Staphylococcus spp.

Rodzaj : Staphylococcus (gronkowce)

Gatunki: Staphylococcus aureus (gronkowiec złocisty)

Staphylococcus epidermidis
Staphylococcus saprophiticus
Staphylococcus haemolyticus
Staphylococcus hominis
Staphylococcus simulans

Występowanie:

• Najbardziej rozpowszechnione drobnoustroje w przyrodzie

• Występują na skórze i błonach śluzowych ludzi i zwierząt, a także w gruczołach skórnych

• Poza organizmami żywymi znajdują się w wodzie, powietrzu, glebie, ściekach, mleku i produktach mlecznych

Ogólna charakterystyka morfologiczna komórki:

• Średnica 0,5 - 1,5 μm

• Układają się w preparacie mikroskopowym w nieregularne skupiska, przypominające kiść winogron

• Przetrwalniki (-),

• Ruch (-),

• Otoczki - pojedyncze szczepy

Cechy kolonii:

• Względne beztlenowce (i/lub mikroaerofile)

• Dobry i szybki wzrost w agarze krwawym i czekoladowym

• W podłożu płynnym wytwarzają zmętnienie i osad na dnie probówki

• Optimum temp. 30-37°C

• Mogą wytwarzać hemolizę typu β i γ

• Wytwarzają katalazę.

Podział ze względu na zdolność wytwarzania koagulazy

Gatunki koagulazo(+)	Gatunki koagulazo(-)
S. aureus S. intermedius S. hyicus S. schleiferi	Oporne na nowobiocynę	Wrażliwe na nowobiocynę
		S. saprophiticus S. xylosus S. cohnii S. sciurii	S. epidemidis S. hominis S. simulans S. capitis

!!! Koagulaza - enzym przekształcający fibrynogen w fibrynę; może chronić bakterie przed fagocytozą poprzez opłaszczenie neutrofilów fibryną.

Rodzaje koagulazy:

• koagulaza wolna - 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 przekształca go w fibrynę - oznaczanie probówkowe!!!

• koagulaza związana - clumping factor (CF) - ścina osocze krwi ludzkiej i króliczej bez aktywatora - oznaczanie na szkiełku podstawowym (wykonuje się zawiesinę kolonii bakteryjnej w roztworze soli fizjologicznej i miesza z surowicą krwi. Wynik dodatni to pojawienie się zlepów agregacyjnych w ciągu 30 sekund. Porównanie z kontrolą ujemną).

Czynniki chorobotwórczości S. aureus

• Egzotoksyny i egzoenzymy:

• Enterotoksyny (A - F) - odpowiedzialne za zatrucia pokarmowe

• TSST1 - toksyna zespołu wstrząsu toksycznego

• Eksfoliatyny epidermolityczne - odpowiedzialne za rozszczepienie warstwy ziarnistej skóry

• Leukocytydyna

• Koagulaza

• Lipazy, fosfatazy, proteazy, DNAzy

• Hemolizyny

• Białko A - jest białkiem powierzchniowym komórki bakteryjnej. Wiąże się z regionem Fc immunoglobulin, co uniemożliwia związanie swoistych przeciwciał z antygenami gronkowców.

• Śluz - bierze udział w adhezji bakterii do biomateriałów, tworząc biofilm (rola biofilmu: ochrona przed fagocytozą, antybiotykami).

