Возбудители тяжелых внебольничных пневмоний Патоген Streptococcus pneumoniae % случаев 20 -60% Haemophilus influenzae 3 -10% Staphylococcus aureus 3 -5% Gram-negative bacilli 3 -10% Legionella 2 -8% Mycoplasma pneumoniae 1 -6% Chlamydia pneumoniae 4 -6% Вирусы 2 -15% Аспирационные пневмонии 6 -10% Другие причины 3 -5%
Пневмококки Семейство Streptococcaceae Род Streptococcus Вид S. pneumoniae
Морфология Грамположительные диплококки ланцетовидной формы, окруженные общей капсулой, неподвижны S. pneumoniae в гное. Окраска по Граму. Вокруг диплококков видна неокрашенная капсула S. pneumoniae (чистая культура). Окраска по Граму.
Морфология Электронная микрофотография S. Pneumoniae. Видны пили • Streptococcus pneumoniae. Сканирующая электронная микроскопия Streptococcus pneumoniae тип 4. Адгезия бактерий на фарингиальном эпителии.
Культуральные свойства q. Факультативные анаэробы q. Биохимически малоактивны q. Растут на средах с кровью и q Образуют S и R формы колоний. q При переходе из S в R форму теряют способность синтезировать капсулу. сывороткой q. На кровяном агаре образуют зеленоватую зону гемолиза альфа-гемолиз q. Чувствительны к оптохину и желчи, что отличает их от остальных стрептококков
Классификация стрептококков по гемолитическим свойствам
Антигенная классификация q Полисахаридный соматический антиген аналогичен С-субстанции других стрептококков, не имеет диагностического значения q Нет группового антигена q По капсульному полисахариду выделяют 93 серотипа. q Вирулентность пневмококков разных серотипов варьирует. Пневмококки 1 -го, 2 -го, 3 -го, 5 -го, 7 -го, 14 -го, 16 -го, 25 -го, 28 -го, 36 -го, 43 -го, 46 -го и 47 -го серотипов обладают более высокой вирулентностью (выделяются преимущественно при инвазивных инфекциях), серотипы 6, 18, 19 и 23 изолируются преимущественно от носителей. q В основе серотипирования – реакция набухания капсулы ( в присутствии специфических антител капсула увеличивается в размерах)
Факторы патогенности q Поверхностные белки А и С (Psp. A, Psp. C), поверхностный антиген А (Psa. A), холинсвязывающий белок А (Сbp. A), а также Ig. A протеаза и нейраминидазы обеспечивают адгезию и колонизацию q Капсула – главный фактор патогенности обеспечивает защиту от фагоцитоза, препятствует механическому удалению с поверхности слизистой, доступу антибиотиков q Все компоненты клеточной стенки выступают как активаторы воспаления: активируют комплемент по альтернативному пути, хемотаксис лейкоцитов, индуцируют продукцию интерлейкина 1 и интерлейкина 6, фактора некроза опухолей; q Ферменты инвазии – гиалуронидаза и пептидазы; q Перекись водорода – разрушает клетки хозяина и может индуцировать апоптоз нервных клеток при менингите; q Токсины: Psp. A протективный антиген. Находится на Ø гемолизин=пневмолизин (Ply) –является цитотоксином для поверхности клеточной стенки и блокирует систему ресничного эпителия, повреждение которого ускоряет распространение инфекции и непосредственно подавляет комплемента, предотвращая связывание С 3 активность фагоцитов и иммунокомпетентных клеток компонента с пневмококком; электроположительная часть антигена нейтрализует Ø холестерол зависимые цитолизины – связываются с холестеролом ЦПМ, встраиваются в мембрану, что заряд капсулы (капсульные полисахариды, приводит к образованию пор и лизису клетки особенно пневмококков, сильно q Поверхностный антиген А (Psa. A) обеспечивает транспорт электроотрицательны) Mn 2+ и Zn 2+ в цитоплазму бактериальной клетки, Psa. A− мутанты авирулентны
Факторы патогенности Факторы естественной резистентности
Трансформация. Опыт по передаче генов, кодирующих синтез капсулы
