Příčiny a patogeneze streptokokové infekce

Příčiny streptokokové infekce

Původci streptokokové infekce jsou nepohyblivé fakultativně anaerobní grampozitivní koky rodu Streptococcus z čeledi Streptococcaceae. Rod zahrnuje 38 druhů, které se liší metabolickými vlastnostmi, kultivačními a biochemickými vlastnostmi a antigenní strukturou. Buněčné dělení probíhá pouze v jedné rovině, takže jsou umístěny v párech (diplokoky) nebo tvoří řetězce různých délek. Některé druhy mají kapsli. Patogeny jsou schopny růstu při teplotě 25–45 °C; teplotní optimum je 35–37 °C. Na hustých živných médiích tvoří kolonie o průměru 1–2 mm. Na médiích s krví jsou kolonie některých druhů obklopeny hemolytickou zónou. Povinným znakem charakterizujícím všechny zástupce rodu streptokoků je negativní benzidinový a katalázový test. Streptokoky jsou v prostředí rezistentní; mohou přežívat v zaschlém hnisu nebo sputu po mnoho měsíců. Patogeny snášejí zahřátí na 60 °C po dobu 30 minut: pod vlivem dezinfekčních prostředků hynou do 15 minut.

Na základě struktury skupinově specifických polysacharidových antigenů (substance C) buněčné stěny existuje 17 sérologických skupin streptokoků, označených latinskými písmeny (AO). V rámci těchto skupin se streptokoky dělí na sérologické varianty na základě specifičnosti proteinových M-, P- a T-antigenů. Streptokoky skupiny A mají širokou škálu superantigenů: erytrogenní toxiny A, B a C, exotoxin F (mitogenní faktor), streptokokový superantigen (SSA), erytrogenní toxiny (SpeX, SpeG, SpeH, SpeJ, SpeZ, SmeZ-2). Superantigeny jsou schopny interagovat s antigeny hlavního histokompatibilního komplexu exprimovanými na povrchu antigen prezentujících buněk a s variabilními oblastmi beta řetězce T-lymfocytů, což způsobuje jejich proliferaci a silné uvolňování cytokinů, TNF-a a γ-interferonu. Streptokok skupiny A je navíc schopen produkovat biologicky aktivní extracelulární látky: streptolysiny O a S, streptokinázu, hyaluronidázu, DNázu B, streptodornázu, lipoproteinázu, peptidázu atd.

Buněčná stěna streptokoka obsahuje kapsli, protein, polysacharid (skupinově specifický antigen) a mukoproteinovou vrstvu. Důležitou složkou streptokoků skupiny A je protein M, který se strukturou podobá fimbriím gramnegativních bakterií. Protein M (typově specifický antigen) je hlavním faktorem virulence. Protilátky proti němu poskytují dlouhodobou imunitu vůči opakované infekci, ale více než 110 sérologických typů se vyznačuje strukturou proteinu M, která významně snižuje účinnost humorálních obranných reakcí. Protein M inhibuje fagocytární reakce, přímo působí na fagocyty, maskuje receptory pro složky komplementu a opsoniny a adsorbuje fibrinogen, fibrin a produkty jeho degradace na svém povrchu. Má vlastnosti superantigenu, způsobuje polyklonální aktivaci lymfocytů a tvorbu protilátek s nízkou afinitou. Tyto vlastnosti hrají významnou roli v porušování tolerance k tkáňovým izoantigenům a ve vývoji autoimunitní patologie.

Vlastnosti typově specifických antigenů má také T-protein buněčné stěny a lipoproteináza (enzym, který hydrolyzuje lipidy obsahující složky savčí krve). Streptokoky různých M-variant mohou mít stejný T-typ nebo komplex T-typů. Distribuce sérotypů lipoproteinázy přesně odpovídá určitým M-typům, ale tento enzym produkuje asi 40 % streptokokových kmenů. Protilátky proti T-proteinu a lipoproteináze nemají ochranné vlastnosti. Kapsle obsahuje kyselinu hyaluronovou, jeden z faktorů virulence. Chrání bakterie před antimikrobiálním potenciálem fagocytů a usnadňuje adhezi k epitelu. Kyselina hyaluronová má vlastnosti antigenu. Bakterie jsou schopny samostatně ničit kapsli během invaze tkání syntézou hyaluronidázy. Třetím nejdůležitějším faktorem patogenity je C5a-peptidáza, která potlačuje aktivitu fagocytů. Enzym štěpí a inaktivuje složku komplementu C5a, která působí jako silný chemoatraktant.

