению инфекции в организме.

К экзотоксинам и ферментам вырабатываемым стрептококками группы A относятся стрептолизины S и О, повреждающие клеточные мембраны и вызывающие гемолиз, стрептокиназа, дезоксирибонуклеазы, протеазы и эритрогенный токсин типов А, В и С (он же пирогенный экзотоксин). Действием эритрогенного токсина стрептококков обусловлена сыпь при скарлатине.

Недавно установлено, что продуцирующие этот токсин штаммы Streptococcus pyogenes вызывают особенно тяжелые инфекции, в том числе некротический фасциит и стрептококковый токсический шок.

Стрептококки групп С и G

Стрептококки групп С и G относятся к в-гемолитическим и иногда вызывают у человека те же заболевания, что и стрептококки группы А (ангину, пневмонию, рожу, другие инфекции мягких тканей, гнойный артрит, инфекционный эндокардит, сепсис). Сепсис, вызванный стрептококками групп С и G, в основном встречается у страдающих хроническими заболеваниями и у пожилых. В отсутствие явного очага инфекции следует в первую очередь исключить инфекционный эндокардит. Гнойный артрит, вызванный стрептококками этих групп, возникает как осложнение инфекционного эндокардита или как самостоятельное заболевание. При нем часто поражается несколько суставов.

Лечится он с трудом, нередко требуя многократных пункций сустава или хирургического дренирования. Пенициллины, которые являются препаратами выбора при инфекциях, вызванных стрептококками групп С и G, эффективны далеко не у всех больных.

При инфекционном эндокардите и гнойном артрите их рекомендуется сочетать с гентамицином (при нормальной функции почек - 1мг/кг в/в или в/м каждые 8 ч).

Стрептококки группы В

Стрептококки группы В были впервые идентифицированы как возбудители мастита у коров. Позже выяснилось, что они являются одними из основных возбудителей сепсиса и менингита у новорожденных. У взрослых они часто вызывают послеродовой сепсис и время от времени - другие тяжелые инфекции.

Группа представлена одним видом - Streptococcus agalactiae. Клеточная стенка этих стрептококков содержит групповой полисахаридный антиген В; окончательная идентификация вида проводится с помощью группоспецифических антител.

Предварительное заключение о групповой принадлежности выделенного штамма можно сделать на основании биохимических свойств: 99% штаммов Streptococcus agalactiae гидролизуют гиппурат натрия, 99-100% не гидролизуют эскулин, 92% устойчивы к бацитрацину. Важным фактором вирулентности Streptococcus agalactiae являются капсульные полисахариды.

Известно 9 капсульных полисахаридов, каждый из них свойственен определенному серотипу бактерии. Антитела к капсульным полисахаридам обеспечивают защиту только от штаммов одного серотипа.

Стрептококки группы D и Энтерококки

Группа D включает как собственно стрептококков, так и энтерококков, которые представляют собой отдельный род. Энтерококки отличаются от остальных представителей группы D способностью расти на среде с 6,5% NaCl и некоторыми другими биохимическими свойствами.

Наиболее патогенны для человека Enterococcus faecalis и Enterococcus faecium. К энтерококковой инфекции предрасполагают пожилой возраст, тяжелые заболевания, нарушения барьерной функции кожи и слизистых, подавление нормальной микрофлоры антибиотиками.

Энтерококки занимают важное место среди возбудителей инфекций мочевых путей, абсцессов брюшной полости, инфекционного эндокардита. Зеленящие стрептококки - основные возбудители инфекционного эндокардита.

Бензилпенициллин и ампициллин в концентрациях, создаваемых в крови и других тканях, практически не оказывают бактерицидного действия на энтерококков

Большинство штаммов энтерококков устойчиво к стрептомицину.

Зеленящие стрептококки и другие патогенные виды

Зеленящие стрептококки представляют собой гетерогенную группу б-гемолитических стрептококков. Это одни из основных возбудителей инфекционного эндокардита. Многие виды зеленящих стрептококков (в том числе Streptococcus salivarius, Streptococcus mutans, Streptococcus sanguis, Streptococcus mitis) входят в состав нормальной микрофлоры полости рта, обитая на зубах и деснах.

