Synegonia coli

Rod Pseudomonas patří do čeledi Pseudomonadaceae (třída Gammaproteobacteria, typ Proteobacteria) a obsahuje více než 20 druhů. Některé z nich jsou přirozenými obyvateli půdy a vody, a proto hrají obrovskou roli v oběhu látek v přírodě. Jiné druhy hrají významnou roli v patologii lidí (viz také „Patogeny vozhřivky a melioidózy “), zvířat a rostlin.

Pseudomonas jsou gramnegativní nefermentující bakterie, mezi které patří zástupci rodu Pseudomonas, typickým druhem je Pseudomonas aeruginosa (modrý hnisový bacil), který je původcem mnoha hnisavě-zánětlivých onemocnění, a také některé další druhy. Pseudomonas aeruginosa (modrý hnisový bacil)

Bakterie dostaly své jméno podle charakteristického modrozeleného zbarvení hnisavého výtoku, které poprvé popsal A. Lücke v roce 1862. Patogen však izoloval v čisté kultuře S. Gessard až v roce 1982. P. aeruginosa patří do čeledi Pseudomonadaceae.

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

Biochemické vlastnosti Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas jsou gramnegativní, pohyblivé, rovné tyčinky o velikosti 1-3 µm, umístěné jednotlivě, v párech nebo v krátkých řetízcích. Mobilita Pseudomonas aeruginosa je zajištěna přítomností jednoho, vzácně dvou polárních bičíků (mopotrichózních nebo amfitrichózních). Netvoří spory a mají pili (fimbrie) typu IV. Za určitých podmínek mohou produkovat kapslovitý extracelulární hlen polysacharidové povahy. Existují také tzv. mukoidní kmeny, které produkují zvýšené množství hlenu. Tyto bakterie se nejčastěji izolují ze sputa pacientů s cystickou fibrózou.

Všechny pseudomonády jsou obligátní aeroby, které dobře rostou na jednoduchých živných médiích. Na tekutém živném médiu bakterie tvoří na povrchu charakteristický šedavě stříbrný film. Na krevním agaru jsou kolem kolonií Pseudomonas aeruginosa pozorovány hemolytické zóny; k izolaci čisté kultury Pseudomonas aeruginosa se používají selektivní nebo diferenciálně diagnostická živná média s přídavkem antiseptik - malachitový agar s přídavkem brilantní zeleně nebo CPC agar s acetamidem. Optimální teplota růstu je 37 °C, ale Pseudomonas aeruginosa je schopna růst i při 42 °C, což umožňuje její odlišení od ostatních pseudomonád. Kolonie Pseudomonas aeruginosa jsou hladké, kulaté, suché nebo slizké (u kapsulárních kmenů). Při kultivaci na hustých živných médiích produkuje P. aeruginosa zvláštní nasládlou vůni jasmínu, jahodového mýdla nebo karamelu. Charakteristickým biologickým rysem bakterií druhu P. aeruginosa je také jejich schopnost syntetizovat ve vodě rozpustné pigmenty, které barví obvazy pacientů nebo živná média během jejich kultivace. Nejčastěji produkují fenazinový pigment - pyocyanin modrozelené barvy, ale mohou také tvořit zelený pigment fluorescein (pyoverdin), který fluoreskuje v UV záření, a také červeně (pyorubin), černě (pyomelanin) nebo žlutě (oxyfenazin).

Pseudomonas aeruginosa nefermentuje glukózu a další sacharidy, ale může je oxidovat za účelem získání energie. Pro diferenciální diagnostiku, která umožňuje odlišit pseudomonády od ostatních gramnegativních tyčinek, se používá OF test (glukózový oxidačně-fermentační test) na speciálním médiu. Za tímto účelem se čistá kultura pseudomonád inokuluje do dvou zkumavek, z nichž jedna se poté inkubuje za aerobních podmínek a druhá za anaerobních podmínek. Pseudomonas dokáže oxidovat pouze laktózu, proto se barva indikátoru mění pouze ve zkumavce uchováváné za aerobních podmínek. P. aeruginosa redukuje dusičnany na dusitany a má také proteolytickou aktivitu: zkapalňuje želatinu, hydrolyzuje kasein. Pseudomonas aeruginosa má katalázu a cytochrom oxidázu.

