Synegonia coli

Rodzaj Pseudomonas należy do rodziny Pseudomonadaceae (klasa Gammaproteobacteria, typ Proteobacteria) i obejmuje ponad 20 gatunków. Niektóre z nich są naturalnymi mieszkańcami gleby i wody, a zatem odgrywają ogromną rolę w krążeniu substancji w przyrodzie. Inne gatunki odgrywają znaczącą rolę w patologii ludzi (patrz także „Patogeny nosacizny i melioidozy ”), zwierząt i roślin.

Pseudomonas to gram-ujemne bakterie niefermentujące, do których zaliczają się przedstawiciele rodzaju Pseudomonas, a typowym gatunkiem jest Pseudomonas aeruginosa (niebieska pałeczka ropy), która jest czynnikiem wywołującym wiele chorób ropno-zapalnych, a także niektóre inne gatunki. Pseudomonas aeruginosa (niebieska pałeczka ropy)

Bakteria ta otrzymała swoją nazwę ze względu na charakterystyczne niebieskozielone zabarwienie ropnej wydzieliny, które po raz pierwszy opisał A. Lücke w 1862 roku. Jednak patogen został wyizolowany w czystej kulturze dopiero w 1982 roku przez S. Gessarda. P. aeruginosa należy do rodziny Pseudomonadaceae.

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

Właściwości biochemiczne Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas to gram-ujemne, ruchliwe, proste pałeczki o średnicy 1-3 µm, zlokalizowane pojedynczo, w parach lub w krótkich łańcuchach. Ruchliwość Pseudomonas aeruginosa jest zapewniona przez obecność jednej, rzadziej dwóch polarnych wici (mopotrichous lub amphitrious). Nie tworzą zarodników i mają pilusy typu IV (fimbrie). W pewnych warunkach mogą wytwarzać śluz pozakomórkowy przypominający kapsułkę o charakterze polisacharydowym. Istnieją również tak zwane szczepy śluzowe, które wytwarzają zwiększoną ilość śluzu. Takie bakterie są najczęściej izolowane z plwociny pacjentów z mukowiscydozą.

Wszystkie pseudomonady są obligatoryjnymi tlenowcami, które dobrze rosną na prostych podłożach odżywczych. Na płynnym podłożu odżywczym bakterie tworzą na powierzchni charakterystyczną szaro-srebrną powłokę. Na agarze z krwią obserwuje się strefy hemolizy wokół kolonii Pseudomonas aeruginosa; do wyizolowania czystej kultury Pseudomonas aeruginosa stosuje się selektywne lub różnicujące podłoża diagnostyczne z dodatkiem środków antyseptycznych - agar malachitowy z dodatkiem zieleni brylantowej lub agar CPC z acetamidem. Optymalna temperatura wzrostu wynosi 37 °C, ale Pseudomonas aeruginosa jest zdolna do wzrostu w temperaturze 42 °C, co pozwala odróżnić ją od innych pseudomonad. Kolonie Pseudomonas aeruginosa są gładkie, okrągłe, suche lub śluzowate (w szczepach otoczkowych). W uprawie na gęstych podłożach odżywczych P. aeruginosa wydziela specyficzny słodkawy zapach jaśminu, mydła truskawkowego lub karmelu. Charakterystyczną cechą biologiczną bakterii gatunku P. aeruginosa jest również ich zdolność do syntezy rozpuszczalnych w wodzie pigmentów, które barwią opatrunki pacjentów lub podłoża odżywcze podczas ich hodowli. Najczęściej wytwarzają pigment fenazynowy - piocyjaninę o niebiesko-zielonym kolorze, ale mogą również wytwarzać zielony pigment fluoresceinę (pyowerdynę), która fluoryzuje w promieniach UV, a także czerwony (pyorubin), czarny (pyomelanina) lub żółty (oksyfenazyna).

