Stafilokokus

Staphylococcus ditemukan pada tahun 1878 oleh R. Koch dan pada tahun 1880 oleh L. Pasteur dalam bahan bernanah. L. Pasteur, setelah menginfeksi seekor kelinci, akhirnya membuktikan peran staphylococcus sebagai agen penyebab peradangan bernanah. Nama "staphylococcus" diberikan pada tahun 1881 oleh A. Ogston (karena susunan selnya yang khas), dan sifat-sifatnya dijelaskan secara rinci pada tahun 1884 oleh F. Rosenbach.

Stafilokokus adalah sel gram positif, teratur secara geometris, berbentuk bulat dengan diameter 0,5-1,5 μm, biasanya terletak dalam kelompok, katalase positif, mereduksi nitrat menjadi nitrit, secara aktif menghidrolisis protein dan lemak, memfermentasi glukosa dalam kondisi anaerobik untuk membentuk asam tanpa gas. Mereka biasanya dapat tumbuh di hadapan 15% NaCl dan pada suhu 45 °C. Kandungan G + C dalam DNA adalah 30-39 mol%. Stafilokokus tidak memiliki flagela dan tidak membentuk spora. Mereka tersebar luas di alam. Reservoir utama mereka adalah kulit manusia dan hewan dan selaput lendir mereka yang berkomunikasi dengan lingkungan luar. Stafilokokus adalah anaerob fakultatif, hanya satu spesies (Staphylococcus saccharolyticus) yang merupakan anaerob ketat. Stafilokokus tidak menuntut media nutrisi, tumbuh baik pada media biasa, suhu optimum untuk pertumbuhan adalah 35-37 "C, pH 6,2-8,4. Koloni berbentuk bulat, berdiameter 2-4 mm, dengan tepi halus, cembung, buram, dicat dengan warna pigmen yang terbentuk. Pertumbuhan dalam kultur cair disertai dengan kekeruhan yang seragam, seiring waktu, endapan lepas jatuh. Ketika tumbuh pada media biasa, stafilokokus tidak membentuk kapsul, namun, ketika disemai dengan injeksi ke agar semi-cair dengan plasma atau serum, sebagian besar galur S. aureus membentuk kapsul. Galur acapsular dalam agar semi-cair tumbuh dalam bentuk koloni kompak, galur kapsul membentuk koloni difus.

Stafilokokus memiliki aktivitas biokimia yang tinggi: mereka memfermentasi gliserol, glukosa, maltosa, laktosa, sukrosa, manitol dengan pelepasan asam (tanpa gas); mereka membentuk berbagai enzim (plasmakoagulase, fibrinolisin, lesitinase, lisozim, alkali fosfatase, DNase, hialuronidase, reduktase telurida, proteinase, gelatinase, dll.). Enzim-enzim ini memainkan peran penting dalam metabolisme stafilokokus dan sangat menentukan patogenisitasnya. Enzim-enzim seperti fibrinolisin dan hialuronidase menyebabkan invasi stafilokokus yang tinggi. Plasmakoagulase adalah faktor utama patogenisitasnya: ia melindungi terhadap fagositosis dan mengubah protrombin menjadi trombin, yang menyebabkan koagulasi fibrinogen, akibatnya setiap sel ditutupi dengan lapisan protein yang melindungi terhadap fagosit.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Faktor patogenisitas stafilokokus

Staphylococcus merupakan mikroorganisme yang unik. Bakteri ini dapat menyebabkan lebih dari 100 penyakit yang berbeda, yang terbagi dalam sebelas kelas menurut Klasifikasi Internasional tahun 1968. Staphylococcus dapat menyerang jaringan dan organ apa pun. Sifat staphylococcus ini disebabkan oleh adanya kompleks besar faktor patogenisitas.

Faktor adhesi - penempelan stafilokokus ke sel jaringan disebabkan oleh sifat hidrofobisitasnya (semakin tinggi sifatnya, semakin kuat sifat perekatnya), serta sifat perekat polisakarida, mungkin juga protein A, dan kemampuan untuk mengikat fibronektin (reseptor untuk beberapa sel).

