Przyczyny i patogeneza zakażenia paciorkowcami

Przyczyny zakażenia paciorkowcami

Czynnikami wywołującymi zakażenie paciorkowcami są nieruchliwe fakultatywne beztlenowe Gram-dodatnie ziarniaki z rodzaju Streptococcus z rodziny Streptococcaceae. Rodzaj obejmuje 38 gatunków różniących się cechami metabolicznymi, właściwościami kulturowymi i biochemicznymi oraz strukturą antygenową. Podział komórek zachodzi tylko w jednej płaszczyźnie, dlatego są one rozmieszczone parami (dwukropki) lub tworzą łańcuchy o różnej długości. Niektóre gatunki mają otoczkę. Patogeny są zdolne do wzrostu w temperaturze 25-45 °C; optymalna temperatura wynosi 35-37 °C. Na gęstych podłożach odżywczych tworzą kolonie o średnicy 1-2 mm. Na podłożach z krwią kolonie niektórych gatunków są otoczone strefą hemolizy. Obowiązkową cechą charakteryzującą wszystkich przedstawicieli rodzaju paciorkowców są ujemne testy benzydynowe i katalazy. Paciorkowce są odporne w środowisku; mogą przetrwać w wysuszonej ropie lub plwocinie przez wiele miesięcy. Patogeny wytrzymują ogrzewanie do 60°C przez 30 minut: pod wpływem środków dezynfekujących giną w ciągu 15 minut.

Na podstawie struktury polisacharydowych antygenów specyficznych dla grupy (substancja C) ściany komórkowej, istnieje 17 serologicznych grup paciorkowców, oznaczonych literami łacińskimi (AO). W obrębie grup paciorkowce są podzielone na warianty serologiczne na podstawie specyficzności antygenów białkowych M, P i T. Paciorkowce grupy A mają szeroki zakres superantygenów: toksyny erytrogenne A, B i C, egzotoksynę F (czynnik mitogenny), superantygen paciorkowcowy (SSA), toksyny erytrogenne (SpeX, SpeG, SpeH, SpeJ, SpeZ, SmeZ-2). Superantygeny są zdolne do interakcji z antygenami głównego kompleksu zgodności tkankowej wyrażonymi na powierzchni komórek prezentujących antygen oraz ze zmiennymi regionami łańcucha beta limfocytów T, powodując ich proliferację i silne uwalnianie cytokin, TNF-a i interferonu y. Ponadto paciorkowce grupy A są zdolne do wytwarzania biologicznie aktywnych substancji pozakomórkowych: streptolizyn O i S, streptokinazy, hialuronidazy, DNazy B, streptodornazy, lipoproteinazy, peptydazy itp.

Ściana komórkowa paciorkowców obejmuje otoczkę, białko, polisacharyd (antygen grupowo-specyficzny) i warstwę mukoproteinową. Ważnym składnikiem paciorkowców grupy A jest białko M, które strukturą przypomina fimbrie bakterii Gram-ujemnych. Białko M (antygen typowo-specyficzny) jest głównym czynnikiem wirulencji. Przeciwciała przeciwko niemu zapewniają długotrwałą odporność na powtarzające się zakażenia, ale ponad 110 typów serologicznych wyróżnia się strukturą białka M, co znacznie zmniejsza skuteczność reakcji obronnych humoralnych. Białko M hamuje reakcje fagocytarne, działając bezpośrednio na fagocyty, maskując receptory składników dopełniacza i opsonin oraz adsorbując fibrynogen, fibrynę i produkty jej degradacji na swojej powierzchni. Posiada właściwości superantygenu, powodując poliklonalną aktywację limfocytów i powstawanie przeciwciał o niskim powinowactwie. Takie właściwości odgrywają znaczącą rolę w naruszeniu tolerancji na izoantygeny tkankowe i w rozwoju patologii autoimmunologicznej.

Właściwości antygenów typowo specyficznych posiadają również białko T ściany komórkowej i lipoproteinaza (enzym, który hydrolizuje składniki krwi ssaków zawierające lipidy). Paciorkowce różnych wariantów M mogą mieć ten sam typ T lub kompleks typów T. Rozkład serotypów lipoproteinaz dokładnie odpowiada pewnym typom M, ale enzym ten jest wytwarzany przez około 40% szczepów paciorkowców. Przeciwciała przeciwko białku T i lipoproteinazie nie mają właściwości ochronnych. Otoczka zawiera kwas hialuronowy, jeden z czynników wirulencji. Chroni bakterie przed potencjałem przeciwdrobnoustrojowym fagocytów i ułatwia przyleganie do nabłonka. Kwas hialuronowy ma właściwości antygenu. Bakterie są w stanie samodzielnie zniszczyć otoczkę podczas inwazji tkanek poprzez syntezę hialuronidazy. Trzecim najważniejszym czynnikiem patogeniczności jest C5a-peptydaza, która hamuje aktywność fagocytów. Enzym rozszczepia i dezaktywuje składnik dopełniacza C5a, który działa jako silny chemoatraktant.