Некоторые виды этой группы вызывают кариес. Важная роль зеленящих стрептококков в этиологии инфекционного эндокардита объясняется тем, что они нередко попадают в кровоток при мелких травмах слизистой рта (во время еды, чистки зубов, при пользовании зубной нитью) и легко прикрепляются к эндотелию. Зеленящих стрептококков обнаруживают также при синуситах, абсцессах головного мозга и абсцессах печени, нередко в составе смешанной микрофлоры.

Стрептококки (Streptococcus ) - возбудители большого числа ин­фекций человека и животных, они вызывают рожистое воспале­ние, сепсис и гнойные инфекции, скарлатину, ангину. Имеются непатогенные разновидности, обитающие в полости рта и ки­шечника человека. Анаэробные штаммы стрептококков обла­дают незначительной степенью активности, и их обнаружива­ют обычно в полости рта и пищеварительном тракте человека. В некоторых случаях они вызьшают хронические воспалительные процессы и являются возбудителями раневых инфекций. Значи­тельно большее значение в патогенезе стрептококковых инфек­ций человека имеют факультативные анаэробы, которые разделе­ны по характеру гемолиза на агаре с кровью на следующие типы:

• бета-гемолитические стрептококки;
• альфа-гемолитические стрептококки;
• гамма-гемолитические стрептококки, не вызывающие видимо­го гемолиза на твердых питательных средах с кровью.

Наибольшей патогенностью обладают бета-гемолитические стрептококки, которые являются возбудителями большинства стрептококковых инфекций у человека. Патогенность альфа-гемолитических стрептококков менее выражена. Обнаружива­ются они в слизи зева здоровых людей, но в некоторых случа­ях и при хрониосепсисе, подостром септическом эндокардите, инфекциях полости рта. Гамма-гемолитические стрептококки - сапрофиты верхних дыхательных путей и кишечного тракта че­ловека. В некоторых случаях они вызывают подострый септиче­ский эндокардит, инфекции мочевых путей, раневые инфекции.

Морфология стрептококков

это неподвижные шаровидные или овальные кокки диаметром 0,8-1 мкм, образующие це­почки различной длины и положительно окрашивающиеся по Граму. Часть штаммов образуют капсулу. Длина цепочек связа­на с условиями выращивания. В жидкой питательной среде они длиннее, на плотных средах нередко расположены в виде

коротких цепей и пучков. Кокки перед делением могут быть овоидными. Деление происходит перпендикулярно по отноше­нию к цепи. Каждый кокк делится на 2.

Биология стрептококков

культуральные свойства: на агаре с кровью стрептококк образует мелкие (1-2 мм в диаметре) по­лупрозрачные палочки, сероватые или бесцветные, которые хорошо снимаются петлей. Величина зоны гемолиза варьирует у разных штаммов: группа А образует зону гемолиза, несколько превышающую диаметр колонии, группа В дает большую зону гемолиза. Стрептококки типа А образуют зеленоватую или зе­леновато-коричневую зону гемолиза, мутноватую Или прозрач­ную, варьирующую по величине и интенсивности окраски. В некоторых случая сама колония приобретает зеленоватое ок­рашивание. В жидких питательных средах для стрептококков характерен придонный, часто поднимающийся по стенкам рост. При взбалтывании зернистая или хлопьевидная взвесь. Общепринятые среды для выращивания: мясо-пептонный агар с добавлением крови кролика или барана, полужидкий агар с сывороткой.

Хороший рост и токсинообразование могут быть обеспечены на «комбинированном бульоне» или на средах, содержащих ка­зеиновый гидролизат и дрожжевой экстракт. Гемолитические стрептококки метаболизируют глюкозу с образованием молоч­ной и других кислот, что является фактором, лимитирующим рост микробов в питательной среде. Устойчивость к физиче­ским и химическим факторам.