Патогенез пневмококковых инфекций q. Входные ворота –слизистая оболочка носоглотки, (вышеперечисленные факторы обеспечивают адгезию, колонизацию слизистой и устойчивость к фагоцитозу) q. Пневмококки различных серотипов могут бессимптомно персистировать на слизистых оболочках полости рта и верхних дыхательных путей. q. Причина развития первичной пневмонии лежит в воздействии на организм одного или нескольких неблагоприятных факторов, проявляющихся в нарушении иммунитета и системы неспецифической резистентности
Патогенез пневмококковых инфекций q. Компоненты клеточной стенки пневмококков запускают каскад воспалительных реакций, пневмолизины и др. усиливают воспаление и разрушают клетки, что способствует инвазии q. Решающий фактор развития пневмонии– появление секрета (мокроты) в альвеолах в результате ОРВИ, интоксикации, хронической сердечной недостаточности, механической обструкции
Патогенез (продолжение) q. На первой стадии процесса пневмококки размножаются в альвеолах, которые в результате воспалительного процесса переполняются серозной жидкостью, что приводит к забросу содержимого в соседние альвеолы, распространению процесса и нарушению газообмена q. Далее ферменты гиалуронидаза, пептидазы, пневмолизин обеспечивают распространение процесса в ткани легкого q. На второй стадии процесса происходит инфильтрация легочной ткани нейтрофилами, а затем эритроцитами (наблюдается выпадение фибрина) q. Пораженные доли легкого приобретают консистенцию печени, имеют серый или темно красный цвет (стадия серой или красной гепатизации). Происходит выделение «ржавой» мокроты
Патогенез (продолжение) q. На третьей стадии процесса легочные альвеолы наполнены нейтрофилами и остаточными пневмококками, возможно поражение соседних участков легких, что проявляется как уплотнение, или фиброз легких q. На четвертой стадии нейтрофилы замещаются макрофагами, выпот рассасывается и восстанавливается структура легочной ткани. q. Если инфекция прогрессирует, пневмококки могут попасть в кровь. Бактериемия может стать причиной развития менингита, эндокардита, артрита, а также отита и конъюнктивита
Формы пневмококковой инфекции q Бессимптомная инфекция – здоровое носительство q Локализованные «неинвазивные» формы, к которым относится «небактериемическая» пневмония (при отсутствии возбудителя в крови), острый средний отит, синусит, бронхит, конъюктивит q Генерализованные «инвазивные» формы пневмококковой инфекции, при которых возбудитель обнаруживается в жидкостях и тканях организма, стерильных в нормальных условиях (кровь, спинномозговая жидкость, перитонеальная и плевральная жидкости и т. п. ): менингит, пневмония с бактериемий, септицемия, септический артрит, остеомиелит, перикардит, эндокардит
Иммунитет q. После перенесенной инфекции устанавливается типоспецифический иммунитет q. Иммунитет непродолжительный q. В ходе развития пневмонии появление специфических антител совпадает с кризом (резким падением температуры) и началом выздоровления.
Эпидемиология q. Streptococcus pneumoniae входит в состав транзиторной нормальной микрофлоры верхнего дыхательного тракта; q. Источником инфекции являются бактерионосители q. Уровень носительства S. pneumoniae в человеческой популяции в целом варьирует в зависимости от эпидемических условий от 10% до 80%, а у детей – от 20% до 50%, но в условиях скученности и формирования новых детских коллективов может достигать 80%. Высок уровень носительства пневмококков в детских садах (до 70%), интернатах (до 86%) q. Путь передачи – воздушно капельный q. Эпидемический процесс при пневмококковых инфекциях проявляется спорадической и вспышечной заболеваемостью. q. Вспышки, вызванные как чувствительными, так и устойчивыми к антибиотикам пневмококками, возникают в детских учреждениях, среди военнослужащих, приютах для бездом ных, исправительных учреждениях и стационарах различного профиля.
