Synegonia coli

Rod Pseudomonas spada v družino Pseudomonadaceae (razred Gammaproteobacteria, tip Proteobacteria) in vsebuje več kot 20 vrst. Nekatere od njih so naravni prebivalci tal in vode, zato igrajo veliko vlogo pri kroženju snovi v naravi. Druge vrste igrajo pomembno vlogo pri patologiji ljudi (glej tudi "Povzročniki smrkavosti in melioidoze "), živali in rastlin.

Pseudomonas so gramnegativne nefermentirajoče bakterije, med katere spadajo predstavniki rodu Pseudomonas, tipična vrsta pa je Pseudomonas aeruginosa (modri gnojni bacil), ki je povzročitelj številnih gnojno-vnetnih bolezni, pa tudi nekatere druge vrste. Pseudomonas aeruginosa (modri gnojni bacil)

Bakterije so ime dobile po značilni modro-zeleni obarvanosti gnojnega izcedka, ki jo je prvi opisal A. Lücke leta 1862. Vendar pa je patogen v čisti kulturi izoliral S. Gessard šele leta 1982. P. aeruginosa spada v družino Pseudomonadaceae.

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

Biokemijske lastnosti Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas so gramnegativne, gibljive, ravne paličice, velike 1-3 µm, ki se nahajajo posamično, v parih ali v kratkih verižicah. Mobilnost Pseudomonas aeruginosa zagotavlja prisotnost enega, redko dveh polarnih flagel (mopotrihoznih ali amfitrihoznih). Ne tvorijo spor in imajo piluse (fimbrije) tipa IV. Pod določenimi pogoji lahko proizvajajo kapsuli podobno zunajcelično sluz polisaharidne narave. Obstajajo tudi tako imenovani mukoidni sevi, ki proizvajajo povečano količino sluzi. Takšne bakterije najpogosteje izoliramo iz sputuma bolnikov s cistično fibrozo.

Vse psevdomonade so obvezni aerobi, ki dobro rastejo na preprostih hranilnih medijih. Na tekočem hranilnem mediju bakterije na površini tvorijo značilen sivkasto-srebrn film. Na krvnem agarju opazimo cone hemolize okoli kolonij Pseudomonas aeruginosa; za izolacijo čiste kulture Pseudomonas aeruginosa se uporabljajo selektivni ali diferencialno diagnostični hranilni mediji z dodatkom antiseptikov - malahitni agar z dodatkom briljantno zelene ali CPC agar z acetamidom. Optimalna temperatura rasti je 37 °C, vendar je Pseudomonas aeruginosa sposobna rasti pri 42 °C, kar omogoča razlikovanje od drugih psevdomonad. Kolonije Pseudomonas aeruginosa so gladke, okrogle, suhe ali sluzaste (v kapsularnih sevih). Pri gojenju na gostih hranilnih medijih P. aeruginosa proizvaja značilen sladkast vonj po jasminu, jagodnem milu ali karameli. Značilna biološka značilnost bakterij vrste P. aeruginosa je tudi njihova sposobnost sinteze vodotopnih pigmentov, ki med gojenjem obarvajo obloge bolnikov ali hranilne medije. Najpogosteje proizvajajo fenazin pigment - piocianin modro-zelene barve, lahko pa tvorijo tudi zeleni pigment fluorescein (pioverdin), ki fluorescira v UV-žarkih, pa tudi rdeče (piorubin), črno (piomelanin) ali rumeno (oksifenazin).

Pseudomonas aeruginosa ne fermentira glukoze in drugih ogljikovih hidratov, lahko pa jih oksidira za pridobivanje energije. Za diferencialno diagnostiko, ki omogoča razlikovanje psevdomonad od drugih gramnegativnih paličic, se uporablja OF test (test oksidacije/fermentacije glukoze) na posebnem gojišču. Za to se čista kultura psevdomonad inokulira v dve epruveti, od katerih se ena nato inkubira v aerobnih pogojih, druga pa v anaerobnih pogojih. Pseudomonas lahko oksidira le laktozo, zato se barva indikatorja spremeni le v epruveti, ki se hrani v aerobnih pogojih. P. aeruginosa reducira nitrate v nitrite in ima tudi proteolitično aktivnost: utekočinja želatino, hidrolizira kazein. Pseudomonas aeruginosa ima katalazo in citokrom oksidazo.

