X. Грамотрицательные кокки

10.1. Семейство Neisseriaceae

К семейству Neisseriaceae относятся роды Neisseria, Kingella, Eikenella, Simonsiella, Alysiella.

Род Neisseria включает более 10 видов, основными патогенами для человека являются возбудители менингокковых инфекций и гонореи – N. meningitidis и N. gonorrhoeae. Среди остальных родов больше сапрофитов, хотя условно-патогенные представители (Kingella kingae, Eikenella corrodens и др.) могут вызывать оппортунистические инфекции различной локализации, особенно в сочетании с другими микроорганизмами.

Сходные по морфологии с нейссериями моракселлы (семейство Moraxellaceae, род Moraxella, типовой вид M. catarrhalis) также относятся к сапрофитическим или условно-патогенным микроорганизмам; иногда они могут вызывать респираторные инфекции, особенно у пожилых лиц со сниженным иммунитетом.

10.1.1. Менингококки

Классификация

Семейство Neisseriaceae, род Neisseria, вид Neisseria meningitidis.

Вызывают тяжелое острое инфекционное антропонозное заболевание, протекающее в виде эпидемического цереброспинального менингита, менингоэнцефалита, менингококкового сепсиса (менингококцемии) или назофарингита.

Возбудитель был выделен от больного менингитом в 1887 г. А. Вексельбаумом.

Морфология

Грамотрицательные диплококки бобовидной формы, обращенные вогнутой поверхностью друг к другу (напоминают кофейные зерна), имеют множественные пили и фимбрии.

Возбудители окружены наружной мембраной, состоящей из белков, липидов и олигосахаридов. Патогенные штаммы покрывает капсула, прикрепленная к наружной мембране.

Спор не имеют, неподвижны.

Культуральные свойства

Очень требовательны к условиям культивирования, на простых средах не растут. Растут на средах с нативным белком (сывороточный, шоколадный или кровяной агары) и повышенной влажностью; среда должна быть свежей и подогретой. Оптимум температуры 37⁰С. Для культивирования необходимо наличие 5-10% углекислоты. На плотных средах через 48 ч образуют прозрачные, бесцветные блестящие колонии без гемолиза; возможна диссоциация на R- и S-формы.

Биохимические свойства

По типу дыхания аэробы или факультативные анаэробы. Разлагают до кислоты глюкозу и мальтозу, протеолитической активности не проявляют. Выделяют оксидазу и каталазу.

Антигеная структура

Обладают белковыми и полисахаридными АГ, расположенными в клеточной стенке и капсуле.

Антигенная структура весьма вариабельна. Это обусловлено высокой генетической изменчивостью возбудителей со способностью к внутрихромосомной рекомбинации и генетическому обмену с другими бактериями.

По капсульным полисахаридным антигенам все менингококки подразделены на 13 серогрупп (А, В, С, D, Е (29Е), Н, J, К, L, W (W135), Х, Y, Z).

Наиболее вирулентными являются менингококки из группы А, В, С, Х, W135. Представители группы А вызывают эпидемические вспышки, групп В, С и W вызывают спорадические заболевания.

По белковым АГ наружной мембраны они подразделяются на серовары (1-20).

Липоолигосахарид (ЛОС) клеточной стенки менингококков не имеет боковых углеводных цепей. По нему различают 13 иммунотипов менигококков.

Факторы патогенности

– пили и белки наружных мембран обеспечивают адгезию возбудителя к эпителию слизистой оболочки носоглотки и мозговых оболочек;

– полисахаридная капсула является основным фактором вирулентности, обеспечивает выживание менигококков в кровотоке, защищает от фагоцитоза, действия комплемента и антител;

– эндотоксин – липоолигосахарид клеточной стенки; в отличие от других эндотоксинов способен выделяться возбудителем в среду в составе мембранных пузырьков; стимулирует гиперпродукцию макрофагами и Т-клетками провоспалительных цитокинов (ИЛ 1, α-ФНО, ИЛ 8, ИЛ 12, γ-интерферона), колониестимулирующих факторов;

– IgА-протеазы разрушают секреторный Ig А в области шарнирной части, подавляют местный иммунитет;

– гиалуронидаза и нейраминидаза – ферменты инвазии;

– белки-рецепторы к трансферрину и лактоферрину; обеспечивают поступление ионов железа в микробные клетки, что необходимо для их размножения.

