Vzroki in patogeneza streptokokne okužbe

Vzroki za streptokokno okužbo

Povzročitelji streptokokne okužbe so negibljivi fakultativno anaerobni grampozitivni koki iz rodu Streptococcus iz družine Streptococcaceae. Rod vključuje 38 vrst, ki se razlikujejo po presnovnih značilnostih, kulturnih in biokemijskih lastnostih ter antigenski strukturi. Delitev celic poteka le v eni ravnini, zato so razporejene v parih (diplokoki) ali tvorijo verige različnih dolžin. Nekatere vrste imajo kapsulo. Patogeni so sposobni rasti pri temperaturi 25–45 °C; temperaturni optimum je 35–37 °C. Na gostih hranilnih gojiščih tvorijo kolonije s premerom 1–2 mm. Na gojiščih s krvjo so kolonije nekaterih vrst obdane z območjem hemolize. Obvezna značilnost, ki označuje vse predstavnike rodu streptokokov, je negativen benzidinski in katalazni test. Streptokoki so v okolju odporni; v posušenem gnoju ali sputumu lahko preživijo več mesecev. Patogeni lahko prenesejo segrevanje na 60 °C 30 minut: pod vplivom razkužil umrejo v 15 minutah.

Glede na strukturo skupinsko specifičnih polisaharidnih antigenov (substanca C) celične stene obstaja 17 seroloških skupin streptokokov, označenih z latinskimi črkami (AO). Znotraj skupin so streptokoki razdeljeni na serološke variante glede na specifičnost proteinskih M-, P- in T-antigenov. Streptokoki skupine A imajo širok spekter superantigenov: eritrogene toksine A, B in C, eksotoksin F (mitogeni faktor), streptokokni superantigen (SSA), eritrogene toksine (SpeX, SpeG, SpeH, SpeJ, SpeZ, SmeZ-2). Superantigeni so sposobni interakcije z antigeni glavnega kompleksa histokompatibilnosti, izraženimi na površini antigen-predstavitvenih celic, in z variabilnimi regijami beta verige T-limfocitov, kar povzroča njihovo proliferacijo in močno sproščanje citokinov, TNF-a in γ-interferona. Poleg tega je streptokok skupine A sposoben proizvajati biološko aktivne zunajcelične snovi: streptolizine O in S, streptokinazo, hialuronidazo, DNazo B, streptodornazo, lipoproteinazo, peptidazo itd.

Celična stena streptokoka vključuje kapsulo, beljakovino, polisaharid (skupinsko specifični antigen) in mukoproteinsko plast. Pomembna sestavina streptokokov skupine A je beljakovina M, ki po strukturi spominja na fimbrije gramnegativnih bakterij. Beljakovina M (tipsko specifični antigen) je glavni dejavnik virulence. Protitelesa proti njej zagotavljajo dolgotrajno imunost na ponavljajoče se okužbe, vendar se več kot 110 seroloških tipov razlikuje po strukturi beljakovine M, kar znatno zmanjša učinkovitost humoralnih obrambnih reakcij. Beljakovina M zavira fagocitne reakcije, neposredno deluje na fagocite, maskira receptorje za komponente komplementa in opsonine ter adsorbira fibrinogen, fibrin in njegove razgradne produkte na svoji površini. Ima lastnosti superantigena, ki povzroča poliklonsko aktivacijo limfocitov in nastanek protiteles z nizko afiniteto. Takšne lastnosti igrajo pomembno vlogo pri kršitvi tolerance na tkivne izoantigene in pri razvoju avtoimunske patologije.

Lastnosti tipsko specifičnih antigenov imata tudi T-protein celične stene in lipoproteinaza (encim, ki hidrolizira lipide vsebujoče komponente krvi sesalcev). Streptokoki različnih M-variant imajo lahko enak T-tip ali kompleks T-tipov. Porazdelitev serotipov lipoproteinaze natančno ustreza določenim M-tipom, vendar ta encim proizvaja približno 40 % streptokoknih sevov. Protitelesa proti T-proteinu in lipoproteinazi nimajo zaščitnih lastnosti. Kapsula vsebuje hialuronsko kislino, enega od faktorjev virulence. Ščiti bakterije pred protimikrobnim potencialom fagocitov in olajša adhezijo na epitelij. Hialuronska kislina ima lastnosti antigena. Bakterije lahko med invazijo tkiva samostojno uničijo kapsulo s sintezo hialuronidaze. Tretji najpomembnejši faktor patogenosti je C5a-peptidaza, ki zavira aktivnost fagocitov. Encim cepi in inaktivira komponento komplementa C5a, ki deluje kot močan kemoatraktant.

