1.2 Семейство Streptococcaceae

Стрептококки впервые обнаружены в тканях человека при рожистом воспалении и раневых инфекциях (Т. Бильрот, 1874), а также при септицемиях и гнойных поражениях (Л. Пастер, 1880).

К семейству Streptococcaceae относится род Streptococcus, содержащий основных патогенных для человека возбудителей, а также род Lactococcus.

Резистентность

Стрептококки группы А встречаются повсеместно. Бактерии часто колонизируют кожные покровы и слизистые оболочки человека. Микроорганизмы длительно сохраняются при низких температурах, устойчивы к высушиванию, в гное, мокроте сохраняются месяцами. При температуре 70⁰С они погибают в течение 1 часа, а 3% фенол убивает их через 15 минут.

Патогенез и характеристика стрептококковых инфекций

Основным возбудителем заболеваний человека является S. pуogenes – b-гемолитический стрептококк из группы А. Он может вызывать патологию любых органов или тканей. При этом развиваются как местные гнойно-воспалительные инфекции, так и системные инвазивные процессы.

Среди местных стрептококковых инфекций наблюдаются нагноения ран, стрептококковая ангина и фарингит, пиодермия (импетиго), острое воспаление подкожной жировой клетчатки (целлюлит), рожистое воспаление.

К системным и инвазивным процессам относят скарлатину, некротический фасциит, синдром токсического шока и септицемию (стрептококковый сепсис).

К аутоиммунным заболеваниям, возникающим после стрептококковой инфекции, относятся ревматическая лихорадка (ревматизм) и пост-стрептококковый острый гломерулонефрит.

Пути передачи стрептококковых инфекций: основной – воздушно-капельный, может быть контактный, в том числе через поврежденные кожные покровы.

Стрептококковая ангина (фарингит) – это наиболее частая инфекция, вызываемая b-гемолитическими стрептококками. Бактерии присоединяются к носоглоточному эпителию с помощью многочисленных адгезинов (липотейхоевая кислота, гиалуроновая кислота капсулы и др.) Для заболевания характерно острое гнойное воспаление миндалин, регионарный лимфаденит. При тяжелом течении могут развиваться паратонзиллярные абсцессы.

Стрептококковая пиодермия (импетиго) характеризуется образованием пузырей и эрозий на коже с гнойным отделяемым. Процесс может распространяться в нижележащие ткани с развитием острого воспаления подкожной жировой клетчатки (целлюлит или флегмона).

Специфической стрептококковой инфекцией, поражающей кожные покровы, является рожистое воспаление. Штаммы стрептококков группы А или, гораздо реже, группы В, проникают в кожу через поврежденный эпидермис. Развивается лихорадка. Образуются четко очерченные очаги воспаления красно-коричневого цвета с отеком, которые могут распространяться. Чаще поражаются кожные покровы лица или нижних конечностей. Ведущую роль в патогенезе болезни играют пирогенные и митогенные экзотоксины возбудителя.

Некротический фасциит (или стрептококковая гангрена) – это тяжелая стрептококковая инфекция тканей и фасциальных пространств, расположенных под кожей. Она имеет тенденцию к активному распространению. Действие токсинов стрептококка и гнойное воспаление приводит к быстрому некрозу тканей (гангрене).

Скарлатина – острое системное инфекционное заболевание, которое вызывают b-гемолитические стрептококки группы А. В патогенезе болезни ведущую роль играют пирогенные экзотоксины S. pуogenes. Заболевание наиболее часто встречается в детском возрасте.

Источник инфекции – больной человек со стрептококковой инфекцией или носитель патогенного стрептококка.

Путь передачи – воздушно-капельный.

Инкубационный период –2-7 дней.

Стрептококки попадают на слизистую оболочку миндалин, мягкого неба, задней стенки глотки, вызывают воспалительную реакцию за счет выделения токсинов.

Для болезни характерно острое начало: озноб, лихорадка, нарастание интоксикации. Увеличиваются регионарные лимфоузлы.

Под действием пирогенных токсинов А, В и С поражаются периферические кровеносные сосуды. На коже повсеместно возникает мелкоточечная сыпь. Типичен вид пациента – на фоне гиперемии лица выделяется бледный носогубный треугольник. Сыпь сохраняется 3-5 дней, затем развивается шелушение.

Стрептококки могут гематогенно распространяться в другие ткани и органы. Это способствует развитию пост-стрептокококковых аутоиммунных осложнений, включая ревматическую лихорадку и гломерулонефрит.

Синдром токсического шока и септицемия являются наиболее тяжелыми генерализованными стрептококковыми инфекциями.

