Penyebab dan patogenesis infeksi streptokokus

Penyebab infeksi streptokokus

Agen penyebab infeksi streptokokus adalah kokus gram positif anaerob fakultatif non-motil dari genus Streptococcus dari famili Streptococcaceae. Genus tersebut mencakup 38 spesies yang berbeda dalam fitur metabolisme, sifat kultural dan biokimia, serta struktur antigenik. Pembelahan sel hanya terjadi pada satu bidang, sehingga terletak berpasangan (diplococci) atau membentuk rantai dengan panjang yang berbeda. Beberapa spesies memiliki kapsul. Patogen mampu tumbuh pada suhu 25-45 ° C; suhu optimum adalah 35-37 ° C. Pada media nutrisi padat, mereka membentuk koloni dengan diameter 1-2 mm. Pada media dengan darah, koloni beberapa spesies dikelilingi oleh zona hemolisis. Fitur wajib yang menjadi ciri semua perwakilan genus streptococci adalah tes benzidine dan katalase negatif. Streptococci resisten di lingkungan; Mereka dapat bertahan hidup dalam nanah atau dahak kering selama berbulan-bulan. Patogen dapat menahan pemanasan hingga 60 °C selama 30 menit: di bawah pengaruh disinfektan, mereka mati dalam waktu 15 menit.

Berdasarkan struktur antigen polisakarida spesifik golongan (substansi C) dinding sel, terdapat 17 kelompok serologis streptokokus, yang diberi nama dengan huruf latin (AO). Dalam kelompok tersebut, streptokokus dibagi menjadi varian serologis berdasarkan spesifisitas protein antigen M, P, dan T. Streptokokus golongan A memiliki berbagai macam superantigen: toksin eritrogenik A, B, dan C, eksotoksin F (faktor mitogenik), superantigen streptokokus (SSA), toksin eritrogenik (SpeX, SpeG, SpeH, SpeJ, SpeZ, SmeZ-2). Superantigen mampu berinteraksi dengan antigen kompleks histokompatibilitas mayor yang diekspresikan pada permukaan sel penyaji antigen dan dengan berbagai daerah rantai beta limfosit T, yang menyebabkan proliferasi dan pelepasan sitokin, TNF-a, dan interferon y yang kuat. Selain itu, streptokokus grup A mampu menghasilkan zat ekstraseluler yang aktif secara biologis: streptolisin O dan S, streptokinase, hialuronidase, DNase B, streptodornase, lipoproteinase, peptidase, dll.

Dinding sel streptokokus meliputi kapsul, protein, polisakarida (antigen spesifik kelompok) dan lapisan mukoprotein. Komponen penting streptokokus grup A adalah protein M, yang menyerupai fimbria bakteri gram negatif dalam struktur. Protein M (antigen spesifik tipe) adalah faktor virulensi utama. Antibodi terhadapnya memberikan kekebalan jangka panjang terhadap infeksi berulang, tetapi lebih dari 110 tipe serologis dibedakan berdasarkan struktur protein M, yang secara signifikan mengurangi efektivitas reaksi pertahanan humoral. Protein M menghambat reaksi fagositosis, bekerja langsung pada fagosit, menutupi reseptor untuk komponen komplemen dan opsonin dan menyerap fibrinogen, fibrin dan produk degradasinya pada permukaannya. Ia memiliki sifat superantigen, yang menyebabkan aktivasi poliklonal limfosit dan pembentukan antibodi afinitas rendah. Sifat-sifat tersebut memainkan peran penting dalam pelanggaran toleransi terhadap isoantigen jaringan dan dalam pengembangan patologi autoimun.

Sifat-sifat antigen spesifik tipe juga dimiliki oleh protein-T dari dinding sel dan lipoproteinase (enzim yang menghidrolisis komponen-komponen yang mengandung lipid dari darah mamalia). Streptokokus dari varian-M yang berbeda dapat memiliki tipe-T yang sama atau kompleks tipe-T. Distribusi serotipe lipoproteinase secara tepat sesuai dengan tipe-M tertentu, tetapi enzim ini diproduksi oleh sekitar 40% strain streptokokus. Antibodi terhadap protein-T dan lipoproteinase tidak memiliki sifat protektif. Kapsul mengandung asam hialuronat, salah satu faktor virulensi. Ini melindungi bakteri dari potensi antimikroba fagosit dan memfasilitasi adhesi ke epitel. Asam hialuronat memiliki sifat-sifat antigen. Bakteri mampu menghancurkan kapsul secara independen selama invasi jaringan dengan mensintesis hialuronidase. Faktor patogenisitas terpenting ketiga adalah C5a-peptidase, yang menekan aktivitas fagosit. Enzim tersebut membelah dan menonaktifkan komponen komplemen C5a, yang bertindak sebagai kemoatraktan kuat.

