Факторы патогенности золотистого стафилококка (S. aureus)

Стафилококк вырабатывает много различных продуктов с выраженными токсическими свойствами. Вероятно, никакой другой патогенный микроорганизм не продуцирует их в таком разнообразии. Среди них экстрацеллюлярные токсины, гемолизины (стафилолизины), ферменты. Все эти факторы в той или иной степени, обеспечивают болезнетворность и вирулентность микроба, но ни один штамм не способен вырабатывать все присущие этому виду патогенетические продукты.

В таблице ниже перечислены основные поверхностные факторы патогенности S.aureus и их функциональное значение.

Активными факторами патогенности являются стафилококковые токсины.

Благоприятные условия для распространения бактерий в тканях создают инвазины.

Факторы адгезии стафилококка к различным тканям хозяина представлены в таблице ниже.

Антигены и гены золотистого стафилококка (S. aureus)

Итак, S. aureus продуцируют множество потенциально патогенетических факторов:

1) поверхностные белки, способствующие колонизации тканей хозяина (гликопептиды, Ebp, FnBP и др.);

2) инвазины, создающие благоприятные условия для распространения бактерий в тканях (лейкоцидин, гиалуронидаза, лецитиназа и др.);

3) поверхностные факторы, ингибирующие фагоцитоз (капсула, белок А);

4) каротиноиды и каталаза, повышающие выживание бактерий в фагоцитах;

5) белок А и коагулаза, способствующие иммунологической маскировке инфекта;

6) мембраноповреждающие токсины, которые лизируют клеточные мембраны эукариотической клетки (гемолизины, лейкотоксин, лейкоцидин);

7) экзотоксины, повреждающие ткани хозяина или вызывающие отравления и симптомы токсического шока (эксфолиативный токсин, энтеротоксины А — V, ТСТШ).

Антигены и гены золотистого стафилококка (S. aureus)

Патогенез большинства болезней, вызванных S. aureus, — многофакторный, что сильно затрудняет точное определение роли каждого конкретного фактора патогенности. Тем не менее корреляция между изолированными от больных штаммами, экспрессирующими отдельные детерминанты вирулентности, и клинико-морфологическими нарушениями четко выявляет роль многих детерминант в конкретном заболевании.

Стафилококки, аналогично другим патогенным микроорганизмам, прежде чем вызвать инфекцию, должны пройти этапы прикрепления к тканям хозяина, закрепления и размножения, т.е. колонизации. Организм хозяина, обладая набором неспецифических физических и химических механизмов защиты, препятствует процессу колонизации.

Важным фактором вирулентности стафилококка (особенно при формировании хронических форм инфекции) является способность продуцировать биопленку, которая облегчает адгезию и формирование микроколоний микроорганизма на слизистых оболочках и раневой поверхности. Биопленка представляет собой экзополисахаридный матрикс, продуцируемый стафилококками, внутри которого возбудитель очень устойчив к воздействию иммунной системы и факторов окружающей среды. Заболевания, вызванные микроорганизмами, продуцирующими биопленку, трудно поддаются лечению (в том числе антибиотикотерапии) и чаще всего требуют оперативного вмешательства.

Нередко стафилококковая инфекция задерживается на стадии колонизации. Однако механизмы, при помощи которых одни люди колонизируются стафилококком, т.е. становятся носителями, а другие нет, — не ясны.

Имеются данные, что тейхоевые кислоты играют важную роль в адгезии S. aureus к назальным эпительным клеткам. Было показано, что стафилококки прикрепляются к фибронектину (матричному белку человека) при помощи белков — гликопротеинов. Фибронектин способствует прикреплению S.aureus не только к эпителиальным клеткам, но и к человеческим нейтрофилам. Непатогенные виды стафилококков прикрепляются слабее, или вообще не прикрепляются. При изучении адгезии S.aureus на фарингеальных клетках задней стенки глотки было показано, что прикрепление усиливается в результате вирусной инфекции или изменений респираторного тракта, вызванных курением или бронхитом. Недавно описан механизм связывания золотистого стафилококка со слизистой оболочкой носа человека.