Резистентность

Менингококки малоустойчивы во внешней среде, погибают при высушивании через несколько часов. Очень чувствительны к низким температурам и ко всем дезинфицирующим средствам (1% раствор фенола вызывает их гибель в течение 1 мин).

Патогенез и клиническая характеристика менингоккоковой инфекции

Заболевание антропонозное. Источники инфекции: бактерионосители и пациенты с инфекцией. Наиболее восприимчивы к возбудителю дети младшего возраста, особенно до одного года.

Пути передачи – преимущественно воздушно-капельный, в меньшей степени контактный, входные ворота – носоглотка.

В развитых странах болезнь обычно вызывается штаммами серогрупп В и С, в развивающихся – группы А (вызывают вспышки инфекции) или, реже, группы С.

Наиболее часто встречаются такие формы менингококковой инфекции, как бактерионосительство и менингококковый назофарингит. Существенно реже развиваются тяжелые системные формы заболевания: цереброспинальный менингит и менингококкцемия (сепсис). Считается что, на один случай генерализованной инфекции приходится до 5000 случаев носительства. В единичных случаях могут возникать менингококковые пневмонии, артриты и др.

Системные менигококковые инфекции носят инвазивный характер.

Менингококки адсорбируются на эпителии и первоначально вызывают местный процесс в виде воспаления задней стенки глотки. Белки наружных мембран возбудителя взаимодействуют с сиалированными мембранными рецепторами (CD46 и далее с CD66). Это обеспечивает прочную адгезию возбудителей и последующее их прохождение через мембрану эпителиоцитов посредством эндоцитоза. Аналогичным образом менингококки проникают в эндотелиоциты и фагоциты.

В дальнейшем возбудитель проникает в кровь и частично гибнет под действием бактерицидных факторов. Капсула способствует выживанию возбудителя в этих условиях.

При недостаточном уровне АТ к менигококку он гематогенно распространяется по организму и попадает в ЦНС.

Происходит выделение эндотоксина (ЛОС), который стимулирует синтез большого количества провоспалительных цитокинов. Эндотоксин, наряду с другими факторами патогенности, вызывает клинические проявления инфекции вплоть до эндотоксического шока. Генерализованное поражение сосудов микроциркуляции, включая сосуды ЦНС, приводит к ишемии органов и тканей и гиперкоагуляции. В последнем случае может развиваться синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания с тромбозами и кровоизлияниями.

Инкубационный период болезни в зависимости от формы инфекции составляет от нескольких часов до нескольких дней.

При эпидемическом цереброспинальном менингите происходит гнойное поражение мягких мозговых оболочек.

Болезнь развивается остро. Характерна лихорадка до 39-40^оС, головная боль, рвота, менингеальный синдром, поражение черепно-мозговых нервов. Летальность при данной форме составляет от 1 до 5%, особенно при развитии энцефалита. После заболевания могут сохраняться остаточные неврологические расстройства (до 10-20% больных).

При генерализации процесса развивается менингококцемия или менингококковый сепсис – лихорадка, озноб, головная боль, обильная сыпь за счет поражения сосудистой стенки поверхностных сосудов в виде «синеватых паучков», возникают кровоизлияния в надпочечники (синдром Уотерхауза-Фридриксена), нарушается свертывающая система крови. При молниеносных (фульминантных) формах летальность может достигать 20-50% или даже более.

Менингококковый назофарингит сходен с обычным катаральным воспалением верхних дыхательных путей.

Наиболее распространено бессимптомное носительство менингококков. До 10% взрослых людей могут в течение жизни периодически колонизироваться менингококками и выделять их.

