Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus


Staphylococcus aureus

Spośród znanych gatunków rodzaju Staphylococcus, gatunek S. aureus jest najbardziej chorobotwórczy; może być odpowiedzialny za zakażenia szpitalne i pozaszpitalne z lokalizacją w każdym miejscu.
Gronkowcowe zakażenia można podzielić na:


Szczepy tego gatunku mogą być przyczyną powikłań wirusowych zakażeń (często grypy) oraz zakażeń szpitalnych u pacjentów z obniżoną odpornością. Bakteriemie występują w skojarzeniu z zakażeniami zlokalizowanymi we wsierdziu (endocarditis), w płucach (ropień) lub w szpiku. W wyniku bakteriemii może występować jako wtórne zakażenie w odlep!ych miejscach (skóra, tkanka podskórna, nerki lub mózg).

Zespół wstrząsu toksycznego. TSS (zespół wstrząsu toksycznego) został opisany po raz pierwszy w 1978 roku, jako choroba zakaźna, wywoływana przez różne szczepy S. aureus produkujące toksyny, która występowała u kobiet w okresie menstruacji. U mężczyzn zespół ten występował w 5% przypadków. Związany jest głównie z używaniem tamponów absorpcyjnych które powodują namnożenie się dużej liczby bakterii w pochwie. Klinicznie objawia się jako: gorączka, obniżenie ciśnienia, ortostatyczny zawrót głowy, erytrodermia złuszczająca, wymioty, biegunka, ból głowy, kaszel, zapalenie spojówek. Choroba w około 8% przypadków kończy się zejściem śmiertelnym W końcowym okresie rozwoju choroby może występować niewydolność nerkowa, wątrobowa i/lub sercowa.
Badania nad szczepami S. aureus, odpowiedzialnymi za zespól wstrząsu toksycznego, doprowadziły do wykrycia dwóch toksyn, które początkowo oznaczono jako enterotoksyna F i egzotoksyna typu C. Szczegółowe badania struktury białek wykazały identyczność tych dwóch toksyn. Aktualnie toksyna jest oznaczona jako TSS 1 (TSST-1). Może wywoływać gorączkę u zwierząt doświadczalnych i powodować letalny wstrząs endotoksyczny. Toksyna jest produkowana przez szczepy biorące udział w różnych typach zakażeń. Wykazano, że gronkowce koagulazo-ujemne mogą również produkować tę toksynę i wywoływać klasyczny zespół TSS.

Pozakomórkowe toksyny i czynniki zjadliwości S. aureus. Szczepy tego gatunku charakteryzowane są jako zjadliwe (wirulentne) na podstawie zdolności do wytwarzania: koagulaz, nukleaz (DNaza), ?-, ß-, i ?-hemolizyn, hialuronidaz, lipaz, leukocydyny, fibrynolizyny, eksfoliatyny i enterotoksyn (tab. 1). Hemolizyna a jest odpowiedzialna za strefę hemolizy wokół kolonu S. aureus, wzrastających na podłożu agarowym z krwią baranią. Koagulaza może chronić komórki bakteryjne przed fagocytozą przez opłaszczanie neutrofilów fibryną. Białko A, składnik ściany komórkowej, jest zdolne do wiązania regionu Fc cząsteczki immunoglobuliny i może interferować w opsonizacji i fagocytozie. Hialuronidazy są enzymami, które hydrolizują międzvkomórkowy cement tkanek, jaki stanowi kwas hialuronowy; bakterie mogą sie rozprzestrzeniać w głąb organizmu.

Eksfoliatyna (toksyna złuszczająca lub epidermolityczna) również ma takie właściwość, lecz jej działanie jest ograniczone do warstwy ziarnistej skóry powoduje powstawanie pęcherzy, złuszczanie się naskórka. Leukocydyny są toksynami, które mają bezpośrednie działanie toksyczne na neutrofile, ziarninowanie lizosomalne komórek i śmierć komórek. Szczepy S. aureus izolowane z czyraków, pojedynczych lub mnogich, zazwyczaj wytwarzają lipazy zdolne do hydrolizowania lipidów w skórze, co ułatwia ich rozprzestrzenianie.

Enterotoksyny gronkowcowe stanowią grupę ciepłostabilnych białek z pojedynczymi wiązaniami o masie cząsteczkowej od 28000 do 35000 daltonów, które dzielą się na 7 typów: A, B, C1, C2, D, E i F. Typy A i B enterotoksyn są najczęściej odpowiedzialne za zatrucia pokarmowe u ludzi, charakteryzujące się klinicznie nudnościami, wymiotami, biegunką i czasami zapaścią naczyniową. Objawy te występują w ciągu 2-6 h po spożyciu zanieczyszczonego pokarmu (sałatki jarzynowe, jajka, kurczaki, lody, ciastka tortowe itp.).