Было показано, что главными участниками процесса являются: со стороны инфекта — dumping-factor 15 (ClfB) — особый поверхностный белок, а со стороны слизистой — белок кератин, находящийся на поверхности эпителиальных клеток. При этом оказалось, что стафилококк прикрепляется не ко всей поверхности слизистой, а только к тем ее участкам, где много кератина. Добавлением к инкубационной смеси либо антител к ClfB, либо рекомбинантного ClfB удалось предотвратить связывание золотистого стафилококка на клетках эпителия слизистой оболочки. Возможно, это наблюдение даст новое направление разработке методов лечения и профилактики стафилококковой инфекции.

Антигены и гены золотистого стафилококка (S. aureus)

Однако далеко не всегда стафилококковый процесс ограничивается колонизацией. Возбудитель стремится расширить очаг поражения для увеличения своей популяции.

Стафилококки продуцируют несколько ингибиторов хемотаксиса, некоторые из них обладают специфичностью для полиморфноядерных лейкоцитов, в то время как другие подавляют только подвижность моноцитов. Так, α-гемолизин ингибирует миграцию как полиморфноядерных лейкоцитов, так и моноцитов, а β-гемолизин — только моноцитов. Лейкоцидин сильно ингибирует миграцию полиморфно-ядерных лейкоцитов и обладает более слабым воздействием на моноциты. Протеазы, продуцируемые стафилококками in vivo, могут разрушать как С3-, так и С5-компоненты комплемента и приводить к образованию хемотактических С3а- и С5а-компонентов, оказывая влияние на хемотаксис.

Связь между вирулентностью стафилококковых штаммов и способностью снижать приток жидкости, вызывающий отек, и полиморфно-ядерных лейкоцитов к месту инфекции была обнаружена благодаря изучению культуры S. aureus в log-фазе, во время которой продуцируются вещества клеточных стенок, состоящих из белков и пептидогликанов. Эти вещества усиливают стафилококковые инфекции кожи, ингибируя на ранних стадиях накопления жидкостей и хемотаксис полиморфно-ядерных лейкоцитов.

В тестах in vitro показано, что S. aureus резистентен к бактерицидным свойствам сыворотки. Кроме того, пассажи S. aureus на животных с целью повышения вирулентности приводили к увеличению резистентности штамма к бактерицидному действию сыворотки у пассируемых микроорганизмов. Природа факторов резистентности к бактерицидному действию сыворотки неизвестна.

Созданию воспалительного очага в мягких тканях способствует коагулаза. Большинство патогенных коагулазоположительных стафилококков более резистентнок сывороточному уничтожению, чем непатогенные коагулазоотрицательные штаммы. Существуют данные как подтверждающие, так и отрицающие усиление вирулентности под влиянием коагулазы in vivo. Из воспалительного очага стафилококки при помощи ферментов инвазии и токсинов могут проникать в окружающие ткани, а также в кровь и формировать гнойно-септические очаги в отдаленных органах.

Альфа-гемолизин (α-токсин) продуцируется большинством человеческих стафилококковых штаммов. У человека стафилококковые инфекции редко бывают некротическими, и одним из объяснений этому может быть низкий уровень α-антител, присутствующих в большинстве нормальных человеческих сывороток. Необходимо учитывать, что а-токсин не убивает человеческие полиморфно-ядерные лейкоциты. Высокое содержание антител к а-токсину не защищает от состояний, которые характеризуются образованием гноя. а-Токсин может играть важную роль при септицемии у человека, когда некоторые клинические проявления возникают в результате формирования α-токсина in vivo, и лечение больных антисывороткой может улучшать прогноз.

Антигены и гены золотистого стафилококка (S. aureus)

- Читать далее "Биологические модели золотистого стафилококка (S. aureus)"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 8.11.2019

Остались вопросы или замечания?

Все размещенные статьи преследуют образовательную цель и предназначены для лиц имеющих базовые знания в области медицины.
Без консультации лечащего врача нельзя применять на практике любой изложенный в статье факт.
Жалобы и возникшие вопросы просим присылать на адрес statii@dommedika.com
На этот же адрес ждем запросы на координаты авторов статей - быстро их предоставим.