Berbagai enzim yang berperan sebagai faktor “agresi dan pertahanan”: plasmakoagulase (faktor patogenisitas utama), hialuronidase, fibrinolisin, DNase, enzim mirip lisozim, lesitinase, fosfatase, proteinase, dll.

Kompleks eksotoksin yang disekresikan:

• Toksin yang merusak membran - a, p, 8 dan y. Sebelumnya, toksin-toksin ini digambarkan sebagai hemolisin, nekrotoksin, leukosidin, toksin yang mematikan, yaitu berdasarkan sifat aksinya: hemolisis eritrosit, nekrosis bila diberikan secara intradermal pada kelinci, penghancuran leukosit, kematian kelinci bila diberikan secara intravena. Namun, ternyata efek tersebut disebabkan oleh faktor yang sama - toksin yang merusak membran. Toksin ini memiliki efek sitolitik pada berbagai jenis sel, yang dimanifestasikan dengan cara berikut. Molekul toksin ini pertama-tama mengikat reseptor yang belum diketahui dari membran sel target atau diserap secara non-spesifik oleh lipid yang terkandung dalam membran, dan kemudian membentuk heptamer berbentuk jamur dari 7 molekul, yang terdiri dari 3 domain. Domain yang membentuk "tutup" dan "tepi" terletak di permukaan luar membran, dan domain "kaki" berfungsi sebagai pori-pori saluran transmembran. Melalui inilah molekul-molekul kecil dan ion-ion masuk dan keluar, yang mengarah pada pembengkakan dan kematian sel-sel dengan nukleus dan lisis osmotik eritrosit. Beberapa jenis racun yang merusak membran (membentuk pori-pori) telah ditemukan: a-, b-, s- dan y-hemolisin (a-, b-, S- dan y-toksin). Mereka berbeda dalam sejumlah sifat. Hemolisin a paling sering ditemukan pada stafilokokus yang diisolasi dari manusia; ia melisiskan eritrosit manusia, kelinci dan domba jantan. Ia menyebabkan efek mematikan pada kelinci setelah 3-5 menit pemberian intravena. Hemolisin b paling sering ditemukan pada stafilokokus yang berasal dari hewan; ia melisiskan eritrosit manusia dan domba jantan (lebih baik pada suhu yang lebih rendah). Hemolisin S melisiskan eritrosit manusia dan banyak hewan. Efek mematikan pada kelinci ketika diberikan secara intravena terjadi dalam 16-24-48 jam. Sangat sering, stafilokokus mengandung racun a dan 8 secara bersamaan;
• Toksin eksfoliatif A dan B dibedakan berdasarkan sifat antigeniknya, sensitivitas suhu (A bersifat termostabil, B bersifat termolabil), dan lokasi gen yang mengendalikan sintesisnya (A dikendalikan oleh gen kromosom, B oleh gen plasmid). Seringkali, kedua eksfoliatin disintesis dalam galur S. aureus yang sama. Toksin ini dikaitkan dengan kemampuan stafilokokus untuk menyebabkan pemfigus pada bayi baru lahir, impetigo bulosa, dan ruam seperti demam merah;
• leukosidin sejati adalah racun yang berbeda dari hemolisin dalam sifat antigeniknya dan secara selektif bekerja pada leukosit, menghancurkannya;
• eksotoksin yang menyebabkan sindrom syok toksik (TSS). Ia memiliki sifat superantigen. TSS ditandai dengan demam, tekanan darah menurun, ruam kulit diikuti pengelupasan pada tangan dan kaki, limfopenia, terkadang diare, kerusakan ginjal, dll. Lebih dari 50% strain S. aureus mampu memproduksi dan mengeluarkan toksin ini.

Sifat alergenik yang kuat, yang dimiliki oleh kedua komponen struktur sel dan eksotoksin serta produk limbah lain yang disekresikan oleh bakteri. Alergen stafilokokus mampu menyebabkan reaksi hipersensitivitas baik tipe tertunda (DTH) maupun tipe langsung (IT) - Stafilokokus adalah penyebab utama alergi kulit dan pernapasan (dermatitis, asma bronkial, dll.). Keunikan patogenesis infeksi stafilokokus dan kecenderungannya untuk menjadi kronis berakar pada efek DTH.