Streptokoki skupine A proizvajajo različne toksine. Titri protiteles proti streptolizinu O imajo prognostično vrednost. Streptolizin S kaže hemolitično aktivnost v anaerobnih pogojih in povzroča površinsko hemolizo na krvnih gojiščih. Oba hemolizina uničujeta ne le eritrocite, temveč tudi druge celice: streptolizin O poškoduje kardiomiocite, streptolizin S pa fagocite. Nekateri sevi streptokokov skupine A sintetizirajo kardiohepatični toksin. Povzroča poškodbe miokarda in diafragme ter nastanek velikanskoceličnih granulomov v jetrih.

Večina izolatov streptokokov skupine B je S. agalactiae. V zadnjih letih so vse bolj pritegnili pozornost zdravstvenih delavcev. Streptokoki skupine B običajno kolonizirajo nazofarinks, prebavila in nožnico. Ločimo naslednje serološke variante streptokokov skupine B: la, lb, Ic, II in III. Bakterije serovarjev 1a in III so tropne do tkiv osrednjega živčnega sistema in dihal; pogosto povzročajo meningitis pri novorojenčkih.

Med drugimi vrstami so velikega diagnostičnega pomena pnevmokoki (S. pneumoniae), ki povzročajo večino zunajbolnišničnih pljučnic pri ljudeh. Ne vsebujejo skupinskega antigena in so serološko heterogeni. Glede na strukturo kapsularnih antigenov ločimo 84 seroloških variant pnevmokokov.

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

Patogeneza streptokokne okužbe

Najpogosteje se bolezni pojavijo po vstopu streptokokov v sluznice žrela in nazofarinksa. Lipoteihojska kislina, ki je del celične stene, M- in F-proteini zagotavljajo adhezijo patogena na površino tonzil ali drugih limfoidnih celic. Protein M spodbuja odpornost bakterij na protimikrobni potencial fagocitov, veže fibrinogen, fibrin in produkte njegove razgradnje. Ko se streptokoki razmnožujejo, se sproščajo toksini, ki povzročajo vnetno reakcijo tkiva tonzil. Ko streptokoki vstopijo v bezgavke po limfnih poteh, se pojavi regionalni (submandibularni) limfadenitis. Toksične komponente, ki prodirajo v kri, povzročajo generalizirano razširitev majhnih žil (klinično - hiperemija in točkovni izpuščaj). Alergijska komponenta, ki moti prepustnost žil, velja za vzrok glomerulonefritisa, artritisa, endokarditisa itd. Septična komponenta vodi do kopičenja patogena v različnih organih in sistemih ter razvoja žarišč gnojnega vnetja. Prisotnost skupnih navzkrižno reaktivnih antigenskih determinant v streptokokih skupine A (protein M, nespecifični proteini, A-polisaharid itd.) in sarkolemi miofibril srčnega in ledvičnega tkiva določa razvoj avtoimunskih procesov, ki vodijo v revmatizem in glomerulonefritis. Molekularna mimikrija je glavni patogenetski dejavnik streptokokne okužbe pri teh boleznih: protitelesa proti streptokoknim antigenom reagirajo z avtoantigeni gostitelja. Po drugi strani pa protein M in eritrogeni toksin kažeta lastnosti superantigenov in povzročata proliferacijo celic T, kar aktivira kaskadno reakcijo efektorske povezave imunskega sistema in sprošča mediatorje s citotoksičnimi lastnostmi: IL, TNF-a, interferon-gama. Infiltracija limfocitov in lokalno delovanje citokinov igrata pomembno vlogo pri patogenezi invazivnih streptokoknih okužb (pri celulitisu, nekrotičnem fasciitisu, kožnih lezijah, notranjih organih). Pomembno vlogo pri patogenezi invazivne streptokokne okužbe imajo TNF-α, LPS telesne lastne gramnegativne mikroflore in njegova sinergistična interakcija z eritrogenskim toksinom S. pyogenes.

