Патогенетическая микробиология

 

Пневмококк

• Микробиология и экология.
• Капсула и другие факторы болезнетворности.
• Пневмонии: проблема эндогенных и экзогенных инфекций.
• Внелегочные пиогенные инвазии: средний отит и менингит.
• Иммунологические подходы к профилактике пневмококковых инфекций.
• Антибиотикотерапия и резистентность пневмококка.

Правомерность включения пневмококка (Str. pneumoniae) в род Streptococcus разделяют не все микробиологи. Он существенно отличается от других стрептококков по ряду фенотипических и генотипических признаков, в том числе таких, которые определяют его взаимоотношения с человеком. Не случайно таксономическое положение пневмококка неоднократно менялось, и некоторые авторы не без оснований настаивают на его выделении хотя бы в самостоятельный род семейства Stpreptococcaceae.

В своем большинстве клетки пневмококка располагаются парами (отсюда историческое название — диплококк Френкеля—Вексельбаума, по авторам, выделившим его в 1886 г. от больных крупозной пневмонией) и защищены толстой полисахаридной капсулой, которая окружает оба кокка или образует чехол вокруг коротких цепочек (рис. 1). В классических описаниях форму пневмококковых клеток сравнивают с контурами пламени свечи или ланцета (ланцетовидный диплококк), хотя чаще (особенно в культурах) они выглядят как овальные кокки.

По культуральным признакам пневмококк похож на зеленящие стрептококки, но его нетрудно отличить по ряду других свойств, в частности по чувствительности к оптохину или по быстрому лизису поверхностноактивными веществами (например, желчными кислотами или просто желчью). Это связано с активацией аутолиза бактерий, а не с прямым деструктивным эффектом данных препаратов. Удивительная склонность пневмококка к аутолизу (она имеет значение для размножения бактерий) определяется ферментом LytA, разрушающим, как амидаза, бактериальный пептидогликан. Это может иметь патогенетическое значение, так как при лизисе пневмококков высвобождается холестеринсвязывающий белок, пневмолизин, обладающий способностью к повреждению альвеолярного эпителия и сосудистого эндотелия. Это служит причиной кровоизлияний (пурпура) и обильной экссудации в альвеолярное пространство при пневмококковой пневмонии. Из других эффектов пневмолизина отметим цилиостатическое действие (подавление активности реснитчатого эпителия), связывание с Fc-фрагментом антител (ведет к активации классического каскада комплемента), а также способность стимулировать макрофаги к выделению флогогенных цитокинов, прежде всего ФНО-a. Впрочем, значение пневмолизина в болезнетворности оспаривается тем, что капсульный серотип 3, один из самых вирулентных среди пневмококков, продуцирует низкий уровень данного белка.

Выделение пневмококка из носоглотки не редкость. Он периодически присутствует в верхних отделах респираторного тракта большинства здоровых людей. Первым, кто наблюдал пневмококк, был Л. Пастер. Он обнаружил его в слюне больного бешенством, заподозрив в причастности к заболеванию. Но от этого пришлось отказаться, так как идентичные бактерии определялись и у здоровых людей.

Пневмококк находится в абсолютной зависимости от своего хозяина и быстро погибает вне организма. Он весьма требователен к питательным средам (особенно при первичных посевах) и условиям культивирования. Поэтому самым надежным способом его выделения является внутрибрюшинное заражение белых мышей мокротой больного. Уже через несколько часов в брюшной полости появляется множество пневмококков, а через 24—48 ч животные погибают от сепсиса. Бактерии легко выделить из крови, селезенки и других органов. Таким же способом удается повысить вирулентность пневмококка, в частности усилить способность к капсулообразованию.

Симбиоз с пневмококком дается ценой серьезного напряжения иммунитетных ресурсов (см. «Стрептококки», рис. 5). Более того, существует до сих пор не опровергнутая (но и не доказанная) гипотеза о том, что бурное течение крупозной пневмонии, когда молниеносно захватывается доля и даже целое легкое, базируется на аллергии к пневмококку, т.е. на отягощенном иммунологическом анамнезе.

Пневмококки дифференцируют по антигенным особенностям капсульных полисахаридов (К-антигены). Известно более 80 К-сероваров (К-серотипов), идентификация которых представляет не только академический интерес, но и имеет эпидемиологическое значение, дополняя патогенетическую характеристику штаммов. Это связано с тем, что не все серовары играют одинаковую роль в патологии человека, а сопоставление сероваров пневмококковой аутофлоры зева с сероварами, изолированными из очагов поражения, позволяет отличить последствия активации эндогенных штаммов от экзогенного заражения.

Уникальными свойствами обладает так называемый С-полисахарид клеточной стенки пневмококка (он не имеет ничего общего с С-групповым полисахаридом стрептококков). Это тейхоевая кислота, которая благодаря своему фосфорил-холиновому фрагменту соединяется с одним из острофазных белков сыворотки крови, получившим по этой реакции название С-реактивного белка (СРБ). Реакция легко учитывается по образованию преципитата и используется в оценке активности воспалительных процессов. Сходным эффектом обладает F-антиген — липотейхоевая кислота пневмококковой клеточной стенки.

Пневмококк располагает рядом других поверхностных компонентов, которые обсуждаются прежде всего в связи с проблемами бактериальной адгезии и возможностью использования в качестве вакцинных препаратов. Они были обнаружены в опытах с моноклональными антителами и имеют слишком сложные названия, вынуждая пользоваться акронимами: PspA (pneumococcal surface protein A), РspС (pneumococcal surface protein C), PsaA (pneumococcal surface adhesin A), SpsA (S. pneumoniae surface protein A), CbpA (choline binding protein A). Некоторые из этих белков (PspA и PspC) обладают множеством антигенных вариантов, которые отличают штаммы даже в пределах одного капсульного серотипа, накладывая отпечаток на взаимоотношения с хозяином. Вариабельность становится важным фактором для понимания неоднозначности инфекций, вызываемых идентичными сероварами пневмококка. Вместе с тем, кроме дискретных эпитопов, пневмококковые белки имеют много общего, позволяя надеяться на создание унифицированных вакцин. Опыты на животных говорят о такой возможности.

Патология

Пневмонии. Специфической пневмококковой инфекцией является лобарная пневмония. Она больше известна как крупозная пневмония, так как альвеолярный экссудат богат фибрином, т.е. соответствует экссудату при крупозном воспалении. Болеют взрослые, реже — дети, у новорожденных заболевание не встречается. В 95% случаев причиной служит пневмококк. Процесс начинается остро и с поразительной скоростью охватывает значительную часть легкого. Иногда одновременно или последовательно поражаются несколько долей и даже оба легких. Экссудат с примесью эритроцитов заполняет альвеолы, вытесняя воздух и сокращая дыхательную поверхность легких (рис. 2).