Antigen yang bereaksi silang (dengan isoantigen eritrosit A dan B, ginjal dan kulit - induksi autoantibodi, perkembangan penyakit autoimun).

Faktor-faktor yang menghambat fagositosis. Kehadirannya dapat terwujud dalam penghambatan kemotaksis, perlindungan sel dari penyerapan oleh fagosit, pemberian kemampuan bagi stafilokokus untuk bereproduksi dalam fagosit, dan pemblokiran "ledakan oksidatif". Fagositosis dihambat oleh kapsul, protein A, peptideglycan, asam teichoic, toksin. Selain itu, stafilokokus menginduksi sintesis penekan aktivitas fagositosis oleh beberapa sel tubuh (misalnya, splenosit). Penghambatan fagositosis tidak hanya mencegah tubuh membersihkan stafilokokus, tetapi juga mengganggu fungsi pemrosesan dan penyajian antigen ke limfosit T dan B, yang menyebabkan penurunan kekuatan respons imun.

Kehadiran kapsul pada stafilokokus meningkatkan virulensinya terhadap tikus putih, membuatnya kebal terhadap aksi fag, tidak memungkinkan pengetikan dengan serum penggumpalan dan menutupi protein A.

Asam teikoat tidak hanya melindungi stafilokokus dari fagositosis, tetapi tampaknya berperan penting dalam patogenesis infeksi stafilokokus. Telah ditetapkan bahwa pada anak-anak yang menderita endokarditis, antibodi terhadap asam teikoat terdeteksi pada 100% kasus.

Tindakan mitogenik stafilokokus pada limfosit (tindakan ini dilakukan oleh protein A, enterotoksin, dan produk lain yang disekresikan oleh stafilokokus).

Enterotoksin A, B, CI, C2, C3, D, E. Enterotoksin ini dicirikan oleh spesifisitas antigen, stabilitas termal, ketahanan terhadap formalin (tidak berubah menjadi anatoksin) dan enzim pencernaan (tripsin dan pepsin), dan stabil dalam kisaran pH 4,5 hingga 10,0. Enterotoksin adalah protein molekul rendah dengan berat molekul 26 hingga 34 kDa dengan sifat superantigen.

Telah ditetapkan pula bahwa ada perbedaan yang ditentukan secara genetik dalam kerentanan terhadap infeksi stafilokokus dan sifat perjalanannya pada orang-orang. Secara khusus, penyakit purulen-septik stafilokokus yang parah lebih sering ditemukan pada orang dengan golongan darah A dan AB, lebih jarang - pada orang dengan golongan darah 0 dan B.

Kemampuan stafilokokus untuk menyebabkan keracunan makanan jenis intoksikasi dikaitkan dengan sintesis enterotoksin. Paling sering disebabkan oleh enterotoksin A dan D. Mekanisme kerja enterotoksin ini kurang dipahami, tetapi berbeda dari kerja enterotoksin bakteri lainnya, yang mengganggu fungsi sistem adenilat siklase. Semua jenis enterotoksin stafilokokus menyebabkan gambaran keracunan yang serupa: mual, muntah, nyeri pada pankreas, diare, terkadang sakit kepala, demam, kejang otot. Ciri-ciri enterotoksin stafilokokus ini disebabkan oleh sifat superantigeniknya: mereka menginduksi sintesis interleukin-2 yang berlebihan, yang menyebabkan intoksikasi. Enterotoksin merangsang otot polos usus dan meningkatkan motilitas saluran pencernaan. Keracunan paling sering dikaitkan dengan konsumsi produk susu yang terinfeksi stafilokokus (es krim, kue kering, kue, keju, keju cottage, dll.) dan makanan kaleng dengan mentega. Infeksi pada produk susu dapat dikaitkan dengan mastitis pada sapi atau dengan penyakit radang bernanah pada orang-orang yang terlibat dalam produksi makanan.

