Uzroci i patogeneza streptokokne infekcije

Uzroci streptokokne infekcije

Uzročnici streptokokne infekcije su nepokretni fakultativno anaerobni gram-pozitivni koki roda Streptococcus iz porodice Streptococcaceae. Rod obuhvaća 38 vrsta koje se razlikuju po metaboličkim značajkama, kulturnim i biokemijskim svojstvima te antigenoj strukturi. Stanična dioba odvija se samo u jednoj ravnini, pa se nalaze u parovima (diplokoki) ili tvore lance različitih duljina. Neke vrste imaju kapsulu. Patogeni su sposobni za rast na temperaturi od 25-45 °C; temperaturni optimum je 35-37 °C. Na gustim hranjivim podlogama tvore kolonije promjera 1-2 mm. Na podlogama s krvlju, kolonije nekih vrsta okružene su zonom hemolize. Obavezna značajka koja karakterizira sve predstavnike roda streptokoka je negativni benzidinski i katalazni test. Streptokoki su otporni u okolišu; mogu preživjeti u osušenom gnoju ili sputumu mnogo mjeseci. Patogeni mogu podnijeti zagrijavanje do 60 °C tijekom 30 minuta: pod utjecajem dezinficijensa umiru unutar 15 minuta.

Na temelju strukture specifičnih polisaharidnih antigena (supstanca C) stanične stijenke, postoji 17 seroloških skupina streptokoka, označenih latiničnim slovima (AO). Unutar skupina, streptokoki se dijele na serološke varijante na temelju specifičnosti proteinskih M-, P- i T-antigena. Streptokoki skupine A imaju širok raspon superantigena: eritrogene toksine A, B i C, egzotoksin F (mitogeni faktor), streptokokni superantigen (SSA), eritrogene toksine (SpeX, SpeG, SpeH, SpeJ, SpeZ, SmeZ-2). Superantigeni su sposobni za interakciju s antigenima glavnog kompleksa histokompatibilnosti eksprimiranim na površini stanica koje prezentiraju antigen i s varijabilnim regijama beta lanca T-limfocita, uzrokujući njihovu proliferaciju i snažno oslobađanje citokina, TNF-a i γ-interferona. Osim toga, streptokok skupine A sposoban je proizvoditi biološki aktivne izvanstanične tvari: streptolizine O i S, streptokinazu, hijaluronidazu, DNazu B, streptodornazu, lipoproteinazu, peptidazu itd.

Stanična stijenka streptokoka uključuje kapsulu, protein, polisaharid (grupno-specifični antigen) i mukoproteinski sloj. Važna komponenta streptokoka skupine A je protein M, koji po strukturi podsjeća na fimbrije gram-negativnih bakterija. Protein M (tipski-specifični antigen) glavni je faktor virulencije. Antitijela na njega pružaju dugotrajni imunitet na ponovljene infekcije, ali više od 110 seroloških tipova razlikuje se po strukturi proteina M, što značajno smanjuje učinkovitost humoralnih obrambenih reakcija. Protein M inhibira fagocitne reakcije, izravno djelujući na fagocite, maskirajući receptore za komponente komplementa i opsonine te adsorbirajući fibrinogen, fibrin i produkte njegove razgradnje na svojoj površini. Ima svojstva superantigena, uzrokujući poliklonsku aktivaciju limfocita i stvaranje antitijela niskog afiniteta. Takva svojstva igraju značajnu ulogu u kršenju tolerancije na tkivne izoantigene i u razvoju autoimune patologije.

Svojstva tipski specifičnih antigena posjeduju i T-protein stanične stijenke i lipoproteinaza (enzim koji hidrolizira komponente krvi sisavaca koje sadrže lipide). Streptokoki različitih M-varijanti mogu imati isti T-tip ili kompleks T-tipova. Raspodjela serotipova lipoproteinaze točno odgovara određenim M-tipovima, ali ovaj enzim proizvodi oko 40% sojeva streptokoka. Antitijela na T-protein i lipoproteinazu nemaju zaštitna svojstva. Kapsula sadrži hijaluronsku kiselinu, jedan od faktora virulencije. Štiti bakterije od antimikrobnog potencijala fagocita i olakšava prianjanje na epitel. Hijaluronska kiselina ima svojstva antigena. Bakterije su sposobne samostalno uništiti kapsulu tijekom invazije tkiva sintetizirajući hijaluronidazu. Treći najvažniji faktor patogenosti je C5a-peptidaza, koja potiskuje aktivnost fagocita. Enzim cijepa i inaktivira komponentu komplementa C5a, koja djeluje kao snažan kemoatraktant.

