Стафилококки. Общая характеристика

Стафилококки обычно встречаются в виде скоплений, напоминаю­щих виноградную гроздь. Отдельные кокки, примерно 1 мкм в диа­метре, имеют тенденцию объединяться в скопления, поскольку их деление происходит в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и дочерние клетки сохраняют своеобразное пространственное груп­повое взаиморасположение. При специальных условиях они могут располагаться поодиночке, попарно, или в виде коротких цепочек. Они грамположительны, неподвижны, не образуют спор и активно растут практически на всех искусственных средах, обычно образуя непрозрачные, гладкие, блестящие колонии.

Поскольку стафилококки продуцируют каталазу, перекись водорода, образующаяся как метаболит при аэробных условиях, для них не токсична, и, большей частью, они лучше растут в присутствии ки­слорода. Однако, они легко переносят отсутствие кислорода, а неко­торые из них даже являются строгими анаэробами. Они лучше рас­тут при температуре 25-35°С, но могут расти и при 8° и при темпе­ратуре выше 48°С.

При культивировании на кровяном агаре в аэробных условиях об­разуют пигменты — от золотистого до лимонно желтого и белого цвета. Золотистый пигмент дал название одному из видов стафило­кокка — Staphylococcus aureus. Однако, при этом, некоторые штам­мы золотистого стафилококка могут продуцировать и белый пиг­мент.

Стафилококки устойчивее других бактерий к действию жара, света, высушивания, экстремальных температур и химических агентов. Они выдерживают 60°С в течение часа, а отдельные штаммы даже 80°С в течение 30 минут, хотя большинство вегетативных форм бактерий погибают при воздействии 60°С в течение 30 минут.

Благодаря своей устойчивости к высушиванию стафилококки могут переноситься с частицами пыли, могут недели и месяцы сохранять­ся в высохшем гное или мокроте. Другой особенностью стафило­кокков является их устойчивость в солевой среде (не погибают при концентрации NaCl до 15%). В связи с этим способны сохраняться в консервированных продуктах (пресервах). В продуктах питания, со­храняемых путем соления, стафилококки могут расти и продуциро­вать энтеротоксин.

Эти микробы устойчивы к действию фенола и большинству других дезинфектантов, чувствительны к основным красителям. Имеют тенденцию к формированию резистентности к сульфаниламидам и антибиотикам. Около 80% штаммов Staphylococcus aureus рези­стентны к пенициллину.

Род Staphylococcus представлен тремя видами:

1. Staphylococcus aureus;

2. Staphylococcus epidermidis;

3. Staphylococcus saprophyticus.

Виды различаются преимущественно по биохимическим свойствам и вырабатываемым ферментам. Staphylococcus aureus ферментирует манит в анаэробных условиях и продуцирует коагулазу, тогда как два других вида лишены этих свойств.

Staphylococcus saprophyticus — первично сапрофитический, о чем свидетельствует его название. Он, по-видимому, является потенци­ально патогенным, обладает ограниченной инвазивностью. Способен вызывать инфекцию мочевого тракта.

Стафилококки. Токсические продукты

Стафилококки вырабатывают много продуктов с выраженными ток­сическими свойствами. Вероятно, никакой другой микроб не проду­цирует их в таком количестве. Среди них экстрацеллюлярные ток­сины, гемолизины (стафилолизины), ферменты. Все они, в той или иной степени, обусловливают болезнетворность и вирулентность микроба. Ни один штамм не способен вырабатывать все токсические продукты сразу.

Гемолизины — это экзотоксины, действующие непосредственно на клеточную мембрану, вследствие чего происходит лизис эритроци­тов, лейкоцитов, тромбоцитов макрофагов и развивается поражение многих тканей. Действием гемолизина, вероятно, объясняются фатальные исходы многих случаев стафилококковых инфекций.

При росте культуры стафилококка на кровяном агаре гемолиз про­является в виде зоны просветления (р-гемолиз). В отличие от стрептококка, стафилококк не вызывает частичный гемолиз (а- гемолиз). Следует отметить, что греческие буквы используются для обозначения иммунологически различающихся типов стафилокок­ковых гемолизинов, в то время как у стрептококков эти буквы обо­значают тип гемолиза — полный, или неполный. Например, гемоли­зин, обозначаемый как а-гемолизин (а-лизин, а-токсин) у стафило­кокков означает наличие светлой зоны вокруг колоний на кровяном агаре.