Dengan demikian, banyaknya berbagai faktor patogenisitas dalam stafilokokus dan sifat alergeniknya yang tinggi menentukan ciri-ciri patogenesis penyakit stafilokokus, sifatnya, lokalisasi, tingkat keparahan perjalanan penyakit, dan manifestasi klinisnya. Avitaminosis, diabetes, dan penurunan kekebalan tubuh berkontribusi terhadap perkembangan penyakit stafilokokus.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Resistensi stafilokokus

Di antara bakteri yang tidak membentuk spora, stafilokokus, seperti mikobakteri, memiliki ketahanan terbesar terhadap faktor eksternal. Mereka mentoleransi pengeringan dengan baik dan tetap hidup dan virulen selama berminggu-minggu dan berbulan-bulan dalam debu halus yang kering, menjadi sumber infeksi debu. Sinar matahari langsung membunuh mereka hanya dalam beberapa jam, dan cahaya yang menyebar memiliki efek yang sangat lemah. Mereka juga tahan terhadap suhu tinggi: mereka dapat menahan pemanasan hingga 80 °C selama sekitar 30 menit, panas kering (110 °C) membunuh mereka dalam waktu 2 jam; mereka mentoleransi suhu rendah dengan baik. Kepekaan terhadap disinfektan kimia sangat bervariasi, misalnya, larutan fenol 3% membunuh mereka dalam waktu 15-30 menit, dan larutan kloramin berair 1% - dalam 2-5 menit.

Epidemiologi infeksi stafilokokus

Karena stafilokokus merupakan penghuni tetap kulit dan selaput lendir, penyakit yang disebabkan olehnya dapat berupa autoinfeksi (dengan berbagai kerusakan pada kulit dan selaput lendir, termasuk mikrotrauma) atau infeksi eksogen yang disebabkan oleh metode infeksi kontak-rumah tangga, udara, debu udara atau makanan (keracunan makanan). Yang paling penting adalah pembawa stafilokokus patogen, karena pembawa, terutama di lembaga medis (berbagai klinik bedah, rumah sakit bersalin, dll.) dan dalam kelompok tertutup, dapat menyebabkan infeksi stafilokokus. Pembawa stafilokokus patogen dapat bersifat sementara atau intermiten, tetapi orang yang memilikinya secara permanen (pembawa residen) menimbulkan bahaya tertentu bagi orang lain. Pada orang-orang seperti itu, stafilokokus bertahan untuk waktu yang lama dan dalam jumlah besar pada selaput lendir hidung dan tenggorokan. Alasan pembawa jangka panjang tidak sepenuhnya jelas. Hal ini mungkin merupakan akibat dari melemahnya kekebalan lokal (kekurangan IgA sekretori), terganggunya fungsi selaput lendir, meningkatnya sifat perekat stafilokokus, atau disebabkan oleh beberapa sifat lainnya.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Gejala Infeksi Staph

Stafilokokus mudah menembus tubuh melalui kerusakan terkecil pada kulit dan selaput lendir dan dapat menyebabkan berbagai penyakit - mulai dari jerawat hingga peritonitis parah, endokarditis, sepsis atau septikopiemia, di mana angka kematiannya mencapai 80%. Stafilokokus menyebabkan furunkel, hidradenitis, abses, phlegmon, osteomielitis; di masa perang - sering menjadi penyebab komplikasi luka bernanah; stafilokokus memainkan peran utama dalam operasi bernanah. Memiliki sifat alergenik, mereka dapat menyebabkan psoriasis, vaskulitis hemoragik, erisipelas, poliartritis nonspesifik. Infeksi produk makanan dengan stafilokokus merupakan penyebab umum keracunan makanan. Stafilokokus adalah penyebab utama sepsis, termasuk pada bayi baru lahir. Tidak seperti bakteremia (bakteri dalam darah), yang merupakan gejala suatu penyakit dan diamati pada banyak infeksi bakteri, sepsis (septikemia - pembusukan darah) adalah penyakit independen dengan gambaran klinis spesifik, yang didasarkan pada kerusakan pada organ-organ sistem retikuloendotelial (sistem fagosit mononuklear - MPS). Pada sepsis, ada fokus purulen dari mana patogen secara berkala memasuki darah, menyebar ke seluruh tubuh dan mempengaruhi sistem retikuloendotelial (MSP), di mana sel-selnya berkembang biak, melepaskan racun dan alergen. Pada saat yang sama, gambaran klinis sepsis bergantung lemah pada jenis patogen, tetapi ditentukan oleh kerusakan pada organ-organ tertentu.

