Oorzaken en pathogenese van streptokokkeninfectie

Oorzaken van streptokokkeninfectie

De verwekkers van een streptokokkeninfectie zijn niet-beweeglijke, facultatief anaërobe grampositieve kokken van het geslacht Streptococcus uit de familie Streptococcaceae. Het geslacht omvat 38 soorten die verschillen in metabole kenmerken, culturele en biochemische eigenschappen en antigene structuur. Celdeling vindt slechts in één vlak plaats, dus ze bevinden zich in paren (diplokoken) of vormen ketens van verschillende lengtes. Sommige soorten hebben een kapsel. De pathogenen kunnen groeien bij een temperatuur van 25-45 °C; de optimale temperatuur is 35-37 °C. Op dichte voedingsmedia vormen ze kolonies met een diameter van 1-2 mm. Op media met bloed worden kolonies van sommige soorten omgeven door een hemolysezone. Een verplicht kenmerk dat alle vertegenwoordigers van het geslacht streptokokken kenmerkt, is een negatieve benzidine- en catalasetest. Streptokokken zijn resistent in de omgeving; ze kunnen vele maanden overleven in opgedroogde pus of sputum. De ziekteverwekkers kunnen verhitting tot 60 °C gedurende 30 minuten verdragen: onder invloed van desinfectiemiddelen sterven ze binnen 15 minuten.

Gebaseerd op de structuur van groepspecifieke polysaccharideantigenen (substantie C) van de celwand, zijn er 17 serologische groepen streptokokken, aangeduid met de Latijnse letters (AO). Binnen deze groepen worden streptokokken onderverdeeld in serologische varianten op basis van de specificiteit van proteïne M-, P- en T-antigenen. Streptokokken uit groep A hebben een breed scala aan superantigenen: erythrogene toxinen A, B en C, exotoxine F (mitogene factor), streptokokkensuperantigeen (SSA), erythrogene toxinen (SpeX, SpeG, SpeH, SpeJ, SpeZ, SmeZ-2). Superantigenen kunnen interageren met antigenen van het belangrijkste histocompatibiliteitscomplex dat tot expressie komt op het oppervlak van antigeenpresenterende cellen en met variabele regio's van de bètaketen van T-lymfocyten, wat leidt tot hun proliferatie en een krachtige afgifte van cytokines, TNF-α en β-interferon. Bovendien is de streptokok van groep A in staat biologisch actieve extracellulaire stoffen te produceren: streptolysinen O en S, streptokinase, hyaluronidase, DNase B, streptodornase, lipoproteïnase, peptidase, enz.

De celwand van streptokokken bestaat uit een kapsel, eiwit, polysaccharide (groepspecifiek antigeen) en mucoproteïnelaag. Een belangrijk onderdeel van groep A-streptokokken is proteïne M, dat qua structuur lijkt op de fimbriae van gramnegatieve bacteriën. Proteïne M (typespecifiek antigeen) is de belangrijkste virulentiefactor. Antilichamen hiertegen bieden langdurige immuniteit tegen herhaalde infecties, maar meer dan 110 serologische typen onderscheiden zich door de structuur van proteïne M, die de effectiviteit van humorale afweerreacties aanzienlijk vermindert. Proteïne M remt fagocytische reacties door direct in te werken op fagocyten, receptoren voor complementcomponenten en opsoninen te maskeren en fibrinogeen, fibrine en de afbraakproducten ervan aan zijn oppervlak te adsorberen. Het heeft de eigenschappen van een superantigeen en veroorzaakt polyklonale activering van lymfocyten en de vorming van antilichamen met lage affiniteit. Deze eigenschappen spelen een belangrijke rol bij de schending van de tolerantie voor weefselisoantigenen en bij de ontwikkeling van auto-immuunziekten.

De eigenschappen van typespecifieke antigenen worden ook waargenomen door het T-proteïne van de celwand en lipoproteïnase (een enzym dat lipidebevattende componenten van zoogdierbloed hydrolyseert). Streptokokken van verschillende M-varianten kunnen hetzelfde T-type of een complex van T-types hebben. De verdeling van de lipoproteïnase-serotypen komt exact overeen met bepaalde M-types, maar dit enzym wordt geproduceerd door ongeveer 40% van de streptokokkenstammen. Antilichamen tegen T-proteïne en lipoproteïnase hebben geen beschermende eigenschappen. De capsule bevat hyaluronzuur, een van de virulentiefactoren. Het beschermt bacteriën tegen het antimicrobiële potentieel van fagocyten en vergemakkelijkt de hechting aan het epitheel. Hyaluronzuur heeft de eigenschappen van een antigeen. Bacteriën kunnen de capsule onafhankelijk vernietigen tijdens weefselinvasie door hyaluronidase te synthetiseren. De derde belangrijkste pathogeniciteitsfactor is C5a-peptidase, dat de activiteit van fagocyten onderdrukt. Het enzym splitst en inactiveert de complementcomponent C5a, die als een krachtige chemoattractant werkt.

