Synegonia coli

Rod Pseudomonas patrí do čeľade Pseudomonadaceae (trieda Gammaproteobacteria, typ Proteobacteria) a obsahuje viac ako 20 druhov. Niektoré z nich sú prirodzenými obyvateľmi pôdy a vody, a preto zohrávajú obrovskú úlohu v obehu látok v prírode. Iné druhy zohrávajú významnú úlohu v patológii ľudí (pozri tiež „Patogény sopľavky a melioidózy “), zvierat a rastlín.

Pseudomonas sú gramnegatívne nefermentujúce baktérie, medzi ktoré patria zástupcovia rodu Pseudomonas, typickým druhom je Pseudomonas aeruginosa (modrý hnisový bacil), ktorý je pôvodcom mnohých hnisavo-zápalových ochorení, ako aj niektoré ďalšie druhy. Pseudomonas aeruginosa (modrý hnisový bacil)

Baktérie dostali svoje meno podľa charakteristického modrozeleného sfarbenia hnisavého výtoku, ktoré prvýkrát opísal A. Lücke v roku 1862. Patogén však izoloval v čistej kultúre S. Gessard až v roku 1982. P. aeruginosa patrí do čeľade Pseudomonadaceae.

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

Biochemické vlastnosti Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas sú gramnegatívne, pohyblivé, rovné tyčinky s veľkosťou 1-3 µm, umiestnené jednotlivo, v pároch alebo v krátkych retiazkach. Mobilita Pseudomonas aeruginosa je zabezpečená prítomnosťou jedného, zriedkavo dvoch polárnych bičíkov (mopotrichóznych alebo amfitrichóznych). Netvoria spóry a majú pili (fimbrie) typu IV. Za určitých podmienok môžu produkovať kapsulovitý extracelulárny hlien polysacharidovej povahy. Existujú aj tzv. mukoidné kmene, ktoré produkujú zvýšené množstvo hlienu. Takéto baktérie sa najčastejšie izolujú zo spúta pacientov s cystickou fibrózou.

Všetky pseudomonády sú obligátne aeróby, ktoré dobre rastú na jednoduchých živných médiách. Na tekutom živnom médiu baktérie tvoria na povrchu charakteristický sivo-strieborný film. Na krvnom agare sa okolo kolónií Pseudomonas aeruginosa pozorujú hemolytické zóny; na izoláciu čistej kultúry Pseudomonas aeruginosa sa používajú selektívne alebo diferenciálne diagnostické živné médiá s prídavkom antiseptík - malachitový agar s prídavkom brilantnej zelene alebo CPC agar s acetamidom. Optimálna teplota rastu je 37 °C, ale Pseudomonas aeruginosa je schopná rásť pri 42 °C, čo umožňuje jej odlíšenie od ostatných pseudomonád. Kolónie Pseudomonas aeruginosa sú hladké, okrúhle, suché alebo slizké (v kapsulárnych kmeňoch). Pri kultivácii na hustých živných médiách P. aeruginosa vytvára zvláštny sladký zápach jazmínu, jahodového mydla alebo karamelu. Charakteristickým biologickým znakom baktérií druhu P. aeruginosa je aj ich schopnosť syntetizovať vo vode rozpustné pigmenty, ktoré farbia obväzy pacientov alebo živné médiá počas ich kultivácie. Najčastejšie produkujú fenazínový pigment - pyokyanín modrozelenej farby, ale môžu tvoriť aj zelený pigment fluoresceín (pyoverdín), ktorý fluoreskuje v UV lúčoch, ako aj červenú (pyorubín), čiernu (pyomelanín) alebo žltú (oxyfenazín).

Pseudomonas aeruginosa nefermentuje glukózu a iné sacharidy, ale dokáže ich oxidovať za účelom získania energie. Na diferenciálnu diagnostiku, ktorá umožňuje odlíšiť pseudomonády od iných gramnegatívnych tyčiniek, sa používa OF test (glukózový oxidačný/fermentačný test) na špeciálnom médiu. Na tento účel sa čistá kultúra pseudomonád naočkuje do dvoch skúmaviek, z ktorých jedna sa potom inkubuje za aeróbnych podmienok a druhá za anaeróbnych podmienok. Pseudomonas dokáže oxidovať iba laktózu, preto sa farba indikátora mení iba v skúmavke udržiavanej za aeróbnych podmienok. P. aeruginosa redukuje dusičnany na dusitany a má tiež proteolytickú aktivitu: skvapalňuje želatínu, hydrolyzuje kazeín. Pseudomonas aeruginosa má katalázu a cytochróm oxidázu.