Цитотоксин — один из наиболее важных факторов вирулентности стафилококков, вызывает агрегацию тромбоцитов и избирательно действует на гладкую мускулатуру мелких вен.

Лейкоцидин — негемолитический экзотоксин, разрушающий клетки белой крови. Он вызывает дегрануляцию полиморфонуклеарных нейтрофильных лейкоцитов и макрофагов.

Энтеротоксин — внеклеточный токсин, который вырабатывают око­ло 50% коагулазоположительных штаммов и который вызывает большинство случаев пищевого отравления. Токсин действует непосредственно на рвотный центр центральной нервной системы. Продукция токсина обусловлена фаговой конверсией. Различают 5 ти­пов токсина — А, В, С, D, Е. Накопление энтеротоксина в заражен­ной пище приводит к пищевому отравлению с синдромом гастроэн­терита, который не является инфекцией в обычном понимании это­го термина, это скорее токсемия. Присутствие токсина в подозреваемой пище можно установить иммунологически, например, в ре­акции преципитация.

Эксфолиатин (эксфолиативный токсин) — это токсин, продукция которого обусловлена плазмидой. Избирательно повреждает некото­рые клетки кожи таким образом, что обширные участки кожного покрова могут отслаиваться полностью. Особенно чувствительны к действию токсина новорожденные и маленькие дети. Это поражение получило название «синдром ошпаренной кожи».

Коагулаза, важный экстрацеллюлярный фермент, продуцируемый только некоторыми стафилококками (коагулазоположи-тельные), вызывает образование сгустка плазмы крови. В лаборатории опре­деление коагулазы используется как единственное достоверное до­казательство патогенности выделенного штамма. У невирулентных штаммов попытки обнаружить коагулазу обычно заканчиваются не­удачей. Эти штаммы обозначают как коагулазоотрицательные. При наличии данного фермента и проявлении его действия отдельные коккк оказываются покрытыми слоем фибрина и, таким образом, они надежно защищены от атаки фагоцитов.

Способность к продукции коагулазы коррелирует с наличием у этих штаммов и других токсических продуктов. Коагулазо + стафилокок­ки также могут иметь фактор склеивший — это связанная с клет­кой, но антигенно отличающаяся форма коагулазы, вызывающая быстрое склеивание клеток, эмульгированных в капле плазмы.

Липазы стафилококка — эго ферменты, которые разрушают липиды клеточных структур и липопротеины крови. Стафилококки утили­зируют метаболиты кожных структур и потому способны интенсив­но колонизировать (заселять) поверхность кожи. Образование липа­зы дает этому микробу способность к инвазии здоровой кожи н подкожной клетчатки с формированием локальных абсцессов. Штаммы без липазы чаще связаны с генерализованной инфекцией.

Гиалуронидаза (фактор распространения, инвазии), которую выраба­тывают более 90% патогенных стафилококков, повышает проницае­мость тканей для кокков и их токсических субстанций. Вызывает деградацию гиалуроновой кислоты, которая соединяет клетки тканей.

Нуклеаза, имеется у 90-96% S.aureus расщепляет ДНК и РНК. Нуклеаза S.aureus термостабильна, нуклеаза коагулазоотрицательных стафилококков — термолабильна.

Стафилокиназа растворяет сгустки фибрина и, соответственно, спо­собствует распространению местной, вначале ограниченной, инфек­ции.

Стафилококки. Патогенность.

Некоторые стафилококки непатогенны, другие (S.aureus) вызывают тяжелые инфекции, S.epidermidis, хотя иногда и вызывает легкие, ограниченные поражения, в общем, относится к непатогенным, за исключением некоторых необычных медицинских ситуаций, напри­мер, при введении в тело с лечебной целью технических устройств, чужеродных для тканей организма. Обычно S.epidermidis является частой причиной эндокардита, развивающегося при протезировании сердечных клапанов и инфекций, осложняющих ортопедическое протезирование или нейрохирургическое шунтирование.