Streptokokken uit groep A produceren verschillende toxines. Antilichaamtiters tegen streptolysine O hebben een voorspellende waarde. Streptolysine S vertoont hemolytische activiteit onder anaërobe omstandigheden en veroorzaakt oppervlakkige hemolyse in bloedmedia. Beide hemolysinen vernietigen niet alleen erytrocyten, maar ook andere cellen: streptolysine O beschadigt cardiomyocyten en streptolysine S fagocyten. Sommige stammen van groep A-streptokokken synthetiseren cardiohepatisch toxine. Dit veroorzaakt schade aan de hartspier en het middenrif, en de vorming van reuzencelgranulomen in de lever.

De meeste isolaten van groep B-streptokokken zijn S. agalactiae. De laatste jaren hebben ze steeds meer de aandacht getrokken van zorgverleners. Groep B-streptokokken koloniseren meestal de neuskeelholte, het maag-darmkanaal en de vagina. Er worden de volgende serologische varianten van groep B-streptokokken onderscheiden: Ia, Ib, Ic, II en III. Bacteriën van serovars 1a en III zijn tropisch in de weefsels van het centrale zenuwstelsel en de luchtwegen; ze veroorzaken vaak meningitis bij pasgeborenen.

Pneumokokken (S. pneumoniae), die de meeste gemeenschapspneumonieën bij mensen veroorzaken, zijn van groot diagnostisch belang. Ze bevatten geen groepsantigeen en zijn serologisch heterogeen. Op basis van de structuur van capsulaire antigenen worden 84 serologische varianten van pneumokokken onderscheiden.

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

Pathogenese van streptokokkeninfectie

Meestal ontstaan ziekten nadat streptokokken de slijmvliezen van de keelholte en neusholte zijn binnengedrongen. Lipoteichoïnezuur, een onderdeel van de celwand, en M- en F-eiwitten zorgen voor de hechting van de ziekteverwekker aan het oppervlak van de amandelen of andere lymfoïde cellen. Proteïne M bevordert de bacteriële resistentie tegen het antimicrobiële potentieel van fagocyten en bindt fibrinogeen, fibrine en de afbraakproducten ervan. Bij de voortplanting van streptokokken komen toxines vrij die een ontstekingsreactie van het amandelweefsel veroorzaken. Wanneer streptokokken via de lymfevaten de lymfeklieren binnendringen, ontstaat regionale (submandibulaire) lymfadenitis. Toxische componenten die in het bloed doordringen, veroorzaken een algemene verwijding van kleine bloedvaten (klinisch - hyperemie en puntvormige huiduitslag). De allergische component, die de vasculaire permeabiliteit verstoort, wordt beschouwd als de oorzaak van glomerulonefritis, artritis, endocarditis, enz. De septische component leidt tot de accumulatie van de ziekteverwekker in verschillende organen en systemen en de ontwikkeling van purulente ontstekingshaarden. De aanwezigheid van veel voorkomende kruisreagerende antigeendeterminanten in groep A-streptokokken (proteïne M, niet-typespecifieke eiwitten, A-polysaccharide, enz.) en het sarcolemma van myofibrillen van hart- en nierweefsel bepaalt de ontwikkeling van auto-immuunprocessen die leiden tot reuma en glomerulonefritis. Moleculaire mimicry is de belangrijkste pathogene factor van streptokokkeninfectie bij deze ziekten: antilichamen tegen streptokokkenantigenen reageren met de autoantigenen van de gastheer. Aan de andere kant vertonen proteïne M en erythrogene toxine eigenschappen van superantigenen en veroorzaken ze proliferatie van T-cellen, wat een cascadereactie van de effectorverbinding van het immuunsysteem activeert en de afgifte van mediatoren met cytotoxische eigenschappen veroorzaakt: IL, TNF-α en interferon-γ. Lymfocytinfiltratie en lokale werking van cytokinen spelen een belangrijke rol in de pathogenese van invasieve streptokokkeninfecties (bij cellulitis, necrotische fasciitis, huidlaesies en inwendige organen). Een belangrijke rol in de pathogenese van invasieve streptokokkeninfecties wordt toegeschreven aan TNF-α, LPS van de gramnegatieve microflora van het lichaam en de synergetische interactie ervan met de erythrogene toxine S. pyogenes.