Pseudomonas aeruginosa nie fermentuje glukozy i innych węglowodanów, ale może je utleniać w celu uzyskania energii. Do diagnostyki różnicowej, pozwalającej odróżnić Pseudomonas od innych pałeczek Gram-ujemnych, stosuje się test OF (test utleniania/fermentacji glukozy) na specjalnym podłożu. W tym celu czystą kulturę Pseudomonas zaszczepia się do dwóch probówek, z których jedną inkubuje się w warunkach tlenowych, a drugą w warunkach beztlenowych. Pseudomonas może utleniać tylko laktozę, dlatego kolor wskaźnika zmienia się tylko w probówce utrzymywanej w warunkach tlenowych. Pseudomonas aeruginosa redukuje azotany do azotynów, a także wykazuje aktywność proteolityczną: upłynnia żelatynę, hydrolizuje kazeinę. Pseudomonas aeruginosa posiada katalazę i oksydazę cytochromową.

Wiele szczepów Pseudomonas aeruginosa produkuje bakteriocyny zwane piocynami, które mają właściwości bakteriobójcze. Piocynotypowanie szczepów Pseudomonas aeruginosa jest wykorzystywane do epidemiologicznego znakowania i wewnątrzgatunkowej identyfikacji P. aeruginosa. W tym celu określa się spektrum piocyn wydzielanych przez badany szczep lub jego wrażliwość na piocyny innych pseudomonad.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Właściwości antygenowe Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa ma złożoną strukturę antygenową ze względu na obecność antygenów O i H. LPS ściany komórkowej jest specyficznym dla typu termostabilnym antygenem O i jest stosowany do serotypowania szczepów P. aeruginosa. Termolabilny wiciowy antygen H ma charakter ochronny, a szczepionki są na nim oparte. Antygeny Pili (fimbrii) znajdują się również na powierzchni komórek Pseudomonas aeruginosa. Ponadto P. aeruginosa wytwarza szereg produktów pozakomórkowych o właściwościach antygenowych: egzotoksynę A, proteazę, elastazę, śluz pozakomórkowy.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Czynniki patogeniczności Pseudomonas aeruginosa

Jednym z głównych czynników patogenności Pseudomonas aeruginosa i innych pseudomonad jest antygen O – lipopolisacharyd ściany komórkowej, którego mechanizm działania jest taki sam jak u innych bakterii Gram-ujemnych.

P. aeruginosa ma wiele czynników patogeniczności, które są zaangażowane w rozwój infekcji Pseudomonas. Do najważniejszych z nich należą:

Czynnikami adhezji i kolonizacji są pili typu IV (fimbrie) i śluz zewnątrzkomórkowy P. aeruginosa.

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ]

Toksyny

LPS zewnętrznej błony komórkowej P. aeruginosa ma właściwości endotoksyny i bierze udział w rozwoju gorączki, skąpomoczu i leukopenii u pacjentów.

Pseudomonas egzotoksyna A jest pitotoksyną, która powoduje głębokie zaburzenia metabolizmu komórkowego poprzez hamowanie syntezy białek w komórkach i tkankach. Podobnie jak toksyna błonicza, jest to ADP-rybozylotransferaza, która hamuje czynnik elongacji EF-2, a zatem powoduje zaburzenia w syntezie białek. Udowodniono również, że egzotoksyna A, wraz z proteazą, hamuje syntezę immunoglobulin i powoduje neutropenię. Egzotoksyna A jest wytwarzana w nieaktywnej formie jako protoksyna i jest aktywowana przez różne enzymy w organizmie. Egzotoksyna A ma właściwości ochronne, tj. przeciwciała przeciwko niej chronią komórki gospodarza przed jej szkodliwym działaniem i zapobiegają rozwojowi bakteriemii i posocznicy Pseudomonas.