Хорошо известны стафилококковые инфекции кожи и поверхност­ных тканей тела, такие как пиодермии, фурункулы, абсцессы, кар­бункулы, паронихии, импетиго (impetigo contagiosa) и инфекцион­ные осложнения хирургических ран. Клиника инфекции кожных покровов зависит от возраста больного. Например, «синдром ошпа­ренной кожи» наблюдается у маленьких детей.

Стафилококки также способны вызывать заболевания целых систем и поражаться могут практически все органы и ткани. Они могут быть одной из причин пневмонии, гнойного плеврита, эндокардита, менингита, абсцесса мозга, послеродовой лихорадки, флебита, цис­тита и пиелонефрита. Стафилококковая пневмония является фа­тальным осложнением эпидемического гриппа. Стафилококки яв­ляются наиболее распространенной причиной остеомиелита. Стафи­лококковые заболевания часто возникают в больницах, особенно у пациентов, уже серьезно больных. Например, стафилококковая пневмония — это суперинфекция, угрожающая больным, принимав­шим большие дозы антибиотиков.

Стафилококковая септицемия наблюдается в двух формах. Первая — это молниеносная глубокая токсемия, через несколько дней приво­дящая к смерти.  Другая, более частая форма, длится дольше, сопро­вождается развитием метастазирующих абсцессов в разных частях тела, но не является необратимой.

Стафилококковая септицемия может быгь первичной, но чаще это результат вторичного проникновения в кровоток микроорганизмов из местного очага инфекции. Часто процесс начинается как триви­альное воспаление волосяного фолликула, Микроб может поступать в кровоток из инфицированной раны, из очага пневмонии, или из инфицированного внутривенного катетера. Катетер внутри вены не должен оставаться дольше 3-4 дней из-за риска возникновения серьезной инфекции. Поверхностные гнойники; фурункулы вокруг носа и губ легко осложняются септицемией, поэтому лучше избегать их травмирования.

Так называемый «опасный треугольник» — это треугольный участок лица от углов рта, верхней губы и до верхней части носа. Из этой области возможно распространение инфекции непосредственно в полость черепа, что может быть опасным для жизни. Такое ослож­нение связано с особенностями анатомического строения этой части тела: отсутствие надежных механических барьеров, вены, не имею­щие клапанов, которые бы затрудняли обратный ток крови, наличие мускулатуры, постоянно находящейся в движении.

Даже при таких манипуляциях как прокалывание ушей (в космети­ческих целях), проводимых без соблюдения необходимой стериль­ности, есть опасность развития вторичной стафилококковой инфек­ции, которая из открытой ранки может проникать в кровоток и ино­гда приводить к развитию сепсиса.

Стафилококки могут быть причиной энтерита и энтероколита, ос­ложняющего антибиотикотерапию. Они являются наиболее частой причиной пищевого отравления, так как в пище может накапливать­ся в большом количестве токсин.

Стафилококки могут вызывать иногда гнойно-воспалительные про­цессы у коров и лошадей. В случае развития мастита микроб может попасть в молоко. Могут возникнуть гнойничковые поражения ко­жи рук доярок. Возможно заражение других животных в стаде.

Стафилококки. Госпитальная инфекция

Человек тесно связан с повсеместно распространенными стафило­кокками (убиквитарный микроорганизм), и поэтому стафилококко­вая инфекция представляет угрозу в любом месте и в любое время. Пример тому — госпитальная инфекция, уже на протяжении многих лет являющаяся серьезной проблемой для больниц во всем мире.

С этой проблемой связан ряд вопросов, требующих обсуждения. Прежде всего, стафилококковая госпитальная инфекция — это ос­ложнение широкого применения антибиотиков. Эти важнейшие ан­тимикробные агенты очень широко и свободно назначаются, но их действие преимущественно бактериостатическое, а не бактерицид­ное. Стафилококки наделены хорошей приспособляемостью и среди них возникают устойчивые к антибиотикам штаммы. Во-вторых, особенности медицинского страхования и медицинской службы спо­собствуют раннему выявлению болезни и ранней госпитализации большего числа больных. В-третьих, расширение объема и числа хирургических вмешательств. Сложная хирургическая техника по­зволяет оставлять ткани открытыми дольше. В-четвертых, отдель­ные виды терапии могут вызывать угнетение иммунной системы (иммунодепрессию). Например, трансплантация тканей и органов на фоне назначения средств, подавляющих отторжение. В этих случаях подавляется резистентность к инфекции.

