Jegyzetek medikusoknak/Mikrobiológia/Részletes bakteriológia/G+ coccusok/Staphylococcus genus

A Staphylococcus genus általában

A bőr és a bőrfüggelékek, a nasopharynx és más nyálkahártyák normál flórájához tartoznak, típusos gennykeltők.

Staphylococcusok és Micrococcusok elkülönítése

A Staphylococcusok hasonlóságot mutatnak az apathogén Micrococcusokkal. Elkülönítésük alapja:

• a Micrococcusok obligát aerobok, nem fermentálnak
  • a Voges-Proskauer reakció negatív
• a Micrococcusok ellenállóak lysostaphinnal és nitrofurantoinnal szemben

Morfológia

• sejtmorfológia:
  • szabályos gömb alakú, 0,8-1,0 µm átmérőjű baktériumok
  • csillójuk és spórájuk nincs.
• telepmorfológia:
  • szilárd táptalajon szőlőfürtszerű csoportokat alkotnak
  • folyékony tenyészetben kisebb csoportokat vagy láncokat alkotnak

Tenyésztés

• nem igényes baktériumok
• fakultatív anerobok
  • így aerob és anaerob módon is tenyészthetők
• ellenállóak
  • jól tűrik a hiperozmotikus környezetet
• 37 ˚C-on tenyészthető optimálisan
  • ekkor fehér, sárga vagy aranyszínű, domború telepeket képez
  • a pigment lipofil, a táptalajt nem festi
  • anaerob tenyésztésnél nincs pigmentképzés
• véres agaron főleg a pathogén törzsek körül hemolitikus udvar látható

Biokémia

• kataláz-pozitív
• a szénhidrátokat fermentálja
  • a patogén törzsek a mannitot is bontják
  • a fermentálás eredménye gázfelszabadulás nélküli savtermelés
• a nitrogén-anyagcsere változatos
  • indolt nem képez
  • az ureumot hidrolizálja
• a zselatint folyósítja (proteolízis)
• a lipideket enzimatikusan lebontja és hasznosítja
• fontos biokémiai jellemzője a koaguláz termelése vagy annak hiánya
  • ez különbözteti meg a S. aureust a többi Staphylococcustól
  • ezek koaguláz-negatívak (KNS)

Ellenállóképesség

• ellenállóbbak, mint a többi, spórával nem rendellkező mikróba
• mivel spórát nem képez, hővel elölhető
• elpusztítja:
  • fenol, jód- és klórtartalmú dezinficiensek
• hatástalan:
  • kvaterner ammóniumsók, alkohol és aceton

Antigénszerkezet

• 9 antigén által sorolják szerológiai csoportokba
• ezekbe a ma ismert törzsek 95%-a besorolható
• fágtípusok
  • a S. aureusnak 5 fágcsoportja vagy fágtípusa van: I-IV és egy vegyes
    • a III. típus a leggyakoribb, főleg ételmérgezésekben
  • a S. epidermidisnek két fágcsoportja van
• a fágtípusok és a szerotípusok nem függenek össze lényegesen

Patogenitás

• a leggyakoribb emberi bakteriális patogének
• a patogenitás mértékét a biokémiai aktivitások determinálják:
  • koaguláz
  • hemolízis
  • DNáz
  • foszfatáz
  • mannitbontás
  • zselatinbontás

Gyakran okozott betegségek

• gennyedő bőrelváltozások
• tracheobronchitis
• bronchopneumonia
• endocarditis
• osteomyelitisek
• húgyúti fertőzések
• poszttraumatikus fertőzések
• toxikus sokk szindróma (TSS)
• leforrázott bőr szindróma

Mindezekre fiatalkorban nagyobb a fogékonyság.

Rezisztencia

• a következőkkel szemben természetes rezisztenciával rendelkeznek:
  • bacitracin
  • nalidix- és oxolinsav-származékok
  • polymyxinek
  • nitroimidazolok
  • poliének
• a S. sapprophyticus különleges jellemzője, hogy nem érzékeny novobiocinre
• könnyen mutálódnak és transzformálódnak
• szulfonamidok iránt kevéssé érzékenyek, rezisztensek is lehetnek
• a penicillin iránt kezdetben érzékenyek voltak
  • ma már több, mint 90%-ban rezisztensek
• a hétköznapi életben előforduló törzsek 95%-ában hatékony a β-laktamáz-stabil penicillin
  • nosocomialis fertőzésekben egyre gyakoribbak a meticillin-rezisztens Staphylococcusok (MRSA és MRKNS)
  • ezek egyben minden penicillinszármazékra és cefalosporinra rezisztensek

