Причини та патогенез стрептококової інфекції

Причини стрептококової інфекції

Збудниками стрептококової інфекції є нерухомі факультативно-анаеробні грампозитивні коки роду Streptococcus родини Streptococcaceae. Рід включає 38 видів, що відрізняються метаболічними особливостями, культуральними та біохімічними властивостями та антигенною структурою. Поділ клітин відбувається лише в одній площині, тому вони розташовані парами (диплококи) або утворюють ланцюжки різної довжини. Деякі види мають капсулу. Збудники здатні до росту за температури 25-45°C; температурний оптимум – 35-37°C. На щільних поживних середовищах вони утворюють колонії діаметром 1-2 мм. На середовищах з кров'ю колонії деяких видів оточені зоною гемолізу. Обов'язковою ознакою, що характеризує всіх представників роду стрептококів, є негативні бензидиновий та каталазний тести. Стрептококи стійкі в навколишньому середовищі; вони можуть виживати в засохлому гної або мокротинні протягом багатьох місяців. Збудники можуть витримувати нагрівання до 60°C протягом 30 хвилин: під впливом дезінфікуючих засобів вони гинуть протягом 15 хвилин.

На основі структури групоспецифічних полісахаридних антигенів (речовина С) клітинної стінки існує 17 серологічних груп стрептококів, що позначаються латинськими літерами (АО). У межах груп стрептококи поділяються на серологічні варіанти на основі специфічності білкових М-, Р- та Т-антигенів. Стрептококи групи А мають широкий спектр суперантигенів: еритрогенні токсини А, В та С, екзотоксин F (мітогенний фактор), стрептококовий суперантиген (SSA), еритрогенні токсини (SpeX, SpeG, SpeH, SpeJ, SpeZ, SmeZ-2). Суперантигени здатні взаємодіяти з антигенами головного комплексу гістосумісності, експресованими на поверхні антигенпрезентуючих клітин, та з варіабельними ділянками бета-ланцюга Т-лімфоцитів, викликаючи їх проліферацію та потужне вивільнення цитокінів, TNF-α та γ-інтерферону. Крім того, стрептокок групи А здатний виробляти біологічно активні позаклітинні речовини: стрептолізини O та S, стрептокіназу, гіалуронідазу, ДНКазу B, стрептодорназу, ліпопротеїназу, пептидазу тощо.

Клітинна стінка стрептокока включає капсулу, білок, полісахарид (групоспецифічний антиген) та мукопротеїновий шар. Важливим компонентом стрептококів групи А є білок М, який за структурою нагадує фімбрії грамнегативних бактерій. Білок М (типоспецифічний антиген) є основним фактором вірулентності. Антитіла до нього забезпечують тривалий імунітет до повторного зараження, але за структурою білка М виділяють понад 110 серологічних типів, що значно знижує ефективність гуморальних захисних реакцій. Білок М пригнічує фагоцитарні реакції, безпосередньо впливаючи на фагоцити, маскуючи рецептори до компонентів комплементу та опсонінів та адсорбуючи на своїй поверхні фібриноген, фібрин та продукти його розпаду. Він має властивості суперантигену, викликаючи поліклональну активацію лімфоцитів та утворення низькоафінних антитіл. Такі властивості відіграють значну роль у порушенні толерантності до тканинних ізоантигенів та у розвитку аутоімунної патології.

Властивостями типоспецифічних антигенів також володіють Т-білок клітинної стінки та ліпопротеїназа (фермент, що гідролізує ліпідвмісні компоненти крові ссавців). Стрептококи різних М-варіантів можуть мати однаковий Т-тип або комплекс Т-типів. Розподіл серотипів ліпопротеїнази точно відповідає певним М-типам, але цей фермент виробляється близько 40% штамів стрептококів. Антитіла до Т-білка та ліпопротеїнази не мають захисних властивостей. Капсула містить гіалуронову кислоту, один з факторів вірулентності. Вона захищає бактерії від антимікробного потенціалу фагоцитів та сприяє адгезії до епітелію. Гіалуронова кислота має властивості антигену. Бактерії здатні самостійно руйнувати капсулу під час інвазії тканин, синтезуючи гіалуронідазу. Третім за важливістю фактором патогенності є С5а-пептидаза, яка пригнічує активність фагоцитів. Фермент розщеплює та інактивує компонент комплементу С5а, який діє як потужний хемоатрактант.

