Клинические формы стрептококковой инфекции
Этиология
Возбудители - неподвижные факультативно-анаэробные грамположительные кокки рода Streptococcus семейства Streptococcaceae. Род включает 38 видов, разделяемых по особенностям метаболизма, культурально-биохимическим свойствам и антигенной структуре. Деление клеток происходит только в одной плоскости, вследствие чего они располагаются парами (диплококки) или образуют цепочки разной длины. Некоторые виды имеют капсулу. Растут в интервале температур 25-45 "С, температурный оптимум - 35-37 °С. На плотных средах образуют колонии диаметром 1-2 мм. На средах с кровью колонии некоторых видов окружены зоной гемолиза. Признаки, отличающие все стрептококки, - отрицательные бензидиновый и каталазный тесты.
Стрептококки достаточно устойчивы во внешней среде. Хорошо переносят высушивание и могут сохраняться месяцами в высохших гное и мокроте. В течение 30 мин выдерживают нагревание до 60 °С. Под действием дезинфицирующих веществ погибают в течение 15 мин.
По структуре группоспецифических полисахаридных антигенов (субстанция С) клеточной стенки стрептококки разделяют на 17 серологических групп, обозначаемых латинскими буквами (А-О). Внутри групп стрептококки разделяют на серовары по специфичности белковых М-Аг, Р-Аг и Т-Аг.
Стрептококки группы А имеют первостепенное, доминирующее значение в патологии человека. Большинство известных изолятов принадлежит к виду S. pyogenes, поэтому оба названия часто рассматривают как синонимы. Облигатные паразиты человека, они имеют широкий спектр суперантигенов: эритрогенные токсины А, В, С и D, экзотоксин F (митогенный фактор), стрептококковый суперантиген (SSA), эритрогенные токсины SpeX, SpeG, SpeH, SpeJ, SpeZ, SmeZ-2. Все эти суперантигены могут взаимодействовать с антигеном главного комплекса гистосовместимости II класса, экспрессированными на поверхности антиген-представляющих клеток, и вариабельными участками ß-цепи (а/ß-рецепторами) Т-лимфоцитов, вызывая их пролиферацию и тем самым приводя к мощному выбросу цитокинов, особенно таких как фактор некроза опухоли и у-интерферон. Эта гиперпродукция оказывает системное воздействие на организм и приводит к разрушительным последствиям. Кроме того, стрептококк группы А способен выделять многие другие биологически активные экстрацеллюлярные вещества, такие как стрептолизины О и S, стрептокиназа, гиалуронидаза, ДНК-аза В, стрептодорназа, липопротеиназа, С5а-пептидаза и др.
Клеточная стенка стрептококка включает капсулу, белковый, полисахаридный (группоспецифический антиген) и мукопротеидный слои. Важный компонент стрептококков группы А - белок М, напоминающий по структуре фимбрии грамотрицательных бактерий. Белок М - основной фактор вирулентности и типоспецифический антиген. Антитела к нему обеспечивают длительную невосприимчивость к повторному заражению, однако по структуре белка М выделяют более 110 серотипов, что значительно снижает эффективность гуморальных защитных реакций. Белок М ингибирует фагоцитарные реакции, непосредственно воздействуя на фагоциты либо маскируя рецепторы для компонентов комплемента и опсонинов, адсорбируя на своей поверхности фибриноген, фибрин и продукты его деградации. Белок также проявляет свойства суперантигена, вызывая поликлональную активацию лимфоцитов и образование& антител с низким аффинитетом. Подобные свойства играют существенную роль в нарушении толерантности к тканевым изоантигенам и развитии аутоиммунной патологии.
Свойствами типоспецифических антигенов обладают также Т-белок клеточной стенки и липопротеиназа (фермент, гидролизующий липидсодержащие компоненты крови млекопитающих). Стрептококки разных М-вариантов могут иметь один и тот же Т-тип или комплекс Т-типов. Распределение же серотипов липопротеиназы точно соответствует определённым М-типам, но этот фермент продуцируют около 40% штаммов. Антитела к Т-белку и липопротеиназе защитными свойствами не обладают.