Terápia

• minden esteben szükséges tenyésztés
• addig lokális fertőzésekben:
  • mupirocin
  • chloramphenicol
  • primycin
• generalizált fertőzésekben:
  • oxacillin
  • cefaclor
  • cefuroxim
• súlyosabb esetekben:
  • vancomycin
  • teicoplanin
• multirezisztens törzsek által okozott generalizált fertőzésekben:
  • vancomycin
  • teicoplanin
  • netilmycin
  • amikacin
  • ciprofloxacin
• terápiás preferencia: szűk spektrumú, intracellulárisan felhalmozódó szerek
  • lincosamidok
  • macrolidek
  • pl. clindamycin
    • ezt a szert kell alkalmazni osteomyelitis és tüdőtályog esetén is

Staphylococcus aureus

Telepmorfológia

• telepei aranysárgák
  • véres agaron szürkéssárgák, β-hemolitikus udvarral
• koaguláz-pozitív
  • ez a legjellemzőbb patogenitási tulajdonsága
  • ennek tesztje: citrátos nyúlplazmához kevert coccusok a fibrinképződés miatt összecsapzódnak
• termel endo- és exokoagulázt is
  • az endokoaguláz a sejt felszínén, az exokoaguláz arról leválva működik

Patogenitás

• immunológiailag nem kompromittált szervezetre is patogén, ha biztosított a bejutás lehetősége
• a fertőzés a bejutástól és a törzstől függően lehet:
  • lokális vagy szisztémás
  • toxémiával vagy anélkül

Virulenciafaktorok

Sejthez kötött virulenciafaktorok

• poliszacharid tok
• mikrokapszula
• nyák
• teikolsav, teikuronsav
• lipoteikolsav
  • ezt a patogén törzsek termelik
  • jelenléte, illetve az ellene termelt ellenanyag titere prognosztikus értékű
• protein A: az IgG-k Fc-részét köti
• specifikus adhéziós proteinek:
  • fibrinogén-
  • fibrin-
  • fibronektin-
  • trombospondin-
  • trombin-
  • vitronektin-
  • kollagén-
  • lamininkötő fehérjék
• ezek biztosítják a baktérium számára:
  • adhéziót
  • maszkírozást
  • tápanyagforrást
• aspecifikus tapadás:
  • adszorptív hidrofobicitás: tapadást biztosít
  • aggregatív hidrofobicitás: maszkírozást biztosít
    • az aggregátumok belsejében a baktériumok védettek

Extracelluláris, nem toxikus patogenitási faktorok

• koaguláz: csak patogén törzsek termelik
  • két anyag hatására következik be az alvadás
  • a tulajdonképpeni koagulázt a baktérium termeli
  • a másik egy aktivátor, ami normálisan is jelen van a humán plazmában
  • kimutatása nyúlplazmával történik
• fibrolizin: a gyulladásban keletkező fibrin feloldásával az inváziót segíti elő
• hialuronidáz: a kötőszöveti GAG-ok feloldásával segíti az inváziót
• foszfatáz: a patogén törzsek termelik
• DNáz: a gazdaszervezet DNS-ét intra-és extracellulárisan is bontja
• lipolizin: minden lipidet képes lebontani
  • így tud terjedni a zsírszövetben is
• zsírsavakat módosító enzimek: a módosított zsírsavak a baktériumra is toxikusak

Pirogén toxikus szuperantigének (PTSA-k)

Hatásaik

• sejtszintű mechanizmusok
  • a macrophagok nagy mennyiségű TNF-α-t és IL-1-et termelnek
  • a B-sejtes immunitást szupprimálják
  • masszív T-sejtes proliferációt indukálnak, ennek eredménye:
    • TNF-β
    • IL-2
    • IFN-γ fokozott szekréciója
• tünetek
  • láz
  • kiütések
  • kapilláriskárosodás
    • emiatt hypotensio, shock, halál
  • fokozott érzékenység az endotoxin-sokk iránt
    • toxikus sokk szindróma (TSS)

A S. aureus PTSA-i

• Toxikus shock szindróma toxin (TSST-1)
• Staphylococcus enterotoxin (SE)
  • típusai: A, B, Cn, D, E, G, H
  • hőrezisztensek és ellenállnak a tripszinnek
  • az enterotoxin-B termelése a leggyakoribb
    • ez gyakran genetikailag kapcsolt a methicillin-rezisztenciával és a DNáz-termeléssel
    • az enterotoxinogén törzsek főleg a III. fágcsoportba tartoznak
• exfoliatin toxin A és B
  • ezek okozzák a leforrázott bőr szindrómát
  • epidermolitikus hatásuk van
  • vitatott, hogy PTSA tulajdonságúak-e

Toxinok

A törzsek négyféle hemolizint és egyféle leukocidint termelnek. Ezek közül az α-hemolizin termelése a leggyakoribb.