Mnohé kmene Pseudomonas aeruginosa produkujú bakteriocíny nazývané pyociny, ktoré majú baktericídne vlastnosti. Pyocinotypizácia kmeňov Pseudomonas aeruginosa sa používa na epidemiologické značenie a intraspecifickú identifikáciu P. aeruginosa. Na tento účel sa určuje spektrum pyocinov vylučovaných skúmaným kmeňom alebo jeho citlivosť na pyociny iných pseudomonád.

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

Antigénne vlastnosti Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa má komplexnú antigénnu štruktúru v dôsledku prítomnosti O- a H-antigénov. LPS bunkovej steny je typovo špecifický termostabilný O-antigén a používa sa na sérotypizáciu kmeňov P. aeruginosa. Termolabilný bičíkový H-antigén je ochranný a sú na ňom založené vakcíny. Antigény pili (fimbrií) sa nachádzajú aj na povrchu buniek Pseudomonas aeruginosa. Okrem toho P. aeruginosa produkuje množstvo extracelulárnych produktov s antigénnymi vlastnosťami: exotoxín A, proteázu, elastázu, extracelulárny hlien.

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

Patogenetické faktory Pseudomonas aeruginosa

Jedným z hlavných faktorov patogenity Pseudomonas aeruginosa a iných pseudomonád je O-antigén - lipopolysacharid bunkovej steny, ktorého mechanizmus účinku je rovnaký ako u iných gramnegatívnych baktérií.

P. aeruginosa má rôzne patogenetické faktory, ktoré sa podieľajú na rozvoji pseudomonádovej infekcie. Medzi najdôležitejšie z nich patria nasledujúce.

Adhézne a kolonizačné faktory sú fimbrie (pily) typu IV a extracelulárny hlien P. aeruginosa.

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

Toxíny

LPS vonkajšej membrány bunkovej steny P. aeruginosa má endotoxínové vlastnosti a podieľa sa na vzniku horúčky, oligúrie a leukopénie u pacientov.

Exotoxín A z Pseudomonas je pitotoxín, ktorý spôsobuje závažné poruchy bunkového metabolizmu inhibíciou syntézy bielkovín v bunkách a tkanivách. Podobne ako difterický toxín, je to ADP-ribozyltransferáza, ktorá inhibuje elongačný faktor EF-2, a preto spôsobuje poruchy syntézy bielkovín. Bolo tiež dokázané, že exotoxín A spolu s proteázou inhibuje syntézu imunoglobulínov a spôsobuje neutropéniu. Exotoxín A sa produkuje v neaktívnej forme ako protoxín a je aktivovaný rôznymi enzýmami v tele. Exotoxín A má ochranné vlastnosti, t. j. protilátky proti nemu chránia hostiteľské bunky pred jeho škodlivými účinkami a zabraňujú vzniku bakteriémie a sepsy spôsobenej Pseudomonas.

Exotoxín S (exotzým S) sa nachádza iba vo vysoko virulentných kmeňoch Pseudomonas aeruginosa. Mechanizmus jeho škodlivého účinku na bunky nie je stále jasný, ale je známe, že infekcie spôsobené kmeňmi Pseudomonas aeruginosa produkujúcimi exoenzým-3 často končia fatálne. Exotoxíny A a S tiež narúšajú aktivitu fagocytov.

Leukocidín je tiež cytotoxín s výrazným toxickým účinkom na ľudské krvné granulocyty.

Enterotokíny a faktory permeability zohrávajú určitú úlohu pri vývoji lokálnych tkanivových lézií pri črevných formách infekcie Pseudomonas aeruginosa, čo spôsobuje poruchy metabolizmu vody a soli.

Enzýmy agresie

P. aeruginosa produkuje dva typy hemolyzínov: termolabilnú fosfolipázu C a termostabilný glykolipid. Fosfolipáza C ničí fosfolipidy v povrchovo aktívnych látkach na alveolárnom povrchu pľúc, čo spôsobuje rozvoj atelektázy (bronchiektázie) pri patológii dýchacích ciest.

Neuraminidáza tiež hrá dôležitú úlohu v patogenéze bronchopulmonálnych ochorení pseudomonádovej etiológie a cystickej fibrózy, pretože sa podieľa na kolonizácii mucínu dýchacích ciest.

Elastáza, ako aj ďalšie proteolytické enzýmy Pseudomonas aeruginosa a exotoxín A spôsobujú krvácanie, deštrukciu tkaniva a nekrózu v léziách očných infekcií, pneumónie a sepsy etiológie Pseudomonas aeruginosa.

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

Rezistencia voči Pseudomonas

P. aeruginosa sa vyznačuje pomerne vysokou rezistenciou voči antibiotikám, čo sa vysvetľuje zlou priepustnosťou vonkajšej membrány týchto baktérií v dôsledku vrodenej poruchy porínov, ako aj schopnosťou baktérií syntetizovať penicilinázu.