Egzotoksyna S (egzozym S) występuje tylko w wysoce wirulentnych szczepach Pseudomonas aeruginosa. Mechanizm jej szkodliwego wpływu na komórki jest nadal niejasny, ale wiadomo, że infekcje wywołane przez szczepy Pseudomonas aeruginosa produkujące egzoenzym-3 często kończą się śmiercią. Egzotoksyny A i S zakłócają również aktywność fagocytów.

Leukocydyna jest również cytotoksyną o wyraźnym toksycznym działaniu na granulocyty krwi ludzkiej.

Enterotokiny i czynniki przepuszczalności odgrywają pewną rolę w rozwoju lokalnych uszkodzeń tkanek w jelitowych postaciach zakażenia Pseudomonas aeruginosa, powodując zaburzenia gospodarki wodno-solnej.

Enzymy agresji

P. aeruginosa produkuje dwa rodzaje hemolizyn: termolabilną fosfolipazę C i termostabilny glikolipid. Fosfolipaza C niszczy fosfolipidy w surfaktantach na powierzchni pęcherzyków płucnych, powodując rozwój atelektazy (rozstrzenia oskrzeli) w patologii dróg oddechowych.

Neuraminidaza odgrywa również ważną rolę w patogenezie chorób oskrzelowo-płucnych o etiologii Pseudomonas i mukowiscydozy, gdyż bierze udział w kolonizacji mucyny dróg oddechowych.

Elastaza, a także inne enzymy proteolityczne Pseudomonas aeruginosa i egzotoksyna A powodują krwotoki, zniszczenie tkanek i martwicę w zmianach spowodowanych zakażeniami oka, zapaleniem płuc i posocznicą o etiologii Pseudomonas aeruginosa.

[ 24 ], [ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ]

Odporność na Pseudomonas

P. aeruginosa charakteryzuje się dość dużą opornością na antybiotyki, co tłumaczy się słabą przepuszczalnością błony zewnętrznej tych bakterii z powodu wrodzonego defektu poryn, a także zdolnością bakterii do syntezy penicylinazy.

P. aeruginosa pozostaje żywotna w warunkach niemal całkowitego braku źródeł pożywienia: dobrze przeżywa w wodzie słodkiej, morskiej, a nawet destylowanej. Udowodniono również, że kultury Pseudomonas aeruginosa mogą przetrwać, a nawet rozmnażać się w roztworach środków dezynfekujących (na przykład furacyliny) przeznaczonych do przechowywania cewników i różnych instrumentów medycznych, przemywania ran w szpitalach oparzeniowych i chirurgicznych.

Jednocześnie P. aeruginosa jest wrażliwa na wysuszanie, działanie środków dezynfekujących zawierających chlor i łatwo ulega dezaktywacji pod wpływem wysokich temperatur (gotowanie, autoklawowanie).

Epidemiologia chorób wywoływanych przez Pseudomonas aeruginosa

Choroba Pseudomonas aeruginosa może rozwinąć się w wyniku autoinfekcji (zakażenie endogenne) lub egzogennie. Źródłem zakażenia są ludzie (chorzy lub nosiciele bakterii), a także różne naturalne zbiorniki przyrody (gleba i różne zbiorniki słodkowodne i słonowodne). Ustalono, że około 5-10% zdrowych ludzi jest nosicielami różnych szczepów P. aeruginosa (normalnie kolonizują jelita) i około 70% pacjentów w szpitalu. Pseudomonas występują również wszędzie: w systemach zaopatrzenia w wodę i wentylacji, na owocach i warzywach, roślinach doniczkowych, na powierzchni mydła, myjek do rąk, ręczników, w aparatach oddechowych itp. Dlatego zakażenie Pseudomonas aeruginosa można uznać za saproantroponozę. Mechanizmy i drogi zakażenia w zakażeniach wywołanych przez Pseudomonas aeruginosa to kontakt, drogi oddechowe, krew, droga kałowo-oralna.