Эпидемиология q В подавляющем большинстве (95%) пневмококковые инфекции имеют внегоспитальный характер. q Наиболее часто инвазивными формами пневмококковой инфекции заболевают дети в возрасте от 1 месяца до 2 лет. У детей первого месяца жизни присутствуют материнские антитела против пневмококка, а у детей старше 2 лет успевает развиться приобретенный иммунитет. q Дети первых 2 лет жизни не в состоянии вырабатывать антитела на полисахаридные антигены, что делает их практически беззащитными перед возбудителем. Это особенно относится к пневмококкам серогрупп 6 и 19, обладающим наименьшей иммуногенностью и доминирующим среди носителей и заболевших. q Повышенной восприимчивостью к пневмококковой инфекции обладают недоношенные дети, дети с иммунодефицитными состояниями (в т. ч. ВИЧинфицированные), с нефротическим синдромом, диабетом, с серповидноклеточной анемией и перенесшие спленэктомию. q Другой группой риска по развитию инвазивных форм и летальных исходов при пневмококковой инфекции являются лица старше 65 лет.
Лечение Механизм действия антибиотиков q Антибиотики пенициллинового ряда являются препаратами выбора при пневмококковых инфекциях.
Лечение q Проблемой, связанной с пневмококковыми инфекциями, является рост устойчивости возбудителей, выделенных от больных с инвазивными инфекциями к антибиотикам (пенициллину, цефалоспоринам III поколения, макролидам, тетрациклинам, хинолонам и рифампицину. q К настоящему времени проблема устойчивости пневмококков приобрела глобальные масштабы. q Молекулярно биологическими методами показано, что популяции устойчивых к пенициллину пневмококков и популяции пневмококков с множественной лекарственной устойчивостью высокодинамичны за счет сочетанных процессов распространения резистентных клонов, приобретения и потери генов конкретными клоновыми линиями. q Активность «новейших» фторхинолонов (левофлоксацина, спар флоксацина) высока, к ним редко формируется устойчивость. Активность левофлоксацина, моксифлоксацина и спарфлоксацина превышает активность ципрофлоксацина и офлоксацина в 2– 4 раза, к ним редко формируется устойчивость. Эти антибиотики активны в отношении пневмококков, устойчивых к пенициллину, макролидам и ранним фторхинолонам. q В детском возрасте, однако, фторхинолоны не разрешены из за опасности поражения суставов.
Механизм действия ФХ заключается в ингибировании ДНК — гиразы, приводящем к блокированию репликации ДНК и синтеза белка микроорганизма, обеспечивая быстрое бактерицидное действие. Резистентность к ФХ возникает очень редко, лишь вследствие хромосомных мутаций бактерий. q Не наблюдается резистентности, обусловленной плазмидами, энзиматической инактивации этих препаратов бактериями. q ФХ не характерны перекрёстные реакции с другими классами антибактериальных средств. q ФХ третьего и четвёртого поколения, в отличие от ФХ второго поколения, блокируют ещё одну «мишень» – топоизомеразу 4. q Доказано, что именно этот фермент блокируется преимущественно у грам положительных бактерий, тогда как ДНК гираза, преимущественно, блокируется у грам отрицательных бактерий. q ДНК гираза и топоизомераза 4 относятся ко 2 му типу топоизомераз
СПЕЦИФИЧЕСКАЯ ПРОФИЛАКТИКА q В настоящее время для профилактики пневмококковых инфекций сертифицированы принципиально отличающиеся по составу и тактике применения две вакцины — полисахаридная и конъюгированная. q Пневмо 23 содержит очищенные полисахариды пневмококков 23 наиболее распространенных серотипов q Во многих индустриальных странах Пневмо 23 (Pneumo 23) рекомендуется для вакцинации людей в возрасте 65 лет и старше, а также лиц в возрасте от 2 до 64 лет с повышенным риском приобретения пневмококковых инфекций. Вакцина Приказом Комитета здравоохранения Москвы включена в региональный календарь профилактических прививок детей в возрасте 24 месяцев. q В отличие от полисахаридных вакцин, конъюгированная полисахаридная вакцина, получившая название Превенар (Prevenar, PCV 7) (семивалентная конъюгированная вакцина содержит капсульные полисахариды Streptococcus pneumoniae серотипов 4, 6 В, 9 V, 14, 18 С, 19 F, 23 F) вызывает Т зависимый иммунный ответ у детей младше 2 лет. Вакцина зарегистрирована в более чем 90 странах.