P. aeruginosa zostáva životaschopná v podmienkach takmer úplnej absencie zdrojov potravy: dobre prežíva v sladkej, morskej a dokonca aj destilovanej vode. Bolo tiež dokázané, že kultúry Pseudomonas aeruginosa môžu prežiť a dokonca sa množiť v roztokoch dezinfekčných prostriedkov (napríklad furacilínu) určených na uchovávanie katétrov a rôznych lekárskych nástrojov, na umývanie rán v nemocniciach pre popáleniny a chirurgické zákroky.

Zároveň je P. aeruginosa citlivá na sušenie, pôsobenie dezinfekčných prostriedkov obsahujúcich chlór a ľahko sa inaktivuje pri vystavení vysokým teplotám (var, autoklávovanie).

Epidemiológia chorôb spôsobených Pseudomonas aeruginosa

Ochorenie Pseudomonas aeruginosa sa môže vyvinúť v dôsledku autoinfekcie (endogénnej infekcie) alebo exogénne. Zdrojom infekcie sú ľudia (chorí alebo nosiči baktérií), ako aj rôzne prirodzené rezervoáre prírody (pôda a rôzne sladkovodné a slané vodné útvary). Bolo zistené, že približne 5 – 10 % zdravých ľudí je nosičmi rôznych kmeňov P. aeruginosa (normálne kolonizujú črevo) a približne 70 % pacientov v nemocniciach. Pseudomonas sa tiež nachádzajú všade: vo vodovodných a vetracích systémoch, na ovocí a zelenine, izbových rastlinách, na povrchu mydla, umývadiel rúk, uterákov, v dýchacích prístrojoch atď. Preto možno infekciu Pseudomonas aeruginosa považovať za saproantroponózu. Mechanizmy a cesty infekcie pri infekciách spôsobených Pseudomonas aeruginosa sú kontaktné, respiračné, krvné, fekálno-orálne.

Infekcia Pseudomonas aeruginosa sa môže vyskytnúť u imunodeficientných jedincov so závažnou sprievodnou patológiou (diabetes, popáleniny, leukémia, cystická fibróza, imunosupresia pri onkologických ochoreniach a transplantáciách orgánov), ako aj v prostredí normálnej imunologickej reaktivity tela. Je známe, že adhezívna aktivita Pseudomonas aeruginosa sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou okolia, takže návšteva bazéna, sauny a liečebné kúpele môžu tiež vyvolať infekciu Pseudomonas aeruginosa.

Pseudomonas aeruginosa je pôvodcom nozokomiálnych (nemocničných) infekcií, teda ochorení, ktoré sa vyskytujú u ľudí podstupujúcich nemocničnú liečbu. Infekcia Pseudomonas aeruginosa v ambulancii môže byť spojená s lekárskymi zákrokmi (katetrizácia močového mechúra, endoskopické vyšetrenie, umývanie rán, obväzovanie, ošetrenie popáleninových povrchov antiseptikami, používanie ventilátora atď.), keď k infekcii dôjde cez špinavé ruky personálu, nástroje, na ktorých povrchu mikrób tvorí biofilm, alebo s použitím kontaminovaných roztokov.

Pseudomonas aeruginosa sa zvyčajne dostáva do ľudského tela cez poškodené tkanivá. Po prichytení kolonizuje povrch rany alebo popáleniny, sliznice alebo ľudskú pokožku a množí sa. Pri absencii imunitných mechanizmov proti infekcii Pseudomonas aeruginosa u ľudí sa môže lokálny proces (infekcia močových ciest, kože, dýchacích ciest) rozšíriť (zovšeobecniť). Bakteriémia vedie k šíreniu patogénu a rozvoju sepsy, ktorá často spôsobuje tvorbu sekundárnych hnisavých ložísk infekcie. Pri vystavení patogénnym faktorom (exotoxíny, agresívne enzýmy) je narušená funkcia orgánov a systémov a môžu sa vyvinúť závažné komplikácie - syndróm diseminovanej intravaskulárnej koagulácie, šok a syndróm respiračnej tiesne.

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

Príznaky chorôb spôsobených Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa spôsobuje hnisavo-zápalové ochorenia rôznych lokalizácií: infekcie rán, popáleniny, meningitídu, infekcie močových ciest, kožné infekcie, očné ochorenia, nekrotický zápal pľúc, sepsu atď. Úmrtnosť na sepsu spôsobenú Pseudomonas aeruginosa dosahuje 50 %.