Streptokoky skupiny A produkují různé toxiny. Titry protilátek proti streptolysinu O mají prognostickou hodnotu. Streptolysin S vykazuje hemolytickou aktivitu za anaerobních podmínek a způsobuje povrchovou hemolýzu na krevních médiích. Oba hemolysiny ničí nejen erytrocyty, ale i další buňky: streptolysin O poškozuje kardiomyocyty a streptolysin S fagocyty. Některé kmeny streptokoků skupiny A syntetizují kardiohepatální toxin. Způsobuje poškození myokardu a bránice a také tvorbu obrovskobuněčných granulomů v játrech.

Většina izolátů streptokoků skupiny B jsou S. agalactiae. V posledních letech stále více přitahují pozornost zdravotnických pracovníků. Streptokoky skupiny B obvykle kolonizují nosohltan, gastrointestinální trakt a pochvu. Rozlišují se následující sérologické varianty streptokoků skupiny B: la, lb, Ic, II a III. Bakterie serovarů 1a a III jsou tropní vůči tkáním centrálního nervového systému a dýchacích cest; často způsobují meningitidu u novorozenců.

Z dalších druhů mají velký diagnostický význam pneumokoky (S. pneumoniae), které způsobují většinu komunitních pneumonií u lidí. Neobsahují skupinový antigen a jsou sérologicky heterogenní. Podle struktury kapsulárních antigenů se rozlišuje 84 sérologických variant pneumokoků.

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

Patogeneze streptokokové infekce

Nejčastěji k onemocněním dochází po vniknutí streptokoků do sliznic hltanu a nosohltanu. Kyselina lipoteichoová, která je součástí buněčné stěny, M- a F-proteiny zajišťují adhezi patogenu k povrchu mandlí nebo jiných lymfoidních buněk. Protein M podporuje bakteriální rezistenci vůči antimikrobiálnímu potenciálu fagocytů, váže fibrinogen, fibrin a produkty jeho degradace. Při rozmnožování streptokoků se uvolňují toxiny, které způsobují zánětlivou reakci tkáně mandlí. Když streptokoky vstoupí do lymfatických uzlin lymfatickými cestami, dochází k regionální (submandibulární) lymfadenitidě. Toxické složky, pronikající do krve, způsobují generalizované rozšíření malých cév (klinicky - hyperémie a bodkovitá vyrážka). Alergická složka, která narušuje vaskulární propustnost, je považována za příčinu glomerulonefritidy, artritidy, endokarditidy atd. Septická složka vede k akumulaci patogenu v různých orgánech a systémech a vzniku ložisek hnisavého zánětu. Přítomnost společných zkříženě reagujících antigenních determinantů u streptokoků skupiny A (protein M, nespecifické proteiny typu, A-polysacharid atd.) a sarkolemmy myofibril srdeční a ledvinové tkáně určuje rozvoj autoimunitních procesů vedoucích k revmatismu a glomerulonefritidě. Molekulární mimikry jsou hlavním patogenetickým faktorem streptokokové infekce u těchto onemocnění: protilátky proti streptokokovým antigenům reagují s autoantigeny hostitele. Na druhou stranu protein M a erytrogenní toxin vykazují vlastnosti superantigenů a způsobují proliferaci T buněk, čímž aktivují kaskádovou reakci efektorové vazby imunitního systému a uvolňují mediátory s cytotoxickými vlastnostmi: IL, TNF-a, interferon-gama. Infiltrace lymfocytů a lokální působení cytokinů hrají důležitou roli v patogenezi invazivních streptokokových infekcí (u celulitidy, nekrotické fasciitidy, kožních lézí, vnitřních orgánů). Důležitou roli v patogenezi invazivní streptokokové infekce hraje TNF-α, LPS vlastní gramnegativní mikroflóry těla a jeho synergická interakce s erytrogenním toxinem S. pyogenes.

