42. Choroby wywołane przez bakterie
advertisement
Rozdział 42 Choroby wywołane przez bakterie Do celów diagnostycznych gronkowce dzieli się na podstawie zdolności wytwarzania enzymu koagulazy, na gatunki koagulazododatnie i koagulazoujemne (coagulase-negative Staphylococci – CNS). Z gatunków koagulazododatnich za zakażenia u ludzi odpowiada Staphylococcus aureus. Najbardziej patogenne dla człowieka są S. aureus i koagulazoujemny Staphylococcus lugdunensis. Pozostałe gatunki, a zwłaszcza Staphylococcus epidermidis, który jest najczęstszy, i Staphylococcus saprophyticus, mają mniejszy potencjał chorobotwórczy i wywołują najczęściej zakażenia u osób z czynnikami predysponującymi. Pierwszy z nich jest odpowiedzialny przede wszystkim za zakażenia związane z obecnością biomateriałów (np. protezy stawowe, sercowe, cewniki) – i są to najczęściej zakażenia szpitalne, a drugi za infekcje dróg moczowych, zwłaszcza u kobiet w wieku rozrodczym – są to infekcje nabyte poza szpitalem. Budowa gronkowców jest typowa dla bakterii Gram-dodatnich. Peptydoglikan i kwasy teichowe stanowią główne składniki ściany komórkowej. To właśnie one nadają sztywność i kształt komórkom gronkowca. Szczepy S. aureus zawierają kwas ribitoloteichowy, natomiast S. epidermidis – najczęściej gliceroloteichowy. Wiele szczepów S. aureus ma wielocukrową otoczkę. Zidentyfikowano 11 jej typów. W ścianie komórkowej S. aureus znajduje się wiele białek o charakterze adhezyn wiążących białka macierzy pozakomórkowej gospodarza, a także charakterystyczne dla S. aureus białko A wiążące się z fragmentem Fc immunoglobulin. Zakażenia wywołane przez ziarenkowce Gram-dodatnie Zakażenia gronkowcowe Waleria Hryniewicz Ogólna charakterystyka Gronkowce to jedne z najważniejszych patogenów bakteryjnych człowieka, odpowiedzialne za wiele chorób oraz kolonizację skóry i śluzówek. Izolowane są także od wielu gatunków zwierząt. Często nazwa gatunkowa wskazuje na miejsce najczęstszego bytowania danego gatunku, stąd niektóre nazwy gatunkowe odzwierciedlają kolonizowane przez nie nisze, jak np. S. epidermidis, S. capitis lub S. auricularis. Gronkowce są Gram-dodatnimi ziarniakami układającymi się najczęściej w nieregularne grona (grec. staphyle = grona). Mogą występować także w różnych innych formach, takich jak pojedyncze komórki, dwoinki, a nawet łańcuszki, zwłaszcza w preparatach wykonanych bezpośrednio z materiału klinicznego. Bakterie te są względnymi beztlenowcami, zazwyczaj katalazododatnimi, nie tworzą przetrwalników i nie wykazują ruchu. Mogą mieć otoczkę. Należą do rodziny Staphylococcaceae, w której tworzą rodzaj Staphylococcus. Obecnie znane są 32 gatunki gronkowców, z których 16 wyizolowano z zakażeń od ludzi. Do najczęstszych należą S. aureus, S. epidermidis, S. haemolyticus, S. saprophyticus, S. lugdunensis. 825 Część II • Choroby narządów i układów Epidemiologia zakażeń za jego inwazyjność i wywoływanie zmian chorobowych. Ich ekspresja zależy od fazy wzrostu, czynników środowiskowych i miejsca zakażenia. Obserwowano pewną korelację między obecnością/ekspresją danego czynnika wirulencji a lokalizacją infekcji. Na pierwszym etapie zakażenia szczególnie ważne są białka powierzchniowe odpowiedzialne za adhezję drobnoustroju do tkanek gospodarza, wspólnie określane jako białka MSCRAMM (microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules). Białka te mogą wiązać fibronektynę, fibrynogen, kolageny, trombospondynę, lamininę, sialoproteinę i witronektynę. Dzięki tym białkom dochodzi na