Epidemiologija streptokokne okužbe

Rezervoar in vir okužbe so bolniki z različnimi kliničnimi oblikami akutnih streptokoknih bolezni in nosilci patogenih streptokokov. Največjo nevarnost z epidemiološkega vidika predstavljajo! Bolniki, katerih žarišča so lokalizirana v zgornjih dihalih (škrlatinka, tonzilitis). So zelo nalezljivi, bakterije, ki jih izločajo, pa vsebujejo glavne virulentne faktorje - kapsulo in M protein. Okužba pri takšnih bolnikih najpogosteje vodi do razvoja manifestne okužbe pri dovzetnih posameznikih. Bolniki, katerih žarišča streptokokne okužbe so lokalizirana zunaj dihal (streptokokna pioderma, otitis, mastoiditis, osteomielitis itd.), niso tako nalezljivi, kar je povezano z manj aktivnim izločanjem patogenov iz telesa.

Trajanje infekcijskega obdobja pri bolnikih z akutno streptokokno okužbo je odvisno od načina zdravljenja. Racionalna antibiotična terapija bolnikov s škrlatinko in tonzilitisom osvobodi telo patogena v 1,5-2 dneh. Zdravila (sulfonamidi, tetraciklini), na katera so streptokoki skupine A popolnoma ali delno izgubili občutljivost, tvorijo rekonvalescentni nosilec pri 40-60 % ozdravljenih.

V skupinah, kjer je prisotnih 15–20 % dolgotrajnih nosilcev, streptokoki običajno krožijo nenehno. Menijo, da je prenašanje nevarno za druge, kadar je velikost mikrobnega žarišča večja od 10³ ^CFU (enot, ki tvorijo kolonije) na tampon. Raven takšnega prenašanja je pomembna – približno 50 % zdravih nosilcev streptokokov skupine A. Med kulturami patogena, izoliranimi iz nosilcev, se virulentni sevi pojavljajo nekajkrat manj pogosto kot v okolju sevov, izoliranih od bolnikov. Prenašanje streptokokov skupine B, C in G v grlu je opaziti veliko manj pogosto kot prenašanje streptokokov skupine A. Po različnih podatkih je za 4,5–30 % žensk značilno prenašanje streptokokov skupine B v nožnici in danki. Lokalizacija patogena v telesu v veliki meri določa načine njegovega izločanja.

Mehanizem prenosa okužbe je aerosolni (po zraku), redkeje - kontaktni (prek hrane in preko kontaminiranih rok in gospodinjskih predmetov). Okužba se običajno pojavi med tesnim, dolgotrajnim stikom z bolno osebo ali prenašalcem. Patogen se najpogosteje sprosti v okolje med izdihom (kašelj, kihanje, aktiven pogovor). Okužba se pojavi z vdihavanjem nastalega aerosola v zraku. Gomilanje ljudi v prostorih in dolgotrajen tesen stik povečata verjetnost okužbe. Upoštevati je treba, da je na razdalji več kot 3 m ta pot prenosa praktično nemogoča.

Dejavniki, ki prispevajo k prenosu povzročitelja, so umazane roke, gospodinjski predmeti in kontaminirana hrana. Dodatni dejavniki, ki prispevajo k prenosu povzročitelja, so nizka temperatura in visoka vlažnost v prostoru. Streptokoki skupine A se ob vstopu v določena živila lahko razmnožujejo in dolgo časa ohranjajo svoje virulentne lastnosti. Tako so znani izbruhi tonzilitisa ali faringitisa pri uživanju mleka, kompotov, masla, solat s kuhanimi jajci, jastogov, školjk, sendvičev z jajci, šunke itd.

Tveganju za razvoj gnojnih zapletov streptokokne geneze so izpostavljeni ranjenci, opečeni, bolniki v pooperativnem obdobju, pa tudi porodnice in novorojenčki. Možna je avtoinfekcija, pa tudi prenos streptokokov skupine B, ki povzročajo urogenitalne okužbe, s spolnim odnosom. Pri neonatalni patologiji so dejavniki prenosa okužena amnijska tekočina. V 50 % primerov je okužba možna med prehodom ploda skozi porodni kanal.