Streptokoki skupine A proizvode različite toksine. Titri antitijela na streptolizin O imaju prognostičku vrijednost. Streptolizin S pokazuje hemolitičku aktivnost u anaerobnim uvjetima i uzrokuje površinsku hemolizu na krvnim podlogama. Oba hemolizina uništavaju ne samo eritrocite, već i druge stanice: streptolizin O oštećuje kardiomiocite, a streptolizin S - fagocite. Neki sojevi streptokoka skupine A sintetiziraju kardiohepatički toksin. Uzrokuje oštećenje miokarda i dijafragme, kao i stvaranje granuloma divovskih stanica u jetri.

Većina izolata streptokoka skupine B su S. agalactiae. Posljednjih godina sve više privlače pozornost zdravstvenih djelatnika. Streptokoki skupine B obično koloniziraju nazofarinks, gastrointestinalni trakt i vaginu. Razlikuju se sljedeće serološke varijante streptokoka skupine B: la, lb, Ic, II i III. Bakterije serovara 1a i III tropne su prema tkivima središnjeg živčanog sustava i dišnog trakta; često uzrokuju meningitis kod novorođenčadi.

Među ostalim vrstama, pneumokoki (S. pneumoniae), koji uzrokuju većinu izvanbolničkih pneumonija kod ljudi, imaju veliku dijagnostičku važnost. Ne sadrže grupni antigen i serološki su heterogeni. Prema strukturi kapsularnih antigena razlikuje se 84 serološke varijante pneumokoka.

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

Patogeneza streptokokne infekcije

Najčešće se bolesti javljaju nakon što streptokoki uđu u sluznice ždrijela i nazofarinksa. Lipotejhoična kiselina, koja je dio stanične stijenke, M- i F-proteini osiguravaju prianjanje patogena na površinu tonzila ili drugih limfoidnih stanica. Protein M potiče bakterijsku otpornost na antimikrobni potencijal fagocita, veže fibrinogen, fibrin i produkte njegove razgradnje. Kada se streptokoki razmnožavaju, oslobađaju se toksini koji uzrokuju upalnu reakciju tkiva tonzila. Kada streptokoki uđu u limfne čvorove limfnim putovima, nastaje regionalni (submandibularni) limfadenitis. Toksične komponente, prodirući u krv, uzrokuju generalizirano širenje malih krvnih žila (klinički - hiperemija i točkasti osip). Alergijska komponenta, koja narušava vaskularnu propusnost, smatra se uzrokom glomerulonefritisa, artritisa, endokarditisa itd. Septička komponenta dovodi do nakupljanja patogena u raznim organima i sustavima te razvoja žarišta gnojne upale. Prisutnost zajedničkih unakrsno reagirajućih antigenskih determinanti u streptokokima skupine A (protein M, proteini nespecifični za tip, A-polisaharid itd.) i sarkolemi miofibrila srčanog i bubrežnog tkiva određuje razvoj autoimunih procesa koji dovode do reume i glomerulonefritisa. Molekularna mimikrija glavni je patogenetski čimbenik streptokokne infekcije u tim bolestima: antitijela na streptokokne antigene reagiraju s autoantigenima domaćina. S druge strane, protein M i eritrogeni toksin pokazuju svojstva superantigena i uzrokuju proliferaciju T stanica, aktivirajući kaskadu efektorske veze imunološkog sustava i oslobađanje medijatora s citotoksičnim svojstvima: IL, TNF-a, interferon-gama. Infiltracija limfocita i lokalno djelovanje citokina igraju važnu ulogu u patogenezi invazivnih streptokoknih infekcija (kod celulitisa, nekrotičnog fasciitisa, kožnih lezija, unutarnjih organa). Važnu ulogu u patogenezi invazivne streptokokne infekcije imaju TNF-a, LPS vlastite gram-negativne mikroflore tijela i njegova sinergistička interakcija s eritrogenim toksinom S. pyogenes.