Paciorkowce grupy A wytwarzają różne toksyny. Miana przeciwciał przeciwko streptolizynie O mają wartość prognostyczną. Streptolizyna S wykazuje aktywność hemolityczną w warunkach beztlenowych i powoduje powierzchniową hemolizę na nośnikach krwi. Obie hemolizyny niszczą nie tylko erytrocyty, ale także inne komórki: streptolizyna O uszkadza kardiomiocyty, a streptolizyna S - fagocyty. Niektóre szczepy paciorkowców grupy A syntetyzują toksynę sercowo-wątrobową. Powoduje ona uszkodzenie mięśnia sercowego i przepony, a także powstawanie ziarniniaków olbrzymiokomórkowych w wątrobie.

Większość izolatów paciorkowców grupy B to S. agalactiae. W ostatnich latach coraz bardziej przyciągają uwagę pracowników służby zdrowia. Paciorkowce grupy B zwykle kolonizują nosogardło, przewód pokarmowy i pochwę. Wyróżnia się następujące serologiczne warianty paciorkowców grupy B: la, lb, Ic, II i III. Bakterie serowarów 1a i III są tropowe dla tkanek ośrodkowego układu nerwowego i dróg oddechowych; często powodują zapalenie opon mózgowych u noworodków.

Spośród innych gatunków, pneumokoki (S. pneumoniae), które powodują większość pozaszpitalnych zapaleń płuc u ludzi, mają duże znaczenie diagnostyczne. Nie zawierają antygenu grupowego i są serologicznie heterogeniczne. Zgodnie ze strukturą antygenów otoczkowych wyróżnia się 84 serologiczne warianty pneumokoków.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Patogeneza zakażenia paciorkowcowego

Najczęściej choroby występują po wniknięciu paciorkowców do błon śluzowych gardła i nosogardła. Kwas lipotejchojowy, który jest częścią ściany komórkowej, białka M i F zapewniają przyleganie patogenu do powierzchni migdałków lub innych komórek limfoidalnych. Białko M promuje oporność bakterii na potencjał przeciwdrobnoustrojowy fagocytów, wiąże fibrynogen, fibrynę i produkty jej degradacji. Gdy paciorkowce się rozmnażają, uwalniane są toksyny, które powodują reakcję zapalną tkanki migdałków. Gdy paciorkowce wnikają do węzłów chłonnych przez drogi limfatyczne, dochodzi do regionalnego (podżuchwowego) zapalenia węzłów chłonnych. Toksyczne składniki, przenikając do krwi, powodują uogólnione rozszerzenie małych naczyń (klinicznie - przekrwienie i punktową wysypkę). Składnik alergiczny, który zaburza przepuszczalność naczyń, jest uważany za przyczynę kłębuszkowego zapalenia nerek, zapalenia stawów, zapalenia wsierdzia itp. Składnik septyczny prowadzi do gromadzenia się patogenu w różnych narządach i układach oraz rozwoju ognisk ropnego zapalenia. Obecność typowych krzyżowo reagujących determinantów antygenowych u paciorkowców grupy A (białko M, białka niespecyficzne dla typu, polisacharyd A itp.) oraz sarkolemmy miofibryli tkanki serca i nerek determinuje rozwój procesów autoimmunologicznych prowadzących do reumatyzmu i kłębuszkowego zapalenia nerek. Mimikra molekularna jest głównym czynnikiem patogenetycznym zakażenia paciorkowcami w tych chorobach: przeciwciała przeciwko antygenom paciorkowcowym reagują z autoantygenami gospodarza. Z drugiej strony białko M i toksyna erytrogenna wykazują właściwości superantygenów i powodują proliferację komórek T, aktywując reakcję kaskadową ogniwa efektorowego układu odpornościowego i uwalniając mediatory o właściwościach cytotoksycznych: IL, TNF-a, interferon-gamma. Infiltracja limfocytów i lokalne działanie cytokin odgrywają ważną rolę w patogenezie inwazyjnych zakażeń paciorkowcowych (w zapaleniu tkanki łącznej, martwiczym zapaleniu powięzi, zmianach skórnych, narządach wewnętrznych). Ważną rolę w patogenezie inwazyjnych zakażeń paciorkowcowych przypisuje się TNF-a, LPS własnej mikroflory Gram-ujemnej organizmu i jej synergistyczne oddziaływanie z toksyną erytrogenną S. pyogenes.