Naravna dovzetnost ljudi je visoka. Antistreptokokna imunost je antitoksične in protimikrobne narave. Poleg tega pride do senzibilizacije telesa s tipom DTH, ki je povezan s patogenezo številnih poststreptokoknih zapletov. Imunost pri bolnikih, ki so preboleli streptokokno okužbo, je tipsko specifična. Ponavljajoča se bolezen je možna ob okužbi z drugim serovarjem patogena. Protitelesa proti proteinu M so odkrita pri skoraj vseh bolnikih od 2. do 5. tedna bolezni in 10–30 let po bolezni. Pogosto jih odkrijemo v krvi novorojenčkov, vendar do 5. meseca življenja izginejo.

Streptokokna okužba je zelo razširjena. Na območjih z zmernim in hladnim podnebjem je incidenca faringealnih in respiratornih oblik okužb 5–15 primerov na 100 ljudi. Na južnih območjih s subtropskim in tropskim podnebjem so kožne lezije (streptoderma, impetigo) primarnega pomena, pri čemer incidenca pri otrocih v določenih letnih časih doseže 20 % ali več. Manjše poškodbe, piki žuželk in slaba higiena kože so predispozicija za njihov razvoj.

Nozokomialna streptokokna okužba je možna v porodnišnicah, na otroških, kirurških, otorinolaringoloških in očesnih oddelkih bolnišnic. Okužba se pojavi tako endogeno kot eksogeno (od nosilcev streptokokov med osebjem in pacienti) med invazivnimi medicinskimi in diagnostičnimi posegi.

Cikličnost je ena od značilnih značilnosti epidemičnega procesa pri streptokoknih okužbah. Poleg dobro znane cikličnosti z intervalom 2-4 let obstaja tudi periodičnost z intervalom 40-50 let in več. Posebnost te valovite narave je pojav in izginotje posebej hudih kliničnih oblik. Precejšnje število primerov škrlatinke in tonzilofaringitisa je zapletenih z gnojno-septičnimi (otitis, meningitis, sepsa) in imunopatološkimi (revmatizem, glomerulonefritis) procesi. Hude generalizirane oblike okužbe s sočasnimi globokimi lezijami mehkih tkiv so bile prej označene z izrazom "streptokokna gangrena". Od sredine 80. let prejšnjega stoletja se v mnogih državah povečuje incidenca streptokoknih okužb, kar sovpada s spremembami v nozološki strukturi bolezni, ki jih povzroča S. pyogenes. Ponovno so se začeli registrirati skupinski primeri hudih generaliziranih oblik, pogosto smrtnih [sindrom toksičnega šoka (TSS), sepsa, nekrotični miozitis, fasciitis itd.]. V ZDA letno registrirajo 10–15 tisoč primerov invazivne streptokokne okužbe, od tega 5–19 % (500–1500 primerov) predstavlja nekrotični fasciitis.

Široka uporaba laboratorijskih raziskovalnih metod je omogočila ugotovitev, da je vrnitev invazivnih streptokoknih bolezni povezana s spremembo serotipov patogena, ki kroži v populaciji: revmatogeni in toksigeni serotipi so nadomestili serotipe M. Poleg tega se je povečala incidenca revmatične mrzlice in toksičnih okužb (toksični tonzilofaringitis, škrlatinka in TSS).

Ekonomska škoda, ki jo povzročajo streptokokne okužbe in njihove posledice, je približno 10-krat večja od škode, ki jo povzroča virusni hepatitis. Med preučevanimi streptokoknimi okužbami so ekonomsko najpomembnejši tonzilitis (57,6 %), akutne okužbe dihal streptokokne etiologije (30,3 %), erizipel (9,1 %), škrlatinka in aktivni revmatizem (1,2 %) ter nenazadnje akutni nefritis (0,7 %).

Primarne streptokokne okužbe predstavljajo 50–80 % sezonske obolevnosti. Respiratorne streptokokne okužbe imajo izrazito jesensko-zimsko-pomladno sezonskost. Sezonsko obolevnost določajo predvsem otroci, ki obiskujejo predšolske ustanove.

Na čas sezonskega povečanja obolevnosti odločilno vplivata nastanek ali obnova organiziranih skupin in njihovo število.

V organiziranih skupinah, ki se obnavljajo enkrat letno, opazimo enkratno sezonsko povečanje okužb. Pri dvojni obnovi opazimo dvojno sezonsko povečanje obolevnosti, kar je še posebej značilno za vojaške skupine. Prvi maksimum obolevnosti, povezan s spomladanskim vpoklicem, opazimo v juniju-juliju, drugi, ki ga povzroča jesenski vpoklic, pa v decembru-januarju.

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