ХИМИЧЕСКИЕ ВАКЦИНЫ конъюгированные q. Путем конъюгации полисахаридных антигенов с белком носителем иммунный ответ становится Т зависимым и, как следствие, подобная вакцина стимулирует более высокий антигенный ответ у детей раннего возраста. q. Кроме того, происходят выработка В лимфоцитов памяти и прайминг для последующей ревакцинации, что выражается очень быстрым увеличением концентрации антител при последующей иммунизации пневмококковой полисахаридной вакциной qиспользуют их конъюгаты с белковым носителем (дифтерийным или столбнячным анатоксином в количестве, не стимулирующем Т независимый (а) и Т зависимый (б) выработку соответствующих антител, или с имунные ответы после введения белком самого микроба, например, наружной полисахаридной и конъюгированной оболочки пневмококка) вакцин
Сравнительная характеристика пневмококковых конъюгированных вакцин ТИП ВАКЦИНЫ Серотипы пневмококков, входящие в вакцину Белковый носитель (конъюгат) 7 -валентная (РСV 7) 4, 6 B, 9 V, 1, 18, 19 F, 23 F Нетоксичный вариант дифтерийного токсина – белок CRM 197 10 -валентная (РСV 10) 4, 6 B, 9 V, 14, 18, 19 F, 23 F, 1, 5, 7 F D-белок H. influenzae 13 -валентная (РСV 13) 4, 6 B, 9 V, 14, 18, 19 F, 23 F, 1, 3, 5, 6 A, 7 F, 19 A Нетоксичный вариант дифтерийного токсина – белок CRM 197
q. После начала применения конъюгированной пневмококковой вакцины колонизация слизистых у детей изменилась в сторону значительного превалирования M. catarrhalis, H. influenzae и невакцинных серотипов S. pneumonia. q. M. catarrhalis стали обнаруживаться значительно чаще у иммунизированных детей с острым отитом среднего уха
Лабораторная диагностика инфекций, вызванных S. pneumoniae Клинический материал: гной, мокрота, плевральный выпот и прочие экссудаты, кровь, экссудат, спиномозговая жидкость, сыворотка, слизь из носа и зева, отделяемое глазных изъязвлений, выделения из уха, моча, кусочки органов (в случае смерти больного) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Методы: Бактериоскопический Бактериологический (культуральный) основной Серологические Биологический метод (заражение мышей с последующим выделением чистой культуры) Иммунофлуоресценция (быстрая диагностика). Иммунохимические Молекулярно генетические
Бактериоскопический метод • Микроскопия мазков мокроты (окраска по Граму): обнаруживают Грам+ ланцетовидные диплококки и лейкоциты (не менее 10 стрептококков/поле зрения • Важно выявить наличие капсул (окраска простым методом или по Бурри Гинсу) • Мазок мокроты весьма информативен, если на нем обнаружено много клеток, принимающих участие в воспалительном процессе (особенно ПМЯЛ), и однотипная микрофлора, например грамположительные кокки или грамотрицательные палочки. Результат особенно показателен, если микроорганизмы находятся внутри или около ПМЯЛ. • Окончательным доказательством того, что стрептококки в мокроте или других препаратах это S. pneumoniae, служит реакция набухания капсулы при добавлении поливалентной пневмококковой антисыворотки (реакция Нойфельда).