Капсула состоит из гиалуроновой кислоты и является одним из факторов вирулентности. Она защищает бактерии от антимикробного потенциала фагоцитов и облегчает адгезию к эпителию. Капсула образована гиалуроновой кислотой, аналогичной входящей в состав соединительной ткани. Соответственно, капсула проявляет минимальную иммуногенную активность и не распознаётся как чужеродный агент. Бактерии способны самостоятельно разрушать капсулу при инвазии в ткани за счёт синтеза гиалуронидазы.
Третий по значимости фактор патогенности - С5а-пептидаза, подавляющая активность фагоцитов. Фермент расщепляет и инактивирует С5а компонент комплемента, выступающий мощным хемоаттрактантом.
Также стрептококки группы А продуцируют различные токсины. Стрептолизин О проявляет гемолитическую активность в анаэробных условиях; титры антител к нему имеют прогностическое значение. Стрептолизин S проявляет гемолитическую активность в анаэробных условиях и вызывает поверхностный гемолиз на кровяных средах. Оба гемолизина разрушают не только эритроциты, но и другие клетки: например, стрептолизин О повреждает кардиомиоциты, а стрептолизин S - фагоциты, поглотившие бактерии. Кардиогепатический токсин синтезируют некоторые штаммы стрептококков группы А. Он вызывает поражения миокарда и диафрагмы, а также образование гигантоклеточных гранулём в печени.
Стрептококки группы В. Подавляющую часть изолятов составляет S. agalactiae. В последние годы бактерии приобретают всё большее медицинское значение. Стрептококки группы В обычно колонизируют носоглотку, ЖКТ и влагалище. Серологически стрептококки группы В разделяют на серовары la, lb, Ic, II и III. Бактерии сероваров Iа и III тропны к тканям ЦНС и дыхательных путей, часто вызывают менингиты у новорождённых.
Среди прочих видов важное медицинское значение имеют пневмококки (S. pneumoniae), вызывающие большинство случаев внебольничных пневмоний у человека. Бактерии не содержат группового антигена и серологически неоднородны - по структуре капсульных антигенов выделяют 84 серовара.
Эпидемиология
Резервуар и источник инфекции - больные различными клиническими формами острых стрептококковых заболеваний и носители патогенных стрептококков. Наибольшее эпидемиологическое значение имеют больные с локализацией очагов в верхних дыхательных путях (при скарлатине, ангине). Такие больные обладают высокой контагиозностью, а выделяемые ими бактерии содержат основные факторы вирулентности: капсулу и белок М. Поэтому заражение восприимчивых лиц от указанных больных наиболее часто заканчивается развитием у них манифестной инфекции. Лица с локализацией очагов вне дыхательных путей (со стрептококковыми пиодермитами, отитами, мастоидитами, остеомиелитами и т.д.) имеют меньшее эпидемиологическое значение в связи с менее активным выделением возбудителя из организма.
Продолжительность заразного периода у больных острой стрептококковой инфекцией зависит в основном от способа лечения. Рациональная терапия больных скарлатиной и ангиной с применением антибиотиков пенициллинового ряда, к которым стрептококки очень чувствительны, приводит к быстрому освобождению организма реконвалесцентов от возбудителя (в течение 1,5-2 сут). Применение же препаратов, к которым стрептококки группы А полностью или частично потеряли чувствительность (сульфаниламидов, тетрациклинов), приводит к реконвалесцентному носительству у 40-60% переболевших.
Резервуар возбудителя сохраняется за счёт длительного носительства стрептококков (до года и более). Наличие в коллективе 15-20% лиц с длительным носительством определяет практически постоянную циркуляцию стрептококка среди людей. Считают, что носительство опасно для окружающих при величине микробного очага более 103 колониеобразующих единиц (КОЕ) на тампон. Уровень такого носительства значителен - около 50% «здоровых» носителей стрептококков группы А. Среди культур возбудителя, выделенных от носителей, вирулентные штаммы встречают в несколько раз реже, чем среди штаммов, выделенных от больных. Частота носительства в глотке стрептококков групп В, С и G значительно уступает частоте носительства стрептококков группы А. Для стрептококков группы В типично носительство бактерий во влагалище и прямой кишке. Уровень такого носительства среди женщин варьирует в пределах 4,5-30%. Локализация возбудителя в организме во многом определяет пути его выведения.