Mnoho kmenů Pseudomonas aeruginosa produkuje bakteriociny zvané pyociny, které mají baktericidní vlastnosti. Pyocynotypizace kmenů Pseudomonas aeruginosa se používá k epidemiologickému značení a vnitrodruhové identifikaci P. aeruginosa. Za tímto účelem se stanoví spektrum pyocinů vylučovaných studovaným kmenem nebo jeho citlivost na pyociny jiných pseudomonád.

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

Antigenní vlastnosti Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa má komplexní antigenní strukturu v důsledku přítomnosti O- a H-antigenů. LPS buněčné stěny je typově specifický termostabilní O-antigen a používá se pro sérotypizaci kmenů P. aeruginosa. Termolabilní bičíkový H-antigen má ochranný účinek a jsou na něm založeny vakcíny. Antigeny pili (fimbrií) se také nacházejí na povrchu buněk Pseudomonas aeruginosa. Kromě toho P. aeruginosa produkuje řadu extracelulárních produktů s antigenními vlastnostmi: exotoxin A, proteázu, elastázu, extracelulární hlen.

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

Faktory patogenity Pseudomonas aeruginosa

Jedním z hlavních faktorů patogenity Pseudomonas aeruginosa a dalších pseudomonád je O-antigen - lipopolysacharid buněčné stěny, jehož mechanismus účinku je stejný jako u jiných gramnegativních bakterií.

P. aeruginosa má řadu patogenních faktorů, které se podílejí na rozvoji infekce pseudomonas. Mezi nejdůležitější z nich patří následující.

Adhezními a kolonizačními faktory jsou fimbrie (pily) typu IV a extracelulární hlen P. aeruginosa.

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

Toxiny

LPS vnější membrány buněčné stěny P. aeruginosa má endotoxinové vlastnosti a podílí se na rozvoji horečky, oligurie a leukopenie u pacientů.

Exotoxin A z Pseudomonas je pitotoxin, který způsobuje hluboké poruchy buněčného metabolismu inhibicí syntézy bílkovin v buňkách a tkáních. Stejně jako difterický toxin je to ADP-ribosyltransferáza, která inhibuje elongační faktor EF-2, a proto způsobuje poruchy syntézy bílkovin. Bylo také prokázáno, že exotoxin A spolu s proteázou inhibuje syntézu imunoglobulinů a způsobuje neutropenii. Exotoxin A je produkován v neaktivní formě jako protoxin a je aktivován různými enzymy v těle. Exotoxin A má ochranné vlastnosti, tj. protilátky proti němu chrání hostitelské buňky před jeho škodlivými účinky a zabraňují rozvoji bakteriémie a sepse způsobené Pseudomonas.

Exotoxin S (exotzym S) se nachází pouze ve vysoce virulentních kmenech Pseudomonas aeruginosa. Mechanismus jeho škodlivého účinku na buňky není stále jasný, ale je známo, že infekce způsobené kmeny Pseudomonas aeruginosa produkujícími exoenzym-3 často končí fatálně. Exotoxiny A a S také narušují aktivitu fagocytů.

Leukocidin je také cytotoxin s výrazným toxickým účinkem na lidské krevní granulocyty.

Enterotokiny a faktory permeability hrají určitou roli ve vývoji lokálních tkáňových lézí u střevních forem infekce Pseudomonas aeruginosa, což způsobuje poruchy metabolismu vody a soli.

Enzymy agrese

P. aeruginosa produkuje dva typy hemolysinů: termolabilní fosfolipázu C a termostabilní glykolipid. Fosfolipáza C ničí fosfolipidy v povrchově aktivních látkách na alveolárním povrchu plic, což způsobuje rozvoj atelektázy (bronchiektázie) při patologii dýchacích cest.

Neuraminidáza hraje také důležitou roli v patogenezi bronchopulmonálních onemocnění pseudomonádové etiologie a cystické fibrózy, protože se podílí na kolonizaci mucinu dýchacích cest.

Elastáza, stejně jako další proteolytické enzymy Pseudomonas aeruginosa a exotoxin A, způsobují krvácení, destrukci tkání a nekrózu v lézích očních infekcí, pneumonie a sepse vyvolané Pseudomonas aeruginosa.

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

Rezistence k Pseudomonas

P. aeruginosa se vyznačuje poměrně vysokou rezistencí vůči antibiotikům, což se vysvětluje špatnou propustností vnější membrány těchto bakterií v důsledku vrozené vady porinů, stejně jako schopností bakterií syntetizovat penicilinázu.