Бактериологический метод Золотым стандартом микробиологической диагностики пневмококковой инфекции является выделение чистой культуры S. pneumoniae 1 этап: посев клинического материала на кровяной агар. Инкубирование в присутствии 5 10% CO 2. 2 этап: Макроскопическое изучение колоний (альфа гемолиз), мазок по Граму; отсев типичной колонии на свежий агар 3 этап: Идентификацию пневмококков выполняют по следующим тестам: • обнаружение в нативном материале (ликвор и/или кровь) диплококков, окруженных капсулой; • рост на средах, содержащих кровь с образованием альфа гемолиза; • характерная морфология культурального мазка по Граму; • положительная проба с оптохином; • чувствительность к желчным кислотам; • Для биохимической идентификации пневмококков также используют тест системы, например, api Strept • Серотипирование – реакция микроагглютинации или тест Нейфильда (набухание капсулы) с типоспецифическими сыворотками
Оценка результатов культурального исследования. q. Для нестерильных локусов: Ø выявление при посеве в мокроте или лаважной жидкости более чем 103 КОЕ/мл пневмококков является диагностическим критерием постановки диагноза пневмония; Ø выявление в гнойном экссудате при остром бактериальном синусите более 105 КОЕ/мл пневмококков является диагностическим критерием постановки диагноза синусит; Ø выявление в гнойном отделяемом при остром среднем отите более 104 КОЕ/мл пневмококков, является диагностическим критерием постановки диагноза отит. q. Для стерильных локусов: Ø любое выявление возбудителя в стерильных жидкостях организма служит основанием для постановки диагноза пневмококковой инфекции.
Бактериологический метод q. Посев мокроты сам по себе менее информативен, чем окраска мазка по Граму, по нескольким причинам: анаэробные кокки, палочки, пневмококки, стафилококки, стрептококки, Haemophilus и Branhamella могут являться частью нормальной микрофлоры, высеваемой из носоглотки. q. Раннее применение антибиотиков существенно снижает эффективность бактериологического исследования. Раннее применение антибиотиков существенно снижает эффективность бактериологического исследования.
Серологические методы q. Серологическая диагностика пневмококковой инфекции направлена на выявление титра антикапсулярных антител в сыворотке крови больного (диагностическим считают нарастание титра антител через 7 10 суток при исследовании парных сывороток) или пневмококковых антигенов в крови, ликворе и др. q. Методы: РИА, ИФА, РНГА, количественный встречный иммуноэлектрофорез Øвстречный (противоточный) иммуноэлектрофорез (ВИЭ) применяют как для выявления антигенов, так и для серотипирования выделенных штаммов и диагностики заболевания по препаратам мокроты, мочи или других жидкостей организма
Экспресс методы РИА. Streptococcus pneumoniae • выявление специфического антигена в реакции латекс агглютинации • РИА (реакция иммунофлуоресценции) • иммунохромотографический тест для выявления антигена пневмококка в спинномозговой жидкости и моче NOW Streptococcus pneumoniae Test Быстрый имунохроматографический тест для выявления антигена S. pneumoniae в моче и спинномозговой жидкости
Сравнение методов лабораторной диагностики инфекций S. pneumoniaе
Молекулярно генетические методы q. ПЦР применяют для обнаружения специфических генетических фрагментов пневмококка, в качестве мишеней используют специфические фрагменты генов, кодирующих факторы патогенности: пневмолизин (Ply), аутолизин (Lyt. A), пневмококковый поверхностный АГ (Psa. A), пневмококковый поверхностный протеин А (Psp. A), марганец-зависимая супероксид-дисмутаза (sod. A), поверхностный пенициллинсвязывающий белок 2 b (Pbp 2 b), Spn 9802, Spn 9828. q. Для повышения специфичности исследования применяется мультиплексная ПЦР, при которой проводится одновременная индикация нескольких генов патогенности с сохранением высокой чувствительности реакции. q. Для исследования используют также методы РНК-ДНК и ДНК-ДНК гибридизации, в основе которых лежит способность нуклеиновых кислот к гибридизации (Taq. Man принцип).
Остается проблемой установление диагностически значимых количественных показателей, позволяющих дифференцировать заболевание от носительства при исследовании материала из нестерильных локусов.
Скачать презентацию Возбудители тяжелых внебольничных пневмоний Патоген Streptococcus pneumoniae
pneumo.ppt