Стрептококи групи А продукують різні токсини. Титри антитіл до стрептолізину О мають прогностичне значення. Стрептолізин S демонструє гемолітичну активність в анаеробних умовах і викликає поверхневий гемоліз на кров'яних середовищах. Обидва гемолізини руйнують не тільки еритроцити, а й інші клітини: стрептолізин О пошкоджує кардіоміоцити, а стрептолізин S - фагоцити. Деякі штами стрептококів групи А синтезують кардіопечінковий токсин. Він викликає пошкодження міокарда та діафрагми, а також утворення гігантоклітинних гранульом у печінці.

Більшість ізолятів стрептококів групи B – це S. agalactiae. В останні роки вони все більше привертають увагу медичних працівників. Стрептококи групи B зазвичай колонізують носоглотку, шлунково-кишковий тракт і піхву. Виділяють такі серологічні варіанти стрептококів групи B: la, lb, Ic, II та III. Бактерії сероварів 1a та III тропні до тканин центральної нервової системи та дихальних шляхів; вони часто викликають менінгіт у новонароджених.

Серед інших видів велике діагностичне значення мають пневмококи (S. pneumoniae), які спричиняють більшість позалікарняних пневмоній у людей. Вони не містять групового антигену та є серологічно гетерогенними. За структурою капсульних антигенів розрізняють 84 серологічні варіанти пневмококів.

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

Патогенез стрептококової інфекції

Найчастіше захворювання виникають після потрапляння стрептококів на слизові оболонки глотки та носоглотки. Ліпотейхоєва кислота, що входить до складу клітинної стінки, М- та F-білки забезпечують адгезію збудника до поверхні мигдаликів або інших лімфоїдних клітин. Білок М сприяє стійкості бактерій до антимікробного потенціалу фагоцитів, зв'язує фібриноген, фібрин та продукти його розпаду. При розмноженні стрептококів виділяються токсини, що викликають запальну реакцію тканини мигдаликів. При потраплянні стрептококів у лімфатичні вузли через лімфатичні шляхи виникає регіонарний (підщелепний) лімфаденіт. Токсичні компоненти, проникаючи в кров, викликають генералізоване розширення дрібних судин (клінічно - гіперемія та точковий висип). Алергічний компонент, що порушує проникність судин, вважається причиною гломерулонефриту, артриту, ендокардиту тощо. Септичний компонент призводить до накопичення збудника в різних органах і системах та розвитку вогнищ гнійного запалення. Наявність спільних перехресно реагуючих антигенних детермінант у стрептококів групи А (білок М, нетипоспецифічні білки, А-полісахарид тощо) та сарколемі міофібрил тканини серця та нирок визначає розвиток аутоімунних процесів, що призводять до ревматизму та гломерулонефриту. Молекулярна мімікрія є основним патогенетичним фактором стрептококової інфекції при цих захворюваннях: антитіла до стрептококових антигенів реагують з аутоантигенами хазяїна. З іншого боку, білок М та еритрогенний токсин проявляють властивості суперантигенів та викликають проліферацію Т-клітин, активуючи каскадну реакцію ефекторної ланки імунної системи та вивільнення медіаторів з цитотоксичними властивостями: IL, TNF-α, інтерферон-γ. Лімфоцитна інфільтрація та місцева дія цитокінів відіграють важливу роль у патогенезі інвазивних стрептококових інфекцій (при целюліті, некротичному фасціїті, ураженнях шкіри, внутрішніх органів). Важлива роль у патогенезі інвазивної стрептококової інфекції відводиться ФНП-α, ЛПС власної грамнегативної мікрофлори організму та його синергічній взаємодії з еритрогенним токсином S. pyogenes.