• a toxinok termolabilisek és antigéntulajdonságúak, ellenük antitoxinok termelődnek
• α-hemolizin
  • másik neve: α-toxin
  • a S. aureus termeli, a legtöbb humán patogén törzsre jellemző
  • toxikus a legtöbb emberi és emlőssejtre
  • dermonekrotikus és neurotoxikus hatású
  • cilindrikus heptamerként épül be a gazdasejt membránjába
  • a kialakult pórusok 1000 daltonig áteresztenek
    • ez K-leadáson és Na-felvételen keresztül ozmotikus duzzadáshoz és lízishez vezet
  • ezen kívül a macrophagokból IL-1β szekrécióját váltja ki
    • ez myelindisruptiot okoz
• β-hemolizin
  • másik neve: szfingomielináz C
  • nem dermonekrotikus és nem letális
  • lizálja a birka VVT-it, a nyulakét viszont nem
  • a szfingomielint N-acil-szfingozinre és foszforilkolinra hasítja
• γ-hemolizin:
  • másik neve: kétkomponensű toxin
  • toxikusak a makrofágokra, monocytákra és szegmentekre
  • hemolitikusak több emlősfaj erythrocytáira
• δ-hemolizin:
  • másik neve: δ-toxin, δ-lizin
  • 26 aminosavból álló oligopeptid toxin
  • egy ampfifil alfa-hélix, felületaktív anyagként hat
  • sokfajta emlőssejtet képes károsítani
  • a S. aureus mellett a S. haemolyticus is termeli
• leukocidin:
  • a patogén törzsek nagy része termeli
  • a fehérvérsejteket károsítja
  • kimutatása a Neisser-Wechsberg-módszerrel történik
    • lényege, hogy a toxin az élő nyúl-fehérvérsejtek redukáló tulajdonságát in vitro megszünteti

Staphylococcus epidermidis

Morfológiai és biokémiai jellemzők

• mikroszkópos megjelenése azonos a S. aureussal
• krétafehértelepeket képez
  • nyáktermelő, emiatt a telepek diffúzak
• koaguláz-negatív
• nem, vagy csak gyengén hemolizál
• bacitracinra rezisztens, novobiocinre érzékeny
• csak néhány virulenciafaktort termel a S. aureus faktorai közül
  • túlélését a nyákban és a biofilmben való maszkírozottsága biztosítja

Jelentőség

• a bőr és a nyálkahártyák normál flórájának egyik legjelentősebb tagja
• a nyáktermelés miatt nagy affinitással kötődik műanyagfelületekhez
  • a vénákba ültetett katéterek felületén biofilm formájában van jelen
• a biofilmből a keringésbe sodródó baktériumok megtapadnak:
  • műbillentyűkön
  • peritoneumon
  • lépben
  • vesében
• ezek microabscessusokat hozhatnak létre
  • ezek később disszeminálódnak, tartós sepsist és bacteraemiát okozva
• immunszuppresszió esetén szaporodásuk zavartalan
• bőrgennyesedést ritkábban okoz, mint a S. aureus
  • ezek enyhébb lefolyásúak

Staphylococcus haemolyticus

Morfológia és diagnosztika

• mikroszkópos megjelenése azonos a S. aureussal
• krétafehér, labdaszerű telepeket képez
  • anaerob növekedése gyenge
  • aerob módon tenyésztbe erőteljesen, savképzéssel bontja a D-trehalózt és az N-acetil-glükózamint
• nyákot ritkán és gyengén termel
• koaguláz-negatív
• béta-hemolizál
  • a hemolitikus udvar a S. aureusénál kisebb, de a S. epidermidisénél nagyobb
• bacitracinra rezisztens

Jelentőség és patogenitás

• a bőr normál baktériumflórájának tagja
  • fiziológiás körülmények között nem okoz fertőzést
• a sebekbe hidrofóf-hidrofób interakcióval jut be
  • kevés fibronektinkötő fehérjét is termel
• a sejtek membránját hemolizinnel oldja
• ép immunrendszerű szervezetben nem perzisztál
• immunszuppresszáltakban a baktérium súlyos, akár halálos fertőzést okoz az alábbi helyekre jutva:
  • serosa
  • endothel
  • sérült mucosa

Staphylococcus hominis

• a bőr normál flórájának tagja
• anaerob glikolízisre nem képes
  • a glükózt nem fermentálja
  • az egyetlen ilyen a Staphylococcusok között
• a nosocomialis fertőzések 5\%-áért felelős

Staphylococcus sapprophyticus

Jelentőség

• a bőr normál flórájának tagja
  • főleg perianalisan, periurethralisan és a genitaliákon fordul elő
• a szexuális életet kezdő nőkben acut cystitist okoz ("honeymoon cystitis")

Patogenitás

• tapadási faktora a hemagglutinin
  • ezzel tapadhat közvetlenül is
  • a másik lehetőség a hemagglutinin-lektin glukokonjugátum képződése
• fibronektinkötő proteinje specifikus kapcsolódási lehetőséget biztosít az epithelhez
• ureáz-aktivitásával ammóniát képez
  • ez a húgyutak lokális irritációját okozza
• egyes törzsek a δ-toxinhoz hasonló toxint termelnek
  • ilyenkor a vizelet véressé válik

Diagnosztika

• novobiocin-rezisztens
  • ez minden egyéb, gyakran előforduló Staphylococcustól elkülöníti