UNIVERZITA KOMENSKÉHO V BRATISLAVE JESSENIOVA LEKÁRSKA FAKULTA V MARTINE Ústav mikrobiológie a imunológie Sklabinská 26 , 036 01 Martin

BAKTERIOLÓGIA – KAPITOLA DVANÁSŤ  

StreptoKOKY SKUPINY A, B, d A ĎALŠIE

Dr Alvin Fox
Department of Pathology, Microbiology and Immunology
University of South Carolina School of Medicine
Columbia, South Carolina

Překlad: Elena Novakova, MD, PhD
Institute of Microbiology and Immunology
Jessenius Faculty of Medicine in Martin
Comenius University in Bratislava

 

ŠPANIELČINA

KĽÚČOVÉ SLOVÁ
Lancefieldovej skupiny
Hemolýza (alfa, beta, gama)
Streptokok skupiny A               (S. pyogenes)
Bacitracínový test 
M, T, R proteíny
Streptolyzín O a S 
Lipoteichoová kyselina Reumatická horúčka/ karditída/ artritída
Glomerulonefritída
Šarlach
Syndróm podobný toxickému šoku/bakteriémia
"Mäsožravé baktérie" 
Erytrogénny (Pyrogénny) toxín
Streptokoky skupiny B  (S.agalactiae)
Novorodenecká septikémia/ meningitída
CAMP test
Test hydrolýzy hipurátu
 Streptokok skupiny D
Infekcia močového traktu/ Endokarditída
Žlč-eskulínový test
Enterokoky
Non-enterokoky
Skupiny C, G, F (veľké kolónie)
S. anginosus (malé kolónie)
Viridujúce streptokoky
Zubný kaz/ endokarditída

Streptokoky sú fakultatívne anaeróbne, grampozitívne mikroorganizmy, ktoré sa vyskytujú v pároch (obrázok 1 a 2) a sú kataláza-negatívne (na rozdiel od stafylokokov, ktoré sú kataláza-pozitívne) (obrázok 3). Streptokoky sa ďalej delia do skupín podľa použitia protilátok identifikujúcich povrchové antigény (obrázok 4). Tieto skupiny môžu zahŕňať jeden alebo viac druhov (species). Najvýznamnejšími skupinami streptokokov sú skupiny A, B a D. Zo streptokokov, ktoré sú zaradené do skupín a ktoré sú vyvolávateľmi infekčných ochorení (predovšetkým faryngitídy), je najvýznamnejšia skupina A. Preto je text zameraný hlavne na túto skupinu. Streptococcus pneumoniae (najvýznamnejší vyvolávateľ pneumónie ľudí) a Streptococcus mutans spolu s ďalšími streptokokmi nazývanými aj viridujúce streptokoky (patria medzi príčiny zubného kazu) nemajú tieto skupinové antigény.

Tri typy hemolytických reakcií (alfa, beta, gama) je možné rozpoznať pri raste streptokokov na krvnom agare (obsahujúcom ovčie erytrocyty). Alfa označuje čiastočnú hemolýzu so zeleným sfarbením (farba produktu pri rozkladaní hemoglobínu), ktoré je možné vidieť okolo kolónií. Beta označuje kompletné vyčírenie (obrázok 5). Gama znamená neprítomnosť akéhokoľvek stupňa hemolýzy. Skupina A a skupina B streptokokov sú beta-hemolytické, skupina D je obvykle alfa- alebo gama-hemolytická. Streptococcus pneumoniae a viridujúce („zelené“) streptokoky sú alfa-hemolytické. Takže hemolytická reakcia je dôležitá pre identifikáciu streptokokov. Typ hemolytickej reakcie spolu s charakteristikou fyziologických vlastností stačí na predbežnú klinickú identifikáciu.