Stafilokinaza (fibrynolizyna) niekiedy nie jest zaliczana do grupy toksyn czy enzymów toksycznych, gdyż nie wykazuje żadnej bezpośredniej aktywności enzymatycznej; powoduje przekształcenie plazminogenu do plazminy. Jest tylko pośrednio odpowiedzialna za fibrynolityczną aktywność S. aureus.

Koagulaza ścina osocze krwi ludzkiej i króliczej w obecności aktywatora koagulazy. Działa na aktywator i przekształca go w związek podobny do trombiny. Związek. ten z kolei działa na fibrynogen i przemienia go w fibrynę.

,,Clumping factor" - czynnik CF (znany jako "koagulaza związana"); ścina fibrynogen bez udziału aktywatora koagulazy. Uczestniczy w osłonie gronkowców przed leukocytami i przeciwbakteryjnymi czynnikami zawartymi w surowicy. Test CF w wersji szkiełkowej (surowica królicza + zawiesina badanego szczepu, kłaczki - 30 s) ma zastosowanie w rutynowej diagnostyce. Szczepy S. aureus wytwarzają enzym endonukleazę, która jest stabilna przez 15 min podczas gotowania; test na DNazę jest stosowany rutynowo.
Do czynników zjadliwości u szczepów z gatunku S. aureus należą ponadto: glokokaliks polisacharydowy, białko wiążące fibronektynę, białko wiążące kolagen i białko wiążące fibrynogen (tab. 2). W dochodzeniach epidemiologicznych dodatkowo przeprowadzane są typowania bakteriofagowe przy użyciu zestawu standardowego fagów swoistych oraz w niektórych ośrodkach - także typowanie serologiczne. W budowie antygenowej wyróżnia się antygeny grupowe wspólne dla rodzaju - i antygeny swoiste gatunkowo, na podstawie których gatunek S. aureus podzielono na 18 typów serologicznych.

Diagnostyka. Gronkowce należą do bakterii sprawiających najmniej trudności w hodowli i dalszej identyfikacji w rutynowym laboratorium. Podłoże wybiórcze, zestawy gotowe do identyfikacji są dostępne powszechnie. Hodowla prowadzona w temperaturze 37°C przez 18-24 h pozwala na uzyskanie optymalnego wzrostu większości gatunków tego rodzaju.