Zakażenie Pseudomonas aeruginosa może wystąpić zarówno u osób z niedoborami odporności i ciężką współistniejącą patologią (cukrzyca, choroba oparzeniowa, białaczka, mukowiscydoza, immunosupresja w chorobach onkologicznych i przeszczepach narządów), jak i w przedsionku normalnej reaktywności immunologicznej organizmu. Wiadomo, że aktywność adhezyjna P. aeruginosa wzrasta wraz ze wzrostem temperatury otoczenia, więc korzystanie z basenu, sauny, kąpiele lecznicze mogą również wywołać zakażenie Pseudomonas aeruginosa.

Pseudomonas aeruginosa jest czynnikiem wywołującym zakażenia szpitalne (szpitalne), tj. choroby występujące u osób poddawanych leczeniu szpitalnemu. Zakażenie Pseudomonas aeruginosa w klinice może być związane z procedurami medycznymi (cewnikowanie pęcherza, badanie endoskopowe, przemywanie ran, bandażowanie, leczenie powierzchni oparzeń środkami antyseptycznymi, stosowanie respiratora itp.), gdy zakażenie następuje poprzez brudne ręce personelu, narzędzia, na powierzchni których drobnoustrój tworzy biofilm, lub z użyciem zanieczyszczonych roztworów.

Pseudomonas aeruginosa zazwyczaj przedostaje się do organizmu człowieka przez uszkodzone tkanki. Po przyczepieniu kolonizuje powierzchnię rany lub oparzenia, błony śluzowe lub skórę człowieka i rozmnaża się. W przypadku braku mechanizmów odpornościowych przeciwko zakażeniu Pseudomonas aeruginosa u ludzi, proces miejscowy (zakażenie dróg moczowych, skóry, dróg oddechowych) może stać się szeroko rozpowszechniony (uogólniony). Bakteriemia prowadzi do rozprzestrzeniania się patogenu i rozwoju sepsy, która często powoduje powstawanie wtórnych ropnych ognisk zakażenia. W przypadku narażenia na czynniki patogenne (egzotoksyny, agresywne enzymy) dochodzi do zaburzeń funkcjonowania narządów i układów, a także mogą rozwinąć się poważne powikłania - zespół rozsianego wykrzepiania wewnątrznaczyniowego, wstrząs i zespół niewydolności oddechowej.

[ 30 ], [ 31 ], [ 32 ], [ 33 ], [ 34 ]

Objawy chorób wywołanych przez Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa wywołuje choroby ropno-zapalne o różnej lokalizacji: zakażenia ran, chorobę oparzeniową, zapalenie opon mózgowych, zakażenia dróg moczowych, zakażenia skóry, choroby oczu, martwicze zapalenie płuc, posocznicę itp. Śmiertelność z powodu posocznicy wywołanej przez Pseudomonas aeruginosa sięga 50%.

Odporność

Przeciwciała antytoksyczne i antybakteryjne znajdują się w surowicy krwi zdrowych osób, jak również osób, które wyzdrowiały po zakażeniu Pseudomonas aeruginosa, jednak ich rola w ochronie przed nawracającymi chorobami nie została dotychczas zbadana.

Diagnostyka laboratoryjna chorób wywołanych przez Pseudomonas aeruginosa

Podstawową metodą diagnostyczną jest badanie bakteriologiczne. Materiałem do badania jest krew (w posocznicy), płyn mózgowo-rdzeniowy (w zapaleniu opon mózgowych), ropa i wydzielina z rany (w zakażonych ranach i oparzeniach), mocz (w zakażeniach dróg moczowych), plwocina (w zakażeniach dróg oddechowych) itp. Bakterioskopia rozmazów z badanego materiału dostarcza niewiele informacji. Przy identyfikacji P. aeruginosa bierze się pod uwagę charakter ich wzrostu na agarze CPC, powstawanie pigmentu, obecność charakterystycznego specyficznego zapachu hodowli, pozytywny wynik testu pirochromooksydazy, wykrycie termofilowości (wzrost w 42 °C), zdolność utleniania glukozy w teście OF. Do wewnątrzgatunkowej identyfikacji bakterii przeprowadza się serotypowanie, pyopinotypowanie i fagotypowanie.