Гемолитические стрептококки группы А в течение длительного времени могут сохраняться на предметах, в пыли в высушен­ном состоянии. Однако эти культуры, сохраняя жизнеспособ­ность, утрачивают вирулентность.

Стрептококк группы А высокочувствителен к пенициллину, который оказывает на него бактерицидное действие. Сульфа­ниламид действует на стрептококк А бактериостатически.

Современная классификация стрептококков

основана на их се­рологических различиях. Известно 17 серологических групп: А, В,

С, D, E, F и т. д. Деление на группы основано на наличии у представителей разных групп специфического полисахарида (субстанция С). Патогенны для человека стрептококки груп­пы А. Стрептококки разных групп отличаются не только поспособности вызывать заболевания у человека и животных и по своему природному обитанию, но и по биохимическим и культуральным особенностям.

Кроме серологических различий, при дифференииаиии штаммов учитывают следующие показания:

• источник выделения;
• характер гемолиза;
• способность к образованию растворимого гемолиза;
• резистентность к различным температурам;
• особенность расти в молоке с метиленовым синим;
• ферментацию Сахаров;
• разжижение желатина.

Серологические серотипы: методом агглютинации на стекле штаммы бета-гемолитического стрептококка, выделенного при скарлатине и других стрептококковых инфекциях и от здоро­вых носителей, были разделены на 50 серологических типов. Культуры 46 типов отнесены к группе А, типы 7, 20, 21 - к группе С и тип 16 - группе Г.

Деление стрептококков на типы производится и с помощью реакции преципитации. Результаты определения типа по реак­ции агглютинации и в реакции преципитации обычно дают совпадающие результаты. При скарлатине обычно преобладает

1 или 2-3 типа. Обнаружены общие антигенные субстанции в штаммах, принадлежащих к группам А, С, Q.

В стрептококковом (при скарлатине) токсине содержатся

2 фракции:

• термолабильная или истинный скарлатинозный токсин;
• термостатическая, которая обладает свойствами аллергена.

Истинный эритрогенный токсин является протеином. Это эк­зотоксин стрептококка, который вызывает реакцию Дика у восприимчивых к скарлатине людей. Очищенный эриторген-ный токсин применяют для кожных проб с целью определения уровня антитоксического иммунитета (реакция Дика).

1. Для бактериологического исследования материал, собранный тампоном со слизистой зева и носа, засевают на чашку Петри с кровяным агаром, ставят в термостат на 3-4 ч при 37 °С. При наличии стрептококков через сутки на агаре вырастают характерные палочки. Для микроскопического исследования изолированную колонию пересевают в жидкую питательную среду (мясо-пептонный бульон с сывороткой) и через 24 ч вы­ращивания в термостате подвергают исследованию. Мазки ок­рашивают по Граму или метиленовым синим по Леффлеру. За­тем изучают биохимические свойства культур и определяют тип стрептококка с помощью реакции агглютинации на стекле и реакции преципитации с типовыми сыворотками. Из сероло­гических реакций применяют реакцию связывания комплемента (РСК) с сывороткой иммунизированного кролика.

Общее описание

Бактерия шаровидной или овальной формы. Встречаются в почве, на растениях, коже животных и человека. При этом далеко не всегда вызывает заболевания. Патогенные же стрептококки вызывают стрептококковую инфекцию, формы проявления которой очень различны. Кроме того, распространено стрептококковое носительство, когда носитель инфекции сам не болеет но способен заразить восприимчивого человека.

Стрептококки группы В (Streptococcus agalactiae) впервые выделенные при хронических маститах у коров, в последние годы становятся объектом пристального внимания исследователей как возбудители мочеполовых инфекций человека. Их выделяют из уретры мужчин и из родовых путей женщин. Наблюдается одновременное носительство у сексуальных партнёров. Отмечены уретральная (в мочеиспускательном канале) и фарингеальная (в глотке) формы носительства.