Imunita

Antitoxické a antibakteriálne protilátky sa nachádzajú v krvnom sére zdravých ľudí, ako aj tých, ktorí sa zotavili z infekcií Pseudomonas aeruginosa, ale ich úloha v ochrane pred opakujúcimi sa ochoreniami bola málo preskúmaná.

Laboratórna diagnostika ochorení spôsobených Pseudomonas aeruginosa

Hlavnou diagnostickou metódou je bakteriologické vyšetrenie. Materiálmi na vyšetrenie sú krv (pri sepsi), mozgovomiechový mok (pri meningitíde), hnis a výtok z rany (pri infikovaných ranách a popáleninách), moč (pri infekciách močových ciest), spútum (pri infekciách dýchacích ciest) atď. Bakterioskopia náterov z vyšetrovaného materiálu má málo informácií. Pri identifikácii P. aeruginosa sa berie do úvahy charakter ich rastu na CPC agare, tvorba pigmentu, prítomnosť charakteristického špecifického zápachu kultúry, pozitívny pyrochróm oxidázový test, detekcia termofility (rast pri 42 °C), schopnosť oxidovať glukózu v OF teste. Pre intraspecifickú identifikáciu baktérií sa vykonáva sérotypizácia, pyopinotypizácia a fágová typizácia.

Sérologická metóda výskumu je zameraná na detekciu špecifických protilátok proti antigénom Pseudomonas aeruginosa (zvyčajne exotoxín A a LPS) pomocou kompletného imunofluorescenčného testu, opsonofagocytovej reakcie a niektorých ďalších testov.

Liečba ochorení spôsobených Pseudomonas aeruginosa

Na liečbu pseudomonádovej infekcie sa používajú antibiotiká a odporúča sa kombinovať lieky z rôznych skupín. Antibiotická liečba sa predpisuje až po stanovení antibiogramu. V naliehavých prípadoch sa antibiotiká používajú empiricky.

Na liečbu závažných foriem infekcie Pseudomonas aeruginosa sa používa aj hyperimúnna plazma získaná z krvi dobrovoľníkov imunizovaných polyvalentnou korpuskulárnou vakcínou proti Pseudomonas aeruginosa.

Na lokálnu liečbu kožných infekcií (trofické vredy, ektyma, popáleniny) spôsobených P. aeruginosa sa používa heterológny imunoglobulín proti Pseudomonas, získaný z krvného séra baranov hyperimunizovaných suspenziou kultúr Pseudomonas aeruginosa 7 rôznych imunotypov, usmrtených formalínom.

Okrem toho sa na liečbu hnisavých kožných infekcií, abscesov, tepelných popálenín komplikovaných pseudomonádovou infekciou, cystitídy, mastitídy a iných ochorení pseudomonádovej etiológie (okrem sepsy) môže použiť pseudomonádový bakteriofág (bakteriofág pyocyansus) alebo polyvalentný tekutý pyobakteriofág.

Prevencia chorôb spôsobených Pseudomonas aeruginosa

Účinná sterilizácia, dezinfekcia a antisepsia, ako aj dodržiavanie aseptických pravidiel sú hlavnými opatreniami nešpecifickej prevencie infekcie pseudomonas v nemocnici. Plán preventívnych opatrení musí nevyhnutne zahŕňať kontrolu kontaminácie vonkajšieho prostredia (vzduch, rôzne predmety, nástroje a zariadenia), dodržiavanie pravidiel osobnej hygieny.

Na účely nešpecifickej prevencie hnisavo-zápalových ochorení sa pacientom s oslabenou protiinfekčnou imunitou odporúča predpísať imunomodulátory.

Vakcíny sa používajú na vytvorenie aktívnej imunity proti infekcii Pseudomonas aeruginosa. V súčasnosti boli vyvinuté vakcíny z LPS Pseudomonas aeruginosa, polysacharidové subkorpuskulárne (chemické) vakcíny, ribozomálne vakcíny, prípravky z bičíkových antigénov P. aeruginosa a extracelulárnych zložiek hlienu, ako aj anatoxíny z extracelulárnych proteáz a exotoxínu A. V Rusku sa používa polyvalentná korpuskulárna vakcína proti Pseudomonas (zo 7 kmeňov P. aeruginosa) a vakcína proti stafyloproteusom a Pseudomonas.

Aktívna imunizácia proti infekciám spôsobeným P. aeruginosa je indikovaná pacientom z rizikových skupín (pacienti s cystickou fibrózou, diabetes a imunodeficientní jedinci). Vzhľadom na to, že imunitná odpoveď na vakcíny u ľudí s imunodeficienciou je však oneskorená a nie vždy úplná, veľký význam sa pripisuje kombinácii metód aktívnej a pasívnej imunizácie.