Zakażenia z udziałem S. aureus

• Choroby skóry: zapalenie mieszków włosowych, figówka, czyrak, ropnie mnogie, liszajec pęcherzowy noworodków, zapalenie pęcherzowe i złuszczające, trądzik

• Choroby błon surowiczych (opłucnej, otrzewnej)

• Choroby układu oddechowego: zapalenia zatok, gardła, migdałków, oskrzeli, płuc

• Zapalenia ucha środkowego, zatrucia pokarmowe, zapalenie szpiku i kości

• ZORM, zakażenia układu moczowego

• Zakażenia uogólnione (np. posocznica)

• Zespół wstrząsu toksycznego - niewydolność wielonarządowa i wstrząs

Schemat diagnostyki gronkowców

Antybiotykooporność S. aureus

Mechanizmy oporności na antybiotyki S. aureus:

• Oporność na beta-laktamy:

• Meticilin Resistant Staphylococccus aureus (MRSA) - metycylinooporność. Pierwszy raz metycylinę wprowadzono do leczenia w 1959 roku, a w 1961 wykryto pierwszy przypadek MRSA

• Oporność na aminoglikozydy - modyfikacja chemiczna antybiotyku (fosfo-, nukleotydylo-, aminotransferazy)

• Oporność na markolidy, streptograminy i linkozamidy:

• Mechanizm MLS_B. Mechanizm indukowany, związany z aktywnym wypopmowywaniem (efflux) antybiotyku z wnętrza komórki bakteryjnej.

• Oporność na glikopeptydy:

• Vancomicin Intermedius Staphylococcus aureus, VISA. Mechanizm związany z nadprodukcją ściany komórkowej, która wiąże antybiotyki glikopeptydowe

Streptococcaceae

Rodzina: Streptococcaceae

Rodzaj: Streptococcus

Enterococcus

1. Streptococcus spp.

Ogólny podział gatunków:

• Gatunki ropotwórcze: S. pyogense, S. pneumoniae, S. agalactiae

• Gatunki jamy ustnej (α-hemolizujące): S. salivarius, S. lactis, S. mutans

• Gatunki beztlenowe: S. morbillorum, S. pleomorphus

Morfologia komórki

• Gram (+) ziarenkowce o średnicy 0,5-2 μm

• Układają się w preparacie w łańcuszki, paciorki, dwoinki, czasem formy pałeczkowate

• Przetrwalniki (-),

• Ruch (-),

• Rzęski (-)

Morfologia kolonii

• Na podłożach zwykłych (agar, bulion) rosną słabo lub nie rosną wcale. Obfity wzrost na podłożach wzbogaconych (np. krwią lub surowicą). Tworzą kolonie małe (0,5-1,25 mm), wypukłe i gładkie.

• Na podłożu agarowym z krwią, zależnie od gatunku, kolonie mogą być otoczone strefą hemolizy β, α lub nie wykazują właściwości hemolitycznych - hemoliza γ.

• W podłożach płynnych (np. bulion z glukozą) rodzaj wzrostu jest zależny od długości łańcuchów. Szczepy tworzące długie łańcuchy rosną w postaci grudkowatego osadu przy dnie i ściankach probówki, natomiast płyn nad osadem jest przejrzysty. Paciorkowce wytwarzające dwoinki lub krótsze łańcuchy tworzą w podłożu zmętnienie.

Podział Streptococcus spp. na grupy i jego kryteria

1. Typ hemolizy na podłożu z krwią

• Paciorkowce β- hemolizujące:

• S. pyogenes, S. agalactiae, S. bovis

• Paciorkowce α-hemolizujące:

•  Streptococcus pneumoniae, Streptococcus mutans, Streptococcus sanguis, Streptococcus mitis

2. Podział na grupy serologicznych wg Lancefield w oparciu o reakcje ze swoistymi antygenowo surowicami:

• Grupa A - Streptococcus pyogenes

• Grupa B - Streptococcus agalactiae

• Grupa C - Streptococcus equi

• Grupa D - Streptococcus bovis 

Struktura antygenowa paciorkowców

• Wielocukier C - Składa się z acetyloglukozaminy i ramnozy. Podstawa klasyfikacji na grupy serologiczne wg Lancefield

• Białko M - określa typy serologiczne; chroni przed fagozytozą. Ściśle związane ze zjadliwością paciorkowców grupy A. Występuje u szczepów wytwarzających kolonie matowe lub śluzowe. Na drodze krzyżowej wyzwala reakcję autoimmunologiczną przeciwko antygenom mięśnia sercowego i błonie podstawnej kłębuszków nerkowych.

