Príčiny a patogenéza streptokokovej infekcie

Príčiny streptokokovej infekcie

Pôvodcami streptokokovej infekcie sú nepohyblivé fakultatívne anaeróbne grampozitívne koky rodu Streptococcus z čeľade Streptococcaceae. Rod zahŕňa 38 druhov, ktoré sa líšia metabolickými vlastnosťami, kultivačnými a biochemickými vlastnosťami a antigénnou štruktúrou. Bunkové delenie prebieha iba v jednej rovine, takže sú umiestnené v pároch (diplokoky) alebo tvoria reťazce rôznych dĺžok. Niektoré druhy majú kapsulu. Patogény sú schopné rastu pri teplote 25 – 45 °C; teplotné optimum je 35 – 37 °C. Na hustých živných médiách tvoria kolónie s priemerom 1 – 2 mm. Na médiách s krvou sú kolónie niektorých druhov obklopené hemolytickou zónou. Povinným znakom charakterizujúcim všetkých zástupcov rodu streptokoky sú negatívne benzidínové a katalázové testy. Streptokoky sú v prostredí rezistentné; môžu prežiť v zaschnutom hnise alebo spúte mnoho mesiacov. Patogény znesú zahrievanie na 60 °C počas 30 minút: pod vplyvom dezinfekčných prostriedkov uhynú do 15 minút.

Na základe štruktúry skupinovo-špecifických polysacharidových antigénov (substancia C) bunkovej steny existuje 17 sérologických skupín streptokokov, označených latinskými písmenami (AO). V rámci týchto skupín sa streptokoky delia na sérologické varianty na základe špecifickosti proteínových M-, P- a T-antigénov. Streptokoky skupiny A majú širokú škálu superantigénov: erytrogénne toxíny A, B a C, exotoxín F (mitogénny faktor), streptokokový superantigén (SSA), erytrogénne toxíny (SpeX, SpeG, SpeH, SpeJ, SpeZ, SmeZ-2). Superantigény sú schopné interagovať s antigénmi hlavného histokompatibilného komplexu exprimovanými na povrchu antigén prezentujúcich buniek a s variabilnými oblasťami beta reťazca T-lymfocytov, čo spôsobuje ich proliferáciu a silné uvoľňovanie cytokínov, TNF-a a γ-interferónu. Okrem toho je streptokok skupiny A schopný produkovať biologicky aktívne extracelulárne látky: streptolyzíny O a S, streptokinázu, hyaluronidázu, DNázu B, streptodornázu, lipoproteinázu, peptidázu atď.

Bunková stena streptokoka obsahuje kapsulu, proteín, polysacharid (skupinovo špecifický antigén) a mukoproteínovú vrstvu. Dôležitou zložkou streptokokov skupiny A je proteín M, ktorý sa svojou štruktúrou podobá fimbriám gramnegatívnych baktérií. Proteín M (typovo špecifický antigén) je hlavným faktorom virulencie. Protilátky proti nemu poskytujú dlhodobú imunitu voči opakovanej infekcii, ale viac ako 110 sérologických typov sa vyznačuje štruktúrou proteínu M, ktorá významne znižuje účinnosť humorálnych obranných reakcií. Proteín M inhibuje fagocytárne reakcie, priamo pôsobí na fagocyty, maskuje receptory pre zložky komplementu a opsoníny a adsorbuje fibrinogén, fibrín a produkty jeho degradácie na svojom povrchu. Má vlastnosti superantigénu, spôsobuje polyklonálnu aktiváciu lymfocytov a tvorbu protilátok s nízkou afinitou. Tieto vlastnosti hrajú významnú úlohu pri porušovaní tolerancie voči tkanivovým izoantigénom a pri rozvoji autoimunitnej patológie.

Vlastnosti typovo špecifických antigénov má aj T-proteín bunkovej steny a lipoproteináza (enzým, ktorý hydrolyzuje zložky cicavčej krvi obsahujúce lipidy). Streptokoky rôznych M-variantov môžu mať rovnaký T-typ alebo komplex T-typov. Rozloženie sérotypov lipoproteinázy presne zodpovedá určitým M-typom, ale tento enzým produkuje približne 40 % streptokokových kmeňov. Protilátky proti T-proteínu a lipoproteináze nemajú ochranné vlastnosti. Kapsula obsahuje kyselinu hyalurónovú, jeden z faktorov virulencie. Chráni baktérie pred antimikrobiálnym potenciálom fagocytov a uľahčuje adhéziu k epitelu. Kyselina hyalurónová má vlastnosti antigénu. Baktérie sú schopné samostatne zničiť kapsulu počas invázie tkaniva syntézou hyaluronidázy. Tretím najdôležitejším faktorom patogenity je C5a-peptidáza, ktorá potláča aktivitu fagocytov. Enzým štiepi a inaktivuje zložku komplementu C5a, ktorá pôsobí ako silný chemoatraktant.

