Synegonia coli

Родът Pseudomonas принадлежи към семейство Pseudomonadaceae (клас Gammaproteobacteria, вид Proteobacteria) и съдържа повече от 20 вида. Някои от тях са естествени обитатели на почвата и водата и следователно играят огромна роля в циркулацията на веществата в природата. Други видове играят значителна роля в патологията на хората (вижте също „Патогени на сап и мелиоидоза “), животните и растенията.

Pseudomonas са грам-отрицателни неферментиращи бактерии, към които спадат представители на род Pseudomonas, като типичният вид е Pseudomonas aeruginosa (син гноен бацил), който е причинител на много гнойно-възпалителни заболявания, както и някои други видове. Pseudomonas aeruginosa (син гноен бацил)

Бактериите са получили името си заради характерното синьо-зелено оцветяване на гнойния секрет, което е описано за първи път от А. Люке през 1862 г. Патогенът обаче е изолиран в чиста култура от С. Гесар едва през 1982 г. P. aeruginosa принадлежи към семейство Pseudomonadaceae.

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

Биохимични свойства на Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas са грам-отрицателни, подвижни, прави пръчици с размери 1-3 µm, разположени поединично, по двойки или в къси вериги. Подвижността на Pseudomonas aeruginosa се осигурява от наличието на един, рядко два полярни флагела (мопотрихни или амфитрихни). Те не образуват спори и имат пили (фимбрии) тип IV. При определени условия могат да произвеждат капсулоподобна извънклетъчна слуз с полизахариден характер. Съществуват и така наречените мукоидни щамове, които произвеждат повишено количество слуз. Такива бактерии най-често се изолират от храчките на пациенти с кистозна фиброза.

Всички псевдомонади са облигатни аероби, които растат добре върху прости хранителни среди. Върху течна хранителна среда бактериите образуват характерен сивкаво-сребрист филм на повърхността. Върху кръвен агар около колониите на Pseudomonas aeruginosa се наблюдават зони на хемолиза; за изолиране на чиста култура от Pseudomonas aeruginosa се използват селективни или диференциално-диагностични хранителни среди с добавка на антисептици - малахитов агар с добавка на брилянтно зелено или CPC агар с ацетамид. Оптималната температура на растеж е 37 °C, но Pseudomonas aeruginosa е способна да расте при 42 °C, което позволява да се разграничи от другите псевдомонади. Колониите на Pseudomonas aeruginosa са гладки, кръгли, сухи или слузести (при капсулни щамове). Когато се култивира върху плътни хранителни среди, P. aeruginosa произвежда специфичен сладникав мирис на жасмин, ягодов сапун или карамел. Характерна биологична особеност на бактериите от вида P. aeruginosa е и способността им да синтезират водоразтворими пигменти, които оцветяват превръзките на пациентите или хранителните среди по време на култивирането им. Най-често те произвеждат феназинов пигмент - пиоцианин със синьо-зелен цвят, но могат да образуват и зелен пигмент флуоресцеин (пиовердин), който флуоресцира в UV лъчи, както и червен (пиорубин), черен (пиомеланин) или жълт (оксифеназин).

Pseudomonas aeruginosa не ферментира глюкоза и други въглехидрати, но може да ги окислява, за да получи енергия. За диференциална диагностика, позволяваща разграничаване на псевдомонадите от други грам-отрицателни пръчици, се използва OF тест (тест за окисление/ферментация на глюкоза) върху специална среда. За целта чиста култура от псевдомонади се инокулира в две епруветки, едната от които след това се инкубира при аеробни условия, а другата - при анаеробни условия. Pseudomonas може да окислява само лактозата, следователно цветът на индикатора се променя само в епруветката, съхранявана при аеробни условия. P. aeruginosa редуцира нитратите до нитрити, а също така има протеолитична активност: втечнява желатин, хидролизира казеин. Pseudomonas aeruginosa има каталаза и цитохром оксидаза.