• MAP - Białka związane z białkiem M. Posiadają właściwości antygenowe zbliżone do sarkolemmy mięśnia sercowego. Jest odpowiedzialne za reakcje skórne nadwrażliwości typu IV.

• Substancja T - Białko nie związane ze zjadliwością. Wykorzystywane do typowania szczepów metodami serologicznymi.

• Białko F - wiąże fibronektynę - czynnik adhezyjny. Wspólnie z białkiem M pozwala paciorkowcom grupy A wiązać się do komórek nabłonkowych gardła.

• Białko G - wiąże region Fc immunoglobulin, co uniemożliwia opsonizację i upośledza fagocytozę.

• Substancja P - Nukleoproteidy - mieszanina białek i innych związków o różnej swoistości.

• Otoczka polisacharydowa u Streptococcus pneumoniae posiada właściwości antygenowe.

• Kwas lipotejchojowy (LTA) - odpowiada za adhezję paciorkowców do błon śluzowych.

Toksyny paciorkowców

• Streptokinaza - fibrynolizyna. Wytwarzana jest przez paciorkowce β-hemolizujące. Powoduje przekształcanie plazminogenu w plazminę, co rozkłada fibrynę. Wykorzystywana wleczeniu zakrzepów.

• Streptodornaza - deoksyrybonukleaza. Wykorzystywana w upłynnianiu wycieków ropnych, usuwaniu tkanek martwiczych, ułatwianiu dostępu antybiotyku.

• Hialuronidaza - rozkłada kwas hialuronowy, co ułatwia rozprzestrzenianie się bakterii.

• Toksyna erytrogenna, SPE - powoduje charakterystyczne zaczerwienienie skóry w przebiegu płonicy.

• Hemolizyny alfa, beta i gamma.

• Streptolizyna O. Wiąże się z cholesterolem erytrocytów, powodując ich lizę. Wykorzystywana jest w diagnostyce chorób paciorkowcowych - odczyn ASO.

Zakażenia z udziałem Streptococcus spp.

• S. pyogenes:

• Zapalenia układu oddechowego: angina, zapalenie oskrzeli, płuc, zatok, ucha środkowego

• Szkarlatyna - płonica. Choroba wysypkowa wieku dziecięcego, będąca powikłaniem zapalenia górnych dróg oddechowych.

• Ropne zapalenia skóry

• Róża - zakażenie skóry i tkanki podskórnej

• Zakażenia ran

• Zakażenia uogólnione: posocznica, bakteriemie

• Zespół przypominający wstrząs toksyczny (toxic streptococcal like syndrome, TSLS)

• Nieropne następstwa zakażeń z udziałem S. pyogenes:

• Gorączka reumatyczna.

• Ostre kłębuszkowe zapalenie nerek.

S. agalactiae:

• Zakażenia noworodków: bakteriemie, zapalenie płuc, ZOMR

S. pneumoniae:

• Zakażenia górnych dróg oddechowych (zapalenie płuc!)

S. mutans, S. salivarius, S. mitis:

• Czynniki etiologiczne próchnicy jamy ustnej

• Zapalenie wsierdzia po zabiegu stomatologicznym

Mechanizmy oporności S. pneumoniae

• Penicilin Resistant Pneumococci, PRP

• Oporność na makrolidy

II. Enterococcus spp. - paciorkowce kałowe

• Powszechnie występują jako flora jelitowa, flora jamy ustnej, skóry okolic narządów moczowo-płciowych, dróg żółciowych

• Powodują zakażenia:

• Układu moczowo-płciowego

• Bakteriemie

• Zakażenia w obrębie jamy brzusznej, dróg żółciowych

• ZOMR

• Zakażenia biomateriałów

• Wzrastają na podłożach z 6,5% NaCl, eskuliną

Lekooporność Enterococcus spp.