Streptokoky skupiny A produkujú rôzne toxíny. Titre protilátok proti streptolyzínu O majú prognostickú hodnotu. Streptolyzín S vykazuje hemolytickú aktivitu za anaeróbnych podmienok a spôsobuje povrchovú hemolýzu na krvných médiách. Oba hemolyzíny ničia nielen erytrocyty, ale aj iné bunky: streptolyzín O poškodzuje kardiomyocyty a streptolyzín S fagocyty. Niektoré kmene streptokokov skupiny A syntetizujú kardiohepatický toxín. Spôsobuje poškodenie myokardu a bránice, ako aj tvorbu obrovskobunkových granulómov v pečeni.

Väčšina izolátov streptokokov skupiny B sú S. agalactiae. V posledných rokoch čoraz viac priťahujú pozornosť zdravotníckych pracovníkov. Streptokoky skupiny B zvyčajne kolonizujú nosohltan, gastrointestinálny trakt a vagínu. Rozlišujú sa tieto sérologické varianty streptokokov skupiny B: la, lb, Ic, II a III. Baktérie sérovarov 1a a III sú tropné voči tkanivám centrálneho nervového systému a dýchacích ciest; často spôsobujú meningitídu u novorodencov.

Z iných druhov majú veľký diagnostický význam pneumokoky (S. pneumoniae), ktoré spôsobujú väčšinu komunitných pneumónií u ľudí. Neobsahujú skupinový antigén a sú sérologicky heterogénne. Podľa štruktúry kapsulárnych antigénov sa rozlišuje 84 sérologických variantov pneumokokov.

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

Patogenéza streptokokovej infekcie

Najčastejšie sa ochorenia vyskytujú po vstupe streptokokov do slizníc hltana a nosohltana. Kyselina lipoteichoová, ktorá je súčasťou bunkovej steny, M- a F-proteíny zabezpečujú adhéziu patogénu na povrch mandlí alebo iných lymfoidných buniek. Proteín M podporuje bakteriálnu rezistenciu voči antimikrobiálnemu potenciálu fagocytov, viaže fibrinogén, fibrín a produkty jeho degradácie. Pri rozmnožovaní streptokokov sa uvoľňujú toxíny, ktoré spôsobujú zápalovú reakciu tkaniva mandlí. Keď streptokoky prenikajú do lymfatických uzlín lymfatickými cestami, dochádza k regionálnej (submandibulárnej) lymfadenitíde. Toxické zložky, ktoré prenikajú do krvi, spôsobujú generalizované rozšírenie malých ciev (klinicky - hyperémia a bodková vyrážka). Alergická zložka, ktorá narúša vaskulárnu permeabilitu, sa považuje za príčinu glomerulonefritídy, artritídy, endokarditídy atď. Septická zložka vedie k akumulácii patogénu v rôznych orgánoch a systémoch a vzniku ložísk hnisavého zápalu. Prítomnosť spoločných krížovo reagujúcich antigénnych determinantov v streptokokoch skupiny A (proteín M, nešpecifické proteíny, A-polysacharid atď.) a sarkoleme myofibríl srdcového a obličkového tkaniva určuje rozvoj autoimunitných procesov vedúcich k reumatizmu a glomerulonefritíde. Molekulárne mimikry sú hlavným patogenetickým faktorom streptokokovej infekcie pri týchto ochoreniach: protilátky proti streptokokovým antigénom reagujú s autoantigénmi hostiteľa. Na druhej strane, proteín M a erytrogénny toxín vykazujú vlastnosti superantigénov a spôsobujú proliferáciu T buniek, čím aktivujú kaskádovú reakciu efektorovej väzby imunitného systému a uvoľňujú mediátory s cytotoxickými vlastnosťami: IL, TNF-a, interferón-gama. Infiltrácia lymfocytov a lokálne pôsobenie cytokínov zohrávajú dôležitú úlohu v patogenéze invazívnych streptokokových infekcií (pri celulitíde, nekrotickej fasciitíde, kožných léziách, vnútorných orgánoch). Dôležitú úlohu v patogenéze invazívnej streptokokovej infekcie zohráva TNF-a, LPS vlastnej gramnegatívnej mikroflóry tela a jeho synergická interakcia s erytrogénnym toxínom S. pyogenes.