Streptokokus grup A menghasilkan berbagai toksin. Titer antibodi terhadap streptolisin O memiliki nilai prognostik. Streptolisin S menunjukkan aktivitas hemolitik dalam kondisi anaerobik dan menyebabkan hemolisis superfisial pada media darah. Kedua hemolisin tidak hanya menghancurkan eritrosit, tetapi juga sel-sel lain: streptolisin O merusak kardiomiosit, dan streptolisin S - fagosit. Beberapa galur streptococcus grup A mensintesis toksin kardiohepatik. Toksin ini menyebabkan kerusakan pada miokardium dan diafragma, serta pembentukan granuloma sel raksasa di hati.

Mayoritas isolat streptokokus grup B adalah S. agalactiae. Dalam beberapa tahun terakhir, bakteri ini semakin menarik perhatian petugas kesehatan. Streptokokus grup B biasanya berkolonisasi di nasofaring, saluran pencernaan, dan vagina. Varian serologis streptokokus grup B berikut dibedakan: la, lb, Ic, II, dan III. Bakteri serovar 1a dan III bersifat tropik pada jaringan sistem saraf pusat dan saluran pernapasan; bakteri ini sering menyebabkan meningitis pada bayi baru lahir.

Di antara spesies lain, pneumokokus (S. pneumoniae), yang menyebabkan sebagian besar pneumonia yang didapat dari masyarakat pada manusia, memiliki kepentingan diagnostik yang besar. Mereka tidak mengandung antigen kelompok dan bersifat heterogen secara serologis. Menurut struktur antigen kapsul, 84 varian serologis pneumokokus dibedakan.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Patogenesis infeksi streptokokus

Paling sering, penyakit terjadi setelah streptokokus memasuki selaput lendir faring dan nasofaring. Asam lipoteikoat, yang merupakan bagian dari dinding sel, protein M dan F memastikan adhesi patogen ke permukaan amandel atau sel limfoid lainnya. Protein M meningkatkan resistensi bakteri terhadap potensi antimikroba fagosit, mengikat fibrinogen, fibrin, dan produk degradasinya. Ketika streptokokus bereproduksi, racun dilepaskan yang menyebabkan reaksi inflamasi pada jaringan amandel. Ketika streptokokus memasuki kelenjar getah bening melalui jalur limfatik, terjadi limfadenitis regional (submandibular). Komponen toksik, menembus darah, menyebabkan pelebaran umum pembuluh darah kecil (secara klinis - hiperemia dan ruam belang-belang). Komponen alergi, yang mengganggu permeabilitas pembuluh darah, dianggap sebagai penyebab glomerulonefritis, artritis, endokarditis, dll. Komponen septik menyebabkan akumulasi patogen di berbagai organ dan sistem serta perkembangan fokus peradangan bernanah. Kehadiran determinan antigen yang bereaksi silang pada streptokokus grup A (protein M, protein non-spesifik tipe, polisakarida A, dll.) dan sarkolema miofibril jaringan jantung dan ginjal menentukan perkembangan proses autoimun yang menyebabkan rematik dan glomerulonefritis. Mimikri molekuler merupakan faktor patogenetik utama infeksi streptokokus pada penyakit ini: antibodi terhadap antigen streptokokus bereaksi dengan autoantigen inang. Di sisi lain, protein M dan toksin eritrogenik menunjukkan sifat-sifat superantigen dan menyebabkan proliferasi sel-sel T, mengaktifkan reaksi kaskade dari hubungan efektor sistem imun dan pelepasan mediator dengan sifat-sifat sitotoksik: IL, TNF-a, interferon-gamma. Infiltrasi limfosit dan aksi lokal sitokin memainkan peran penting dalam patogenesis infeksi streptokokus invasif (pada selulitis, fasitis nekrotik, lesi kulit, organ dalam). Peran penting dalam patogenesis infeksi streptokokus invasif diberikan kepada TNF-a, LPS dari mikroflora gram negatif tubuh sendiri dan interaksi sinergisnya dengan toksin eritrogenik S. pyogenes.