После заболеваний возникает стойкий гуморальный группо- и типоспецифический иммунитет. Элиминация возбудителя осуществляется комплементсвязывающими антителами за счет активации комплемента по классическому пути. У новорожденных пассивный естественный иммунитет от матери сохраняется до 3-5 месяцев.

Лабораторная диагностика

Материал зависит от формы инфекционного процесса. Исследуют ликвор, кровь, а также слизь из носоглотки при любой форме заболевания. Материал для исследования берут до начала лечения антибиотиками и предохраняют его от неблагоприятных факторов, особенно колебаний температуры. Ликвор в норме прозрачный и при пункции вытекает каплями, при менингите он мутный и вытекает струей под давлением.

При микроскопическом методе готовят мазки из осадка ликвора, окрашивают по Граму и выявляют грамотрицательные парные кокки внутри фагоцитов и вне их.

Для выявления антигена в ликворе ставят реакцию преципитации, пассивной гемагглютинации с антительным эритроцитарным диагностикумом, а также РИФ.

При проведении бактериологического метода делают посев на кровяной или сывороточный агар с добавлением антибиотиков ванкомицина, амфотерицина или ристомицина. Инкубируют при температуре 37⁰С и доступе углекислоты в течение 48 часов, идентифицируют культуру по культуральным, морфологическим и биохимическим свойствам. Дополнительно в реакции агглютинации определяют серогруппу, а в реакции преципитации серовар возбудителя.

Дифференцируют менингококки от других видов нейссерий – частых обитателей слизистых верхних дыхательных путей.

Серологический метод используют при стертых формах менингококковых инфекций. Выявляют антитела в РПГА или ИФА.

Лечение

С учетом крайне быстрого прогрессирования болезни, при подозрении на менингококковую инфекцию лечение антибиотиками должно начинаться еще до поступления больного в стационар и до проведения лабораторных диагностических исследований.

Возбудитель сохраняет полную чувствительность к β-лактамам, отсюда препаратом выбора является бензилпенициллин (пенициллин G). В случае аллергии на пенициллины применяют цефтриаксон, хлорамфеникол или азалиды.

Назначается дезинтоксикационная инфузионная терапия, при синдроме токсического шока возможно использование глюкокортикоидов.

Профилактика

Неспецифическая профилактика включает выявление и санацию носителей, изоляцию и лечение больных, дезинфекцию помещений, где находился больной до госпитализации.

По эпидпоказаниям вводят химическую вакцину из высокоочищенных полисахаридных фракций менингококков группы А, С, Y, W135. Она обеспечивает высокий уровень защиты до 2-3 лет после вакцинации.

Проблемой пока остается разработка вакцины против менингококков серогруппы В. В настоящее время проходят клинические испытания несколько таких вакцин, которые основаны на белках наружной мембраны данных возбудителей.

10.2. Гонококки

Возбудитель был открыт в 1879 г. немецким ученым А. Нейссером. С его именем связано название всего семейства – Neisseriaceae.

Классификация

Семейство Neisseriaceae, род Neisseria, вид N. gonorrhoeae.

Neisseria gonorrhoeae вызывают тяжелое гнойно-воспалительное поражение урогенитального тракта – гонорею и бленнорею (гонококковый конъюнктивит новорожденных, которые инфицируются при прохождении через родовые пути больной матери).

Генетически гонококки весьма близки менингококкам (более 70% гомологии ДНК). Тем не менее, имеющиеся между ними отличия, приводящие к возникновению самостоятельных инфекционных процессов, обеспечивают их принадлежность к разным видам возбудителей.

Морфология

Гонококки – мелкие грамотрицательные парные кокки бобовидной формы; не имеют спор, жгутиков. В отличие от менингококка не имеют капсулы. Имеют многочисленные адгезины в составе пилей, которые обеспечивают адсорбцию возбудителя на цилиндрическом эпителии урогенитального тракта.