Epidemiologie van streptokokkeninfectie

Het reservoir en de bron van infectie zijn patiënten met verschillende klinische vormen van acute streptokokkenziekten en dragers van pathogene streptokokken. Het grootste epidemiologisch gevaar wordt gevormd door! Patiënten met streptokokkeninfectiehaarden in de bovenste luchtwegen (roodvonk, tonsillitis). Deze bacteriën zijn zeer besmettelijk en de bacteriën die ze uitscheiden bevatten de belangrijkste virulentiefactoren: een capsule en M-eiwit. Infectie bij dergelijke patiënten leidt meestal tot de ontwikkeling van een manifeste infectie bij gevoelige personen. Patiënten met streptokokkeninfectiehaarden buiten de luchtwegen (streptokokkenpyodermie, otitis, mastoïditis, osteomyelitis, enz.) zijn minder besmettelijk, wat gepaard gaat met een minder actieve uitscheiding van pathogenen uit het lichaam.

De duur van de infectieuze periode bij patiënten met een acute streptokokkeninfectie hangt af van de behandelmethode. Een rationele antibiotische behandeling van patiënten met roodvonk en tonsillitis bevrijdt het lichaam binnen 1,5-2 dagen van de ziekteverwekker. Geneesmiddelen (sulfonamiden, tetracyclines), waarvoor groep A-streptokokken geheel of gedeeltelijk niet meer gevoelig zijn, vormen een herstellende drager bij 40-60% van de herstelde patiënten.

In groepen waar 15-20% van de langdurige dragers aanwezig is, circuleren streptokokken gewoonlijk constant. Men gelooft dat dragerschap gevaarlijk is voor anderen wanneer de grootte van de microbiële focus meer dan 10 ³ CFU (kolonievormende eenheden) per tampon bedraagt. Het niveau van dergelijk dragerschap is significant - ongeveer 50% van de gezonde dragers van groep A streptokokken. In de culturen van de ziekteverwekker die van dragers is geïsoleerd, worden virulente stammen vele malen minder vaak aangetroffen dan in de omgeving van stammen die van patiënten zijn geïsoleerd. Dragerschap van groep B, C en G streptokokken in de keel wordt veel minder vaak waargenomen dan dragerschap van groep A streptokokken. Volgens verschillende gegevens is voor 4,5-30% van de vrouwen dragerschap van groep B streptokokken in de vagina en het rectum typisch. De lokalisatie van de ziekteverwekker in het lichaam bepaalt grotendeels de manieren waarop deze wordt geëlimineerd.

Het mechanisme van infectieoverdracht is via aerosolen (via de lucht), minder vaak via contact (voedsel en overdracht via besmette handen en huishoudelijke artikelen). Besmetting vindt meestal plaats tijdens nauw en langdurig contact met een zieke of drager. De ziekteverwekker komt meestal in de omgeving terecht tijdens uitademingshandelingen (hoesten, niezen, actief praten). Besmetting vindt plaats door het inademen van de resulterende aerosolen in de lucht. Drukte in kamers en langdurig nauw contact vergroten de kans op infectie. Houd er rekening mee dat deze transmissieroute bij een afstand van meer dan 3 meter praktisch onmogelijk is.

Factoren die bijdragen aan de overdracht van de ziekteverwekker zijn vuile handen, huishoudelijke artikelen en besmet voedsel. Andere factoren die bijdragen aan de overdracht van de ziekteverwekker zijn een lage temperatuur en een hoge luchtvochtigheid in de kamer. Groep A-streptokokken kunnen zich, wanneer ze bepaalde voedingsmiddelen binnendringen, vermenigvuldigen en hun virulente eigenschappen langdurig behouden. Zo zijn uitbraken van tonsillitis of faryngitis bekend bij de consumptie van melk, compote, boter, gekookte eiersalade, kreeft, schaaldieren, sandwiches met eieren, ham, enz.

Het risico op het ontwikkelen van purulente complicaties door streptokokkeninfecties is aanwezig bij gewonde en verbrande patiënten in de postoperatieve periode, evenals bij vrouwen tijdens de bevalling en pasgeborenen. Auto-infectie is mogelijk, evenals overdracht van groep B-streptokokken, die urogenitale infecties veroorzaken, via geslachtsgemeenschap. Bij neonatale pathologie is geïnfecteerd vruchtwater de transmissiefactor. In 50% van de gevallen is infectie mogelijk tijdens de passage van de foetus door het geboortekanaal.

De natuurlijke vatbaarheid van mensen is hoog. Antistreptokokkenimmuniteit is antitoxisch en antimicrobieel van aard. Daarnaast is er sprake van sensibilisatie van het lichaam door het DTH-type, wat geassocieerd is met de pathogenese van veel poststreptokokkencomplicaties. De immuniteit bij patiënten die een streptokokkeninfectie hebben gehad, is typespecifiek. Terugkerende ziekte is mogelijk bij infectie met een andere serovar van de ziekteverwekker. Antilichamen tegen proteïne M worden bij bijna alle patiënten gedetecteerd vanaf de tweede tot en met de vijfde week van de ziekte en gedurende 10 tot 30 jaar na de ziekte. Ze worden vaak aangetroffen in het bloed van pasgeborenen, maar verdwijnen tegen de vijfde levensmaand.