Epidemiológia streptokokovej infekcie

Rezervoárom a zdrojom infekcie sú pacienti s rôznymi klinickými formami akútnych streptokokových ochorení a nosiči patogénnych streptokokov. Najväčšie nebezpečenstvo z epidemiologického hľadiska predstavujú! Pacienti, ktorých ložiská sú lokalizované v horných dýchacích cestách (šarlach, tonzilitída). Sú vysoko nákazliví a baktérie, ktoré vylučujú, obsahujú hlavné faktory virulencie - kapsulu a M proteín. Infekcia od takýchto pacientov najčastejšie vedie k rozvoju manifestnej infekcie u vnímavých jedincov. Pacienti, ktorých ložiská streptokokovej infekcie sú lokalizované mimo dýchacích ciest (streptokoková pyodermia, otitis, mastoiditída, osteomyelitída atď.), nie sú tak nákazliví, čo je spojené s menej aktívnym vylučovaním patogénov z tela.

Trvanie infekčného obdobia u pacientov s akútnou streptokokovou infekciou závisí od spôsobu liečby. Racionálna antibiotická liečba pacientov so šarlachom a tonzilitídou zbavuje telo patogénu v priebehu 1,5-2 dní. Lieky (sulfónamidy, tetracyklíny), na ktoré streptokoky skupiny A úplne alebo čiastočne stratili citlivosť, tvoria rekonvalescentný nosič u 40-60% zotavených.

V skupinách, kde je prítomných 15 – 20 % dlhodobých nosičov, streptokoky zvyčajne cirkulujú neustále. Predpokladá sa, že nosičstvo je pre ostatných nebezpečné, keď je veľkosť mikrobiálneho ložiska väčšia ako 103 ^CFU (jednotiek tvoriacich kolónie) na tampón. Úroveň takéhoto nosičstva je významná – približne 50 % zdravých nosičov streptokokov skupiny A. Medzi kultúrami patogénu izolovanými z nosičov sa virulentné kmene vyskytujú niekoľkonásobne menej často ako v prostredí kmeňov izolovaných od pacientov. Nosičstvo streptokokov skupiny B, C a G v hrdle sa pozoruje oveľa menej často ako nosičstvo streptokokov skupiny A. Podľa rôznych údajov je u 4,5 – 30 % žien typické nosičstvo streptokokov skupiny B vo vagíne a konečníku. Lokalizácia patogénu v tele do značnej miery určuje spôsoby jeho eliminácie.

Mechanizmus prenosu infekcie je aerosólový (vzdušnou cestou), menej často kontaktný (cesta prenosu cez potraviny a kontaminované ruky a predmety z domácnosti). K infekcii zvyčajne dochádza pri úzkom, dlhodobom kontakte s chorou osobou alebo nosičom. Patogén sa uvoľňuje do prostredia najčastejšie počas výdychových aktov (kašeľ, kýchanie, aktívna konverzácia). K infekcii dochádza pri vdýchnutí výsledného aerosólu šíreného vzduchom. Zhromažďovanie ľudí v miestnostiach a dlhodobý blízky kontakt zvyšujú pravdepodobnosť infekcie. Treba vziať do úvahy, že pri vzdialenosti väčšej ako 3 m je táto cesta prenosu prakticky nemožná.

Faktory, ktoré prispievajú k prenosu patogénu, sú špinavé ruky, domáce predmety a kontaminované potraviny. Ďalšími faktormi, ktoré prispievajú k prenosu patogénu, sú nízka teplota a vysoká vlhkosť v miestnosti. Streptokoky skupiny A sa pri vniknutí do určitých potravín dokážu dlhodobo množiť a udržiavať si svoje virulentné vlastnosti. Preto sú známe prepuknutia tonzilitídy alebo faryngitídy pri konzumácii mlieka, kompótov, masla, šalátov z varených vajec, homárov, mäkkýšov, sendvičov s vajíčkami, šunky atď.

Riziku vzniku hnisavých komplikácií streptokokovej genézy sú vystavení zranení, popálení, pacienti v pooperačnom období, ako aj ženy pri pôrode a novorodenci. Autoinfekcia je možná, ako aj prenos streptokokov skupiny B, ktoré spôsobujú urogenitálne infekcie, pohlavným stykom. Pri novorodeneckej patológii sú faktormi prenosu infikovaná plodová voda. V 50 % prípadov je infekcia možná počas prechodu plodu pôrodnými cestami.