Epidemiologie streptokokové infekce

Rezervoárem a zdrojem infekce jsou pacienti s různými klinickými formami akutních streptokokových onemocnění a nositelé patogenních streptokoků. Největší nebezpečí z epidemiologického hlediska představují! Pacienti, jejichž ložiska jsou lokalizována v horních cestách dýchacích (spála, tonzilitida). Jsou vysoce nakažliví a bakterie, které vylučují, obsahují hlavní faktory virulence - kapsli a M protein. Infekce od těchto pacientů nejčastěji vede k rozvoji manifestní infekce u vnímavých jedinců. Pacienti, jejichž ložiska streptokokové infekce jsou lokalizována mimo dýchací cesty (streptokoková pyodermie, otitida, mastoiditida, osteomyelitida atd.), nejsou tak nakažliví, což je spojeno s méně aktivním vylučováním patogenů z těla.

Délka infekčního období u pacientů s akutní streptokokovou infekcí závisí na způsobu léčby. Racionální antibiotická terapie pacientů se spálou a tonzilitidou zbaví tělo patogenu během 1,5-2 dnů. Léky (sulfonamidy, tetracykliny), na které streptokoky skupiny A zcela nebo částečně ztratily citlivost, tvoří rekonvalescentní nosičství u 40-60 % uzdravených.

Ve skupinách, kde je přítomno 15-20 % dlouhodobých nosičů, streptokoky obvykle cirkulují neustále. Předpokládá se, že nosičství je pro ostatní nebezpečné, pokud je velikost mikrobiálního ložiska větší než 10³ ^CFU (jednotek tvořících kolonie) na tampon. Úroveň takového nosičství je významná - přibližně 50 % zdravých nosičů streptokoků skupiny A. Mezi kulturami patogenu izolovanými z nosičů se virulentní kmeny vyskytují několikanásobně méně často než v prostředí kmenů izolovaných od pacientů. Nosičství streptokoků skupiny B, C a G v krku je pozorováno mnohem méně často než nosičství streptokoků skupiny A. Podle různých údajů je u 4,5-30 % žen typické nosičství streptokoků skupiny B v pochvě a konečníku. Lokalizace patogenu v těle do značné míry určuje způsoby jeho eliminace.

Mechanismus přenosu infekce je aerosolový (vzdušnou cestou), méně často kontaktní (cesta potravy a přenos kontaminovanýma rukama a předměty v domácnosti). K infekci obvykle dochází při blízkém, dlouhodobém kontaktu s nemocnou osobou nebo nosičem. Patogen se uvolňuje do prostředí nejčastěji během výdechu (kašel, kýchání, aktivní konverzace). K infekci dochází při vdechování vzniklého aerosolu ve vzduchu. Shlukování lidí v místnostech a dlouhodobý blízký kontakt zvyšují pravděpodobnost infekce. Je třeba vzít v úvahu, že při vzdálenosti větší než 3 m je tato cesta přenosu prakticky nemožná.

Faktory, které přispívají k přenosu patogenu, jsou špinavé ruce, předměty v domácnosti a kontaminované potraviny. Dalšími faktory, které přispívají k přenosu patogenu, jsou nízká teplota a vysoká vlhkost v místnosti. Streptokoky skupiny A se při vstupu do určitých potravinářských výrobků dokáží množit a dlouhodobě si udržovat své virulentní vlastnosti. Proto jsou známé propuknutí tonzilitidy nebo faryngitidy při konzumaci mléka, kompotů, másla, salátů z vařených vajec, humrů, korýšů, sendvičů s vejci, šunkou atd.

Riziku vzniku hnisavých komplikací streptokokové geneze jsou vystaveni zranění, popálení, pacienti v pooperačním období, stejně jako ženy v porodu a novorozenci. Autoinfekce je možná, stejně jako přenos streptokoků skupiny B, které způsobují urogenitální infekce, pohlavním stykem. V neonatální patologii jsou faktory přenosu infikovaná plodová voda. V 50 % případů je infekce možná během průchodu plodu porodními cestami.