przykład do kolonizacji w miejscach przerwania ciągłości skóry, a także kości i biomateriałów, które szybko ulegają opłaszczeniu przez białka surowicy lub macierzy pozakomórkowej. Ważnymi białkami powierzchniowymi o charakterze adhezyn są także tzw. clumping factor A i B. Łączą się one z fibrynogenem, wykrzepiając go na drodze nieenzymatycznej, co jest wykorzystywane w rutynowej diagnostyce S. aureus. Ważną rolę w procesie kolonizacji nabłonków odgrywa otoczka polisacharydowa. Spośród 11 wyodrębnionych typów otoczkowych szczepy typu 5. i 8. szczególnie często są przyczyną ciężkiej posocznicy. Otoczka, podobnie jak obecne w ścianie komórkowej białko A, ma charakter antyfagocytarny. Białko A ma zdolność łączenia się z fragmentem Fc immunoglobulin, zwłaszcza IgG, ale także IgA i IgM, co powoduje blokowanie klasycznej drogi aktywacji dopełniacza i hamowanie fagocytozy. S. aureus wytwarza szereg toksyn cytolitycznych (np. hemolizyny, leukocydyny) oraz enzymów (koagulaza, proteinazy), które ułatwiają rozprzestrzenianie się tego drobnoustroju w zakażonym organizmie i powodują uszkodzenie tkanek. Szczególną grupę stanowią toksyny o charakterze superantygenów, odpowiedzialne za specyficzne choroby (patrz poniżej). Należą do nich eksfoliatyny (ETA, ETB i ETD), zwane także toksynami epidermolitycznymi, toksyna wstrząsu toksycznego (TSST) oraz enterotoksyny. Ważnym mechanizmem chorobotwórczości u S. aureus, szczególnie istotnym u S. epidermidis, jest zdolność tworzenia biofilmu. Czynniki chorobotwórczości podlegają regulacji przez różne systemy, z których najlepiej poznany jest agr. System ten reguluje ekspresję genów zjadliwości w zależności od gęstości populacji (quorum-sensing), umożliwiając w logarytmicznej fazie wzrostu gronkowców ekspresję czynników odpowiedzialnych za adhezję do komórek gospodarza, natomiast w fazie stacjonarnej – ekspresję toksyn zewnątrzkomórkowych. Polimorfizm genów agrB, agrC i agrD definiuje cztery grupy alleliczne S. aureus (od I od IV). Określenie, do której grupy polimorficznej locus agr należy badany szczep, jest jedną z metod typowania molekularnego izolatów gronkowca złocistego, czyli określenia stopnia podobieństwa izolatów na poziomie DNA, co umożliwia ustalenie źródła i dróg jego szerzenia się. Opisano także inne systemy regulatorowe, jak np. sae, arlS, srrAB, sar, RAP i sigmaB. Część czynników zjadliwości zlokalizowanych jest na tzw. wyspach patogenności (Staphylococcus aureus gronkowcowych Głównym rezerwuarem S. aureus jest człowiek, a najczęściej zasiedlaną u niego niszą jest przedsionek nosa. Uważa się, że istnieją dwa typy nosicielstwa nosowego S. aureus: pierwszy – trwały i dotyczący 20-30% populacji, drugi – przejściowy, obejmujący 50-60%, u 20-30% nie obserwuje się nosicielstwa. Ponadto S. aureus często kolonizuje nosogardło, okolice odbytu, skórę graniczącą z włosami głowy i okolicę szczęki. Zwiększone nosicielstwo obserwuje się u chorych na cukrzycę typu 1, u pacjentów poddawanych hemodializie i dializie otrzewnowej, HIV-dodatnich, u osób przyjmujących dożylnie środki odurzające. Dane epidemiologiczne dotyczą najczęściej zakażeń szpitalnych, obecnie określanych szerzej jako zakażenia związane z opieką medyczną (health care associated infections – HCAI). Zwiększone ryzyko zakażenia dotyczy chorych po zabiegach chirurgicznych (zakażenie miejsca operowanego), z ranami oparzeniowymi, z cewnikami naczyniowymi i liniami centralnymi, z wszczepionymi biomateriałami, a także poddawanych długotrwałej