Wrażliwość na antybiotyki. Wyosobnione szczepy gronkowców powinny mieć określoną wrażliwość na antybiotyki. Większość (80-90%) szczepów zarówno z gatunku S. aureus, jak i CNS grupy S. epidermidis, charakteryzuje się opornością na penicylinę/ampicylinę związaną z wytwarzaniem indukowanej ß-laktamazy pochodzenia plazmidowego. Istotne jest oznaczenie (ß-laktamazy w teście z nitrocefiną). Gronkowce z gatunku S. saprophyticus są częściej wrażliwe na penicylinę. Penicylinoopome gronkowce, zwłaszcza szczepy pochodzące z zakażeń pozaszpitalnych, są zazwyczaj wrażliwe na przeciwgronkowcowe penicyliny (kloksacylina, oksacylina. metycylina, inne).
Wobec gronkowców opornych na penicylinę aktywność wykazują cefalosporyny I i II generacji. Cefalosporyny III generacji, takie jak cefotaksym, ceftriakson i ceftazydym, mają mniejszą aktywność przeciwgronkowcową niż cefalosporyny I i II generacji. Cefpirom i cefepim (IV generacja cefalosporyn) wykazują również dobrą aktywność in vitro wobec gronkowców. Cefalosporyny i imipenem nie mogą być stosowane w leczeniu zakażeń wywoływanych przez gronkowce oporne na metycylinę (MRS), nawet jeśli w warunkach in vitro wykazywana jest wrażliwość (p. niżej).
Makrolidy (podobnie jak klindamycyna) mogą być alternatywnym wyborem w leczeniu zakażeń gronkowcowych, gdy szczepy są oporne na penicylinę lub gdy pacjent jest uczulony na penicyliny pod warunkiem, że szczepy zakażające są wrażliwe na erytromycynę (może występować krzyżowa oporność w tej grupie). Nowe makrolidy, takie jak azytromycyna i dirytromycyna. mają przedłużony t1/2 i mogą być podawane 1 x dziennie. Aktywność roksytromycyny, klarytromycyny, dirytromycyny i azytromycyny jest podobna do erytromycyny. Roksytromycyna charakteryzuje się dobrą dostępnością biologiczną po podaniu drogą doustną. Dirytromycyna i azytromycyna wykazują wysoki stopień penetracji do tkanek i mogą być użyte do leczenia zakażeń gronkowcowych z określoną lokalizacją.
Wśród S. aureus (MRSA). S. epidermidis (MRSE) i innych gatunków gronkowców koagulazo-ujemnych (MRCNS), zwłaszcza szczepów izolowanych od chorych z zakażeniami szpitalnymi, dość często stwierdzana jest oporność na metycylinę (MR); odsetki te wynoszą od < 10% do > 60% w zależności od kraju, regionu, szpitala, oddziału szpitalnego itd. Większość szczepów gronkowców opornych na metycylinę ma identyczny gen mec A kodujący wytwarzanie białka PBP 2a o niskim powinowactwie do wszystkich antybiotyków ß-laktamowych. Ten typ oporności ma istotne znaczenie kliniczne, gdyż żaden antybiotyk ß -laktamowy nie może być użyty w leczeniu zakażeń wywołanych przez szczepy MRSA czy MRCNS.
Nowym "złotym standardem" powinny być metody molekularne wykrywające gen mec A (hybrydyzacja PCR); nie są one powszechnie dostępne. Wykazanie tego fenotypu oporności w warunkach laboratoryjnych możliwe jest w teście płytkowym skriningowym z 4% NaCl i 6 mg/l oksacyliny i w innych dostępnych metodach.
Gronkowce oporne na metycylinę często też są oporne na erytromycynę, klindamycynę i gentamycynę; zwłaszcza dotyczy to MRCNS. Wysoką aktywnością wobec tych szczepów odznacza się głównie netylmycyna, a także amikacyna. Do niedawna wszystkie szczepy MRSA i MRCNS były też wrażliwe na fluorochinolony; aktualnie w niektórych ośrodkach obserwuje się występowanie oporności wśród tych szczepów. Ryfampicyna wykazuje najwyższą aktywność wobec gronkowców mierzoną wartościami MIC (0,008 mg/l); jest aktywna wobec szczepów opornych na metycylinę. Powinna być jednak stosowana w leczeniu w skojarzeniu z innymi antybiotykami (np. aminoglikozydy lub fluorochinolony. lub trimetoprim), ze względu na szybko narastającą oporność gronkowców podczas terapii. To samo dotyczy kwasu fusydowego, który powinien być stosowany w skojarzeniu z penicylinami lub klindamycyną (selekcja mutantów opornych podczas terapii).
Glikopeptydy, takie jak wankomycyna i teikoplanina, są aktywne wobec Gram-dodatnich ziarniaków, włączając większość gronkowców i enterokoków. Wankomycyna może być lekiem pierwszego rzutu w leczeniu zakażeń wywoływanych przez gronkowce oporne na metycylinę. Stosowana też bywa w terapii skojarzonej z aminoglikozydami pod kontrolą stężeń w surowicy (monitorowanie). Teikoplanina ma długi t1/2 i może być podawana 1 x dziennie, wykazuje też niższą toksyczność niż wankomycyna (nie wymaga monitorowania). Wśród niektórych gronkowców koagulazoujemnych może być obserwowana oporność wrodzona na teikoplaninę. Oporność na glikopeptydy wykazują niektóre gatunki CNS wrażliwych na nowobiocynę (np. S. haemolyticus). Opisano też już pierwsze szczepy S. haemolyticus i S. epidermidis oporne na wankomycynę, a także pierwszy szczep S. saprophyticus (1996) izolowany z moczu ze średnim stopniem oporności na wankomycynę (MIC = 8 mg/l), wrażliwy na inne antybiotyki. Oporność na wankomycynę może być przekazywana z enterokoków do gronkowców (str. 300). Prystynamycyna wykazuje bakteriobójczy efekt wobec Gram-dodatnich ziarniaków z wieloraką opornością, w tym z opornością na glikopeptydy.
Mupirocyna (znana jako kwas pseudomonowy) w handlu dostępna jako maść i maść do nosa (Bactroban) wykazuje wysoką aktywność bakteriobójczą wobec gronkowców, w tym również wobec MRSA. Wykorzystywana jest do likwidacji nosicielstwa MRSA w nosie. Występują już szczepy MRSA o niskim poziomie oporności na mupirocynę (8-32 mg/l); mogą one nadal być likwidowane za pomocą 2% mupirocyny ("Bactroban Nasal"). Dotąd nie wykazano szczepów opornych (?512 mg/l).
Wybór przez lekarza odpowiedniego przeciwgronkowcowego antybiotyku, nawet jeśli zakażające szczepy będą wrażliwe in vitro, będzie uwarunkowany lokalizacją i ciężkością zakażenia, dostępnością biologiczną. Zakażenie bowiem charakteryzuje się różnorodnym obrazem klinicznym w zależności od drogi zakażenia (bezpośrednia: inwazja, zakażenia ropne lub droga rozsiewu poprzez krew) i wyznaczników chorobotwórczości (np. działanie toksyn: zespół wstrząsu toksycznego, zespół oparzonej skóry).