Přirozená náchylnost lidí je vysoká. Antistreptokoková imunita má antitoxický a antimikrobiální charakter. Kromě toho dochází k senzibilizaci organismu typem DTH, která je spojena s patogenezí mnoha poststreptokokových komplikací. Imunita u pacientů, kteří prodělali streptokokovou infekci, je typově specifická. Recidiva onemocnění je možná při infekci jiným sérovarem patogenu. Protilátky proti proteinu M jsou detekovány téměř u všech pacientů od 2. do 5. týdne onemocnění a po dobu 10–30 let po onemocnění. Často jsou detekovány v krvi novorozenců, ale do 5. měsíce života mizí.

Streptokoková infekce je rozšířená. V oblastech s mírným a chladným podnebím je výskyt faryngeálních a respiračních forem infekce 5–15 případů na 100 osob. V jižních oblastech se subtropickým a tropickým podnebím mají primární význam kožní léze (streptodermie, impetigo), přičemž výskyt u dětí v určitých ročních obdobích dosahuje 20 % a více. K jejich vzniku predisponují drobná poranění, bodnutí hmyzem a špatná hygiena kůže.

Nozokomiální streptokoková infekce je možná v porodnicích, na dětských, chirurgických, otorinolaryngologických a očních odděleních nemocnic. K infekci dochází endogenně i exogenně (od nosičů streptokoků mezi personálem a pacienty) během invazivních lékařských a diagnostických zákroků.

Cyklicitost je jedním z charakteristických rysů epidemického procesu u streptokokových infekcí. Kromě dobře známé cyklickosti s intervalem 2-4 let existuje periodicita s intervalem 40-50 let a více. Zvláštností této vlnové povahy je výskyt a mizení obzvláště závažných klinických forem. Významný počet případů spály a tonzilofaryngitidy je komplikován hnisavými septickými (otitida, meningitida, sepse) a imunopatologickými (revmatismus, glomerulonefritida) procesy. Závažné generalizované formy infekce s doprovodnými hlubokými lézemi měkkých tkání byly dříve označovány termínem „streptokoková gangréna“. Od poloviny 80. let došlo v mnoha zemích k nárůstu výskytu streptokokových infekcí, který se shodoval se změnami v nozologické struktuře onemocnění způsobených S. pyogenes. Opět se začaly registrovat skupinové případy závažných generalizovaných forem, často fatálních [syndrom toxického šoku (TSS), sepse, nekrotická myozitida, fasciitida atd.]. V USA je ročně registrováno 10–15 tisíc případů invazivní streptokokové infekce, z nichž 5–19 % (500–1500 případů) tvoří nekrotická fasciitida.

Rozšířené používání laboratorních výzkumných metod umožnilo prokázat, že návrat invazivních streptokokových onemocnění je spojen se změnou sérotypů patogenu cirkulujícího v populaci: revmatogenní a toxigenní sérotypy nahradily M-serotypy. Kromě toho se zvýšil výskyt revmatické horečky a toxických infekcí (toxická tonzilofaryngitida, spála a TSS).

Ekonomické škody způsobené streptokokovými infekcemi a jejich následky jsou přibližně 10krát vyšší než škody způsobené virovou hepatitidou. Mezi studovanými streptokokózami jsou ekonomicky nejvýznamnější tonzilitida (57,6 %), akutní respirační infekce streptokokové etiologie (30,3 %), erysipel (9,1 %), spála a aktivní revmatismus (1,2 %) a konečně akutní nefritida (0,7 %).

Primární streptokokové infekce tvoří 50–80 % sezónní morbidity. Respirační streptokokové infekce mají výraznou podzimní-zimní-jarní sezónnost. Sezónní morbiditu určují především děti navštěvující předškolní zařízení.

Načasování sezónního nárůstu nemocnosti je rozhodujícím způsobem ovlivněno vznikem nebo obnovou organizovaných skupin a jejich počty.

V organizovaných skupinách, obnovovaných jednou ročně, je pozorován jednorázový sezónní nárůst infekce. Při dvojnásobné obnově je zaznamenán dvojnásobný sezónní nárůst morbidity, charakteristický zejména pro vojenské skupiny. První maximum morbidity, spojené s jarním odvodem, je pozorováno v červnu až červenci, druhé, způsobené podzimním odvodem, je v prosinci až lednu.

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