Epidemiologija streptokokne infekcije

Rezervoar i izvor infekcije su bolesnici s različitim kliničkim oblicima akutnih streptokoknih bolesti i nosioci patogenih streptokoka. Najveću opasnost s epidemiološkog gledišta predstavljaju! Bolesnici čija su žarišta lokalizirana u gornjim dišnim putovima (šarlah, tonzilitis). Vrlo su zarazni, a bakterije koje izlučuju sadrže glavne faktore virulencije - kapsulu i M protein. Infekcija od takvih bolesnika najčešće dovodi do razvoja manifestne infekcije kod osjetljivih osoba. Bolesnici čija su žarišta streptokokne infekcije lokalizirana izvan dišnih putova (streptokokna pioderma, otitis, mastoiditis, osteomijelitis itd.) nisu toliko zarazni, što je povezano s manje aktivnim izlučivanjem patogena iz tijela.

Trajanje zaraznog razdoblja kod bolesnika s akutnom streptokoknom infekcijom ovisi o načinu liječenja. Racionalna antibiotska terapija bolesnika sa šarlahom i tonzilitisom oslobađa tijelo od uzročnika unutar 1,5-2 dana. Lijekovi (sulfonamidi, tetraciklini), na koje su streptokoki skupine A potpuno ili djelomično izgubili osjetljivost, tvore rekonvalescentni nosilac kod 40-60% onih koji su se oporavili.

U skupinama u kojima je prisutno 15-20% dugotrajnih nositelja, streptokoki obično stalno cirkuliraju. Smatra se da je nositeljstvo opasno za druge kada je veličina mikrobnog fokusa veća od 10³ ^CFU (jedinica koje formiraju kolonije) po tamponu. Razina takvog nositelja je značajna - oko 50% zdravih nositelja streptokoka skupine A. Među kulturama patogena izoliranih od nositelja, virulentni sojevi susreću se nekoliko puta rjeđe nego u okruženju sojeva izoliranih od pacijenata. Nositeljstvo streptokoka skupine B, C i G u grlu opaža se mnogo rjeđe od nositelja streptokoka skupine A. Prema različitim podacima, za 4,5-30% žena tipično je nositeljstvo streptokoka skupine B u vagini i rektumu. Lokalizacija patogena u tijelu uvelike određuje načine njegovog uklanjanja.

Mehanizam prijenosa infekcije je aerosolni (zračni), rjeđe - kontaktni (put hrane i prijenos putem kontaminiranih ruku i kućanskih predmeta). Infekcija se obično događa tijekom bliskog, dugotrajnog kontakta s bolesnom osobom ili kliconošom. Patogen se oslobađa u okoliš najčešće tijekom izdisaja (kašljanje, kihanje, aktivan razgovor). Infekcija se događa udisanjem nastalog aerosola u zraku. Gužva ljudi u prostorijama i dugotrajni bliski kontakt pogoršavaju vjerojatnost infekcije. Treba uzeti u obzir da je na udaljenosti većoj od 3 m ovaj put prijenosa praktički nemoguć.

Čimbenici koji doprinose prijenosu uzročnika su prljave ruke, kućanski predmeti i kontaminirana hrana. Dodatni čimbenici koji doprinose prijenosu uzročnika su niska temperatura i visoka vlažnost u prostoriji. Streptokoki skupine A, kada uđu u određene prehrambene proizvode, sposobni su se razmnožavati i dugo održavati svoja virulentna svojstva. Tako su poznate izbijanja tonzilitisa ili faringitisa pri konzumiranju mlijeka, kompota, maslaca, salata od kuhanih jaja, jastoga, školjki, sendviča s jajima, šunke itd.

Riziku od razvoja gnojnih komplikacija streptokokne geneze izloženi su ranjenici, opečeni, pacijenti u postoperativnom razdoblju, kao i rodilje i novorođenčad. Moguća je autoinfekcija, kao i prijenos streptokoka skupine B, koji uzrokuju urogenitalne infekcije, spolnim odnosom. U neonatalnoj patologiji faktori prijenosa su zaražena amnionska tekućina. U 50% slučajeva infekcija je moguća tijekom prolaska fetusa kroz rodni kanal.