Epidemiologia zakażeń paciorkowcowych

Rezerwuarem i źródłem zakażenia są pacjenci z różnymi postaciami klinicznymi ostrych chorób paciorkowcowych i nosiciele paciorkowców chorobotwórczych. Największe niebezpieczeństwo z punktu widzenia epidemiologicznego stwarzają! Pacjenci, których ogniska zlokalizowane są w górnych drogach oddechowych (szkarlatyna, zapalenie migdałków). Są one wysoce zaraźliwe, a wydalane przez nie bakterie zawierają główne czynniki wirulencji - otoczkę i białko M. Zakażenie u takich pacjentów najczęściej prowadzi do rozwoju jawnej infekcji u osób podatnych. Pacjenci, których ogniska zakażenia paciorkowcowego zlokalizowane są poza drogami oddechowymi (ropne zapalenie skóry wywołane przez paciorkowce, zapalenie ucha, zapalenie wyrostka sutkowatego, zapalenie kości i szpiku itp.) nie są tak zaraźliwi, co wiąże się z mniej aktywnym wydalaniem patogenów z organizmu.

Czas trwania okresu zakaźnego u pacjentów z ostrą infekcją paciorkowcową zależy od sposobu leczenia. Racjonalna antybiotykoterapia pacjentów ze szkarlatyną i zapaleniem migdałków uwalnia organizm od patogenu w ciągu 1,5-2 dni. Leki (sulfonamidy, tetracykliny), na które paciorkowce grupy A całkowicie lub częściowo utraciły wrażliwość, tworzą nosicielstwo rekonwalescencyjne u 40-60% wyleczonych.

W grupach, w których występuje 15-20% długoterminowych nosicieli, paciorkowce zwykle krążą stale. Uważa się, że nosicielstwo jest niebezpieczne dla innych, gdy wielkość ogniska drobnoustrojów wynosi ponad 10 ³ CFU (jednostek tworzących kolonie) na tampon. Poziom takiego nosicielstwa jest znaczny - około 50% zdrowych nosicieli paciorkowców grupy A. Wśród kultur patogenu wyizolowanych od nosicieli szczepy wirulentne spotyka się kilkakrotnie rzadziej niż środowisko szczepów wyizolowanych od pacjentów. Nosicielstwo paciorkowców grupy B, C i G w gardle obserwuje się znacznie rzadziej niż nosicielstwo paciorkowców grupy A. Według różnych danych, dla 4,5-30% kobiet nosicielstwo paciorkowców grupy B w pochwie i odbycie jest typowe. Lokalizacja patogenu w organizmie w dużej mierze determinuje sposoby jego eliminacji.

Mechanizm przenoszenia zakażenia jest aerozolowy (droga powietrzna), rzadziej - kontaktowy (droga pokarmowa oraz transmisja przez zakażone ręce i przedmioty gospodarstwa domowego). Zakażenie następuje zazwyczaj podczas bliskiego, długotrwałego kontaktu z osobą chorą lub nosicielem. Patogen uwalnia się do środowiska najczęściej podczas aktów wydechowych (kaszel, kichanie, aktywna rozmowa). Zakażenie następuje podczas wdychania powstałego aerozolu unoszącego się w powietrzu. Tłok ludzi w pomieszczeniach i długotrwały bliski kontakt zwiększają prawdopodobieństwo zakażenia. Należy wziąć pod uwagę, że w odległości większej niż 3 m ta droga przenoszenia jest praktycznie niemożliwa.

Czynnikami sprzyjającymi przenoszeniu patogenu są brudne ręce, artykuły gospodarstwa domowego i zanieczyszczona żywność. Dodatkowymi czynnikami sprzyjającymi przenoszeniu patogenu są niska temperatura i wysoka wilgotność w pomieszczeniu. Paciorkowce grupy A, gdy dostaną się do niektórych produktów spożywczych, są zdolne do rozmnażania się i utrzymywania swoich wirulentnych właściwości przez długi czas. Tak więc wybuchy zapalenia migdałków lub zapalenia gardła są znane przy spożywaniu mleka, kompotów, masła, sałatek z gotowanych jajek, homarów, skorupiaków, kanapek z jajkami, szynką itp.

Na ryzyko wystąpienia powikłań ropnych paciorkowcowego pochodzenia narażeni są ranni, poparzeni, pacjenci w okresie pooperacyjnym, a także kobiety w trakcie porodu i noworodki. Możliwe jest samozakażenie, a także przeniesienie paciorkowców grupy B, które powodują zakażenia układu moczowo-płciowego, drogą płciową. W patologii noworodków czynnikiem przenoszenia jest zakażony płyn owodniowy. W 50% przypadków do zakażenia może dojść podczas przejścia płodu przez kanał rodny.

