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