Механизм передачи инфекции - в основном аэрозольный, путь передачи - воздушно-капельный. Обычно заражение происходит при длительном тесном общении с больным или носителем. Возможны алиментарный (пищевой) и контактный (через загрязнённые руки и предметы обихода) пути инфицирования людей.
Возбудитель чаще всего выделяется во внешнюю среду при экспираторных актах (кашле, чихании, активном разговоре). Заражение происходит при вдохе образующегося воздушно-капельного аэрозоля. Возможна передача и через капельно-ядрышковую фазу аэрозоля. Скученность людей в помещениях, длительное тесное общение - условия, благоприятствующие заражению. В организованных коллективах с круглосуточным пребыванием детей и взрослых воздушно-капельный путь передачи возбудителя наиболее эффективен в спальных помещениях, игровых комнатах, местах длительного пребывания членов коллектива. При этом следует учитывать, что на расстоянии более 3 м этот путь передачи практически не реализуется.
Дополнительные факторы, способствующие передаче возбудителя, - низкая температура и высокая влажность воздуха в помещении, так как в этих условиях капельная фаза аэрозоля сохраняется дольше (в ней бактерии длительно сохраняют жизнеспособность).
В передаче стрептококков определённое значение имеют бытовой и алиментарный пути заражения. Факторами передачи возбудителя в первом случае становятся грязные руки и предметы ухода, во втором - инфицированная пища. Стрептококки группы А, попадая в определённые пищевые продукты, способны размножаться и длительно находиться в них в вирулентном состоянии. Так, известны вспышки ангин или фарингитов при употреблении молока, компотов, сливочного масла, салатов из варёных яиц, омаров, моллюсков, бутербродов с яйцами, ветчиной и др.
Риску развития гнойных осложнений стрептококкового генеза подвергаются раненые, обожжённые, больные в послеоперационном периоде, а также роженицы и новорождённые. Инфекция может развиться и эндогенным путём.
Стрептококки группы В, вызывающие урогенитальные инфекции, могут передаваться половым путём. Что касается патологии неонатального периода, то здесь в качестве факторов передачи выступают инфицированные околоплодные воды; возможно инфицирование и при прохождении плода через родовые пути (до 50%). Горизонтальную (между отдельными индивидуумами) передачу наблюдают значительно реже.
Естественная восприимчивость людей высокая. В последние годы получены данные о связи между группами крови системы ABO, HLA-Ar и алло-Аг В-лимфоцитов D 8/17 и заболеваниями ревматизмом, а также скарлатиной и ангиной.
Противострептококковый иммунитет носит антитоксический и антимикробный характер. Наряду с этим имеет место сенсибилизация организма по типу гиперчувствительности замедленного типа, с которой связан патогенез многих постстрептококковых осложнений. Иммунитет у перенёсших стрептококковую инфекцию типоспецифический и не препятствует повторному заболеванию при инфицировании другим сероваром возбудителя. Защитными свойствами обладают антитела к белку М, обнаруживаемые почти у всех больных на 2-5-й неделе болезни; они сохраняются длительное время (10-30 лет). М-антитела довольно часто обнаруживают в крови новорождённых, однако к 5 мес жизни их уже не определяют.
Основные эпидемиологические признаки. Стрептококковые инфекции распространены повсеместно. В районах умеренного и холодного климата они проявляются преимущественно в форме глоточных и респираторных форм заболеваний, составляя 5-15 случаев на 100 человек в год. В южных районах с субтропическим и тропическим климатом ведущее значение приобретают кожные поражения (стрептодермия, импетиго); их частота среди детей в определённые сезоны может достигать 20% и более. Небольшие травмы, укусы насекомых и несоблюдение правил гигиены кожи предрасполагают к их развитию.
Как внутрибольничные инфекции поражения актуальны для родовспомогательных учреждений, детских, хирургических, отоларингологических и глазных отделений. Заражение происходит как эндогенным, так и экзогенным путями (от персонала и больных-носителей стрептококков), чаще всего при осуществлении инвазивных лечебно-диагностических манипуляций.