Številni sevi Pseudomonas aeruginosa proizvajajo bakteriocine, imenovane piocini, ki imajo baktericidne lastnosti. Piocinotipizacija sevov Pseudomonas aeruginosa se uporablja za epidemiološko označevanje in intraspecifično identifikacijo P. aeruginosa. V ta namen se določi spekter piocinov, ki jih izloča preučevano sev, ali njegova občutljivost na piocine drugih psevdomonad.

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

Antigenske lastnosti Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa ima zaradi prisotnosti O- in H-antigenov kompleksno antigensko strukturo. LPS celične stene je tipsko specifičen termostabilen O-antigen in se uporablja za serotipizacijo sevov P. aeruginosa. Termolabilni flagelarni H-antigen je zaščitni in na njem temeljijo cepiva. Antigeni pilusov (fimbrij) se nahajajo tudi na površini celic Pseudomonas aeruginosa. Poleg tega P. aeruginosa proizvaja številne zunajcelične produkte z antigenskimi lastnostmi: eksotoksin A, proteazo, elastazo, zunajcelično sluz.

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

Dejavniki patogenosti Pseudomonas aeruginosa

Eden glavnih dejavnikov patogenosti Pseudomonas aeruginosa in drugih psevdomonad je O-antigen - lipopolisaharid celične stene, katerega mehanizem delovanja je enak kot pri drugih gramnegativnih bakterijah.

P. aeruginosa ima različne dejavnike patogenosti, ki sodelujejo pri razvoju okužbe s psevdomonasami. Med najpomembnejšimi so naslednji.

Adhezijski in kolonizacijski dejavniki so pilusi (fimbrije) tipa IV in zunajcelična sluz P. aeruginosa.

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

Toksini

LPS zunanje membrane celične stene P. aeruginosa ima endotoksinske lastnosti in je vpleten v razvoj vročine, oligurije in levkopenije pri bolnikih.

Eksotoksin A bakterije Pseudomonas je pitotoksin, ki povzroča hude motnje v celičnem metabolizmu z zaviranjem sinteze beljakovin v celicah in tkivih. Tako kot davični toksin je tudi ADP-riboziltransferaza, ki zavira elongacijski faktor EF-2 in zato povzroča motnje v sintezi beljakovin. Dokazano je tudi, da eksotoksin A skupaj s proteazo zavira sintezo imunoglobulinov in povzroča nevtropenijo. Eksotoksin A se proizvaja v neaktivni obliki kot protoksin in ga aktivirajo različni encimi v telesu. Eksotoksin A ima zaščitne lastnosti, tj. protitelesa proti njemu ščitijo gostiteljske celice pred njegovimi škodljivimi učinki in preprečujejo razvoj bakteriemije in sepse, ki jo povzroča bakterija Pseudomonas.

Eksotoksin S (eksotoksim S) se nahaja le v zelo virulentnih sevih Pseudomonas aeruginosa. Mehanizem njegovega škodljivega učinka na celice še ni jasen, vendar je znano, da okužbe, ki jih povzročajo sevi Pseudomonas aeruginosa, ki proizvajajo eksoencim-3, pogosto končajo s smrtjo. Eksotoksina A in S motita tudi aktivnost fagocitov.

Levkocidin je tudi citotoksin z izrazitim toksičnim učinkom na granulocite človeške krvi.

Enterotokini in faktorji permeabilnosti igrajo določeno vlogo pri razvoju lokalnih tkivnih lezij pri črevesnih oblikah okužbe s Pseudomonas aeruginosa, kar povzroča motnje v presnovi vode in soli.

Encimi agresije

P. aeruginosa proizvaja dve vrsti hemolizinov: termolabilno fosfolipazo C in termostabilni glikolipid. Fosfolipaza C uničuje fosfolipide v površinsko aktivnih snoveh na alveolarni površini pljuč, kar povzroča razvoj atelektaze (bronhiektazije) pri patologiji dihal.

Neuraminidaza ima pomembno vlogo tudi pri patogenezi bronhopulmonalnih bolezni psevdomonasne etiologije in cistične fibroze, saj sodeluje pri kolonizaciji mucina dihalnih poti.

Elastaza, kot tudi drugi proteolitični encimi Pseudomonas aeruginosa in eksotoksin A, povzročajo krvavitve, uničenje tkiva in nekrozo v lezijah očesnih okužb, pljučnice in sepse, ki jih povzroča Pseudomonas aeruginosa.

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

Odpornost na Pseudomonas

Za P. aeruginosa je značilna precej visoka odpornost na antibiotike, kar je razloženo s slabo prepustnostjo zunanje membrane teh bakterij zaradi prirojene okvare porinov, pa tudi s sposobnostjo bakterij za sintezo penicilinaze.

