Впервые стафилококки были обнаружены Пастером и Кохом в 1878 г. Подробно описал клиническую картину, вызываемую стафилококками, и изучил их Розенбах (1884).
Морфология и биологические свойства. Стафилококки (от греч. staphyle — виноградная гроздь) имеют форму круглых шаров диаметром 0,6—1 мкм, которые располагаются кучками, напоминающими грозди винограда. В патологическом материале они могут обнаруживаться в виде отдельно лежащих одиночных кокков, диплококков, коротких цепочек. Спор не образуют, жгутиков не имеют. У некоторых штаммов стафилококков обнаруживают капсулу. Под действием пенициллина и других веществ стафилококки могут образовывать L-формы. Стафилококки хорошо окрашиваются анилиновыми красками, грамположительны.
По типу дыхания являются факультативными анаэробами. Стафилококки хорошо растут на простых питательных средах в различных атмосферных условиях, в том числе при 20—30% углекислоты, образуя при этом сильный токсин; оптимальный рН 7,2—7,8; растут в пределах 8—43°С при оптимуме 37°С. На мясо-пептонном бульоне дают равномерное помутнение с осадком. На плотных средах образуют средней величины (диаметр 2—4 мм) гладкие, круглые, выпуклые, блестящие, с ровными краями колонии. Благодаря пигментообразованию колонии могут быть золотистого, желтого, лимонно-желтого, кремового или белого цвета. Пигментообразование лучше выражено при посеве из молочно-солевой агар. Пигмент, выделяемый стафилококками, относится к липохромам и растворяется в спирте, эфире, ацетоне, не растворяется в воде. Поэтому при росте на питательной среде окрашены только колонии стафилококка. Встречаются беспигментные колонии.
Стафилококки разлагают ряд углеводов с образованием кислоты: глюкозу, лактозу, маннит, сахарозу, мальтозу, образуют на питательном субстрате сероводород, восстанавливают нитраты в нитриты, разжижают желатин.
Токсинообразование. Патогенные свойства стафилококков обусловлены способностью вырабатывать экзотоксины и ферменты агрессии. В настоящее время выделяют четыре типа стафилококковых токсинов: альфа (а), бета (b), дельта (d), гамма (у).
Они являются самостоятельными субстанциями и вызывают лизис эритроцитов, оказывают летальное и некротическое действие. Эти свойства неодинаково выражены у различных типов токсинов. Наиболее изучены гемолитические свойства токсинов, поэтому их часто называют гемолизинами. Гемолитическую способность стафилококков можно определить при посеве на кровяной агар, на котором через 18—24 ч вокруг колонии стафилококка видна зона гемолиза. Некротическое действие можно установить, вводя культуру стафилококка внутрикожно кролику. Через 24—48 ч на месте инъекции наступает некроз кожи (положительная дермонекротическая проба). Летальные свойства определяют внутривенным введением 0,2—0,4 мл стафилококкового токсина кролику. Смерть животного наступает через 5—10 мин.
Альфа - токсин наиболее изучен. Относится к истинным токсинам. Разрушает эритроциты кролика и барана, слабо — эритроциты человека. Термолабилен. Оказывает летальное и некротическое действие. Обладает антигенными и иммуногенными свойствами, легко переводится в анатоксин.
Дельта-токсин в основном продуцируется штаммами стафилококков, выделяемыми из патологического материала от больных. Действует на эритроциты человека и лошади. Вызывает гибель кроликов при внутривенном введении 125 мкг очищенного токсина. Антигенные свойства выражены слабо, не переводится в анатоксин.
Гамма-токсин малоизучен. Вызывает лизис эритроцитов кролика, барана и человека. Термолабилен.
Установлено, что патогенные стафилококки выделяют вещества, губительно действующие на лейкоциты человека и различных видов животных. Эти вещества получили название лейкоцидинов. У стафилококков описано четыре типа лейкощщинов. Они обладают антигенными свойствами. "При иммунизации животных можно получить иммунную сыворотку, обладающую способностью нейтрализовать лейкоцитолитическое действие яда.
Патогенные стафилококки способны продуцировать энтеротоксин, который вызывает пищевые отравления. Стафилококковые пищевые интоксикации возникают после приема пищи, содержащей энтеротоксин, выделенный стафилококками при размножении в продукте. Важной особенностью стафилококкового энтеротоксина является его термоустойчивость. Поэтому продукты, содержащие энтеротоксин, даже после термической обработки могут явиться причиной пищевого отравления.
В последние годы у некоторых патогенных стафилококков найден особый экзотоксин, который был назван Стафилококки, выделяющие этот вид токсина, вызывают эксфолиативные поражения кожи (пузырчатка новорожденных, локальное буллезное импетиго, скарлатинозоподобная сыпь).
К токсическим субстанциям относятся выделяемые стафилококками ферменты агрессии:
1) плазмокоагулаза, вызывающая свертывание плазмы крови;
2) гиалуронидаза, расщепляющая гиалуроновую кислоту, которая входит в состав основного вещества соединительной ткани;
3) фибринолизин, растворяющий фибрин;
4) фосфатаза.