Septikopiemia merupakan suatu bentuk sepsis di mana patogen menimbulkan fokus purulen pada berbagai organ dan jaringan, yaitu sepsis yang diperumit oleh metastasis purulen.

Bakteremia pada sepsis dan septikopiemia dapat bersifat jangka pendek dan jangka panjang.

Kekebalan pasca infeksi ada, yang disebabkan oleh faktor humoral dan seluler. Antitoksin, antibodi antimikroba, antibodi terhadap enzim, serta limfosit T dan fagosit berperan penting di dalamnya. Intensitas dan durasi kekebalan terhadap stafilokokus belum cukup dipelajari, karena struktur antigennya terlalu beragam, dan tidak ada kekebalan silang.

Klasifikasi stafilokokus

Genus Staphylococcus mencakup lebih dari 20 spesies, yang dibagi menjadi dua kelompok - stafilokokus koagulase positif dan stafilokokus koagulase negatif. Berbagai ciri digunakan untuk membedakan spesies tersebut.

Stafilokokus koagulase-positif terutama bersifat patogen bagi manusia, tetapi banyak stafilokokus koagulase-negatif juga mampu menyebabkan penyakit, terutama pada bayi baru lahir (konjungtivitis neonatal, endokarditis, sepsis, penyakit saluran kemih, gastroenteritis akut, dll.). S. aureus, tergantung pada siapa pembawa utamanya, dibagi menjadi 10 ekovar (hominis, bovis, ovis, dll.).

Lebih dari 50 jenis antigen telah ditemukan pada stafilokokus, antibodi terbentuk di dalam tubuh untuk masing-masing antigen, banyak antigen memiliki sifat alergenik. Berdasarkan spesifisitas, antigen dibagi menjadi generik (umum untuk seluruh genus Staphylococcus); reaksi silang - antigen umum dengan isoantigen eritrosit manusia, kulit dan ginjal (mereka berhubungan dengan penyakit autoimun); spesies dan antigen spesifik tipe. Menurut antigen spesifik tipe yang terdeteksi dalam reaksi aglutinasi, stafilokokus dibagi menjadi lebih dari 30 serovarian. Namun, metode serologis untuk mengetik stafilokokus belum digunakan secara luas. Protein A, yang dibentuk oleh S. aureus, dianggap spesifik spesies. Protein ini terletak di permukaan, terikat secara kovalen dengan peptideglycan, mm-nya sekitar 42 kD. Protein A disintesis secara aktif terutama dalam fase pertumbuhan logaritmik pada suhu 41 °C, bersifat termolabil, dan tidak dihancurkan oleh tripsin; sifat uniknya adalah kemampuan untuk mengikat fragmen Fc imunoglobulin IgG (IgG1, IgG2, IgG4), dan pada tingkat yang lebih rendah pada IgM dan IgA. Beberapa daerah yang mampu mengikat daerah rantai polipeptida imunoglobulin yang terletak di perbatasan domain CH2 dan CH3 telah diidentifikasi pada permukaan protein A. Sifat ini telah banyak digunakan dalam reaksi koaglutinasi: stafilokokus yang mengandung antibodi spesifik, yang memiliki pusat aktif bebas, memberikan reaksi aglutinasi yang cepat saat berinteraksi dengan antigen.

Interaksi protein A dengan imunoglobulin menyebabkan disfungsi sistem komplemen dan fagosit dalam tubuh pasien. Protein ini memiliki sifat antigenik, merupakan alergen yang kuat, dan menginduksi proliferasi limfosit T dan B. Perannya dalam patogenesis penyakit stafilokokus belum sepenuhnya dijelaskan.

Strain S. aureus bervariasi dalam kepekaannya terhadap fag stafilokokus. Untuk menggolongkan S. aureus, digunakan satu set internasional yang terdiri dari 23 fag moderat, yang dibagi menjadi empat kelompok:

• Kelompok 1 - fag 29.52, 52A, 79, 80;
• Kelompok 2 - fag 3A, 3C, 55, 71;
• Kelompok 3 - fag 6, 42E, 47, 53, 54, 75, 77, 83A, 84, 85;
• Kelompok 4 - fag 94, 95, 96;
• di luar kelompok - fag 81.