STREPTOKOK SKUPINY A (S. pyogenes)

Streptococcus pyogenes je tradične známy ako vyvolávateľ supuratívnej, hnisavej, ale neinváznej faryngitídy – hnisavej angíny – (obrázok 6) a menej častej kožnej infekcie – impetigo. V polovici 19. storočia začali závažné komplikácie infekcií spôsobených HSA – hemolytickým streptokokom skupiny A dramaticky klesať a najviac klesli v 70. rokoch minulého storočia. Vtedy záujem o tento mikroorganizmus klesol. V 80.  a 90. rokoch došlo k nárastu výskytu klasickej reumatickej horúčky (nehnisavého ochorenia srdca), ale aj k výskytu nových foriem streptokokových ochorení, ktoré zahŕňali „inváznu“ bakteriémiu, syndróm podobný toxickému šoku (podobný ako spôsobuje Staphylococcus aureus) a ochorenia vyvolané tzv. „mäsožravými baktériami“.

Infekcie spôsobené streptokokom skupiny A postihujú všetky vekové skupiny s najvyššou incidenciou v období 5. – 15. roku života. Zdalo sa, že závažné komplikácie (reumatická horúčka a invázna bakteriémia) postihujú predovšetkým tých, ktorí majú sprievodný defekt imunitného systému (malé deti, starí ľudia a imunokompromitovaní jedinci). Dnes je však známe, že pôvodne zdravé deti a dospelí sú rovnako rizikovými a môžu sa u nich rovnako vyskytnúť závažné komplikácie.

Reumatická horúčka

Reumatická horúčka je zápalové ochorenie primárne srdca a kĺbov. Hoci je to vážne poškodenie, niekedy sa vyvíja dlho. Mechanizmus chronického imunopatologického procesu nie je celkom vyriešený. M proteín skrížene reaguje so srdcovým myozínom, čo vedie k autoimunite. Bunková stena streptokoka skupiny A odoláva degradácii procesmi v tele hostiteľa. Tieto antigény pretrvávajú mesiace  in vivo a experimentálne spúšťajú ochorenia podobné reumatickej artritíde a karditíde Reumatická artritída nesmie byť považovaná za častejšie sa vyskytujúcu reumatologickú chorobu – reumatoidnú artritídu. Včasné ukončenie ochorenia hrdla liečbou penicilínom znížilo incidenciu následných reumatických karditíd.

Akútna glomerulonefritída.

Je ochorenie obličiek z imunokomplexov.

Šarlach

Charakteristický raš je spôsobený erytrogénnym (pyrogénnym) toxínom, ktorý je produkovaný po lyzogénnej konverzii bakteriofágom (obrázok 7).

Bakteriémia a toxický šok.

Nedávno popísané invázne (niekedy fatálne) formy ochorenia s priebehom podobným toxickému šokovému syndrómu (vrátane rašu, horúčky a s prestupom tekutiny z krvného riečiska do periférneho tkaniva s následným edémom) a/ alebo nekrotizujúca myozitída a fasciitída. Produkcia pyrogénnych toxínov (A, B a C) sú najdôležitejšou charakteristikou týchto kmeňov. Pyrogénny toxín je superantigén (mitogén) pre T bunky, čo spôsobuje nešpecifickú aktiváciu imunitného systému. Toto môže byť súčasťou patogenézy ochorenia. Ochorenie stále nie je veľmi bežné, ale môže veľmi rýchlo progredovať (niekoľko dní) a je život ohrozujúce.

Obrázok 2
Streptococcus pyogenes – kokovité prokaryotické (dekiace sa) baktérie; spôsobujú faryngitídu, sínusitídu, otitis media (infekciu stredného ucha), otravu z potravín, puerperálnu horúčku (horúčku šesťonedieľok), kožné a ranové infekcie (šarlach, erysipel, impetigo) . Group A strep. SEM x56,000 
© Dennis Kunkel Microscopy, Inc.  Použité s dovolením

Všeobecné charakteristiky patogenézy

Charakteristiky adhezínu umožňujúceho adhéziu na epitel dýchacieho systému (prostredníctvom fibronektínu) sú do určitej miery protichodné. Lipoteichoová kyselina je lokalizovaná v bunkovej membráne mnohých baktérií. U streptokokov skupiny A je prítomná vo  fimbriách na povrchu bunky. Klasické práce predpokladajú, že lipoteichoová kyselina slúži ako adhezín streptokokov skupiny A, hoci v poslednom období sa predpokladá aj úloha „F (fibronektín viažuceho) proteínu“.