P. aeruginosa zůstává životaschopná i v podmínkách téměř úplné absence zdrojů potravy: dobře přežívá ve sladké, mořské a dokonce i destilované vodě. Bylo také prokázáno, že kultury Pseudomonas aeruginosa mohou přežít a dokonce se množit v roztocích dezinfekčních prostředků (například furacilinu) určených k uchovávání katétrů a různých lékařských nástrojů, k mytí ran v nemocnicích pro popáleniny a chirurgické zákroky.

Zároveň je P. aeruginosa citlivá na vysychání, působení dezinfekčních prostředků obsahujících chlór a snadno se inaktivuje při vystavení vysokým teplotám (var, autoklávování).

Epidemiologie onemocnění způsobených Pseudomonas aeruginosa

Onemocnění Pseudomonas aeruginosa se může vyvinout v důsledku autoinfekce (endogenní infekce) nebo exogenně. Zdrojem infekce jsou lidé (nemocní nebo bakterionosiči), stejně jako různé přirozené rezervoáry přírody (půda a různé sladkovodní a slané vodní plochy). Bylo zjištěno, že asi 5-10 % zdravých lidí jsou nositeli různých kmenů P. aeruginosa (normálně kolonizují střeva) a asi 70 % pacientů v nemocnici. Pseudomonas se také nacházejí všude: ve vodovodních a ventilačních systémech, na ovoci a zelenině, pokojových rostlinách, na povrchu mýdla, myček na ruce, ručníků, v dýchacích přístrojích atd. Infekci Pseudomonas aeruginosa lze proto považovat za saproantroponózu. Mechanismy a cesty infekce u infekcí způsobených Pseudomonas aeruginosa jsou kontaktní, respirační, krevní, fekálně-orální.

Infekce Pseudomonas aeruginosa se může vyskytnout jak u imunodeficientních jedinců se závažnou souběžnou patologií (diabetes, popáleniny, leukémie, cystická fibróza, imunosuprese u onkologických onemocnění a transplantací orgánů), tak i v prostředí normální imunologické reaktivity organismu. Je známo, že adhezivní aktivita Pseudomonas aeruginosa se zvyšuje se zvyšující se teplotou okolí, takže návštěva bazénu, sauny a terapeutické koupele mohou také vyvolat infekci Pseudomonas aeruginosa.

Pseudomonas aeruginosa je původcem nozokomiálních (nemocničních) infekcí, tj. onemocnění, která se vyskytují u osob podstupujících nemocniční léčbu. Infekce Pseudomonas aeruginosa v ambulanci může být spojena s lékařskými zákroky (katetrizace močového měchýře, endoskopické vyšetření, mytí ran, obvazování, ošetření popáleninových povrchů antiseptiky, použití ventilátoru atd.), kdy k infekci dochází špinavýma rukama personálu, nástroji, na jejichž povrchu mikrob tvoří biofilm, nebo s použitím kontaminovaných roztoků.

Pseudomonas aeruginosa se obvykle do lidského těla dostává přes poškozené tkáně. Po přichycení kolonizuje povrch rány nebo popáleniny, sliznice nebo lidskou kůži a množí se. Při absenci imunitních mechanismů proti infekci Pseudomonas aeruginosa u lidí se může lokální proces (infekce močových cest, kůže, dýchacích cest) rozšířit (generalizovat). Bakteriémie vede k šíření patogenu a rozvoji sepse, která často způsobuje vznik sekundárních hnisavých ložisek infekce. Při vystavení patogenním faktorům (exotoxinům, agresivním enzymům) je narušena funkce orgánů a systémů a mohou se vyvinout závažné komplikace - syndrom diseminované intravaskulární koagulace, šok a syndrom respirační tísně.

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

Příznaky onemocnění způsobených Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa způsobuje hnisavě-zánětlivá onemocnění různých lokalizací: infekce ran, popáleniny, meningitidu, infekce močových cest, kožní infekce, oční onemocnění, nekrotickou pneumonii, sepsi atd. Úmrtnost na sepsi způsobenou Pseudomonas aeruginosa dosahuje 50 %.

