4.3. Факторы патогенности и вирулентность

Многие эпидемические штаммы MRSA продуцируют пирогенные токсины, обладающие суперантигенной активностью (PTSAgs), к числу которых принадлежат энтеротоксины А, В, С и токсин синдрома токсического шока (TSST-1). Взаимодействуя с вариабельной областью бета-цепи рецепторов Т-клеток PTSAgs активируют значительную популяцию (10 - 50%) Т-лимфоцитов, что приводит к выбросу большого количества цитокинов. Суперантигены способны разрушать эндотелиальные клетки и могут элиминировать нейтрофилы из очагов воспаления. Они являются причиной или осложняют патогенез острых и хронических заболеваний человека, таких как септический шок, сепсис, септические артриты, гломерулонефрит и некоторых других. Неменструальный синдром токсического шока может быть ассоциирован не только со штаммами-продуцентами TSST-1, но и со штаммами, продуцирующими энтеротоксины А, В и С. Следует иметь в виду, что распознавание постхирургического токсического шока нередко бывает затруднено вследствие отсутствия характерных для золотистого стафилококка признаков нагноения в области хирургической раны. Отмечена корреляция между сенсибилизацией стафилококковыми энтеротоксинами А и В и тяжестью течения таких заболеваний, как аллергический ринит, атопический дерматит, бронхиальная астма, реактивные артриты. Гены, детерминирующие синтез PTSAgs, могут находиться на мобильных генетических элементах (бактериофагах "островах патогенности") в составе хромосомы MRSA.

Вопрос о вирулентности MRSA остается дискутабельным. Они практически не вызывают заболевания у здоровых лиц из числа медицинского персонала. Вместе с тем, в многочисленных исследованиях показано, что прогноз при тяжелых формах внутрибольничных инфекций, таких как пневмония и бактериемия, значительно хуже среди пациентов, инфицированных MRSA, по сравнению с пациентами, инфицированными метициллинчувствительными S.aureus.

4.4. Генетический контроль устойчивости к метициллину

и особенности фенотипической экспрессии

Мишенью действия бета-лактамных антибиотиков (как пенициллинов, так и цефалоспоринов) являются транс- и карбоксипептидазы - ферменты, участвующие в биосинтезе основного компонента клеточной стенки микроорганизмов - пептидогликана. Благодаря своей способности связываться с пенициллином и другими бета-лактамами данные ферменты получили название пенициллинсвязывающих белков (ПСБ). У Staphylococcus aureus имеются 4 ПСБ, отличающиеся как по молекулярной массе, так и по функциональной активности. Устойчивость метициллинрезистентных штаммов золотистого стафилококка (MRSA) к бета-лактамным антибиотикам обусловлена продукцией дополнительного пенициллинсвязывающего протеина - ПСБ-2', отсутствующего у чувствительных микроорганизмов. При подавлении бета-лактамным антибиотиком активности основных пенициллинсвязывающих белков ПСБ-2', в силу своего более низкого сродства к препаратам данной группы, продолжает функционировать и сохраняет микробной клетке жизнеспособность. Синтез ПСБ-2' кодируется геном mecA, расположенным на хромосоме S.aureus, в специфической области, обнаруживаемой только у метициллинрезистентных штаммов стафилококка - mec ДНК. Mec ДНК представляет новый класс мобильных генетических элементов, который получил название стафилококковая хромосомная кассета mec (Staphylococcal chromosomal cassette mec = SCCmec). Выявлено существование 4 типов SCCmec, различающихся как размерами (от 21 до 66 т.п.н.), так и набором генов, составляющих данные кассеты. Разделение на типы основано на различиях в генах, образующих собственно комплекс mec, и в наборе генов, кодирующих рекомбиназы ccrA и ccrB, входящих в различных сочетаниях в стафилококковую хромосомную кассету (рис. 1). Комплекс mec может включать: mecA - структурный ген, детерминирующий синтез ПСБ-2'; mecI - регуляторный ген, влияющий на транскрипцию mecA; mecR1 - ген, передающий внутрь клетки сигнал о наличии в среде бета-лактамного антибиотика; а также инсерционные последовательности IS431 и IS1272. В настоящее время известны 4 варианта комплекса mec (рис. 2).X

Кроме того, различия между типами кассет mec обусловлены присутствием ряда дополнительных генов, расположенных в генетических областях J1a, J1b.

Характеристика типов SCCmec

Тип Размер Тип ccr Класс mec

SCCmec (т.п.н.)

I 34 1 B

II 52 2 A

III 66 3 A

IVa 25 2 B + область

J1a

IVb 21 2 B + область

J1b

IVc 26 2 C

Рис. 1. Типы SCCmec

Генетическая структура комплексов mec

различных классов

- Класс A, IS431 - mecA-mecR1-mec1

- Класс B, IS431 - mecA-ДЕЛЬТА mecR1-IS1272

- Класс C, IS431 - mecA-ДЕЛЬТА mecR1-IS431

- Класс D, IS431 - mecA-ДЕЛЬТА mecR1

Рис. 2. mecA - структурный ген, детерминирующий синтез

ПСБ-2'; mecI - регуляторный ген, влияющий на транскрипцию

mecA; mecR1 - ген, передающий внутрь клетки сигнал

о наличии в среде бета-лактамного антибиотика;

IS431 и IS1272 - инсерционные последовательности

Уникальность метициллинрезистентности заключается также и в существовании феномена гетерорезистентности, суть которого состоит в том, что в условиях инкубации при 37 °С не все клетки популяции проявляют устойчивость к оксациллину. Генетический контроль феномена гетерорезистентности до настоящего времени полностью не выяснен. Известно только, что на экспрессию устойчивости могут влиять регуляторные гены бета-лактамазы, а также ряд дополнительных генов, так называемые fem (factors essential for methicillin resistance) или aux, локализованные в различных частях хромосомы S.aureus, вне SCCmec. Сложность регуляции проявляется в фенотипических различиях. Выделяют 4 стабильных фенотипа (класса) резистентности. Первые три класса являются гетерогенными. Это означает, что в популяциях стафилококков, относящихся к этим классам, присутствуют субпопуляции микробных клеток с разным уровнем резистентности. При этом клоны стафилококков, получаемые из изолированных колоний (образовавшихся при рассеве первичной культуры) по популяционному составу полностью совпадают с исходной культурой.

Класс 1. Рост 99,99% клеток подавляется оксациллином в концентрации 1,5 - 2 мкг/мл, рост 0,01% микробов подавляется только при 25,0 мкг/мл.

Класс 2. Рост 99,9% клеток подавляется при концентрации оксациллина 6,0 - 12,0 мкг/мл, тогда как рост 0,1% микробов подавляется при концентрации > 25,0 мкг/мл.

Класс 3. Рост 99,0 - 99,9% клеток подавляется при концентрации 50,0 - 200,0 мкг/мл и только рост 0,1 - 1% микробной популяции подавляется при концентрации оксациллина 400,0 мкг/мл.

Класс 4. Представители этого класса характеризуются гомогенным уровнем устойчивости, который превышает 400,0 мкг/мл для всей популяции.

В связи с наличием гетерогенности по устойчивости к оксациллину могут возникать трудности при идентификации MRSA традиционными микробиологическими методами.