Культуральные свойства

Гонококки очень прихотливы к питательным средам. Растут только на средах с человеческим белком (кровяной, сывороточный, асцитический агары), рН среды 7,2-7,4, оптимальная температура роста 37⁰С. На этих средах гонококки могут давать два вида колоний. Вирулентные особи, имеющие пили, образуют мелкие, блестящие, бесцветные, прозрачные или с помутнением (последний признак зависит от синтеза Opa-белков). На жидких средах рост диффузный. Может образовываться пленка, которая постепенно оседает на дно. Длительность роста 24-48 часов. Для роста первых генераций необходимо наличие 5-10% углекислоты. На кровяном агаре не дают гемолиза.

Биохимические свойства

По типу дыхания гонококки являются аэробами или факультативными анаэробами.

Из углеводов разлагают только глюкозу до кислоты, не образуют аммиака, индола, сероводорода.

Выделяют каталазу, оксидазу,

Антигенная структура

Обладают широким набором белковых и полисахаридных антигенов, основная часть которых весьма вариабельна.

В состав пилей входит белок-антиген пилин (более 100 вариантов); в состав пор – белки порины PorA (18 вариантов) и PorB (28 вариантов). Многими модификациями представлены Ора-белки, играющие важную роль в адгезии.

Полисахаридные антигены входят в состав липоолигосахарида (ЛОС), который, в отличие от ЛПС других грамотрицательных бактерий, не имеет длинных боковых цепей О-антигена.

Антигенными свойствами также обладают IgA-протеазы.

Смена антигенных вариантов у гонококков (фазовая вариация) обеспечивается генетическими механизмами. Происходит генетическое переключение между аллельными генами, кодирующими разные формы одного белка. Частота данного процесса высока (1 на 1000 микробных клеток). Это позволяет возбудителю постоянно менять свой фенотип, ускользая от иммунного ответа.

Кроме того, часть антигенов имеет мозаичное строение и кодируется несколькими генными сегментами, что также увеличивает их структурную изменчивость.

Резистентность

Гонококки очень неустойчивы к действию факторов окружающей среды. Разрушаются при температуре выше 40⁰С и резком охлаждении, чувствительны к нитрату серебра в разведении 1:10 000, к 1% раствору фенола, 0,05% раствору хлоргексидина, к антибиотикам.

Факторы патогенности

- пили обеспечивают прикрепление гонококков к эпителиальным клеткам, в адгезии участвуют пилины, порины и Ора-протеины; лишенные пилей бактерии авирулентны;

- Ора и Por-белки стимулируют внутриклеточную инвазию возбудителя и угнетают фагоцитоз, препятствуя образованию фаголизосомы;

- липоолигосахарид обладает токсичным действием (эндотоксин), стимулирует воспаление;

- IgА1-протеазы гидролизуют секреторные IgА, нарушая местный иммунитет слизистых оболочек; кроме того, они способны разрушать некоторые белки фагоцитов, подавляя фагоцитоз;

- β-лактамазы инактивируют пенициллины, цефалоспорины;

- рецепторы к трансферрину обеспечивают поступление железа в микробные клетки; штаммы, не имеющие данных рецепторов, авирулентны;

- в отличие от менингококков, гонококки имеют плазмиды, которые обеспечивают их способность к конъюгации и устойчивость ко многим антибиотикам; в целом для гонококков характерна высокая частота генетического переноса между отдельными клетками.

Патогенез и клиническая характеристика заболевания

Заболевание антропонозное. Источник инфекции – больной человек. Путь передачи – половой, реже контактный. Имеют большое значение вирулентность возбудителя и специфическая резистентность организма. В целом для инфекции достаточно 10³ клеток высоковирулентного штамма.

При незащищенном половом контакте вероятность инфекции для женщин – до 50%, мужчин – 30-50%.

Входные ворота – цилиндрический эпителий уретры (особенно у мужчин), шейки матки, в отдельных случаях – эпителий конъюнктивы, прямой кишки. Гонококки адсорбируются на поверхностных структурах клеток цилиндрического эпителия. Пилины взаимодействуют с сиалированными клеточными рецепторами (например, CD46), Ора-белки – с молекулами CD66 и протеогликанами. Происходит внутриэпителиальная инвазия возбудителя. Далее гонококки проникают в субэпителиальный слой и активируют острое местное воспаление. Воспаление поддерживается выделением из микробных клеток фрагментов пептидогликана и липоолигосахарида, при этом возбудитель может сохранять жизнеспособность.