Много щамове на Pseudomonas aeruginosa произвеждат бактериоцини, наречени пиоцини, които имат бактерицидни свойства. Пиоцинотипизирането на щамове на Pseudomonas aeruginosa се използва за епидемиологично маркиране и вътрешновидова идентификация на P. aeruginosa. За тази цел се определя спектърът на пиоцините, секретирани от изследвания щам, или неговата чувствителност към пиоцини на други псевдомонади.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Антигенни свойства на Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa има сложна антигенна структура поради наличието на О- и Н-антигени. ЛПС на клетъчната стена е типоспецифичен термостабилен О-антиген и се използва за серотипизиране на щамове на P. aeruginosa. Термолабилният флагеларен Н-антиген е защитен и ваксините са базирани на него. Антигени на пили (фимбрии) също се намират на повърхността на клетките на Pseudomonas aeruginosa. Освен това, P. aeruginosa произвежда редица извънклетъчни продукти с антигенни свойства: екзотоксин А, протеаза, еластаза, извънклетъчна слуз.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Фактори на патогенност на Pseudomonas aeruginosa

Един от основните фактори за патогенност на Pseudomonas aeruginosa и други псевдомонади е О-антигенът - липополизахарид на клетъчната стена, чийто механизъм на действие е същият като този на други грам-отрицателни бактерии.

P. aeruginosa има разнообразни патогенни фактори, които участват в развитието на Pseudomonas инфекция. Сред най-важните от тях са следните.

Фактори на адхезия и колонизация са пили (фимбрии) тип IV и извънклетъчна слуз на P. aeruginosa.

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ]

Токсини

ЛПС на външната мембрана на клетъчната стена на P. aeruginosa има ендотоксинни свойства и участва в развитието на треска, олигурия и левкопения при пациенти.

Екзотоксин А от Pseudomonas е питотоксин, който причинява дълбоки нарушения в клетъчния метаболизъм чрез инхибиране на протеиновия синтез в клетките и тъканите. Подобно на дифтерийния токсин, той е ADP-рибозилтрансфераза, която инхибира фактора на елонгация EF-2 и следователно причинява нарушения в протеиновия синтез. Доказано е също, че екзотоксин А, заедно с протеазата, инхибира синтеза на имуноглобулини и причинява неутропения. Екзотоксин А се произвежда в неактивна форма като протоксин и се активира от различни ензими в организма. Екзотоксин А има защитни свойства, т.е. антителата срещу него защитават клетките на гостоприемника от увреждащите му ефекти и предотвратяват развитието на бактериемия и сепсис, причинен от Pseudomonas.

Екзотоксин S (екзозим S) се среща само в силно вирулентни щамове на Pseudomonas aeruginosa. Механизмът на увреждащото му действие върху клетките все още не е изяснен, но е известно, че инфекциите, причинени от щамове на Pseudomonas aeruginosa, продуциращи екзоензим-3, често завършват фатално. Екзотоксини А и S също нарушават активността на фагоцитите.

Левкоцидинът е също цитотоксин с изразен токсичен ефект върху човешките кръвни гранулоцити.

Ентеротокините и факторите на пропускливост играят определена роля в развитието на локални тъканни лезии при чревни форми на инфекция с Pseudomonas aeruginosa, причинявайки нарушения във водно-солевия метаболизъм.

Ензими на агресия

P. aeruginosa произвежда два вида хемолизини: термолабилна фосфолипаза С и термостабилен гликолипид. Фосфолипазата С разрушава фосфолипидите в повърхностноактивните вещества на алвеоларната повърхност на белите дробове, причинявайки развитието на ателектаза (бронхиектазия) при патология на дихателните пътища.

Невраминидазата също играе важна роля в патогенезата на бронхопулмоналните заболявания с псевдомонадна етиология и кистозна фиброза, тъй като участва в колонизацията на муцин в дихателните пътища.

Еластазата, както и други протеолитични ензими на Pseudomonas aeruginosa и екзотоксин А, причиняват кръвоизливи, разрушаване на тъканите и некроза в лезиите на очните инфекции, пневмония и сепсис с етиология на Pseudomonas aeruginosa.

[ 24 ], [ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ]

Резистентност към Pseudomonas

P. aeruginosa се характеризира с доста висока резистентност към антибиотици, което се обяснява с лошата пропускливост на външната мембрана на тези бактерии поради вроден дефект в порините, както и със способността на бактериите да синтезират пеницилиназа.