V neprítomnosti fibrinogénu streptokoky skupiny A viažu komplement na vrstvu peptidoglykánu a v neprítomnosti protilátok nie sú fagocytované. M proteín (nachádzajúci sa aj na fimbriách) viaže fibrinogén zo séra a blokuje väzbu komplementu na peptidoglykán, ktorý sa nachádza pod ním. Toto umožňuje prežívanie mikroorganizmu inhibíciou fagocytózy. U imúnnych osôb neutralizujúce protilátky reagujúce s M proteínom vyvolajú fagocytózu, ktorá vedie k zabitiu mikroorganizmu. Toto je hlavný mechanizmus, ktorým je imunita schopná ukončiť infekcie spôsobené streptokokom skupiny A. Vakcíny obsahujúce M proteín sú najväčším kandidátom na prevenciu reumatickej horúčky. Puzdro streptokoka skupiny A malo klasicky pripisované obmedzené antifagocytárne účinky. Mnohé novo popísané virulentné kmene sú veľmi mukoidné a puzdra sú dôležité v patogenéze týchto ochorení.

Nanešťastie, niektoré typy M proteínu majú skrížene reagujúce antigénne vlastnosti s antigénmi srdca a môžu byť zodpovedné za reumatickú karditídu. Strach z autoimunity zabránil použitiu vakcíny proti streptokokom skupiny A. Boli však identifikované odlišné protektívne a skrížene reagujúce epitopy a existuje pravdepodobnosť vytvorenia účinnej vakcíny. M proteíny sa antigénne líšia u jednotlivých kmeňov, preto imunita proti jednému M proteínu neznamená všeobecnú imunitu proti všetkým kmeňom S. pyogenes. M typizácia spolu s ostatnými antigénmi (T a R) sa používa pri sérotypizácii.

Obrázok 4
Streptococcus znázornený fluorescenčným farbením protilátkami (digitálne prefarbené). V tomto rode existuje šesť skupín: A, B, C, D, F a G. Často sa vyskytujú v pároch alebo retiazkach.
CDC/Dr. M.S. Mitchell

Obrázok 5
Streptococcus pyogenes  na krvnom agare. Tieto mikroorganizmy tvoria mnoho toxínov, niektoré z nich sú schopné lyzovať alebo zničiť erytrocyty. Výsledok sa prejaví presvetlenou zónou okolo bakteriálnych kolónií. Táto úplná deštrukcia erytrocytov na agarovom médiu sa nazýva beta-hemolýza.
© The MicrobeLibrary and Gloria J. Delisle, Queens University, Kingston, Ontario, Canada 

Obrázok 6
Streptokoková angína je spôsobená streptokokom zo skupiny A. Táto baktéria sa šíri kontaktom s hlienom z nosa alebo hrdla infikovaných osôb, alebo kontaktom s infikovanými ranami a hnisavými útvarmi na koži.
CDC/Dr. Heinz F. Eichenwald

Obrázok 7
Kožné lézie na hrudníku ženy so šarlachom. Raš sa objavuje najskôr ako jemné červené pupienky na lícach a bruchu a šíria sa na celé telo. Podobajú sa zmenám, ktoré sa objavia po spálení na slnku a hmatom pripomínajú kúsok šmirgľového papiera. Je červenší v axilách a inguinálnej oblasti.
CDC

Laboratórna diagnostika

1. Priamy dôkaz - antigén je extrahovaný z výteru z hrdla. Antigén je následne naviazaný na špecifické protilátky  proti uhľovodíkom streptokoka skupiny A. Klasicky sa používala aglutinácia guličiek pokrytých protilátkou. Nedávno boli uvedené do praxe jednoduchšie testy. Výsledky sú dostupné v priebehu niekoľkých minút.

2. Určenie skupín podľa  Lancefieldovej u izolovaných beta-hemolytických kolónií (pozri hore).

3. Kolónie sú beta-hemolytické (obrázok 5) a ich rast je inhibovaný bacitracínom (predbežná diagnóza) (obrázok 7a).

4. V sére pacienta sa dokážu protilátky proti streptolyzínu O alebo iným streptokokovým antigénom. Toto je dôležité, ak sa objavia neskoré klinické následky.