Лейкоциты поглощают возбудителя по принципу эндоцитоза. Выражен незавершенный фагоцитоз. Гонококки размножаются внутри фагоцитов, при этом выделяются провоспалительные цитокины и хемокины. При переходе воспаления в хроническую форму происходит усиление синтеза соединительной ткани с фиброзом воспалительного очага, что приводит к осложнениям заболевания, включая бесплодие. Если гонококки проникают в кровь, то возможна диссеминация процесса с поражением кожи и суставов.

Выделяют острую и хроническую форму гонореи (обычно более двух недель). У мужчин заболевание протекает преимущественно остро, в виде уретрита с дизурией и обильными гнойными выделениями. У женщин более чем в 50% случаев болезнь протекает стерто, может принимать первично-хроническую форму, отсюда увеличивается риск передачи инфекции при половом контакте.

При распространении инфекции у мужчин возникают эпидидимит, орхит, у женщин – вульвовагинит, эндометрит, сальпингит, процесс может переходить на брюшину. В отсутствие лечения распространяющийся фиброз и спайки ведут к стриктурам уретры, обтурации семявыносящего протока, фаллопиевых труб, что приводит к бесплодию.

Иммунитет не формируется вследствие выраженной изменчивости возбудителя. Антитела защитной роли не играют.

При беременности и родах матери с гонококковой инфекцией возможно развитие острого гнойного конъюнктивита (бленнореи) у новорожденного. В отсутствие профилактики это может приводить к потере зрения.

Лабораторная диагностика

Материал: отделяемое из уретры, цервикального канала, при бленнорее – отделяемое конъюнктивы глаза, при диссеминированной инфекции – кровь.

Бактериоскопический метод. Выявляют грамотрицательные парные бобовидной формы кокки, незавершенный фагоцитоз.

Бактериологический метод используют при стертых формах гонореи. Делают посев на подогретые сывороточные среды в инкубаторах с доступом 5-10% углекислоты. Колонии бесцветные, мелкие. Идентификация возбудителя проводится по морфологическим свойствам при микроскопии культуры; по биохимическим свойствам (разлагают только глюкозу, выделяют цитохромоксидазу); по антигенным свойствам в реакции преципитации.

Экспресс-диагностика направлена на выявление антигена в исследуемом материале. Для этого используют РИФ или ИФА.

Серологический метод имеет ограниченное значение вследствие высокой вариабельности возбудителя. Может применяться при хронической и стертой форме гонореи. Для определения антител используют ИФА.

В качестве подтверждающего теста для определения в материале нуклеиновой кислоты возбудителя могут применяться методы ПЦР.

Лечение

В настоящее время происходит повсеместное нарастание устойчивости гонококков к большинству назначаемых антибиотиков. Это связано с высокой изменчивостью и быстрой адаптацией возбудителя. Отсюда препараты, которые широко применялись ранее (например, бензилпенициллин или тетрациклин), в настоящее время не используются. Возможно применение фторхинолонов, однако постепенно происходит рост устойчивости гонококков и к фторхинолонам.

Отсюда для лечения рекомендуются эффективные цефалоспорины III поколения (цефтриаксон), азитромицин или доксициклин. Тем не менее, в 2011 г. впервые описаны штаммы гонококков, устойчивые к цефтриаксону. Для лечения в этих случаях рекомендованы комбинации вышеуказанных препаратов.

При хронической или стертой форме гонорее иногда вводят гоновакцину из инактивированных штаммов гонококка.

Профилактика

Основные меры профилактики неспецифические. Для профилактики бленнореи новорожденным закапывают в глаза 30% раствора сульфацила натрия (альбуцида), за рубежом применяют глазные мази с азитромицином или тетрациклином.