Периодическая цикличность - одна из характерных особенностей течения эпидемического процесса при стрептококковых инфекциях. Помимо хорошо известной цикличности с интервалом в 2-4 года отмечена периодичность с интервалом в 40-50 лет и более. Особенность этой волнообразности - появление и исчезновение особо тяжёлых клинических форм. В 20-40-е годы XX века болезни стрептококковой этиологии были не только широко распространены, но и отличались тяжестью течения. Часто скарлатину и тонзиллофарингит осложняли гнойно-септические (отиты, менингиты, сепсис) и иммунопатологические (ревматизм, гломерулонефрит) процессы. Тяжёлые генерализованные формы инфекции, сопровождавшиеся глубокими поражениями мягких тканей, обозначали термином «стрептококковая гангрена». В 50-е годы наметилась тенденция к снижению их количества и вплоть до 1985-1987 гг. стрептококковые инфекции не составляли значимой проблемы для здравоохранения. Летальность от скарлатины за этот период снизилась до нуля. Патогенные стрептококки группы А почти не вызывали генерализованных процессов с септическим синдромом и, как правило, заболевание носило токсико-инфекционный (скарлатина относительно лёгкого течения) или локальный (ангины, фарингиты, флегмоны, стрептодермии и т.п.) характер.
С середины 80-х годов во многих странах отмечен рост заболеваемости стрептококковой инфекцией, совпавший с изменениями в нозологической структуре болезней, вызываемых S. pyogenes. Так, после очередного «затишья» во многих странах мира вновь стали регистрировать групповые случаи тяжёлых генерализованных форм, часто заканчивающихся летально (синдром токсического шока, септицемия, некротический миозит, фасцит, септицемия и др.). В Англии и Уэльсе в 1994-1997 гг. зарегистрировано 1913 случаев тяжёлых инфекций, вызванных стрептококками группы А. Из них 76% составили бактериемии, 9% - синдром токсического шока, 8% - септические артриты, 6% - некротизирующие фасциты, 5% - пневмонии. При этом 518 заболевших (27%) погибли. 50% заболеваний вызвал S. pyogenes серотипа M1. В США ежегодно регистрируют 10-15 тыс. случаев инвазивных стрептококковых инфекций. Из них 5-19% (500-1500 случаев) составляет некротический фасциит.
За последние годы также отмечен рост заболеваемости ревматизмом, зарегистрированы даже вспышки этого заболевания. В последние годы в Индии заболеваемость составляет 2-11 (в среднем 6) на 1000 населения. Ежегодно болезнь поражает 2-3 млн человек. Важно отметить, что эту тенденцию наблюдают как в развивающихся, так и в развитых странах, в том числе и в США, где вспышки ревматизма отмечены в средних слоях населения и воинских коллективах.
Широкое применение лабораторных методов исследования позволило установить, что возврат инвазивных стрептококковых заболеваний связан со сменой циркулирующих в популяциях серотипов возбудителя: вместо М-серотипов 2, 4, 12, 22 и 49 появились ревматогенные и токсигенные серотипы 1, 3, 5, 6, 18, 24 и 28. Соответственно, возросла заболеваемость ревматической лихорадкой и токсикоинфекциями (токсическим тонзиллофарингитом, скарлатиной и синдромом токсического шока).
Естественно, что за этот период времени должен был снизиться и уровень специфического иммунитета людей в отношении указанных серотипов стрептококков группы А. Современные формы стрептококковой инфекции могли возникнуть в результате данного иммунологического сдвига и формирования клонов возбудителя с выраженной вирулентностью.
Экономический ущерб, наносимый стрептококковыми инфекциями, примерно в 10 раз выше, чем от вирусных гепатитов. Среди изучаемых стрептококкозов наиболее экономически значима ангина (57,6%), далее следуют острые респираторные заболевания стрептококковой этиологии (30,3%), рожа (9,1%), скарлатина и активный ревматизм (1,2%), затем острые нефриты (0,7%).