В зонах с умеренным климатом стрептококковые инфекции составляют одну из наиболее распространенных групп бактериальных заболеваний.
Разные виды гемолитических (бета, В) стрептококков - частая причина инфекционных заболеваний человека и других млекопитающих. В разных группах населения S. agalactae обнаруживают в половом и желудочно-кишечном тракте 5 - 40% здоровых людей, которые являются носителями данных бактерий.

Стрептококки группы В обычно присутствуют во влагалищной флоре у 1/3 здоровых женщин. Этот резервуар вместе с внутрибольничными очагами инфекции обеспечивает постоянное заражение детей, которое обычно происходит при рождении. Во время родов через естественные родовые пути 65-75% новорожденных инфицируются стрептококками, если эта инфекция наблюдается у матери.

Большинство взрослых носителей даже не подозревает о наличии инфекции - она бессимптомна, что не мешает стрептококкам группы В передаваться при половых контактах. Наблюдаемые в ряде случаев симптомы неспецифичны и сходны с таковыми при инфицировании другими возбудителями (гонококками, хламидиями, микоплазмами, вирусами герпеса и др.), передающимися половым путем: серозные, гнойные или кровянистые выделения, дизурия, воспалительные изменения слизистых оболочек и др.
С 1874, после обнаружения стрептококков в гное инфицированных ран, их стали рассматривать в качестве причины многих болезней. К 1906 французским, немецким и русским исследователям удалось доказать, что гемолитический стрептококк является причиной скарлатины.
В последующем была установлена роль стрептококков как возбудителей многих заболеваний человека, например в настоящее время считается что стрептококк способен запустить развитие ревматизма, хотя самые последние иследования говорят об определённой роли некоторых вирусов в развитии этого процесса.

Сегодня уже нет сомнений, что стрептококковые заболевания горла - явление очень распространенное. Большинство детей к моменту окончания школы несколько раз переносят ангину (L-стрептококковую ангину, или острый тонзиллит). Заболевание может протекать как в очень тяжелой форме с высокой температурой, так и в легкой форме, практически без симптомов. Болезненность при глотании, набухание и покраснение миндалин и окружающих тканей - наиболее типичные проявления ангины.

Таксономия

Стрептококки относятся к отделу Firmicutes, роду Streptococcus. Род состоит из более чем 20 видов, среди которых есть представители нормальной микрофлоры человеческого тела и возбудители тяжелых инфекционных эпидемических болезней человека.

Морфологические и культуральные свойства

Стрептококки - это мелкие шаровидные клетки, располагающиеся цепочками, грамположительные, спор не образуют, неподвижные. Большинство штаммов образует капсулу, состоящую из гиалуроновой кислоты. Клеточная стенка содержит белки (М-, Т- и R-антигены), углеводы (группоспецифические) и пептидогликаны. Легко переходят в L-формы. Возбудители растут на средах, обогащенных углеводами, кровью, сывороткой, асцитической жидкостью. На плотных средах обычно образуют мелкие серые колонии. Капсульные штаммы стрептококков группы А образуют слизистые колонии. На жидких средах стрептококки обычно дают придонный рост. Стрептококки - факультативные анаэробы. По характеру роста на кровяном агаре они делятся на культуральные варианты: а-гемолитические (зеленящие), в-гемолитические (полный гемолиз) и негемолитические.

Резистентность

Чувствительны к физическим и химическим факторам окружающей среды, могут длительно сохранять жизнеспособность при низких температурах. Устойчивость к антибиотикам приобретается медленно.

Патогенность

На основе полисахаридного антигена делятся на серогруппы (А, В, С...О). Стрептококки группы А вырабатывают более 20 веществ, обладающих антигенностью и агрессивностью. На поверхности клетки имеется белковый антиген М, который тесно связан с вирулентностью (препятствует фагоцитозу). Этот белок определяет типовую принадлежность стрептококков. К факторам патогенности относят стрептокиназу (фибринолизин), ДНКазу, гиалуронидазу, эритрогенин. Наиболее патогенны для человека гемолитические стрептококки группы А, называемые S. pyogenes. Этот вид вызывает у человека многие болезни: скарлатину, рожу, ангину, острый эндокардит, послеродовой сепсис, хронический тонзиллит, ревматизм.