Beta hemolýza je spôsobená dvoma hemolyzínmi O a S; O je neaktívny v prítomnosti kyslíka. Preto utesnenie platne zvyšuje intenzitu hemolytickej reakcie.

STREPTOKOK SKUPINY B (S. agalactiae)

Tento mikroorganizmus spôsobuje novorodeneckú meningitídu a septikémiu po prenose z normálnej vaginálnej flóry matky.

Obrázok 8A
CAMP pozitívna reakcia 
© Karen M. Kiser. St Louis Community College, Clinical Laboratory,  St. Louis, MO

 Obrázok 8B
CAMP negatívna reakcia 
© Karen M. Kiser. St Louis Community College, Clinical Laboratory,  St. Louis, MO

Obrázok 9
Streptococcus faecalis – kokoidná prokaryotická bunka (deliaca sa); patogén spôsobuje kožné a ranové infekcie
© Dennis Kunkel Microscopy, Inc.  Použité s dovolením

  Obrázok 10
Žlč-eskulínový test. Streptokoky zo skupiny D majú tento test pozitívny (hore: pozitívny. dolu: negatívny)
© Karen M. Kiser. St Louis Community College, Clinical Laboratory,  St. Louis, MO

Obrázok 11
Pozitívny rast v 6,5 % NaCl (hore) a bez rastu v rovnakom médiu (dolu)
© Karen M. Kiser. St Louis Community College, Clinical Laboratory,  St. Louis, MO

Obrázok 12
Baktéria Streptococcus viridans, je zodpovedný asi za polovicu všetkých prípadov bakteriálnej endokarditídy, ale nachádza sa v ústach ako normálna orálna bakteriálna flóra CDC/Dr. Mike Miller  

Identifikačná schéma streptokokov

StreptoKOKY SKUPINY D

Rastom na eskulínovej pôde so žlčou vytvorí precipitát odvodený z eskulínu (obrázok 10); mnoho iných baktérií nerastie v prítomnosti žlče. Streptokoky skupiny D sú rozdelené na tie, ktoré rastú v 6,5 % soľnom roztoku (enterokoky) a tie, ktoré v ňom nerastú (non-enterococci) (obrázok 11). Enterokoky častejšie spôsobujú ľudské ochorenia v porovnaní s non-enterokokmi. Enterokoky sú často rezistentné na penicilíny. Sú vzdialene podobné streptokokom a boli presunuté do rodu  Enterococcus; najčastejšie izolovaným je E. (S.) faecalis (obrázok 9). Ako napovedá názov, enterokoky sa nachádzajú vo flóre čreva a infekcia často vzniká po fekálnej kontaminácii. Je významnou príčinou infekcií močových ciest (podstatne menej častý ako E. coli), ako aj oportúnnych infekcií (vrátane intraabdominálnych infekcií, septikémie a endokarditídy). Kolónie sú obvykle alfa- alebo gama- hemolytické.

OSTATNÉ Beta hemolyticKÉ SKUPINY

Skupiny C a G (a zriedkavo aj F) spôsobujú príležitostne ľudské ochorenia (predovšetkým faryngitídu).

MALÉ KOLÓNIE STREPTOKOKOV

Normálna ľudská flóra obsahuje mikroorganizmy, ktoré môžu byť streptokoky zo skupiny A, C, F alebo G, alebo sú netypovateľné (S. anginosus/ S. milleri). Ich úloha pri ochoreniach ľudí nie je jasná.

ViridUJÚCE streptoKoKY

Existujú rôzne skupiny druhov, ktoré sa nachádzajú bežne v ústach (vrátane S. mutans) a spôsobujú endokarditídu po uvoľnení do krvného riečiska pri extrakcii zubu (obrázok 12). Sú zapojené aj do tvorby zubných kazov. Sú alfa-hemolytické a ostatné testy popísané vyššie sú negatívne. Nie je možné ich zaradiť do skupín.

  Návrat do sekcie Bakteriológia  Microbiology and Immunology On-line

Táto strana bola naposledy zmenená
Stránku spravuje Richard Hunt