antybiotykoterapii. Pojawienie się CA-MRSA zwróciło jednak uwagę na możliwość występowania ognisk epidemicznych w środowisku pozaszpitalnym, w obrębie np. rodziny czy drużyny sportowej. Rezerwuarem drobnoustroju w szpitalu są zarówno pacjenci, jak i personel, zwłaszcza z gronkowcowymi zmianami skórnymi lub zakażeniami, a także przewlekli nosiciele. Do transmisji dochodzi głównie przez ręce personelu. Droga kropelkowa (powietrzna) jest znacznie rzadsza i ma przede wszystkim znaczenie na oddziałach oparzeniowych. Może także dochodzić do takiej transmisji od chorych z gronkowcowym zapaleniem płuc. Zakażenia S. aureus zarówno MSSA, jak i MRSA mogą mieć charakter infekcji sporadycznych lub ognisk epidemicznych. W przypadku ogniska epidemicznego niezbędne jest jak najszybsze wdrożenie dochodzenia epidemiologicznego, które powinno być wsparte typowaniem molekularnym szczepów pochodzących z ogniska. Największe zagrożenie epidemicznym szerzeniem się S. aureus istnieje na oddziałach neonatologicznych, intensywnej terapii, zabiegowych i oparzeniowych. W szpitalu znajduje się także szeroki rezerwuar szczepów MRCNS i powszechne nosicielstwo, zwłaszcza na skórze chorych. Staphylococcus aureus S. aureus, obok różnorodnych czynników zjadliwości determinujących chorobotwórczość tego drobnoustroju, wytworzył wiele mechanizmów oporności na leki przeciwbakteryjne, co powoduje, że stał się jednym z najgroźniejszych patogenów człowieka. Czynniki determinujące chorobotwórczość Staphylococcus aureus ma dużą różnorodność czynników komórkowych i pozakomórkowych odpowiedzialnych 826 Rozdział 42 • Choroby wywołane przez bakterie stanie się bakterii do łożyska krwi może nastąpić bezpośrednio, najczęściej w trakcie urazu, zabiegu operacyjnego lub przez ciągłość, ze zlokalizowanych zakażeń pierwotnych. Zakażenie łożyska krwi może powodować wtórne krwiopochodne zakażenia w różnych narządach, a przede wszystkich w płucach, narządzie ruchu, nerkach, ośrodkowym układzie nerwowym. Śmiertelność może dochodzić do 50%. Zapalenie płuc może rozwinąć się w wyniku aspiracji drobnoustroju z górnych dróg oddechowych bądź drogą krwiopochodną. Gronkowcowe zapalenie płuc występuje rzadko, ale należy do najcięższych tego typu zakażeń. Obserwuje się je częściej w okresach epidemicznych grypy, a także u chorych hospitalizowanych, zwłaszcza wentylowanych mechanicznie. Wirus grypy zwiększa częstość nosicielstwa S. aureus w gardle i zaburza funkcję rzęsek, co upośledza eliminację gronkowca. Krwiopochodne zapalenie płuc występuje najczęściej u chorych z zakażonymi cewnikami naczyniowymi. Jego częstym powikłaniem jest ropień płuc. W ostatnich latach coraz częściej diagnozuje się u dzieci i młodych dorosłych gronkowcowe, martwicze zapalenie płuc poprzedzone objawami grypopodobnymi, związane prawdopodobnie z wytwarzaniem przez te drobnoustroje leukocydyny (PVL). Są to często szczepy oporne na metycylinę (CA-MRSA, patrz poniżej). S. aureus stanowi ważny czynnik etiologiczny ostrego pierwotnego zapalenia kości i stawów we wszystkich grupach wiekowych, z wyjątkiem noworodków. Do zakażenia może dochodzić zarówno przez bezpośrednie wprowadzenie bakterii, np. u pacjentów ze złamaniami kończyn, po operacjach, przez ciągłość z zakażonych tkanek (np. stopa cukrzycowa, odleżyny), a także drogą krwiopochodną z innych miejsc organizmu. U dorosłych zakażenie dotyczy najczęściej kości kręgosłupa, a u dzieci – nasad kości długich. S. aureus jest także wiodącym czynnikiem etiologicznym przewlekłych zapaleń