P. aeruginosa остава жизнеспособна в условия на почти пълна липса на хранителни източници: тя оцелява добре в прясна, морска и дори дестилирана вода. Доказано е също, че културите на Pseudomonas aeruginosa могат да оцелеят и дори да се размножават в разтвори на дезинфектанти (например фурацилин), предназначени за съхранение на катетри и различни медицински инструменти, промиване на рани в болници за изгаряния и хирургия.

В същото време, P. aeruginosa е чувствителна към изсушаване, действието на дезинфектанти, съдържащи хлор, и лесно се инактивира при излагане на високи температури (кипене, автоклавиране).

Епидемиология на заболяванията, причинени от Pseudomonas aeruginosa

Заболяването Pseudomonas aeruginosa може да се развие в резултат на автоинфекция (ендогенна инфекция) или екзогенно. Източникът на инфекцията са хора (болни или носители на бактерии), както и различни естествени резервоари на природата (почва и различни сладководни и солени водоеми). Установено е, че около 5-10% от здравите хора са носители на различни щамове на P. aeruginosa (те обикновено колонизират червата) и около 70% от пациентите в болница. Pseudomonas се срещат и навсякъде: във водоснабдителните и вентилационните системи, върху плодове и зеленчуци, стайни растения, върху повърхността на сапун, миещи средства за ръце, кърпи, в дихателни апарати и др. Следователно, инфекцията с Pseudomonas aeruginosa може да се счита за сапроантропоноза. Механизмите и пътищата на инфекция при инфекции, причинени от Pseudomonas aeruginosa, са контактни, дихателни, кръвни, фекално-орален.

Инфекцията с Pseudomonas aeruginosa може да възникне както при имунодефицитни индивиди с тежка съпътстваща патология (диабет, изгаряния, левкемия, кистозна фиброза, имуносупресия при онкологични заболявания и трансплантация на органи), така и във фоайето на нормалната имунологична реактивност на организма. Известно е, че адхезивната активност на P. aeruginosa се увеличава с повишаване на температурата на околната среда, така че посещението на басейн, сауна, вземането на терапевтични вани също може да провокира инфекция с Pseudomonas aeruginosa.

Pseudomonas aeruginosa е причинител на вътреболнични (болнични) инфекции, т.е. заболявания, които се появяват при хора, подложени на болнично лечение. Заразяването с Pseudomonas aeruginosa в клиника може да бъде свързано с медицински процедури (катетеризация на пикочния мехур, ендоскопско изследване, промиване на рани, превръзка, обработка на изгаряни повърхности с антисептици, използване на вентилатор и др.), когато инфекцията се случва чрез мръсни ръце на персонала, инструменти, върху чиято повърхност микробът образува биофилм, или с използването на замърсени разтвори.

Pseudomonas aeruginosa обикновено навлиза в човешкото тяло през увредени тъкани. Когато се прикрепят, те колонизират повърхността на раната или изгарянето, лигавиците или човешката кожа и се размножават. При липса на имунни механизми срещу инфекцията с Pseudomonas aeruginosa при хората, локалният процес (инфекция на пикочните пътища, кожата, дихателните пътища) може да стане широко разпространен (генерализиран). Бактериемията води до разпространение на патогена и развитие на сепсис, който често причинява образуването на вторични гнойни огнища на инфекция. При излагане на патогенни фактори (екзотоксини, агресивни ензими) се нарушава функционирането на органите и системите и могат да се развият тежки усложнения - синдром на дисеминирана интраваскуларна коагулация, шок и синдром на респираторен дистрес.

[ 30 ], [ 31 ], [ 32 ], [ 33 ], [ 34 ]

Симптоми на заболявания, причинени от Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa причинява гнойно-възпалителни заболявания с различна локализация: раневи инфекции, изгаряния, менингит, инфекции на пикочните пътища, кожни инфекции, очни заболявания, некротична пневмония, сепсис и др. Смъртността от сепсис, причинен от Pseudomonas aeruginosa, достига 50%.