Imunita

Antitoxické a antibakteriální protilátky se nacházejí v krevním séru zdravých lidí, stejně jako u těch, kteří se zotavili z infekce Pseudomonas aeruginosa, ale jejich role v ochraně před recidivujícími onemocněními byla málo studována.

Laboratorní diagnostika onemocnění způsobených Pseudomonas aeruginosa

Hlavní diagnostickou metodou je bakteriologické vyšetření. Materiály k vyšetření jsou krev (při sepsi), mozkomíšní mok (při meningitidě), hnis a výtok z rány (při infikovaných ranách a popáleninách), moč (při infekcích močových cest), sputum (při infekcích dýchacích cest) atd. Bakterioskopie nátěrů z vyšetřovaného materiálu má málo informací. Při identifikaci P. aeruginosa se bere v úvahu povaha jejich růstu na CPC agaru, tvorba pigmentu, přítomnost charakteristického specifického zápachu kultury, pozitivní pyrochromoxidázový test, detekce termofility (růst při 42 °C) a schopnost oxidovat glukózu v OF testu. Pro intraspecifickou identifikaci bakterií se provádí serotypizace, pyopinotypizace a fágová typizace.

Sérologická metoda výzkumu je zaměřena na detekci specifických protilátek proti antigenům Pseudomonas aeruginosa (obvykle exotoxinu A a LPS) pomocí kompletní imunofluorescenční analýzy, opsonofagocytární reakce a některých dalších testů.

Léčba onemocnění způsobených bakterií Pseudomonas aeruginosa

K léčbě pseudomonádové infekce se používají antibiotika, přičemž se doporučuje kombinovat léky z různých skupin. Antimikrobiální terapie se předepisuje pouze po stanovení antibiogramu. V naléhavých případech se antibiotika používají empiricky.

K léčbě těžkých forem infekce Pseudomonas aeruginosa se také používá hyperimunní plazma získaná z krve dobrovolníků imunizovaných polyvalentní korpuskulární vakcínou proti Pseudomonas aeruginosa.

Pro lokální léčbu kožních infekcí (trofické vředy, ektyma, popáleninové rány) způsobené P. aeruginosa se používá heterologní imunoglobulin proti Pseudomonas, získaný z krevního séra beranů hyperimunizovaných suspenzí kultur Pseudomonas aeruginosa 7 různých imunotypů, usmrcených formalinem.

Kromě toho lze k léčbě hnisavých kožních infekcí, abscesů, tepelných popálenin komplikovaných pseudomonádovou infekcí, cystitidy, mastitidy a dalších onemocnění pseudomonádové etiologie (kromě sepse) použít pseudomonádový bakteriofág (bakteriofág pyocyansus) nebo polyvalentní tekutý pyobakteriofág.

Prevence onemocnění způsobených bakterií Pseudomonas aeruginosa

Účinná sterilizace, dezinfekce a antisepse, stejně jako dodržování aseptických pravidel, jsou hlavními opatřeními nespecifické prevence pseudomonasové infekce v nemocnici. Plán preventivních opatření musí nutně zahrnovat kontrolu kontaminace vnějšího prostředí (vzduch, různé předměty, nástroje a vybavení) a dodržování pravidel osobní hygieny.

Pro účely nespecifické prevence hnisavých zánětlivých onemocnění se pacientům s oslabenou protiinfekční imunitou doporučuje předepisovat imunomodulátory.

Vakcíny se používají k vytvoření aktivní imunity proti infekci Pseudomonas aeruginosa. V současné době byly vyvinuty vakcíny z LPS Pseudomonas aeruginosa, polysacharidové subkorpuskulární (chemické) vakcíny, ribozomální vakcíny, přípravky z bičíkových antigenů P. aeruginosa a složek extracelulárního hlenu, stejně jako anatoxiny z extracelulárních proteáz a exotoxinu A. V Rusku se používá polyvalentní korpuskulární vakcína proti Pseudomonas (ze 7 kmenů P. aeruginosa) a vakcína proti stafyloproteusům a pseudomonas.

Aktivní imunizace proti infekcím způsobeným P. aeruginosa je indikována pacientům z rizikových skupin (pacienti s cystickou fibrózou, diabetem a imunodeficientní osoby). Vzhledem k tomu, že imunitní odpověď na vakcíny u osob s imunodeficiencí je však pozdní a ne vždy úplná, je velký význam přikládán kombinaci metod aktivní a pasivní imunizace.