P. aeruginosa ostane sposobna preživeti v pogojih skoraj popolne odsotnosti virov hrane: dobro preživi v sladki, morski in celo destilirani vodi. Dokazano je tudi, da lahko kulture Pseudomonas aeruginosa preživijo in se celo razmnožujejo v raztopinah razkužil (na primer furacilina), namenjenih shranjevanju katetrov in različnih medicinskih instrumentov, izpiranju ran v opeklinskih in kirurških bolnišnicah.

Hkrati je P. aeruginosa občutljiva na sušenje, delovanje razkužil, ki vsebujejo klor, in se zlahka inaktivira, če je izpostavljena visokim temperaturam (vrenje, avtoklaviranje).

Epidemiologija bolezni, ki jih povzroča Pseudomonas aeruginosa

Bolezen, ki jo povzroča Pseudomonas aeruginosa, se lahko razvije kot posledica avtoinfekcije (endogene okužbe) ali eksogeno. Vir okužbe so ljudje (bolni ali prenašalci bakterij), pa tudi različni naravni rezervoarji (zemlja in različna sladkovodna in slana vodna telesa). Ugotovljeno je bilo, da je približno 5–10 % zdravih ljudi prenašalcev različnih sevov P. aeruginosa (običajno kolonizirajo črevesje) in približno 70 % bolnikov v bolnišnici. Pseudomonase najdemo tudi povsod: v sistemih za oskrbo z vodo in prezračevanje, na sadju in zelenjavi, sobnih rastlinah, na površini mila, umivalnikov za roke, brisač, v dihalnih aparatih itd. Zato lahko okužbo s Pseudomonas aeruginosa štejemo za saproantroponozo. Mehanizmi in poti okužbe pri okužbah, ki jih povzroča Pseudomonas aeruginosa, so kontaktni, dihalni, krvni, fekalno-oralni.

Okužba s Pseudomonas aeruginosa se lahko pojavi tako pri imunsko pomanjkljivih posameznikih s hudo sočasno patologijo (sladkorna bolezen, opeklinska bolezen, levkemija, cistična fibroza, imunosupresija pri onkoloških boleznih in presaditvi organov) kot tudi v preddverju normalne imunološke reaktivnosti telesa. Znano je, da se adhezivna aktivnost P. aeruginosa povečuje z naraščajočo temperaturo okolja, zato lahko obisk bazena, savne in terapevtske kopeli prav tako izzove okužbo s Pseudomonas aeruginosa.

Pseudomonas aeruginosa je povzročitelj bolnišničnih okužb, torej bolezni, ki se pojavijo pri ljudeh, ki se zdravijo v bolnišnici. Okužba s Pseudomonas aeruginosa v kliniki je lahko povezana z medicinskimi posegi (kateterizacija mehurja, endoskopski pregled, izpiranje ran, previjanje, zdravljenje opeklinskih površin z antiseptiki, uporaba ventilatorja itd.), kadar do okužbe pride prek umazanih rok osebja, instrumentov, na katerih površini mikrob tvori biofilm, ali z uporabo kontaminiranih raztopin.

Pseudomonas aeruginosa običajno vstopi v človeško telo skozi poškodovana tkiva. Ko se pritrdi, kolonizira površino rane ali opekline, sluznice ali človeško kožo in se razmnoži. Če pri ljudeh ni imunskih mehanizmov proti okužbi s Pseudomonas aeruginosa, se lahko lokalni proces (okužba sečil, kože, dihal) razširi (posploši). Bakteriemija vodi do širjenja patogena in razvoja sepse, ki pogosto povzroči nastanek sekundarnih gnojnih žarišč okužbe. Ob izpostavljenosti patogenim dejavnikom (eksotoksini, agresivni encimi) je delovanje organov in sistemov moteno in se lahko razvijejo hudi zapleti - sindrom diseminirane intravaskularne koagulacije, šok in sindrom dihalne stiske.

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

Simptomi bolezni, ki jih povzroča Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa povzroča gnojno-vnetne bolezni različnih lokalizacij: okužbe ran, opekline, meningitis, okužbe sečil, okužbe kože, očesne bolezni, nekrotično pljučnico, sepso itd. Smrtnost zaradi sepse, ki jo povzroča Pseudomonas aeruginosa, doseže 50 %.

Imunost

Antitoksična in antibakterijska protitelesa najdemo v krvnem serumu zdravih ljudi, pa tudi tistih, ki so preboleli okužbe s Pseudomonas aeruginosa, vendar je njihova vloga pri zaščiti pred ponavljajočimi se boleznimi malo raziskana.