Епідеміологія стрептококової інфекції

Резервуаром і джерелом інфекції є хворі з різними клінічними формами гострих стрептококових захворювань та носії патогенних стрептококів. Найбільшу небезпеку з епідеміологічної точки зору становлять! Хворі, вогнища яких локалізуються у верхніх дихальних шляхах (скарлатина, тонзиліт). Вони дуже заразні, а бактерії, які вони виділяють, містять основні фактори вірулентності - капсулу та М-білок. Інфікування від таких пацієнтів найчастіше призводить до розвитку маніфестної інфекції у схильних осіб. Хворі, вогнища стрептококової інфекції яких локалізуються поза дихальними шляхами (стрептококова піодермія, отит, мастоїдит, остеомієліт тощо), не такі заразні, що пов'язано з менш активним виведенням збудників з організму.

Тривалість інфекційного періоду у хворих на гостру стрептококову інфекцію залежить від методу лікування. Раціональна антибіотикотерапія хворих на скарлатину та тонзиліт звільняє організм від збудника протягом 1,5-2 днів. Препарати (сульфаніламіди, тетрацикліни), до яких стрептококи групи А повністю або частково втратили чутливість, утворюють реконвалесцентне носійство у 40-60% тих, хто одужав.

У групах, де присутні 15-20% довготривалих носіїв, стрептококи зазвичай циркулюють постійно. Вважається, що носійство небезпечне для оточуючих, коли розмір мікробного вогнища перевищує 103 ^КУО (колонієутворюючих одиниць) на тампон. Рівень такого носійства значний - близько 50% здорових носіїв стрептококів групи А. Серед культур збудника, виділених від носіїв, вірулентні штами зустрічаються в кілька разів рідше, ніж у середовищі штамів, виділених від хворих. Носійство стрептококів групи B, C та G у горлі спостерігається значно рідше, ніж носійство стрептококів групи А. За різними даними, для 4,5-30% жінок типовим є носійство стрептококів групи B у піхві та прямій кишці. Локалізація збудника в організмі значною мірою визначає шляхи його елімінації.

Механізм передачі інфекції – аерозольний (повітряно-крапельний), рідше – контактний (харчовий шлях та передача через забруднені руки та предмети побуту). Зараження зазвичай відбувається під час тісного, тривалого контакту з хворою людиною або носієм. Збудник виділяється в навколишнє середовище найчастіше під час видиху (кашель, чхання, активна розмова). Зараження відбувається при вдиханні утвореного повітряно-крапельного аерозолю. Скупченість людей у приміщеннях та тривалий тісний контакт посилюють ймовірність зараження. Слід враховувати, що на відстані більше 3 м цей шлях передачі практично неможливий.

Факторами, що сприяють передачі збудника, є брудні руки, предмети побуту та забруднені продукти харчування. Додатковими факторами, що сприяють передачі збудника, є низька температура та висока вологість у приміщенні. Стрептококи групи А, потрапляючи в певні харчові продукти, здатні розмножуватися та зберігати свої вірулентні властивості протягом тривалого часу. Так, відомі спалахи тонзиліту або фарингіту при вживанні молока, компотів, вершкового масла, салатів з вареного яйця, лобстерів, молюсків, бутербродів з яйцями, шинки тощо.

Ризику розвитку гнійних ускладнень стрептококового генезу наражаються поранені, обпечені, пацієнти в післяопераційному періоді, а також породіллі та новонароджені. Можливе аутоінфекція, а також передача стрептококів групи В, що викликають урогенітальні інфекції, статевим шляхом. При патології новонароджених факторами передачі є інфікована амніотична рідина. У 50% випадків інфікування можливе під час проходження плода через родові шляхи.