kości. Szczególnie częstym zakażeniem gronkowcowym są infekcje protez stawowych. Leczenie tych zakażeń antybiotykami jest zazwyczaj nieskuteczne i wymaga usunięcia protezy. S. aureus jest ponadto najczęstszą przyczyną zapalenia torebki stawowej. Do zakażeń gronkowcem złocistym w ośrodkowym układzie nerwowym najczęściej dochodzi drogą krwionośną, ale także przez ciągłość z zakażonych tkanek lub na drodze bezpośredniego wniknięcia drobnoustroju, np. w wyniku zabiegów neurochirurgicznych. Drobnoustrój ten jest ważnym czynnikiem etiologicznym ropni mózgu, zwłaszcza w wyniku zatorów u chorych z zapaleniem wsierdzia (zastawka mitralna albo aortalna). Zapalenie opon może towarzyszyć ropniom mózgu lub może być wynikiem bakteriemii. Opisuje się podtwardówkowe ropnie gronkowcowe jako powikłanie zapalenia kości czaszkowych, a także nadtwardówkowe ropnie rdzenia jako towarzyszące zapaleniu kości kręgosłupa. Gronkowiec złocisty jest ponadto najczęstszą przyczyną ropnych, wewnątrzczaszkowych zapaleń żył, które powstają jako powikłanie zapalenia zatok, wyrostka sutkowatego lub zakażenia tkanki podskórnej twarzy. pathogenicity islands – SaPl), które jako elementy ruchome nadają komórkom gronkowców ogromną plastyczność i zmienność. Choroby Zakażenia wywoływane przez S. aureus mogą mieć charakter infekcji miejscowych lub uogólnionych (zakażenia inwazyjne). Ponadto występują specyficzne choroby wywoływane przez toksyny gronkowcowe. Zakażenia mogą być nabyte w środowisku szpitalnym i pozaszpitalnym. Zakażenia miejscowe Do zakażeń miejscowych należą przede wszystkim infekcje skóry i tkanki podskórnej, które charakteryzują się obecnością wydzieliny ropnej. Do najczęstszych należą: liszajec (impetigo), zapalenie mieszków włosowych (folliculitis), czyraki (furunculus), czyraczność (furunculosis), ropnie (abscessus), zapalenie gruczołów potowych (hidradenitis suppurativa), zapalenie gruczołu piersiowego (mastitis). Podobnie jak S. pyogenes, chociaż rzadziej, S. aureus wywołuje zapalenie tkanki podskórnej (cellulitis), powięzi (fasciitis) oraz różę (erysipelas). Szczególnie niebezpieczną postacią zakażenia tkanki podskórnej jest martwicze zapalenie powięzi, które wymaga natychmiastowego opracowania chirurgicznego i drenażu, bowiem przebieg choroby może być piorunujący i często śmiertelny. Szczepy wywołujące to schorzenie często wytwarzają toksynę o charakterze leukocydyny (Panton-Valentine leucocidin – PVL), która jest prawdopodobnie odpowiedzialna za gwałtowny obraz kliniczny. Do tej kategorii zakażeń należą także zakażenia miejsca operowanego, którym nierzadko towarzyszą objawy ogólne. S. aureus jest najczęstszą przyczyną bakteryjnego zapalenia spojówek (conjunctivitis). Gronkowiec złocisty powoduje różnorodne infekcje górnych dróg oddechowych, jak zapalenie ucha środkowego i zatok, zwłaszcza przewlekłe, i szczególnie często zatoki klinowej. Izoluje się go głównie z wymazów z gardła, ale uważa się to za stan nosicielstwa niewymagający leczenia. S. aureus może powodować ropnie okołomigdałkowe, w których przypadku konieczna jest interwencja chirurgiczna. Zakażenia inwazyjne Do najcięższych zakażeń inwazyjnych, z wysoką śmiertelnością, należą posocznica i zapalenie wsierdzia, dotyczące zastawek naturalnych lub związane z obecnością protez naczyniowych, sercowych, a także różnego rodzaju cewników naczyniowych. U narkomanów przyjmujących narkotyki dożylnie zapalenie wsierdzia dotyczy najczęściej zastawki trójdzielnej i często jest powikłane ropniami płuc. Przedo827