Serologiczna metoda badań ma na celu wykrycie swoistych przeciwciał przeciwko antygenom Pseudomonas aeruginosa (najczęściej egzotoksyny A i LPS) przy użyciu pełnego testu immunofluorescencyjnego, reakcji opsonofagocytarnej i niektórych innych testów.

Leczenie chorób wywołanych przez Pseudomonas aeruginosa

Antybiotyki są stosowane w leczeniu zakażenia Pseudomonas, zaleca się łączenie leków z różnych grup. Terapia przeciwdrobnoustrojowa jest przepisywana dopiero po ustaleniu antybiogramu. W przypadkach nagłych antybiotyki są stosowane empirycznie.

W leczeniu ciężkich postaci zakażenia Pseudomonas aeruginosa stosuje się również hiperimmunizowane osocze uzyskane z krwi ochotników zaszczepionych poliwalentną szczepionką krwinkową zawierającą Pseudomonas aeruginosa.

W miejscowym leczeniu zakażeń skóry (owrzodzenia troficzne, ektyma, rany pooparzeniowe) wywołanych przez P. aeruginosa stosuje się immunoglobulinę heterologiczną przeciwko Pseudomonas, otrzymywaną z surowicy krwi tryków hiperimmunizowanych zawiesiną kultur Pseudomonas aeruginosa 7 różnych immunotypów, zabitych formaliną.

Ponadto w leczeniu ropnych zakażeń skóry, ropni, oparzeń termicznych powikłanych zakażeniem Pseudomonas, zapaleniem pęcherza moczowego, zapaleniem gruczołu mlekowego i innymi chorobami o etiologii Pseudomonas (z wyjątkiem sepsy) można stosować bakteriofagi Pseudomonas (bakteriofagi pyocyansus) lub wielowartościowe płynne pyobakteriofagi.

Zapobieganie chorobom wywoływanym przez Pseudomonas aeruginosa

Skuteczna sterylizacja, dezynfekcja i antyseptyka, a także przestrzeganie zasad aseptyki to główne środki niespecyficznej profilaktyki zakażeń Pseudomonas w szpitalu. Plan działań zapobiegawczych musi koniecznie obejmować kontrolę skażenia środowiska zewnętrznego (powietrza, różnych przedmiotów, narzędzi i sprzętu), przestrzeganie zasad higieny osobistej.

W celu nieswoistej profilaktyki chorób ropno-zapalnych pacjentom z osłabioną odpornością przeciwzakaźną zaleca się przepisywanie leków immunomodulujących.

Szczepionki są stosowane w celu wytworzenia czynnej odporności przeciwko zakażeniom Pseudomonas aeruginosa. Obecnie szczepionki opracowano z Pseudomonas aeruginosa LPS, polisacharydowe szczepionki podkorpuskularne (chemiczne), szczepionki rybosomalne, preparaty z antygenów wiciowych P. aeruginosa i składników śluzu pozakomórkowego, a także anatoksyny z proteaz pozakomórkowych i egzotoksyny A. W Rosji stosuje się poliwalentną szczepionkę krwinkową Pseudomonas (z 7 szczepów P. aeruginosa) i szczepionkę staphyloproteus-Pseudomonas.

Aktywna immunizacja przeciwko zakażeniom wywołanym przez P. aeruginosa jest wskazana dla pacjentów z grup ryzyka (pacjenci z mukowiscydozą, cukrzycą i osoby z niedoborami odporności). Jednak ze względu na fakt, że odpowiedź immunologiczna na szczepionki u osób z niedoborami odporności jest późna i nie zawsze pełna, dużą wagę przywiązuje się do łączenia metod czynnej i biernej immunizacji.