Streptokokkeninfecties komen veel voor. In gebieden met een gematigd en koud klimaat bedraagt de incidentie van faryngeale en respiratoire infecties 5-15 gevallen per 100 personen. In zuidelijke gebieden met een subtropisch en tropisch klimaat zijn huidafwijkingen (streptodermie, impetigo) het meest voorkomend, met een incidentie onder kinderen die in bepaalde seizoenen 20% of meer bedraagt. Kleine verwondingen, insectenbeten en een slechte huidhygiëne kunnen de ontwikkeling ervan bevorderen.

Een nosocomiale streptokokkeninfectie is mogelijk in kraamklinieken, kinderafdelingen, chirurgische afdelingen, KNO-afdelingen en oogheelkundige afdelingen. Infectie vindt zowel endogeen als exogeen plaats (door streptokokkendragers onder personeel en patiënten) tijdens invasieve medische en diagnostische procedures.

Cycliciteit is een van de karakteristieke kenmerken van het epidemische proces bij streptokokkeninfecties. Naast de bekende cycliciteit met een interval van 2-4 jaar, is er een periodiciteit met een interval van 40-50 jaar en meer. De bijzonderheid van dit golfachtige karakter is het optreden en verdwijnen van bijzonder ernstige klinische vormen. Een aanzienlijk aantal gevallen van roodvonk en tonsillofaryngitis wordt gecompliceerd door purulent-septische (otitis, meningitis, sepsis) en immunopathologische (reuma, glomerulonefritis) processen. Ernstige gegeneraliseerde vormen van infectie met gelijktijdige diepe laesies van de weke delen werden voorheen aangeduid met de term "streptokokkengangreen". Sinds midden jaren 80 hebben veel landen een toename in de incidentie van streptokokkeninfectie gezien, wat samenviel met veranderingen in de nosologische structuur van ziekten veroorzaakt door S. pyogenes. Groepsgevallen van ernstige, gegeneraliseerde vormen, vaak met dodelijke afloop, worden weer geregistreerd [toxisch shocksyndroom (TSS), sepsis, necrotische myositis, fasciitis, enz.]. In de VS worden jaarlijks 10.000 tot 15.000 gevallen van invasieve streptokokkeninfectie geregistreerd, waarvan 5.000 tot 19.000 gevallen (500-1500 gevallen) necrotische fasciitis zijn.

Het wijdverbreide gebruik van laboratoriumonderzoeksmethoden heeft het mogelijk gemaakt vast te stellen dat de terugkeer van invasieve streptokokkenziekten gepaard gaat met een verandering in de serotypen van de ziekteverwekker die onder de bevolking circuleert: reumatogene en toxische serotypen hebben de M-serotypen vervangen. Daarnaast is de incidentie van reumatische koorts en toxische infecties (toxische tonsillofaryngitis, roodvonk en TSS) toegenomen.

De economische schade veroorzaakt door streptokokkeninfecties en de gevolgen daarvan is ongeveer tien keer hoger dan die van virale hepatitis. Van de bestudeerde streptokokkeninfecties zijn tonsillitis (57,6%), acute luchtweginfecties met een streptokokken-etiologie (30,3%), erysipelas (9,1%), roodvonk en actieve reuma (1,2%) en tot slot acute nefritis (0,7%) de economisch meest significante.

Primaire streptokokkeninfecties zijn verantwoordelijk voor 50-80% van de seizoensgebonden morbiditeit. Respiratoire streptokokkeninfecties hebben een uitgesproken seizoensgebondenheid in de herfst, winter en lente. De seizoensgebonden morbiditeit wordt voornamelijk bepaald door kinderen die naar voorschoolse instellingen gaan.

Het tijdstip waarop de seizoensgebonden toename van morbiditeit optreedt, wordt doorslaggevend beïnvloed door de vorming of vernieuwing van georganiseerde groepen en hun aantallen.

In georganiseerde groepen, die eenmaal per jaar worden hernieuwd, wordt een enkele seizoensgebonden toename van de infectie waargenomen. Bij een dubbele hernieuwing wordt een dubbele seizoensgebonden toename van de morbiditeit waargenomen, wat vooral kenmerkend is voor militaire groepen. Het eerste maximum van de morbiditeit, geassocieerd met de voorjaarsdienst, wordt waargenomen in juni-juli, het tweede, veroorzaakt door de najaarsdienst, in december-januari.

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