Prirodna osjetljivost ljudi je visoka. Antistreptokokni imunitet je antitoksične i antimikrobne prirode. Osim toga, postoji senzibilizacija organizma DTH tipom, što je povezano s patogenezom mnogih poststreptokoknih komplikacija. Imunitet kod pacijenata koji su preboljeli streptokoknu infekciju je specifičan za tip. Recidiv bolesti je moguć kada se zarazi drugim serovarom patogena. Antitijela na protein M otkrivaju se kod gotovo svih pacijenata od 2. do 5. tjedna bolesti i 10-30 godina nakon bolesti. Često se otkrivaju u krvi novorođenčadi, ali do 5. mjeseca života nestaju.

Streptokokna infekcija je raširena. U područjima s umjerenom i hladnom klimom, učestalost faringealnih i respiratornih oblika infekcije iznosi 5-15 slučajeva na 100 ljudi. U južnim područjima sa suptropskom i tropskom klimom, kožne lezije (streptoderma, impetigo) su od primarne važnosti, s učestalošću među djecom koja doseže 20% ili više u određenim godišnjim dobima. Manje ozljede, ubodi insekata i loša higijena kože predisponiraju njihov razvoj.

Nozokomijalna streptokokna infekcija moguća je u rodilištima; dječjim, kirurškim, otorinolaringološkim i oftalmološkim odjelima bolnica. Infekcija se javlja i endogeno i egzogeno (od nositelja streptokoka među osobljem i pacijentima) tijekom invazivnih medicinskih i dijagnostičkih postupaka.

Cikličnost je jedna od karakterističnih značajki epidemijskog procesa kod streptokoknih infekcija. Uz dobro poznatu cikličnost s intervalom od 2-4 godine, postoji i periodičnost s intervalom od 40-50 i više godina. Posebnost ove valovite prirode je pojava i nestanak posebno teških kliničkih oblika. Značajan broj slučajeva šarlaha i tonzilofaringitisa kompliciran je gnojno-septičkim (otitis, meningitis, sepsa) i imunopatološkim (reumatizam, glomerulonefritis) procesima. Teški generalizirani oblici infekcije s istodobnim dubokim lezijama mekih tkiva ranije su označavani terminom "streptokokna gangrena". Od sredine 80-ih, mnoge zemlje bilježe porast učestalosti streptokokne infekcije, što se poklopilo s promjenama u nozološkoj strukturi bolesti uzrokovanih S. pyogenes. Ponovno su se počeli registrirati grupni slučajevi teških generaliziranih oblika, često smrtonosnih [sindrom toksičnog šoka (TSS), sepsa, nekrotični miozitis, fasciitis itd.]. U SAD-u se godišnje registrira 10-15 tisuća slučajeva invazivne streptokokne infekcije, od čega 5-19% (500-1500 slučajeva) čini nekrotični fasciitis.

Široko rasprostranjena upotreba laboratorijskih istraživačkih metoda omogućila je utvrđivanje da je povratak invazivnih streptokoknih bolesti povezan s promjenom serotipova patogena koji cirkuliraju u populaciji: reumatogeni i toksigeni serotipovi zamijenili su M-serotipove. Osim toga, povećala se incidencija reumatske groznice i toksičnih infekcija (toksični tonzilofaringitis, šarlah i TSS).

Ekonomska šteta uzrokovana streptokoknim infekcijama i njihovim posljedicama približno je 10 puta veća od one uzrokovane virusnim hepatitisom. Među proučavanim streptokokima, ekonomski najznačajniji su tonzilitis (57,6%), akutne respiratorne infekcije streptokokne etiologije (30,3%), erizipel (9,1%), šarlah i aktivni reumatizam (1,2%) te, konačno, akutni nefritis (0,7%).

Primarne streptokokne infekcije čine 50-80% sezonskog morbiditeta. Respiratorne streptokokne infekcije imaju izraženu jesensko-zimsko-proljetnu sezonalnost. Sezonski morbiditet određuju uglavnom djeca koja pohađaju predškolske ustanove.

Na vrijeme sezonskog porasta morbiditeta odlučujuće utječe formiranje ili obnavljanje organiziranih skupina i njihov broj.

U organiziranim skupinama, koje se obnavljaju jednom godišnje, uočava se jednokratni sezonski porast zaraze. Kod dvostruke obnove uočava se dvostruki sezonski porast morbiditeta, posebno karakterističan za vojne skupine. Prvi maksimum morbiditeta, povezan s proljetnim regrutiranjem, uočava se u lipnju-srpnju, drugi, uzrokovan jesenskim regrutiranjem, u prosincu-siječnju.

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