Naturalna podatność ludzi jest wysoka. Odporność przeciwpaciorkowcowa ma charakter antytoksyczny i przeciwdrobnoustrojowy. Ponadto występuje uczulenie organizmu na typ DTH, co wiąże się z patogenezą wielu powikłań popaciorkowcowych. Odporność u pacjentów, którzy przeszli zakażenie paciorkowcowe, jest specyficzna dla typu. Nawrót choroby jest możliwy przy zakażeniu innym serowarem patogenu. Przeciwciała przeciwko białku M wykrywa się u prawie wszystkich pacjentów od 2 do 5 tygodnia choroby i przez 10-30 lat po chorobie. Często wykrywa się je we krwi noworodków, ale do 5 miesiąca życia zanikają.

Zakażenie paciorkowcami jest powszechne. W rejonach o umiarkowanym i zimnym klimacie częstość występowania postaci gardła i układu oddechowego wynosi 5-15 przypadków na 100 osób. W rejonach południowych o klimacie subtropikalnym i tropikalnym, zmiany skórne (paciorkowce, liszajec) mają pierwszorzędne znaczenie, a częstość występowania u dzieci w niektórych porach roku sięga 20% lub więcej. Do ich rozwoju predysponują drobne urazy, ukąszenia owadów i zła higiena skóry.

Zakażenie paciorkowcami szpitalnymi jest możliwe w szpitalach położniczych, oddziałach dziecięcych, chirurgicznych, otolaryngologicznych i okulistycznych szpitali. Zakażenie występuje zarówno endogennie, jak i egzogennie (od nosicieli paciorkowcowych wśród personelu i pacjentów) podczas inwazyjnych procedur medycznych i diagnostycznych.

Cykliczność jest jedną z charakterystycznych cech procesu epidemicznego w zakażeniach paciorkowcowych. Oprócz znanej cykliczności z odstępem 2-4 lat, występuje okresowość z odstępem 40-50 lat i więcej. Osobliwością tej falistej natury jest występowanie i zanikanie szczególnie ciężkich postaci klinicznych. Znaczna liczba przypadków szkarlatyny i zapalenia migdałków gardłowych jest powikłana procesami ropno-septycznymi (zapalenie ucha, zapalenie opon mózgowych, posocznica) i immunopatologicznymi (reumatyzm, kłębuszkowe zapalenie nerek). Ciężkie uogólnione postacie zakażenia z towarzyszącymi głębokimi zmianami tkanek miękkich były wcześniej określane terminem „zgorzel paciorkowcowa”. Od połowy lat 80. w wielu krajach obserwuje się wzrost zapadalności na zakażenie paciorkowcowe, co zbiegło się ze zmianami w strukturze nozologicznej chorób wywołanych przez S. pyogenes. Ponownie zaczęto rejestrować grupowe przypadki ciężkich uogólnionych form, często śmiertelnych [zespół wstrząsu toksycznego (TSS), posocznica, martwicze zapalenie mięśni, zapalenie powięzi itp.]. W USA corocznie rejestruje się 10-15 tysięcy przypadków inwazyjnego zakażenia paciorkowcowego, z czego 5-19% (500-1500 przypadków) to martwicze zapalenie powięzi.

Powszechne stosowanie laboratoryjnych metod badawczych pozwoliło ustalić, że powrót inwazyjnych chorób paciorkowcowych wiąże się ze zmianą serotypów patogenu krążącego w populacji: serotypy reumatogenne i toksyczne zastąpiły serotypy M. Ponadto wzrosła częstość występowania gorączki reumatycznej i zakażeń toksycznych (toksyczne zapalenie migdałków, szkarlatyna i TSS).

Szkody ekonomiczne spowodowane zakażeniami paciorkowcowymi i ich konsekwencjami są około 10 razy większe niż te spowodowane wirusowym zapaleniem wątroby. Spośród badanych paciorkowców największe znaczenie ekonomiczne mają: zapalenie migdałków (57,6%), ostre infekcje dróg oddechowych o etiologii paciorkowcowej (30,3%), róża (9,1%), szkarlatyna i czynny reumatyzm (1,2%) i wreszcie ostre zapalenie nerek (0,7%).

Pierwotne zakażenia paciorkowcami stanowią 50-80% sezonowej zachorowalności. Zakażenia paciorkowcami układu oddechowego mają wyraźną sezonowość jesienno-zimowo-wiosenną. Sezonowa zachorowalność jest determinowana głównie przez dzieci uczęszczające do placówek przedszkolnych.

Na moment sezonowego wzrostu zachorowań decydujący wpływ ma tworzenie się lub odnawianie grup zorganizowanych oraz ich liczebność.

W grupach zorganizowanych, odnawianych raz w roku, obserwuje się pojedynczy sezonowy wzrost zakażeń. Przy podwójnym odnowieniu obserwuje się podwójny sezonowy wzrost zachorowań, szczególnie charakterystyczny dla grup wojskowych. Pierwsze maksimum zachorowań, związane z poborem wiosennym, obserwuje się w czerwcu-lipcu, drugie, spowodowane poborem jesiennym, przypada na grudzień-styczeń.

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]