Природна сприйнятливість людей висока. Антистрептококовий імунітет має антитоксичний та антимікробний характер. Крім того, відбувається сенсибілізація організму за типом DTH, що пов'язано з патогенезом багатьох постстрептококових ускладнень. Імунітет у пацієнтів, які перенесли стрептококову інфекцію, є типоспецифічним. Рецидив захворювання можливий при інфікуванні іншим сероваром збудника. Антитіла до білка М виявляються майже у всіх пацієнтів з 2-го по 5-й тиждень захворювання та протягом 10-30 років після захворювання. Вони часто виявляються в крові новонароджених, але до 5-го місяця життя зникають.

Стрептококова інфекція широко поширена. У районах з помірним та холодним кліматом захворюваність на фарингеальні та респіраторні форми інфекції становить 5-15 випадків на 100 осіб. У південних районах із субтропічним та тропічним кліматом основне значення мають ураження шкіри (стрептодермія, імпетиго), причому захворюваність серед дітей досягає 20% і більше в певні сезони. До їх розвитку призводять незначні травми, укуси комах та погана гігієна шкіри.

Внутрішньолікарняна стрептококова інфекція можлива в пологових будинках; дитячих, хірургічних, отоларингологічних та очних відділеннях лікарень. Інфікування відбувається як ендогенно, так і екзогенно (від стрептококових носіїв серед персоналу та пацієнтів) під час інвазивних медичних та діагностичних процедур.

Циклічність є однією з характерних рис епідемічного процесу при стрептококових інфекціях. Окрім загальновідомої циклічності з інтервалом 2-4 роки, існує періодичність з інтервалом 40-50 років і більше. Особливістю цієї хвилеподібності є виникнення та зникнення особливо важких клінічних форм. Значна кількість випадків скарлатини та тонзилофарингіту ускладнюється гнійно-септичними (отит, менінгіт, сепсис) та імунопатологічними (ревматизм, гломерулонефрит) процесами. Важкі генералізовані форми інфекції з супутніми глибокими ураженнями м'яких тканин раніше позначалися терміном «стрептококова гангрена». З середини 80-х років у багатьох країнах спостерігається зростання захворюваності на стрептококову інфекцію, що збіглося зі змінами в нозологічній структурі захворювань, спричинених S. pyogenes. Знову почали реєструватися групові випадки важких генералізованих форм, часто летальних [синдром токсичного шоку (СТШ), септицемія, некротичний міозит, фасціїт тощо]. У США щорічно реєструється 10-15 тисяч випадків інвазивної стрептококової інфекції, з яких 5-19% (500-1500 випадків) – це некротичний фасціїт.

Широке використання лабораторних методів дослідження дозволило встановити, що повернення інвазивних стрептококових захворювань пов'язане зі зміною серотипів збудника, що циркулює в популяції: ревматогенні та токсигенні серотипи замінили М-серотипи. Крім того, зросла захворюваність на ревматичну лихоманку та токсичні інфекції (токсичний тонзилофарингіт, скарлатина та синдром стоматитного шоку).

Економічний збиток, спричинений стрептококовими інфекціями та їх наслідками, приблизно в 10 разів вищий, ніж збиток, спричинений вірусним гепатитом. Серед досліджуваних стрептококів найбільш економічно значущими є тонзиліт (57,6%), гострі респіраторні інфекції стрептококової етіології (30,3%), бешиха (9,1%), скарлатина та активний ревматизм (1,2%) і, нарешті, гострий нефрит (0,7%).

Первинні стрептококові інфекції становлять 50-80% сезонної захворюваності. Респіраторні стрептококові інфекції мають виражену осінньо-зимово-весняну сезонність. Сезонна захворюваність визначається переважно дітьми, які відвідують дошкільні заклади.

На терміни сезонного зростання захворюваності вирішальний вплив мають формування або оновлення організованих груп та їхня чисельність.

В організованих колективах, що поновлюються один раз на рік, спостерігається одноразове сезонне зростання інфекції. При дворазовому поновленні відзначається дворазове сезонне зростання захворюваності, особливо характерне для військових колективів. Перший максимум захворюваності, пов'язаний з весняним призовом, спостерігається у червні-липні, другий, спричинений осіннім призовом, – у грудні-січні.

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