Tabela 1: Charakterystyka egzotoksyn i enzymów toksycznych wytwarzanych przez wybrane bakterie Gram-dodatnie

Gatunek

Choroba

Nazwa toksyny

Efekt działania toksyny

B. anthracis

wąglik

czynnik 1,2 I 3 (cyklaza adenylowa)

obrzęk płuc, zakrzepica

C. tetani

tężec

tetanosplazmina

tetanolizyna

skurcz mięśni, zaburzenia przewodnictwa w o.u.n., porażenie synaptyczne,

hemoliza

C. botulinum

zatrucie jadem kiełbasianym

6 typów neurotoksyn: A, B, C, D, E i F

działanie na nerwy obwodowe: zahamowanie uwalniania acetylocholiny prowadzace do wystąpienia porażeń wiodkich

C. perfringens

zgorzel gazowa

zatrucie pokarmowe

toksyna α, β, γ i δ

toksyna ε i η

toksyna θ

toksyna ι

toksyna χ

toksyna λ

hialuronidaza

enterotoksyna

lecytynaza: hemoliza erytrocytów i leukocytów, zmiany martwicze

zmiany martwicze

hemolizyna: działanie kardiotoksyczne

zmiany martwicze

kolagenaza: rozkład kolagenu

proteoliza

rozkład kwasu hialuronowego

wymioty, biegunka

C. septicum

C. sporogenes

zgorzel gazowa

obrzęk złośliwy

toksyna α

lecytynaza: liza erytrocytów i leukocytów

C. novyi

zgorzel gazowa

toksyna α, β, γ i δ

toksyna ε

toksyna ζ

lecytynaza: hemoliza, zmiany martwicze

lipaza: zmiany martwicze

hemolizyna

C. diphteriae

błonica

toksyna błonicza

zmiany martwicze tkanek, zahamowanie syntezy białek

S. aureus

różne zakażenia ropne

zatrucia pokarmowe

zespół oparzonej skóry (SSS = scaled skin syndrome)

zespół wstrząsu toksycznego (TSS = toxic shock syndrome)

toksyna α

toksyna β

toksyna γ

toksyna δ

leukocydyna

hialuronidaza

koagulaza

fibrynolizyna

proteazy

nukleazy (DNazy)

lipazy

enterotoksyny A-F

eksfoliatyna (toksyna złuszczająca)

toksyna wstrząsu toksycznego

(TSST-1)

hemoliza, niszczenie leukocytów, zmiany martwicze, porażenie mięśni gładkich

hemoliza

hemoliza, zmiany martwicze

hemoliza, niszczenie leukocytów, martwica skóry

niszczenie leukocytów

rozkład kwasu hialuronowego

przekształcenie fibrynogenu w fibrynę

rozkład fibryny

rozkład białek

rozkład kwasów nukleinowych

rozkład tłuszczów

wymioty, biegunka

złuszczanie się skóry

indukcja cytokin i mediatorów procesu zapalnego, wstrząs septyczny

S. pyogenes

różne zakażenia ropne

płonica

streptolizyna O

streptolizyna S

hialuronidaza

fibrynolizyna

proteazy, nukleazy, lipazy

toksyna erytrogenna

DPN-aza

hemolizyna

hemolizyna: hemoliza, toksyczne działanie na organella komórkowe

rozkład kwasu hialuronowego

rozkład fibryny

rozkład białek, kwasów nukleinowych, tłuszczów

wysypka płonicza, indukcja cytokin

działanie kardiotoksyczne i niszczenie leukocytów

 

Tabela 2: Determinanty zjadliwości na powierzchni komórek S. aureus i gronkowców koagulazo-ujemnych (CNS)

Determinanta

S. aureus

CNS

Otoczka, śluz, glikokaliks

Clumping factor (CF)1

Białko A

Białko wiążące fibronektynę

Białko wiążące kolagen

Białko wiążące fibrynogen

Kwasy tejchojowe

+

+

+

+

+

+

+

+

-

-

+

+

-

+

1 Wiązanie fibrynogenu przez komórki S. aureus mające liczne receptory nasila reakcję zlepiania (CF). Dodanie fibronektyny do układu, w którym znajdują się komórki S. aureus z licznymi receptorami fibronektyny, powoduje również zlepianie się komórek, natomiast komórki CNS wiążące fibronektynę nie zlepiają się prawdopodobnie dlatego, że receptory są nieliczne bądź zamaskowane przez otoczkę.

Początek formularza

Dół formularza


Wyszukiwarka