Hubungan stafilokokus dengan fag bersifat unik: strain yang sama dapat dilisiskan baik oleh satu fag atau oleh beberapa fag secara bersamaan. Namun karena sensitivitasnya terhadap fag merupakan fitur yang relatif stabil, pengetikan fag stafilokokus memiliki kepentingan epidemiologis yang besar. Kerugian dari metode ini adalah tidak lebih dari 65-70% S. aureus dapat diketik. Dalam beberapa tahun terakhir, serangkaian fag spesifik telah diperoleh untuk mengetikan S. epidermidis.

[ 16 ]

Diagnostik laboratorium infeksi stafilokokus

Metode utamanya adalah bakteriologis; reaksi serologis telah dikembangkan dan diterapkan. Jika perlu (dalam kasus keracunan), uji biologis digunakan. Bahan untuk pemeriksaan bakteriologis adalah darah, nanah, lendir dari faring, hidung, cairan luka, dahak (dalam kasus pneumonia stafilokokus), tinja (dalam kasus kolitis stafilokokus), dalam kasus keracunan makanan - muntah, tinja, bilas lambung, produk yang mencurigakan. Bahan tersebut diinokulasi pada agar darah (hemolisis), pada agar susu-garam (kuning susu-garam) (pertumbuhan bakteri asing dihambat karena NaCl, pigmen dan lesitinase lebih terdeteksi). Kultur yang diisolasi diidentifikasi berdasarkan karakteristik spesies, keberadaan karakteristik utama dan faktor patogenisitas (pigmen emas, fermentasi manitol, hemolisis, plasmakoagulase) ditentukan, sensitivitas terhadap antibiotik perlu diperiksa, dan pengetikan fag dilakukan jika perlu. Di antara reaksi serologis untuk diagnosis penyakit purulen-septik, RPGA dan IFM digunakan, khususnya untuk menentukan antibodi terhadap asam teichoic atau antigen spesifik spesies.

Tiga metode digunakan untuk menentukan enterotoksigenisitas stafilokokus:

• serologis - menggunakan serum antitoksik spesifik dalam reaksi presipitasi gel, enterotoksin dideteksi dan jenisnya ditentukan;
• biologis - pemberian filtrat kultur kaldu staphylococcus secara intravena kepada kucing dengan dosis 2-3 ml per 1 kg berat badan. Toksin menyebabkan muntah dan diare pada kucing;
• metode bakteriologis tidak langsung - isolasi kultur murni stafilokokus dari produk yang mencurigakan dan penentuan faktor patogenisitasnya (pembentukan enterotoksin berkorelasi dengan keberadaan faktor patogenisitas lainnya, khususnya RNase).

Metode paling sederhana dan paling sensitif untuk mendeteksi enterotoksin adalah metode serologis.

Pengobatan infeksi staph

Untuk pengobatan penyakit stafilokokus, antibiotik beta-laktam terutama digunakan, yang sensitivitasnya harus ditentukan terlebih dahulu. Pada infeksi stafilokokus yang parah dan kronis, efek positif dicapai dengan terapi spesifik - penggunaan autovaksin, toksoid, imunoglobulin antistafilokokus (manusia), plasma antistafilokokus.

Pencegahan spesifik infeksi stafilokokus

Untuk menciptakan kekebalan buatan terhadap infeksi stafilokokus, digunakan anatoksin stafilokokus (cair dan tablet), tetapi ia menciptakan kekebalan antitoksik hanya terhadap stafilokokus yang dilisiskan terutama oleh fag golongan I. Penggunaan vaksin dari stafilokokus yang telah dimatikan atau antigennya, meskipun hal itu menyebabkan munculnya antibodi antimikroba, tetapi hanya terhadap serovarkanta yang menjadi bahan pembuatan vaksin. Masalah menemukan vaksin yang sangat imunogenik yang efektif terhadap banyak jenis stafilokokus patogen merupakan salah satu masalah terpenting dalam mikrobiologi modern.