Laboratorijska diagnostika bolezni, ki jih povzroča Pseudomonas aeruginosa

Glavna diagnostična metoda je bakteriološka preiskava. Materiali za preiskavo so kri (pri sepsi), cerebrospinalna tekočina (pri meningitisu), gnoj in izcedek iz rane (pri okuženih ranah in opeklinah), urin (pri okužbah sečil), sputum (pri okužbah dihal) itd. Bakterioskopija razmazov iz pregledanega materiala je malo informativna. Pri identifikaciji P. aeruginosa se upoštevajo narava njihove rasti na CPC agarju, nastanek pigmenta, prisotnost značilnega specifičnega vonja kulture, pozitiven test pirokrom oksidaze, detekcija termofilnosti (rast pri 42 °C) in sposobnost oksidacije glukoze v OF testu. Za intraspecifično identifikacijo bakterij se izvaja serotipizacija, piopinotipizacija in fagotipizacija.

Serološka metoda raziskovanja je namenjena odkrivanju specifičnih protiteles proti antigenom Pseudomonas aeruginosa (običajno eksotoksin A in LPS) z uporabo popolnega imunofluorescenčnega testa, opsonofagocitne reakcije in nekaterih drugih testov.

Zdravljenje bolezni, ki jih povzroča Pseudomonas aeruginosa

Za zdravljenje okužbe s psevdomonasami se uporabljajo antibiotiki, pri čemer je priporočljivo kombinirati zdravila iz različnih skupin. Protimikrobno zdravljenje se predpiše šele po določitvi antibiograma. V nujnih primerih se antibiotiki uporabljajo empirično.

Za zdravljenje hudih oblik okužbe s Pseudomonas aeruginosa se uporablja tudi hiperimunska plazma, pridobljena iz krvi prostovoljcev, imuniziranih s polivalentnim korpuskularnim cepivom proti Pseudomonas aeruginosa.

Za lokalno zdravljenje kožnih okužb (trofičnih razjed, ektime, opeklin), ki jih povzroča P. aeruginosa, se uporablja heterologni imunoglobulin proti psevdomonasu, pridobljen iz krvnega seruma ovnov, hiperimuniziranih s suspenzijo kultur Pseudomonas aeruginosa 7 različnih imunotipov, ubitih s formalinom.

Poleg tega se za zdravljenje gnojnih kožnih okužb, abscesov, termičnih opeklin, zapletenih zaradi okužbe s psevdomonasom, cistitisa, mastitisa in drugih bolezni psevdomonasne etiologije (razen sepse) lahko uporabi psevdomonasni bakteriofag (bakteriofag piociansus) ali polivalentni tekoči piobakteriofag.

Preprečevanje bolezni, ki jih povzroča Pseudomonas aeruginosa

Učinkovita sterilizacija, dezinfekcija in antisepsa ter upoštevanje aseptičnih pravil so glavni ukrepi nespecifične preventive okužbe s psevdomonasom v bolnišnici. Načrt preventivnih ukrepov mora nujno vključevati nadzor nad kontaminacijo zunanjega okolja (zrak, različni predmeti, instrumenti in oprema) ter upoštevanje pravil osebne higiene.

Za namene nespecifične preventive gnojno-vnetnih bolezni se bolnikom z oslabljeno protiinfekcijsko imunostjo priporoča predpisovanje imunomodulatorjev.

Cepiva se uporabljajo za ustvarjanje aktivne imunosti proti okužbi s Pseudomonas aeruginosa. Trenutno so bila razvita cepiva iz LPS Pseudomonas aeruginosa, polisaharidna subkorpuskularna (kemična) cepiva, ribosomska cepiva, pripravki iz flagelarnih antigenov P. aeruginosa in komponent zunajcelične sluzi ter anatoksini iz zunajceličnih proteaz in eksotoksina A. V Rusiji se uporabljata polivalentno korpuskularno cepivo proti Pseudomonas (iz 7 sevov P. aeruginosa) in cepivo proti stafiloproteusu in psevdomonas.

Aktivna imunizacija proti okužbam, ki jih povzroča P. aeruginosa, je indicirana za bolnike iz rizičnih skupin (bolniki s cistično fibrozo, sladkorno boleznijo in posamezniki z imunsko pomanjkljivostjo). Ker pa je imunski odziv na cepiva pri ljudeh z imunsko pomanjkljivostjo pozen in ni vedno popoln, je velik pomen namenjen kombiniranju metod aktivne in pasivne imunizacije.