На сезонную заболеваемость приходится 50-80% заболеваний первичной стрептококковой инфекцией, зарегистрированных в году. Помесячная заболеваемость респираторной стрептококковой инфекцией имеет выраженную осенне-зимне-весеннюю сезонность. Месяцы минимальной заболеваемости - июль-август, максимальная заболеваемость приходится на ноябрь-декабрь и март-апрель. Сезонный уровень заболеваемости в основном определяют дети, посещающие детские дошкольные учреждения. На сроки наступления сезонного повышения заболеваемости решающее влияние оказывают время формирования или обновления организованных коллективов и их численность. В зависимости от перечисленных факторов увеличение заболеваемости стрептококковой инфекцией можно отметить через 11 - 15 дней после создания коллектива (крупные центры отдыха детей, воинские коллективы и т.д.). Максимума заболеваемость достигает приблизительно через 30-35 сут. В детских дошкольных учреждениях подъём заболеваемости обычно начинается через 4-5 нед с максимумом заболеваемости на 7-8-й неделе с момента их формирования. В организованных коллективах, обновляемых 1 раз в год, наблюдают однократный сезонный рост инфекций. При 2-кратном обновлении отмечают двукратные сезонные подъёмы заболеваемости. Это наиболее демонстративно показано на воинских коллективах. Первый максимум заболеваемости, связанный с весенним призывом, наблюдают в июне-июле, второй, обусловленный осенним призывом, - в декабре-январе. В коллективах с небольшой численностью или малой долей поступающих при обновлении лиц сезонные подъёмы могут вообще не проявляться.
В развитии эпидемического процесса респираторных стрептококковых инфекций характерно наличие связи случаев скарлатины с предшествующими им заболеваниями ангиной и другими респираторными проявлениями стрептококковой инфекции, возникающими в детских дошкольных учреждениях, особенно вскоре после их формирования. Эта эпидемиологическая закономерность - своеобразный маркёр развития эпидемического процесса. Своевременно регистрируемые изменения частоты тех или иных клинических форм респираторных стрептококковых инфекций могут служить предвестником подъёма заболеваемости. При этом необходимо учитывать, что появление в организованном коллективе заболеваний скарлатиной может быть признаком эпидемиологического неблагополучия по респираторной стрептококковой инфекции. Очаги скарлатины, как правило, имеют внутреннюю природу формирования. Занос возбудителей отмечают редко. В подобных ситуациях правильнее говорить о выносе вирулентного возбудителя из организованных коллективов в семьи и другие организованные коллективы.
Патогенез
Чаще всего заболевания развиваются после попадания стрептококков на слизистые оболочки зева и носоглотки. Содержащаяся в клеточной стенке липотейхоевая кислота, М- и F-белки способствуют адгезии возбудителя к поверхности миндалин или другим лимфоидным клеткам. Белок М обеспечивает устойчивость бактерий к антимикробному потенциалу фагоцитов, связывает фибриноген, фибрин и продукты его деградации. Размножение стрептококков сопровождается выделением токсинов, вызывающих воспалительную реакцию тканей миндалин. При поступлении стрептококков по лимфатическим путям в лимфатические узлы развивается регионарный («углочелюстной») лимфаденит. Токсические компоненты, проникая в кровь, обусловливают генерализованное расширение мелких сосудов, клинически выражающееся гиперемией и образованием точечной сыпи. Аллергический компонент, ведущий к нарушению проницаемости сосудов, можно считать причиной развития гломерулонефритов, артритов, эндокардитов и т.д.
Септический компонент проявляется накоплением возбудителя в различных органах и системах, развитием гнойных и некротических процессов в них. Наличие общих перекрёстно реагирующих антигенных детерминант у стрептококков группы А (белок М, нетипоспецифические белки, А-полисахарид и др.) и сарколеммы миофибрилл сердца и тканей почек определяет развитие аутоиммунных процессов, приводящих к ревматизму и гломерулонефриту. Молекулярная мимикрия - ведущий патогенетический фактор реализации стрептококковой инфекции при этих заболеваниях: антитела к антигенам стрептококков реагируют с аутоантигенами хозяина. С другой стороны, белок М и эритрогенный токсин проявляют свойства суперантигена, вызывают пролиферацию Т-клеток, активируя тем самым каскад компонентов эффекторного звена иммунной системы, выброс медиаторов с цитотоксическими свойствами - интерлейкинов, факторов некроза опухоли и у-интерферон. Инфильтрация лимфоцитов и локальное действие цитокинов играют важную роль в патогенезе инвазивных стрептококковых инфекций (при целлюлитах, некротических фасциитах, септических поражениях кожи, поражениях внутренних органов). Критическую роль в патогенезе инвазивной стрептококковой инфекции отводят фактору некроза опухоли. В патогенезе инвазивных стрептококковых инфекций может быть задействован и липополисахаридный комплекс собственной грамотрицательной микрофлоры благодаря синергическому взаимодействию с эритрогенным токсином S. pyogenes. Липополисахаридный комплекс и в норме постоянно присутствует в организме: в значительном количестве - в кишечнике, в минимальном (порядок нанограммов) - в крови и лимфе. Значимые его количества высвобождаются под воздействием антибиотиков, повреждающих клеточную стенку, и при нарушениях барьерной функции слизистых оболочек могут попадать в кровь, вызывая эндотоксемию.