Epidemiologi infeksi streptokokus

Reservoir dan sumber infeksi adalah pasien dengan berbagai bentuk klinis penyakit streptokokus akut dan pembawa streptokokus patogen. Bahaya terbesar dari sudut pandang epidemiologi ditimbulkan oleh! Pasien yang fokusnya terlokalisasi di saluran pernapasan atas (demam merah, radang amandel). Mereka sangat menular, dan bakteri yang mereka keluarkan mengandung faktor virulensi utama - kapsul dan protein M. Infeksi dari pasien tersebut paling sering menyebabkan perkembangan infeksi nyata pada individu yang rentan. Pasien yang fokus infeksi streptokokusnya terlokalisasi di luar saluran pernapasan (pioderma streptokokus, otitis, mastoiditis, osteomielitis, dll.) tidak begitu menular, yang dikaitkan dengan ekskresi patogen yang kurang aktif dari tubuh.

Lamanya periode infeksi pada pasien dengan infeksi streptokokus akut bergantung pada metode pengobatan. Terapi antibiotik rasional pada pasien dengan demam berdarah dan radang amandel membebaskan tubuh dari patogen dalam waktu 1,5-2 hari. Obat-obatan (sulfonamida, tetrasiklin), yang terhadap streptokokus grup A sensitivitasnya telah hilang seluruhnya atau sebagian, membentuk pembawa konvalesen pada 40-60% dari mereka yang telah pulih.

Dalam kelompok-kelompok di mana 15-20% pembawa jangka panjang hadir, streptokokus biasanya beredar terus-menerus. Dipercayai bahwa pembawa berbahaya bagi orang lain ketika ukuran fokus mikroba lebih dari 10 ³ CFU (unit pembentuk koloni) per tampon. Tingkat pembawa tersebut signifikan - sekitar 50% pembawa streptokokus grup A yang sehat. Di antara kultur patogen yang diisolasi dari pembawa, strain virulen ditemui beberapa kali lebih jarang daripada lingkungan strain yang diisolasi dari pasien. Pembawa streptokokus grup B, C dan G di tenggorokan diamati jauh lebih jarang daripada pembawa streptokokus grup A. Menurut berbagai data, untuk 4,5-30% wanita, pembawa streptokokus grup B di vagina dan rektum adalah tipikal. Lokalisasi patogen dalam tubuh sangat menentukan cara eliminasinya.

Mekanisme penularan infeksi adalah aerosol (melalui udara), lebih jarang - kontak (jalur makanan dan penularan melalui tangan dan barang-barang rumah tangga yang terkontaminasi). Infeksi biasanya terjadi selama kontak dekat dan berkepanjangan dengan orang yang sakit atau pembawa. Patogen dilepaskan ke lingkungan paling sering selama tindakan ekspirasi (batuk, bersin, percakapan aktif). Infeksi terjadi ketika menghirup aerosol di udara yang dihasilkan. Kerumunan orang di kamar dan kontak dekat yang berkepanjangan memperburuk kemungkinan infeksi. Perlu diperhatikan bahwa pada jarak lebih dari 3 m, rute penularan ini secara praktis tidak mungkin.

Faktor-faktor yang berkontribusi terhadap penularan patogen adalah tangan yang kotor, peralatan rumah tangga, dan makanan yang terkontaminasi. Faktor tambahan yang berkontribusi terhadap penularan patogen adalah suhu rendah dan kelembaban tinggi di dalam ruangan. Streptokokus grup A, ketika masuk ke dalam produk makanan tertentu, mampu berkembang biak dan mempertahankan sifat virulennya untuk waktu yang lama. Dengan demikian, wabah tonsilitis atau faringitis diketahui terjadi ketika mengonsumsi susu, kolak, mentega, salad telur rebus, lobster, kerang, sandwich dengan telur, ham, dll.

Risiko timbulnya komplikasi purulen akibat streptokokus terpapar pada pasien yang terluka, terbakar, pasien dalam periode pascaoperasi, serta wanita dalam proses persalinan dan bayi baru lahir. Autoinfeksi mungkin terjadi, serta penularan streptokokus grup B, yang menyebabkan infeksi urogenital, melalui hubungan seksual. Dalam patologi neonatal, faktor penularan adalah cairan ketuban yang terinfeksi. Dalam 50% kasus, infeksi mungkin terjadi selama perjalanan janin melalui jalan lahir.