С наибольшей частотой при госпитальной стафилококковой инфек­ции наблюдаются следующие поражения:

1. Пиодермия — термин, обозначающий гнойные поражения кожи и подкожных тканей. Чаще у новорожденных. Возможны опас­ные осложнения в виде пневмонии, септицемии. От новорож­денного может заразиться мать, у которой развивается абсцесс грудной железы — мастит. 

2. Раневая инфекция, особенно хирургической раны.

3. Вторичная стафилококковая инфекция престарелых и лиц, не способных к соблюдению гигиенических норм.

4.  Гастроэнтерит у лиц с угнетенной (например, антибиотиками) кишечной микрофлорой.

Стафилококки. Патологическая анатомия

Наиболее заметное проявление стафилококковой инфекции — абс­цесс, основной тип повреждения. В основе образования абсцесса лежит гноеродная активность стафилококка и его довольно ограни­ченная способность к распространению,

Поскольку микроб постоянно обитает на коже, она чаще всего и по­ражается. Фурункул — это кожный абсцесс. Формирование абсцесса обусловлено локализацией и уровнем распространения. Стафило­кокковая пневмония — это множественные абсцессы в легких. Пие­лонефрит — это множественные абсцессы экскреторной системы по­чек. Стафилококковая септицемия — образование множественных абсцессов по всему телу. В этом случае более подходит термин пие­мия, буквально означающий «гной в крови». Когда стафилококки инфицируют рану, они вызывают образование в ней гноя. Стафилококки являются важнейшей причиной раневой инфекции. В целом, они вызывают до 80% всех гнойных процессов у человека.

Стафилококки. Эпидемиология

Стафилококки в норме обитают на коже человека, а также на сли­зистой ротовой полости, глотки и носа. Они могут находиться здесь постоянно, пока однажды не преодолеют кожный или слизистый барьер и не вызовут развитие болезни. В другом случае они прони­кают через неповрежденную кожу в волосяные фолликулы и прото­ки сальных желез.

В норме способность стафилококка к инвазии и резистентность хо­зяина хорошо сбалансированы, поэтому инфекция не развивается, пока не создастся ситуация, когда встречаются высоковирулентный микроб или макроорганизм со сниженной резистентностью.

Как правило, развивается локальный процесс — абсцесс или фурун­кул, без распространения инфекции. Но в части случаев микроб вы­ходит за пределы локальной инфекции, попадает в кровоток и по­ражает разные ткани и органы тела.

Механизм передачи инфекции преимущественно контактный. На­пример, через руки персонала в больнице. Персонал подвергается риску стать носителями, в этом случае стафилококк может длитель­но находиться у них на слизистой носа. Носители могут стать ис­точниками инфекции.

Стафилококки. Бактериологическая диагностика

Бактериологический диагноз стафилококковой инфекции не пред­ставляет особых сложностей, если исследуют кровь и другие жидко­сти организма, в норме стерильные. Выделенную культуру стафило­кокка необходимо идентифицировать как патогенную, в отличие от обычного микроба, обитающего на коже. Для этого используют ряд тестов. Свежевыделенные культуры стафилококка характеризуются как патогенные по таким признакам как продукция желтого пиг­мента, гемолизина, ферментация маннита, продукция ДНК-азы и коагулазы.

Фаготипирование. Бактериофаги — вирусы, поражающие бактерий и, в некоторых случаях, вызывающие их лизис. Действие фагов спе­цифично. Только отдельный фаг или группа фагов поражают кон­кретный штамм бактерий, что позволяет использовать фаги для типирования бактерий (фаготипирование). С этой целью взвесь из­вестного фага вносится в чашку со свежей культурой микроба, под­лежащего типированию. Если этот микроб чувствителен к действию данного фага, он лизируется и роста на среде не дает. На чашке по­являются прозрачные зоны, так называемые «бляшки» или «нега­тивные колонии».