Стремительное нарастание при синдроме токсического шока клинических проявлений, характерных для эндотоксемии (гипотензии, коагулопатии, респираторного дистресс-синдрома и др.), обнаружение в ряде случаев у больных инвазивными стрептококковыми инфекциями в крови значимого количества эндотоксина и другие факты свидетельствуют в пользу данного предположения. Возможно, что, связываясь с липополисахаридными комплексами в локальных участках в легко распадающиеся комплексы, эритрогенныи токсин может выполнять «транспортную» функцию и способствовать распространению липополисахаридных комплексов по организму.
Клинические формы стрептококковой инфекции
Клинические проявления стрептококковых инфекций у человека многообразны и зависят от вида возбудителя, локализации патологического процесса и состояния инфицированного организма.
Болезни, вызываемые стрептококками группы А, можно разделить на первичные, вторичные и редко встречающиеся формы.
· К первичным формам относят стрептококковые поражения ЛОР-органов (ангины, фарингиты, ОРВИ, отиты и др.), кожи (импетиго, эктиму), скарлатину, рожу.
· Среди вторичных форм выделены заболевания с аутоиммунным механизмом (негнойные заболевания) и заболевания, при которых аутоиммунный механизм не выявлен (токсико-септические).
o Вторичные формы с аутоиммунным механизмом развития - ревматизм, гломерулонефрит, васкулиты.
o Вторичные формы без аутоиммунного компонента - метатонзиллярный и перитонзиллярный абсцессы, некротические поражения мягких тканей, септические осложнения.
· К редким формам причислены некротические фасциит и миозит, энтерит, очаговые поражения внутренних органов, синдром токсического шока, сепсис и др.
Поражения, вызванные стрептококками группы В, встречают во всех возрастных категориях, но среди них, безусловно, доминирует патология новорождённых. У 30% детей выявляют бактериемию (без конкретного очага первичного инфицирования), у 32-35% - пневмонии, у остальных - менингиты, отмечаемые у 50% больных в течение первых 24 ч жизни. Заболевания новорождённых протекают тяжело, смертность достигает 37%. У детей с поздними проявлениями наблюдают менингиты и бактериемию. 10-20% детей погибают, а у 50% выживших регистрируют остаточные нарушения. У родильниц стрептококки группы В вызывают послеродовые инфекции: эндометриты, поражения мочевыводящих путей и осложнения хирургических ран после кесарева сечения. Также для стрептококков группы В характерна способность вызывать поражения кожных покровов и мягких тканей, пневмонии, эндокардиты и менингиты у взрослых. Бактериемию также наблюдают у лиц пожилого возраста, страдающих сахарным диабетом, заболеваниями периферических сосудов и злокачественными новообразованиями. Особо следует отметить стрептококковые пневмонии, развивающиеся на фоне ОРВИ.
Стрептококки серологических групп С и G известны как возбудители зоонозов, хотя в ряде случаев они могут вызывать локальные и системные воспалительные процессы и у человека. Зеленящий стрептококк способен вызывать бактериальные эндокардиты с развитием клапанной патологии. Меньшая по значимости, но несравненно более частая патология - кариозное поражение зубов, вызываемое стрептококками биогруппы mutans (S. mutans, S. mitior, S. salivarius и др.).
Согласно утверждённой программе, в курс инфекционных болезней входят скарлатина и рожа - первичные формы стрептококковой инфекции, вызванной S. pyogenes. Остальные первичные, а также все вторичные формы - предмет изучения других дисциплин.