Синдром токсического шока возникает в результате сочетанного действия стрептококковых токсинов. Обладая свойствами суперантигенов и митогенов, экзотоксины резко усиливают выработку провоспалительных цитокинов клетками системы иммунитета. Страдают сосуды микроциркуляции, функция внутренних органов, значительно снижается артериальное давление (развивается коллапс). Наиболее часто токсический шок вызывают стрептококки М-сероваров 1 и 3.

Стрептококковая септицемия возникает при гематогенном и лимфогенном распространении возбудителя и протекает как синдром системного воспалительного ответа (ССВО). Состояние характеризуется поражением всех органов и систем. Развивается тяжелая полиорганная недостаточность. Летальность составляет 30% и более. В прошлом сепсис и токсический шок часто возникали у женщин после родов (родильная горячка) из-за развития гнойного стрептококкового эндометрита.

Как местные (ангина), так и системные (скарлатина и др) стрептококковые инфекции могут приводить к развитию аутоиммунных заболеваний и осложнений. К ним относятся ревматическая лихорадка и острый постстрептококковый гломерулонефрит.

Антигены стрептококка в ходе инфекции вызывают образование многочисленных антител. Часть из таких АТ может быть направлена к антигенам собственных тканей (аутоантитела). Это происходит из-за того, что компоненты возбудителя (в частности, М-протеин) проявляют антигенное сходство с некоторыми белками тканей человека (антигенная мимикрия).

Ревматическая лихорадка – это тяжелое системное воспалительное заболевание, которое развивается по аутоиммунным механизмам после инфекции, вызванной -гемолитическими стрептококками группы А.

Обычно болезнь проявляется через 2-5 недель после первичной инфекции. Патология поражает преимущественно детей и молодых лиц. В процесс вовлекаются все органы и системы.

Возникает лихорадка, развивается кожная эритема и «мягкий» полиартрит без деформации суставов, прогрессирует системный васкулит. Из-за повреждения сосудов нарушается функция ЦНС (развивается хорея).

Наиболее тяжелым признаком ревматической лихорадки является поражение сердца (ревмокардит), который протекает как эндомиокардит и перикардит.

Без адекватного лечения эндомиокардит приводит к поражению клапанов сердца (вальвулит) и развитию порока сердца (хроническая ревматическая болезнь сердца).

Периоды обострения ревматической болезни сменяются периодами ремиссии. С каждым новым обострением поражение клапанов прогрессирует; в итоге развивается хроническая недостаточность кровообращения.

Считается, что аутоиммунный процесс при ревматизме стимулируется белком М стрептококка. Белок М проявляет антигенную мимикрию с протеинами человека – кардиомиозином, тропомиозином, компонентами соединительной ткани (ламинином, кератином и другими белками). Образующиеся аутоантитела активируют комплемент и клетки-эффекторы, что приводит к повреждению тканей.

Прямая связь стрептококков группы А с ревматической лихорадкой подтверждается тем, что в острой фазе болезни всегда обнаруживаются иммунологические признаки перенесенной ранее инфекции, включая повышение титров АТ к стрептококковым АГ.

Острый постстрептококковый гломерулонефрит в настоящее время встречается редко. Это типичное иммунокомплексное заболевание. Возникает через 2-3 недели после стрептококковой инфекции.

Наиболее «нефритогенными» являются штаммы S. pyogenes серовара М12. Это связано с тем, что протеин М12 проявляет антигенную мимикрию с белками базальных мембран почечных клубочков.

В развитии гломерулонефрита принимает участие несколько механизмов. Иммунные комплексы, включающие антигены стрептококков, оседают на базальных мембранах клубочков. Аутоантитела также связываются с белками базальных мембран. При этом происходит активация системы комплемента с разрушением гломерул. Прямым повреждающим действием на почки обладают также сами токсины и ферменты стрептококков. Болезнь может завершиться развитием почечной недостаточности.

Помимо вирулентных стрептококков из группы А, заболевания у человека могут вызывать и многие другие представители семейства Streptococcaceae.

S. agalactiae (серогруппа В) вызывает тяжелые послеродовые инфекции, в первую очередь – менингит новорожденных и сепсис. Этот стрептококк является ведущей причиной менингита у детей до двухмесячного возраста.

Обычно S. agalactiae колонизирует слизистую влагалища, при этом он может обнаруживаться у 10% здоровых женщин. В время беременности носительство возрастает до 30%. Ребенок инфицируется при прохождении через родовые пути матери. Наиболее вирулентным является III серовар возбудителя (определяется по полисахаридному антигену капсулы).

Заболевание протекает очень тяжело, летальность при менингите достигает 30-50%.