Кроме того, установлено, что патогенные свойства стафилококков связаны со способностью их продуцировать дезоксирибонуклеазу (ДНК-азу), лецитовителлазу, липазу, лизоцим. Стафилококки могут продуцировать антибиотические вещества — бактериоцины (стафилоцины). Установлено, что стафилоцины не только подавляют рост других штаммов стафилококков, но и оказывают ингибиторное действие на дифтерийные палочки, а также различные виды бацилл и клостридий.
Устойчивость. Среди патогенных микробов стафилококки наиболее устойчивы во внешней среде. Они хорошо переносят замораживание, сохраняя при этом жизнеспособность в течение нескольких лет, и высыхание, являясь в дальнейшем источником пылевой (воздушной) инфекции. Прямой солнечный свет убивает стафилококки в течение нескольких часов. При нагревании до 70°С они погибают в течение 1 ч, до 80°С — через 10—20 мин. Менее устойчивы стафилококки к действию различных химических веществ: 0,1% раствор сулемы и 3% раствор карболовой кислоты убивают их в течение 15—30 мин, 1% раствора хлорамина — через 2—5 мин. Стафилококки устойчивы к повышенной концентрации хлорида натрия. Поэтому при выделении их из загрязненного материала используют питательные среды с повышенным содержанием NaCl (7—10%). Стафилококки быстро приобретают устойчивость к антибиотикам. Особенно распространены штаммы, устойчивые к пенициллину, так как стафилококки обладают ферментом пенициллиназой.
Антигенная структура. Изучена недостаточно. Выделены около 30 полисахаридных типоспецифических антигенов и один общий белковый антиген. К этим антигенам получены агглютинирующие и преципитирующие сыворотки. Однако довольно большое количество культур стафилококков не поддается серологическому типированию.
Классификация. Род стафилококков, согласно классификации Берджи (1974), делят на три вида:
1) Staphylococcus aureus;
2) Staph, epidermidis;
3) Staph, saprophytics. Болезнетворное действие оказывает преимущественно Staph, aureus. Staph, epidermidis и Staph, saprophytics являются постоянными обитателями кожи и слизистых оболочек. Общепринятыми тестами для дифференциации этих видов служат:
а) реакция плазмокоагуляции;
б) сбраживание маннита в анаэробных условиях.
Staph, aureus коагулирует плазму крови, сбраживает маннит в анаэробных условиях, а также продуцирует ДНК-азу, фибринолизин, гиалуронидазу, лецитовителлазу, фосфатазу и другие факторы патогенности. Два других вида: Staph, epidermidis и
Staph, saprophyticus — не обладают основными факторами патогенности. Вид Staph, saprophyticus изучен еще мало. Для дифференциации различных видов стафилококков в настоящее время рекомендуют тесты, приведенные в табл. 1.
У Staph, aureus обнаружены фаги. Существует международный набор, состоящий из 22 фагов, объединенных в 4 группы (I, И, III и IV). С помощью этого набора фагов производят фаготипирование выделенных культур Staph, aureus.
Чувствительность стафилококка к одному или нескольким фагам является довольно постоянным признаком. Удается типировать 75— 80% всех культур патогенных стафилококков. Фаготипирование играет большую роль в эпидемиологическом анализе стафилококковых заболеваний, помогая установить источник инфекции и определить пути ее распространения.
Патогенность. Из лабораторных животных наиболее чувствительны кролики, в меньшей степени — морские свинки и белые мыши.
Патогенез и клиника. Как уже отмечено, стафилококки широко распространены во внешней среде. Они являются сапрофитами кожи и слизистых оболочек человека. У здоровых людей наряду с не патогенными довольно часто встречаются патогенные стафилококки. Преимущественная их локализация — слизистая оболочка носа и зева. Установлено, что только у небольшой части людей в организме постоянно отсутствует патогенный стафилококк. У большинства он имеется периодически, а некоторые лица являются постоянными бактерионосителями. Имеется категория «злостных» носителей, в носоглотке которых постоянно и в большом количестве обитают патогенные стафилококки, устойчивые к антибиотикам, определенных фаготипов и называемые «эпидемическими», так как они часто являются причиной стафилококковых массовых заболеваний в больницах. Такие носители, особенно среди медицинского персонала, а также лица, страдающие стафилококковыми заболеваниями, являются основным источником стафилококковой инфекции в больницах.
Стафилококки играют огромную роль в патологии. Они вызывают самые разнообразные гнойные заболевания: гнойничковые поражения кожи и подкожной клетчатки, ангины, отиты, пневмонии, уретриты, холециститы, энтероколиты, сепсис и др. Особенно велика их роль в акушерско-гинекологической практике и хирургии. Стафилококки являются наиболее частой причиной гнойно- воспалительных заболеваний у новорожденных вплоть до генерализованной инфекции — сепсиса, маститов у рожениц, гнойных осложнений после операций у хирургических больных. Патологический процесс вызывается, как правило, патогенными стафилококками. Однако у лиц с пониженной сопротивляемостью инфекционный процесс может быть обусловлен непатогенным стафилококком. Стафилококковые заболевания протекают тяжело, с высокой летальностью, особенно у детей раннего возраста и ослабленных больных.