• Vancomicin Resistant Enterococcus, VRE.

• Ocena metodą przeglądową z wankomycyną i teikoplaniną

• Oporność na wysokie stężenia aminoglikozydów, HLAR

• Polega na wytwarzaniu enzymów modyfikujących antybiotyki aminoglikozydowe (E. facium oporne na amikacynę)

• Oporność na beta-laktamy typu plazmidowego u E. faecalis

• Oporność na aminoglikozydy u E. faecalis

• Polega na zaburzeniu energozależnego transportu antybiotyku do komórki

III. Diagnostyka mikrobiologiczna Streptococcaceae

1. Różnicowanie Staphylococcus spp. i Streptococcaceae

Streptococcus spp. - katalzazo (-)

Staphylococcus spp. - katalzao(+)

2. Różnicowanie rodzajów i gatunków w obrębie Streptococcaceae

2.1. Streptococcus spp. a Enterococcus spp.

Streptococcus spp. - eskulino (-)

Enterococcus spp. - eskulino(+)

2.2 Różnicowanie w obrębie Streptococcus spp.

Test CAMP służący do identyfikacji Streptococcus agalactiae (szczepy S. agalactiae produkują dyfundujący do agaru krwawego, zewnątrzkomórkowy związek, który w połączeniu z beta-hemolizyną Staphylococcus aureus powoduje całkowitą lizę krwinek)

Różnicowanie za pomocą antybiotyków:
bacytracyna - wrażliwe S. pyogenes
optochina - wrażliwe S. pneumoniae
ampicylina - wrażliwe E. faecalis; oporne - E. facium

Test rozpuszczalności w żółci, test wrażliwości na optochinę:
Paciorkowce rozpuszczalne w żółci i/lub wrażliwe na optochinę klasyfikowane są jako Streptococcus pneumoniae

Testy stosowane rutynowo w laboratoriach diagnostycznych

Test API 20 Strep

Slidex Pneumo-Kit

Slidex - Strepto Kit

1

Gram (+) ziarniaki

Kiść winogron

Preparat bezpośredni

Metoda Grama

Bezbarwne kolonie

S. epidemidis

Żółte kolonie

S. aureus

określenie typu hemolizy

Podłoże Chapmana

Agar z krwią

Manniolo(+) Mannitolo (-)

Agar czekoladowy

Wzrost na podłożach

Posiew na podłoża rutynowe

Hodowla w temp. 37⁰C, 18-24h

Materiał kliniczny pobrany od pacjenta

(krew, mocz, PMR, wymazy z dróg oddechowych)

Identyfikacja API Staph/IP32 STAPH

Pojedyncze wyizolowane kolonie ocenia się pod względem wytwarzania koagulazy

Grupa S.saprophyticus

S. saprophyticus

S. xylosus

S. cohnii

Grupa S.epidermidis

S. epidermidis

S. haemolyticus

S. hominis

S. capitis

Oporne

Wrażliwe

Test z nowobiocyną

CNS

Staphylococcus aureus ssp. aureus Staphylococcus aureus ssp. anaerobius

Staphylococcus intermedius

Staphylococcus hyicus

Staphylococcus schleiferi ssp. coagulans

(-)

(+)

Koagulaza wolna i związana

Identyfikacja biochemiczna API STREP

Różnicowanie serologiczne STREPTO KIT

Ocena lekowrażliwości

S. pneumoniae nie wzrastają

Wzrost Enterococcus w postaci czarnych kolonii

Określenie typu hemolizy

Hodowla

18-24h, warunki tlenowe, temp. 37⁰C

Preparat bezpośredni

Metoda Grama

Gram(+) ziarenkowce układające się w paciorki

Materiał kliniczny

Stosownie do miejsca zakażenia

Agar z krwią Podłoże z eskuliną Podłoże płynne z żółcią

---