У взрослых S. agalactiae могут вызывать флегмону, урогенитальные поражения, редко – менингит.

S. dysgalactiae (группа С) и S. anginosus (группа F) иногда вызывают пиогенные инфекции, заболевания дыхательной системы, урогенитального тракта.

S. mitis, S. sanguis, S. salivarius, S. mutans и S. sobrinus относятся к зеленящим α-гемолитическим стрептококкам.

S. mutans и S. sobrinus принимают активное участие в образовании зубных бляшек и возникновении кариеса зубов.

Основным кариесогенным стрептококком является S. mutans. Возбудитель имеет фермент гликозилтрансферазу, который образует полисахарид декстран из сахарозы. Это способствует прикреплению стрептококков к поверхности зубов с образованием зубной бляшки и кариозного пятна. Кроме того, данный вид из углеводов образует в большом количестве молочную кислоту, что приводит к растворению зубной эмали.

Другие зеленящие стрептококки, особенно S. mitis, могут в отдельных случаях вызывать подострый септический бактериальный эндокардит с поражением сердечных клапанов.

S. pneumoniae или пневмококк является основным возбудителем внегоспитальной пневмонии у детей и взрослых.

По данным ВОЗ, пневмококковая пневмония на рубеже ХХ-ХХI веков являлась одной из ведущих причин детской смертности в мире, вызывая более 1 млн смертельных случаев ежегодно у детей до 5 лет.

Возбудитель обладает капсулой, предохраняющей от фагоцитоза, многочисленными адгезинами и набором токсинов и ферментов патогенности. Среди них выделяют гемолизин (пневмолизин), гиалуронидазу, IgA-протеазу. Значение в патогенезе имеет субстанция С – холинсодержащая тейхоевая кислота клеточной стенки. Она специфически реагирует с сывороточным С-реактивным белком. При этом происходит активация системы комплемента по лектиновому пути, выделение цитокинов и других медиаторов, миграция лейкоцитов в очаг воспаления.

Пневмококки могут находиться в носоглотке у многих здоровых людей. При снижении иммунитета и мукоцилиарного клиренса они попадают в нижние дыхательные пути, где развивается инфекция. Этому способствуют предрасполагающие факторы: легочно-сердечная недостаточность, застой в легких, снижение активности фагоцитов, нарушение функции сурфактанта.

Может развиваться как эндогенная, так и экзогенная инфекция из внешнего источника. Экзогенная инфекция передается воздушно-капельным путем. У пациента возникает очаговая либо тяжелая долевая или полисегментарная пневмония. Последний вариант еще называют крупозной пневмонией из-за выделения в альвеолы фибринозно-геморрагического экссудата. Процесс выздоровления длителен и занимает 2-3 недели. В ряде случаев у пациентов развиваются осложнения (отит, менингит, перикардит и др.) Инфекции, вызванные наиболее вирулентным сероваром 3, могут вызывать абсцессы и образование полостей в легочной ткани.

Наряду с пневмонией, S. pneumoniae также является одним из ведущих возбудителей острого среднего отита, бактериального менингита, синусита.

Острый средний отит регистрируется более чем у 20% детей, при этом до 40% случаев заболевания обусловлено непосредственно пневмококком.

В свою очередь, пневмококк является также частой причиной бактериального менингита, возникающего у взрослых. Болезнь протекает очень тяжело, летальность существенно выше, чем при менингококковом менингите (от 15 до 60%). Пневмококковый менингит необходимо дифференцировать от бактериальных гнойных менингитов другой этиологии (см. таблицу 4). Без лабораторного подтверждения диагностика этих заболеваний представляет значительные трудности.

Иммунитет

Иммунитет при инфекциях, вызванных S. pyogenes, типоспецифический, и определяется антителами к соответствующему варианту М-белка. С учетом значительной антигенной вариации последнего, повторные стрептококковые инфекции встречаются часто. Для скарлатины характерен стойкий антитоксический иммунитет, направленный к пирогенным токсинам возбудителя.

После пневмококковой инфекции также развивается типоспецифический иммунитет, антитела связываются с полисахаридными АГ капсулы. Длительность иммунитета составляет 6-12 месяцев.

При аутоиммунных осложнениях стрептококковой инфекции (ревматическая лихорадка, гломерулонефрит) наблюдается высокий уровень антител к стрептолизину-О, стрептококковой гиалуронидазе, ДНКазе.

Лабораторная диагностика стрептококковых инфекций

Материалом для исследования являются гной, мокрота, слизь из зева и носа, кровь, при отите – отделяемое из слухового прохода.