Имунитет

Антитоксични и антибактериални антитела се откриват в кръвния серум на здрави хора, както и на тези, които са се възстановили от инфекции с Pseudomonas aeruginosa, но тяхната роля в предпазването от рецидивиращи заболявания е слабо проучена.

Лабораторна диагностика на заболявания, причинени от Pseudomonas aeruginosa

Основният диагностичен метод е бактериологичното изследване. Материалите за изследване са кръв (при сепсис), цереброспинална течност (при менингит), гной и ранев секрет (при инфектирани рани и изгаряния), урина (при инфекции на пикочните пътища), храчки (при инфекции на дихателните пътища) и др. Бактериоскопията на натривки от изследвания материал е малко информативна. При идентифициране на P. aeruginosa се вземат предвид естеството на растежа им върху CPC агар, образуването на пигмент, наличието на характерен специфичен мирис на културата, положителен пирохромоксидазен тест, откриване на термофилност (растеж при 42 °C), способността за окисляване на глюкоза в OF теста. За вътрешновидова идентификация на бактериите се извършва серотипизиране, пиопинотипизиране и фаготипизиране.

Серологичният метод на изследване е насочен към откриване на специфични антитела към антигени на Pseudomonas aeruginosa (обикновено екзотоксин А и LPS), използвайки пълния имунофлуоресцентен анализ, опсонофагоцитната реакция и някои други тестове.

Лечение на заболявания, причинени от Pseudomonas aeruginosa

За лечение на псевдомонадна инфекция се използват антибиотици, като се препоръчва комбиниране на лекарства от различни групи. Антимикробната терапия се предписва само след определяне на антибиограмата. В спешни случаи антибиотиците се използват емпирично.

За лечение на тежки форми на инфекция с Pseudomonas aeruginosa се използва и хиперимунна плазма, получена от кръвта на доброволци, имунизирани с поливалентна корпускуларна ваксина срещу Pseudomonas aeruginosa.

За локално лечение на кожни инфекции (трофични язви, ектими, рани от изгаряния), причинени от P. aeruginosa, се използва хетероложен имуноглобулин срещу Pseudomonas, получен от кръвния серум на овни, хиперимунизирани със суспензия от култури на Pseudomonas aeruginosa от 7 различни имунотипа, умъртвени с формалин.

Освен това, за лечение на гнойни кожни инфекции, абсцеси, термични изгаряния, усложнени от псевдомонадна инфекция, цистит, мастит и други заболявания с псевдомонадна етиология (с изключение на сепсис), може да се използва псевдомонаден бактериофаг (бактериофаг пиоцианус) или поливалентен течен пиобактериофаг.

Превенция на заболявания, причинени от Pseudomonas aeruginosa

Ефективната стерилизация, дезинфекция и антисептика, както и спазването на асептичните правила са основните мерки за неспецифична превенция на псевдомонадната инфекция в болница. Планът от превантивни мерки задължително трябва да включва контрол върху замърсяването на външната среда (въздух, различни предмети, инструменти и оборудване), спазване на правилата за лична хигиена.

С цел неспецифична профилактика на гнойно-възпалителни заболявания, на пациенти с отслабен противоинфекциозен имунитет се препоръчва предписването на имуномодулатори.

Ваксините се използват за създаване на активен имунитет срещу инфекция с Pseudomonas aeruginosa. В момента са разработени ваксини от LPS на Pseudomonas aeruginosa, полизахаридни субкорпускуларни (химични) ваксини, рибозомни ваксини, препарати от флагеларни антигени на P. aeruginosa и компоненти на извънклетъчния слуз, както и анатоксини от извънклетъчни протеази и екзотоксин А. В Русия се използват поливалентна корпускуларна ваксина срещу Pseudomonas (от 7 щама на P. aeruginosa) и ваксина срещу staphyloproteus-Pseudomonas.

Активна имунизация срещу инфекции, причинени от P. aeruginosa, е показана за пациенти от рискови групи (пациенти с кистозна фиброза, диабет и имунодефицитни лица). Въпреки това, поради факта, че имунният отговор към ваксините при хора с имунодефицити е късен и не винаги пълен, голямо значение се отдава на комбинирането на методите за активна и пасивна имунизация.