Фаготипирование стафилококков заслуживает специального упоми­нания. Было установлено, что специфические бактериофаги (стафилофаги, табл. 1) реагируют с 60% коагулазо+ стафилококков. Коагулазо- стафилококки не так чувствительны. Поскольку этот процесс специфический, он используется для определения фаговаров выде­ленных стафилококков. Для удобства бактериофагам присвоены оп­ределенные номера, и штаммы стафилококка, лизирующиеся опре­деленным фагом имеют номер этого фага и обозначаются как соот­ветствующий фаговар. Это касается только штаммов S.aureus. Большинство других стафилококков относятся к нетипирующимся.

По решению международного подкомитета по фаготипированию стафилококков, предложена международная классификация фагова­ров S.aureus (табл. 1)

Фаготипирование используется в эпидемиологических целях для выявления источника инфекции, так как фаготипирование высоко­специфичный процесс. В случаях, например, внутрибольничных инфекций, метод может точно указать на носителя патогенного штамма (один и тот же фаговар).

Таблица 1. Международная классификация фаговаров S.aureus

Группы	Отдельные фаги	Общие фаговары S.aureus
I	29, 52, 52А, 79, 80	29,52/52А; 52/52А/80/81; 80
II	3А, 3В, 3С, 55,71	3А/3В/3С; 3С/55
III	6, 7, 42Е, 47, 53, 54, 75	6/7/47/53/54/75/77
IV	42D
Смешанная	81, 187

Фаготипирование используется в эпидемиологических целях для выявления источника инфекции, так как фаготипирование высоко­специфичный процесс. В случаях, например, внутрибольничных инфекций, метод может точно указать на носителя патогенного штамма (один и тот же фаговар).

Стафилококки. Иммунитет при инфекции

У людей имеется значительный естественный иммунитет к стафи­лококкам. Специфические антитела обнаруживаются в сыворотке крови большинства людей. Появление их связано с перенесенными, так называемыми, «малыми» стафилококковыми инфекциями кожи и слизистых. Приобретенный иммунитет может выполнять опреде­ленную защитную функцию, но практически не может служить серьезной защитой против стафилококковой инфекции. Особую группу риска составляют лица со сниженными защитными реак­циями, например вследствие диабета или вирусных инфекций.

Стафилококки. Профилактика и контроль за инфекцией

Основу контроля за стафилококковой инфекцией в больницах (и в любом другом месте) является тщательное соблюдение гигиениче­ских стандартов и неукоснительное соблюдение правил асептики. Циркулирующие патогенные штаммы стафилококка так же чувстви­тельны к дезинфицирующим средствам, как и обычные непатоген­ные штаммы.

Важное мероприятие — выявление носителей патогенного стафило­кокка (на слизистой носа) среди персонала, особенно в отделениях новорожденных.

Фаготипирование коагулазо+ стафилококков помогает выявить ис­точник в случае внутрибольничных инфекций

Заключение

1. Стафилококки, стрептококки и пневмококки — это основные грамположительные кокки, относящиеся к двум родам: Staphylococcus и Streptococcus. Формально пневмококк в настоящее время носит название Streptococcus pneumoniae.

2. Стафилококки — аэробные кокки, хорошо растут на всех пита­тельных средах, некоторые разновидности продуцируют каталазу. На кровяном агаре стафилококки продуцируют пигменты, цвет которых может быть золотистым, лимонно желтым или белым. Стафилококки обладают значительной резистентностью к физическим и химическим агентам. У них быстро вырабаты­вается устойчивость к антибиотикам; около 80% штаммов рези­стентны к пенициллину.

3. Наиболее достоверным признаком патогенности штаммов ста­филококка является их способность к продукции коагулазы.

4. Наиболее важными токсическими продуктами метаболизма стафилококков являются гемолизины, энтеротоксин, липазы, нуклеаза. Некоторые штаммы продуцируют коагулазу.

5. Основным проявлением стафилококковой инфекции является абсцесс.

6. Фаготипирование — ценный эпидемиологический прием, позво­ляющий установить источник патогенного стафилококка, что особенно важно при госпитальной инфекции.

7. Ключевыми мероприятиями, предотвращающими внутриболь­ничное распространение стафилококковой инфекции является тщательное соблюдение гигиенических стандартов, строжайший контроль за техникой асептики, выявление носительства стафи­лококка среди персонала отделений новорожденных и хирурги­ческих стационаров, удаление постоянных носителей из — «зоны риска» для пациентов.