Kerentanan alami manusia tinggi. Imunitas antistreptokokus bersifat antitoksik dan antimikroba. Selain itu, terjadi sensitisasi tubuh oleh tipe DTH, yang dikaitkan dengan patogenesis banyak komplikasi pascastreptokokus. Imunitas pada pasien yang pernah mengalami infeksi streptokokus bersifat spesifik tipe. Penyakit berulang mungkin terjadi ketika terinfeksi dengan serovar patogen yang lain. Antibodi terhadap protein M terdeteksi pada hampir semua pasien dari minggu ke-2 hingga ke-5 penyakit dan selama 10-30 tahun setelah penyakit. Antibodi tersebut sering terdeteksi dalam darah bayi baru lahir, tetapi menghilang pada bulan ke-5 kehidupan.

Infeksi streptokokus tersebar luas. Di daerah beriklim sedang dan dingin, insidensi infeksi faring dan pernapasan adalah 5-15 kasus per 100 orang. Di daerah selatan beriklim subtropis dan tropis, lesi kulit (streptoderma, impetigo) merupakan hal yang paling penting, dengan insidensi pada anak-anak mencapai 20% atau lebih pada musim tertentu. Cedera ringan, gigitan serangga, dan kebersihan kulit yang buruk merupakan predisposisi perkembangannya.

Infeksi streptokokus nosokomial dapat terjadi di rumah sakit bersalin, bagian anak-anak, bedah, otolaringologi, dan mata di rumah sakit. Infeksi terjadi baik secara endogen maupun eksogen (dari pembawa streptokokus di antara staf dan pasien) selama prosedur medis dan diagnostik invasif.

Siklus merupakan salah satu ciri khas proses epidemik pada infeksi streptokokus. Selain siklus yang sudah dikenal dengan interval 2-4 tahun, terdapat periodisitas dengan interval 40-50 tahun atau lebih. Keunikan dari sifat seperti gelombang ini adalah munculnya dan menghilangnya bentuk klinis yang sangat parah. Sejumlah besar kasus demam berdarah dan tonsilofaringitis diperumit oleh proses purulen-septik (otitis, meningitis, sepsis) dan imunopatologis (rematik, glomerulonefritis). Bentuk infeksi umum yang parah dengan lesi jaringan lunak yang dalam sebelumnya disebut dengan istilah "gangren streptokokus". Sejak pertengahan tahun 80-an, banyak negara telah mengalami peningkatan insiden infeksi streptokokus, yang bertepatan dengan perubahan struktur nosologis penyakit yang disebabkan oleh S. pyogenes. Kasus kelompok bentuk umum yang parah, yang sering berakibat fatal, mulai tercatat lagi [sindrom syok toksik (TSS), septikemia, miositis nekrotik, fasciitis, dll.]. Di Amerika Serikat, 10-15 ribu kasus infeksi streptokokus invasif tercatat setiap tahun, yang mana 5-19% (500-1500 kasus) adalah fasciitis nekrotik.

Penggunaan metode penelitian laboratorium secara luas telah memungkinkan untuk menetapkan bahwa kembalinya penyakit streptokokus invasif dikaitkan dengan perubahan serotipe patogen yang beredar dalam populasi: serotipe reumatogenik dan toksigenik telah menggantikan serotipe M. Selain itu, kejadian demam rematik dan infeksi toksik (tonsilofaringitis toksik, demam berdarah, dan TSS) telah meningkat.

Kerugian ekonomi yang disebabkan oleh infeksi streptokokus dan konsekuensinya kira-kira 10 kali lebih tinggi daripada yang disebabkan oleh hepatitis virus. Di antara streptokokus yang diteliti, yang paling signifikan secara ekonomi adalah tonsilitis (57,6%), infeksi saluran pernapasan akut akibat streptokokus (30,3%), erisipelas (9,1%), demam berdarah dan rematik aktif (1,2%) dan, terakhir, nefritis akut (0,7%).

Infeksi streptokokus primer menyumbang 50-80% morbiditas musiman. Infeksi streptokokus pernapasan memiliki musim gugur-dingin-semi yang jelas. Morbiditas musiman ditentukan terutama oleh anak-anak yang bersekolah di lembaga prasekolah.

Waktu peningkatan morbiditas musiman secara signifikan dipengaruhi oleh pembentukan atau pembaruan kelompok terorganisasi dan jumlahnya.

Dalam kelompok terorganisasi, yang diperbarui setahun sekali, terjadi peningkatan infeksi musiman tunggal. Dengan pembaruan ganda, terjadi peningkatan morbiditas musiman ganda, yang khususnya menjadi ciri khas kelompok militer. Morbiditas maksimum pertama, yang terkait dengan wajib militer musim semi, terjadi pada bulan Juni-Juli, sedangkan yang kedua, yang disebabkan oleh wajib militer musim gugur, terjadi pada bulan Desember-Januari.

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]