Prirodzená náchylnosť ľudí je vysoká. Antistreptokoková imunita má antitoxický a antimikrobiálny charakter. Okrem toho dochádza k senzibilizácii tela typom DTH, ktorý je spojený s patogenézou mnohých poststreptokokových komplikácií. Imunita u pacientov, ktorí prekonali streptokokovú infekciu, je typovo špecifická. Recidíva ochorenia je možná pri infekcii iným sérovarom patogénu. Protilátky proti proteínu M sa zisťujú takmer u všetkých pacientov od 2. do 5. týždňa ochorenia a 10 – 30 rokov po ochorení. Často sa zisťujú v krvi novorodencov, ale do 5. mesiaca života miznú.

Streptokoková infekcia je rozšírená. V oblastiach s miernym a chladným podnebím je výskyt faryngeálnych a respiračných foriem infekcií 5 – 15 prípadov na 100 obyvateľov. V južných oblastiach so subtropickým a tropickým podnebím majú prvoradý význam kožné lézie (streptodermia, impetigo), pričom výskyt u detí v určitých ročných obdobiach dosahuje 20 % alebo viac. K ich vzniku predisponujú drobné poranenia, uštipnutie hmyzom a nedostatočná hygiena pokožky.

Nozokomiálna streptokoková infekcia je možná v pôrodniciach, na detských, chirurgických, otorinolaryngologických a očných oddeleniach nemocníc. K infekcii dochádza endogénne aj exogénne (od streptokokových nosičov medzi personálom a pacientmi) počas invazívnych lekárskych a diagnostických zákrokov.

Cyklictosť je jedným z charakteristických znakov epidemického procesu pri streptokokových infekciách. Okrem dobre známej cyklickosti s intervalom 2-4 roky existuje periodicita s intervalom 40-50 rokov a viac. Zvláštnosťou tejto vlnovej povahy je výskyt a miznutie obzvlášť závažných klinických foriem. Významný počet prípadov šarlachu a tonzilofaryngitídy je komplikovaný hnisavými septickými (zápal stredného ucha, meningitída, sepsa) a imunopatologickými (reumatizmus, glomerulonefritída) procesmi. Závažné generalizované formy infekcie so sprievodnými hlbokými léziami mäkkých tkanív boli predtým označované termínom „streptokoková gangréna“. Od polovice 80. rokov sa v mnohých krajinách zaznamenal nárast výskytu streptokokovej infekcie, ktorý sa zhodoval so zmenami v nozologickej štruktúre ochorení spôsobených S. pyogenes. Opäť sa začali registrovať skupinové prípady závažných generalizovaných foriem, často fatálnych [syndróm toxického šoku (TSS), sepsa, nekrotická myozitída, fasciitída atď.]. V USA sa ročne zaregistruje 10 – 15 tisíc prípadov invazívnej streptokokovej infekcie, z ktorých 5 – 19 % (500 – 1 500 prípadov) predstavuje nekrotická fasciitída.

Rozšírené používanie laboratórnych výskumných metód umožnilo zistiť, že návrat invazívnych streptokokových ochorení je spojený so zmenou sérotypov patogénu cirkulujúcich v populácii: reumatogénne a toxigénne sérotypy nahradili M-sérotypy. Okrem toho sa zvýšil výskyt reumatickej horúčky a toxických infekcií (toxická tonzilofaryngitída, šarlach a TSS).

Ekonomické škody spôsobené streptokokovými infekciami a ich následkami sú približne 10-krát vyššie ako škody spôsobené vírusovou hepatitídou. Spomedzi študovaných streptokokov sú ekonomicky najvýznamnejšie tonzilitída (57,6 %), akútne respiračné infekcie streptokokovej etiológie (30,3 %), erysipel (9,1 %), šarlach a aktívny reumatizmus (1,2 %) a nakoniec akútna nefritída (0,7 %).

Primárne streptokokové infekcie tvoria 50 – 80 % sezónnej chorobnosti. Respiračné streptokokové infekcie majú výraznú jesenno-zimno-jarnú sezónnosť. Sezónnu chorobnosť určujú najmä deti navštevujúce predškolské zariadenia.

Načasovanie sezónneho nárastu chorobnosti je rozhodujúco ovplyvnené vznikom alebo obnovou organizovaných skupín a ich počtom.

V organizovaných skupinách, ktoré sa obnovujú raz ročne, sa pozoruje jednorazový sezónny nárast infekcie. Pri dvojitej obnove sa zaznamenáva dvojitý sezónny nárast chorobnosti, charakteristický najmä pre vojenské skupiny. Prvé maximum chorobnosti, spojené s jarným odvodom, sa pozoruje v júni až júli, druhé, spôsobené jesenným odvodom, je v decembri až januári.

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