Иммунитет: постинфекционный нестойкий, ненапряженный.

Микробиологическая диагностика

Материал для исследования – гной, моча, кровь, мокрота.

Бактериоскопический метод: окраска по Граму мазков из патологического материала. При положительном результате обнаруживают цепочки грам«+» кокков.

Бактериологический метод: Исследуемый материал засевают на кровяной агар в чашку Петри. После инкубации при 37 °С в течение 24 ч отмечают характер колоний и наличие вокруг них зон гемолиза. Из части материала, взятого из колоний, готовят мазок, окрашивают по Граму и микроскопируют. Для получения чистой культуры 1-3 подозрительные колонии пересевают в пробирки со скошенным кровяным агаром и сахарным бульоном. На кровяном агаре Streptococcus pyogenes образует мелкие мутноватые круглые колонии. В бульоне стрептококк дает придонно-пристеночный рост в виде хлопьев, оставляя среду прозрачной. По характеру гемолиза на кровяном агаре стрептококки делятся на три группы: 1) негемолитические; 2) а-гемолитические 3) β-гемолитические, образующие вокруг колонии полностью прозрачную зону гемолиза. Заключительным этапом бактериологического исследования является идентификация выделенной культуры по антигенным свойствам. По данному признаку все стрептококки делят на серологические группы (А, В, С, D и т. д.). Серогруппу определяют в реакции преципитации с полисахаридным преципитиногеном С. Серовар определяют в реакции агглютинации. Выявленную культуру стрептококка проверяют на чувствительность к антибиотикам методом дисков.

Серодиагностика: устанавливают наличие специфических антигенов в крови больного с помощью РСК или реакции преципитации. Антитела к О-стрептолизину определяют для подтверждения диагноза ревматизма.

Лечение: Антибиотики широкого спектра действия (пенициллины, устойчивые к в-лактамазе). При выделении стрептококка А – пенициллин. Химиотерапия антибиотиками, к которым выявлена чувствительность микроба – левомицетин, рифампицин.

Профилактика: специфической – нет. Неспецифическая - выявление, лечение больных; проведение планового обследования медперсонала, вакцинация стрептококковый бактериофаг (жидкий) – фильтрат фаголизата стрептококка. Применятся наружно, внутрикожно, в/м., О-стрептолизин сухой (лиофильно высушенный фильтрат бульонной культуры стрептококка – активного продуцента О-стрептолизина. Применяется для постановки серологических реакций – определения анти-О-стрептолизина в сыворотке крови больных).

Принята классификация рода на основании специфического полисахарида С и поверхностных антигенов белковой природы (по Лендсфилду). По С-полисахариду выделяют серогруппы A, В, С, D … О. Экстракты С-полисахарида получают автоклавированием культуры при 1,1 атм 15 мин, обработкой её горячей соляной кислотой, азотной кислотой, формамидом, пепсином, трипсином. Серологическая специфичность связана с аминосахарами. У S. группы А, дающих матовые или слизистые колонии, на поверхности находится М-белок, который детерминирует типовую специфичность. В группе А по этому признаку выделяют 55 варов, определяемых с помощью реакции агглютинации или реакции преципитации с типоспецифическими сыворотками. М-белок обладает актифагоцитарной активностью, выраженными протективными свойствами. Вспомогательную роль в дифференциации играют также поверхностные Т и R антигены. Т-антиген термолабилен, устойчив к пепсину , трипсину и кислотам.

Заболевания, вызываемые стрептококками

Литература

• Красильников А.П. Микробиологический словарь-справочник. - Мн: «Беларусь», 1986. - С. 288-289.

Wikimedia Foundation . 2010 .