Инфекция передается главным образом контактным путем или через воздух. При некоторых заболеваниях (гнойничковые болезни кожи, ангины и др.) инфекция может быть эндогенной.
Среди стафилококковых заболеваний особое место занимают пищевые интоксикации, возникающие в результате употребления в пищу продуктов (чаще всего молочных, мясных и сладких блюд), в которых произошли размножение стафилококка и накопление энтеротоксина.
Они имеют наибольший удельный вес среди пищевых отравлений микробной природы. Стафилококковые пищевые отравления называют токсикозами, так как характерная клиническая картина (многократная рвота, головная боль, сердечная слабость, иногда понос) обусловлена действием не стафилококка, а его энтеротоксина.
Иммунитет. Человек обладает значительной устойчивостью к воздействию стафилококков благодаря защитным свойствам кожи, фагоцитозу, наличию у здоровых лиц противостафилококковых антител и других факторов. После перенесенного заболевания иммунитет непродолжительный и малонапряженный.
В механизме иммунитета против стафилококка главная роль принадлежит гуморальному фактору, в частности стафилококковому антитоксину, а клеточная защита имеет второстепенное значение. Приобретенный антитоксический иммунитет нестойкий. Для стафилококковых заболеваний характерна склонность к рецидивам. Сопротивляемость стафилококковой инфекции снижается в результате различных заболеваний, травм, диабета, облучения и т. д.
Микробиологическая диагностика. Материалом для исследования являются: гнойное отделяемое, мокрота, слизь из зева и носа, воспалительный экссудат, моча, кровь, испражнения, рвотные массы, промывные воды желудка и др.
Схема микробиологического исследования.
Первый день:
1) микроскопия материала, окрашенного по Граму, позволяет составить ориентировочное представление о виде микроба и степени обсемененности материала;
2) посев исследуемого материала в солевой бульон, на чашки с молочно-солевым агаром (или желточно-солевым) и 5% кровяным агаром. Посевы помещают в термостат при 37°С на 18—24 ч.
Второй день: просмотр чашек с посевами. На чашке с желточно-солевым агаром отмечают образование зоны помутнения вокруг колонии с радужным венчиком (в случае наличия фермента лецитовителлазы), на кровяном агаре — гемолиз.
Подозрительные колонии микроскопируют и отсевают на скошенный агар для выделения чистой культуры. Из солевого бульона делают высев на чашки с молочно-солевым или желточно-солевым агаром. Далее исследуют, как первичные посевы на плотных средах.
Третий день: культуру, выросшую на скошенном агаре, изучают, определяя признаки патогенности: ставят реакцию плазмокоагуляции, засевают в пробирку с маннитом и определяют чувствительность к антибиотикам. В целях эпидемиологического анализа проводят фаготипирование. Четвертый день: учет реакции плазмокоагуляции, ферментации маннита, чувствительности к антибиотикам, фаготипирования. Культуры, коагулирующие плазму, сбраживающие маннит в анаэробных условиях, относят к патогенным.
При пищевых отравлениях для установления этиологической роли стафилококков ставят биопробу на котятах. Для этого им скармливают остатки пищи, вызвавшей отравление, или вводят в желудок через зонд выделенную культуру стафилококка. В случае наличия в исследуемом материале энтеротоксина у котят через 30—60 мин наступает рвота и понос.
Профилактика и лечение. Широкое распространение стафилококковых заболеваний связано с интенсивностью циркуляции стафилококков, значительной устойчивостью их во внешней среде, естественным отбором высоковирулентных полирезистентных к антибиотикам штаммов. С другой стороны, изменяется восприимчивость к заражению у лиц со сниженной сопротивляемостью инфекции. Поэтому для борьбы со стафилококковой инфекцией необходимо проводить комплекс мероприятий в трех направлениях:
1) воздействие на источник инфекции — строгая изоляция лиц со стафилококковыми заболеваниями, санация носителей патогенного стафилококка среди медицинского персонала и больных лизоцимом, экмоновоциллином, фурацилином, риванолом, мазью «Оксикорт» и другими препаратами. Вводят их в виде мазей или капель в нос, используют для полоскания горла, а также для ингаляций;
2) пресечение путей передачи стафилококковой инфекции, для чего необходимы ряд мер, направленных на улучшение санитарно-гигиенического режима, строжайшее соблюдение асептики и антисептики в больничных учреждениях,
3) повышение защитных сил макроорганизма, для чего используют общеукрепляющие средства и ряд специфических иммунопрепаратов. К таким препаратам относятся стафилококковый анатоксин, антифагин, вакцина, поливалентный стафилококковый бактериофаг, аутовакцина, антистафилококковая плазма и гамма-глобулин. Стафилококковый анатоксин используют для иммунизации беременных и хирургических больных с целью профилактики послеоперационных гнойных осложнений.
Для лечения стафилококковых заболеваний применяют антибиотики в сочетании с иммунопрепаратами.