Микроскопический метод включает приготовление мазка и окраску его по Граму; выявляются грамположительные цепочки кокков. В случае обнаружения пневмококков определяются диплококки ланцетовидной формы, окруженные общей капсулой.

Бактериологический метод – основной, проводят посев на чашки Петри с кровяным агаром. Обращают внимание на рост гемолитических и зеленящих колоний, характерных для стрептококков. S. pyogenes и S. agalactiae дают β-гемолиз, пневмококки и зеленящие стрептококки – α-гемолиз.

Из колоний делают мазки, окрашивают по Граму. При обнаружении грамположительных цепочек кокков ставят каталазный тест, который у стрептококков отрицательный. Колонии пересевают на сывороточный бульон или тиогликолевую среду, где стрептококки дают придонный рост.

Далее определяют серогруппу методом преципитации с группоспецифическими сыворотками к полисахаридным АГ или методом ИФА. Следующий этап – определяют серовар возбудителей путем постановки реакции латекс-агглютинации с М-антисыворотками.

Пневмококк типируют в реакции с сыворотками против полисахаридного капсульного антигена.

Проводят дифференциально-диагностические тесты (см. таблицу 5), позволяющие отличить друг от друга основных возбудителей: S. pyogenes, S. agalactiae, S. pneumoniae, зеленящих стрептококков (S. mutans, S. mitis и других).

S. pyogenes чувствителен к антибиотику бацитрацину. Кроме того, это единственный вид, который дает положительный ПИР-тест (гидролиз пирролидонил-β-нафтиламида). Не гидролизует гиппурат натрия.

S. agalactiae гидролизует гиппурат натрия. Также этот возбудитель дает положительный САМР-тест (назван в честь австралийских исследователей Cristie R., Atkins N.E. и Munch-Petersen E., предложивших в 1944  г. данный метод).

Для этого проводят совместное выращивание на глюкозно-кровяном агаре исследуемой культуры стрептококка и штамма стафилококка, вырабатывающего бета-гемолизин. Посев бактерий выполняют взаимно перпендикулярными штрихами.

При наличии S. agalactiae в месте пересечения культур наблюдается гемолиз, приобретающий форму бабочки.

S. pneumoniae (пневмококк) чувствителен к действию химических факторов. Он не растет в присутствии антисептика оптохина, а также в присутствии желчи. Способен разлагать инулин.

Дополнительно пневмококк можно идентифицировать в реакции «набухания капсулы» (по Нейфельду). Наблюдается увеличение размеров капсулы под действием поливалентной противокапсульной сыворотки в присутствии метиленового синего. Учет реакции производят с помощью метода микроскопии.

Иногда для обнаружения S. pneumoniae используют биологический метод. Внутрибрюшинно заражают белых мышей исследуемым материалом. Погибших мышей вскрывают, делают мазки-отпечатки, посев крови и органов на кровяной агар с последующей идентификацией возбудителя. Метод имеет ограниченное применение, так как не все серовары пневмококков патогенны для мышей.

Зеленящие стрептококки (S. mutans, S. mitis и другие) не имеют капсулы, устойчивы к действию оптохина и желчи.

В диагностике ревматической лихорадки используют серологические исследования, в которых определяют титры антител к ферментам и токсинам стрептококка (антистрептолизиновый тест, определение АТ к гиалуронидазе, дезоксирибонуклеазе). Повышенными считают титры не менее 250 Ед.

Лечение

Все стрептококки серогруппы А чувствительны к β-лактамным антибиотикам, включая бензилпенициллин, в меньшей степени – к макролидам и азалидам

Бензилпенициллин (пенициллин G) остается препаратом выбора для лечения внегоспитальных пневмококковых пневмоний, хотя резистентность к нему постепенно увеличивается. Также для лечения пневмоний используют другие β-лактамы (амоксициллин, цефалоспорины), макролиды и азалиды, фторхинолоны (левофлоксацин).

Профилактика

Для предупреждения развития хронических стрептококковых инфекций, связанных с персистенцией возбудителя и образованием L-форм, необходимо проведение адекватной антибиотикотерапии. За детьми, перенесшими повторные ангины, скарлатину устанавливают диспансерное наблюдение.

Специфическая профилактика пневмококковых заболеваний проводится с помощью вакцин, приготовленных из высокоочищенных капсульных полисахаридов тех серовариантов, которые чаще вызывают заболевания. В настоящее время имеются две такие вакцины – 23-валентная пневмококковая полисахаридная вакцина (PPSV23, Пневмо23) и 7-валентная конъюгированная пневмококковая вакцина (PCV7), которая рекомендуется для вакцинации детей моложе 5 лет.