Synegonia coli

Het geslacht Pseudomonas behoort tot de familie Pseudomonadaceae (klasse Gammaproteobacteria, type Proteobacteria) en omvat meer dan 20 soorten. Sommige daarvan zijn natuurlijke bewoners van bodem en water en spelen daardoor een grote rol in de circulatie van stoffen in de natuur. Andere soorten spelen een belangrijke rol in de pathologie van mensen (zie ook "Pathogenen van kwade droes en melioidose "), dieren en planten.

Pseudomonas zijn gramnegatieve, niet-fermenterende bacteriën, waaronder vertegenwoordigers van het geslacht Pseudomonas. De typische soort is Pseudomonas aeruginosa (blauwe pusbacil), de veroorzaker van veel purulente ontstekingsziekten, evenals enkele andere soorten.

De bacterie dankt zijn naam aan de karakteristieke blauwgroene kleur van de purulente afscheiding, die voor het eerst in 1862 door A. Lücke werd beschreven. De ziekteverwekker werd echter pas in 1982 door S. Gessard in zuivere cultuur geïsoleerd. P. aeruginosa behoort tot de familie Pseudomonadaceae.

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

Biochemische eigenschappen van Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas zijn gramnegatieve, beweeglijke, rechte staafjes van 1-3 µm, die afzonderlijk, in paren of in korte ketens voorkomen. De mobiliteit van Pseudomonas aeruginosa wordt gewaarborgd door de aanwezigheid van één, zelden twee polaire flagella (mopotrichous of amphitricous). Ze vormen geen sporen en hebben type IV pili (fimbriae). Onder bepaalde omstandigheden kunnen ze capsulevormig extracellulair slijm produceren met een polysaccharidekarakter. Er bestaan ook zogenaamde mucoïde stammen die een verhoogde hoeveelheid slijm produceren. Dergelijke bacteriën worden meestal geïsoleerd uit het sputum van patiënten met cystische fibrose.

Alle pseudomonaden zijn obligaat aeroob en groeien goed op eenvoudige voedingsmedia. Op een vloeibare voedingsmedium vormen de bacteriën een karakteristieke grijszilveren film op het oppervlak. Op bloedagar worden hemolysezones waargenomen rond de kolonies van Pseudomonas aeruginosa; om een zuivere cultuur van Pseudomonas aeruginosa te isoleren, worden selectieve of differentiële diagnostische voedingsmedia met toevoeging van antiseptica gebruikt - malachiet-agar met toevoeging van briljantgroen of CPC-agar met acetamide. De optimale groeitemperatuur is 37 °C, maar Pseudomonas aeruginosa kan groeien bij 42 °C, waardoor hij zich onderscheidt van andere pseudomonaden. Kolonies van Pseudomonas aeruginosa zijn glad, rond, droogachtig of slijmerig (bij capsulaire stammen). Wanneer gekweekt op dichte voedingsmedia, produceert P. aeruginosa een eigenaardige zoetige geur van jasmijn, aardbeienzeep of karamel. Een kenmerkend biologisch kenmerk van bacteriën van de soort P. aeruginosa is ook hun vermogen om wateroplosbare pigmenten te synthetiseren die de verbanden van patiënten of voedingsmedia kleuren tijdens hun kweek. Meestal produceren ze een fenazinepigment - pyocyanine met een blauwgroene kleur, maar ze kunnen ook een groen pigment, fluoresceïne (pyoverdine), vormen, dat fluoresceert onder uv-straling, en rood (pyorubine), zwart (pyomelanine) of geel (oxyfenazine).

Pseudomonas aeruginosa fermenteert geen glucose en andere koolhydraten, maar kan deze oxideren om energie te verkrijgen. Voor differentiële diagnostiek, waarmee pseudomonaden van andere gramnegatieve staafjes kunnen worden onderscheiden, wordt een OF-test (glucose-oxidatie-/fermentatietest) gebruikt op een speciaal medium. Hiervoor wordt een zuivere cultuur van pseudomonaden geënt in twee reageerbuisjes, waarvan er één vervolgens onder aerobe omstandigheden wordt geïncubeerd en de andere onder anaerobe omstandigheden. Pseudomonas kan alleen lactose oxideren, daarom verandert de kleur van de indicator alleen in het reageerbuisje onder aerobe omstandigheden. P. aeruginosa reduceert nitraten tot nitrieten en heeft ook proteolytische activiteit: het maakt gelatine vloeibaar en hydrolyseert caseïne. Pseudomonas aeruginosa bezit catalase en cytochroomoxidase.

Veel stammen van Pseudomonas aeruginosa produceren bacteriocines, pyocinen genaamd, die bacteriedodende eigenschappen hebben. Pyocynotypering van Pseudomonas aeruginosa-stammen wordt gebruikt voor epidemiologische markering en intraspecifieke identificatie van P. aeruginosa. Hiervoor wordt het spectrum van de door de bestudeerde stam uitgescheiden pyocinen of de gevoeligheid ervan voor pyocinen van andere pseudomonaden bepaald.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Antigene eigenschappen van Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa heeft een complexe antigeenstructuur door de aanwezigheid van O- en H-antigenen. Het LPS van de celwand is een typespecifiek, thermostabiel O-antigeen en wordt gebruikt voor serotypering van P. aeruginosa-stammen. Het thermolabiele flagellaire H-antigeen is beschermend en vaccins zijn daarop gebaseerd. Pili (fimbriae)-antigenen worden ook aangetroffen op het oppervlak van Pseudomonas aeruginosa-cellen. Daarnaast produceert P. aeruginosa een aantal extracellulaire producten met antigene eigenschappen: exotoxine A, protease, elastase en extracellulair slijm.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Pathogene factoren van Pseudomonas aeruginosa

Een van de belangrijkste factoren die de pathogeniteit van Pseudomonas aeruginosa en andere pseudomonaden bepalen, is het O-antigeen, een lipopolysaccharide van de celwand, waarvan het werkingsmechanisme hetzelfde is als dat van andere gramnegatieve bacteriën.

P. aeruginosa heeft een verscheidenheid aan pathogeniciteitsfactoren die betrokken zijn bij de ontwikkeling van een pseudomonasinfectie. De belangrijkste hiervan zijn de volgende.

Adhesie- en kolonisatiefactoren zijn type IV pili (fimbriae) en extracellulair slijm van P. aeruginosa.

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ]

Gifstoffen

LPS van het buitenste membraan van de celwand van P. aeruginosa heeft endotoxine-eigenschappen en is betrokken bij de ontwikkeling van koorts, oligurie en leukopenie bij patiënten.

Pseudomonas-exotoxine A is een pitotoxine dat ernstige verstoringen in het celmetabolisme veroorzaakt door de eiwitsynthese in cellen en weefsels te remmen. Net als difterietoxine is het een ADP-ribosyltransferase die de elongatiefactor EF-2 remt en daardoor de eiwitsynthese verstoort. Het is ook bewezen dat exotoxine A, samen met protease, de synthese van immunoglobulinen remt en neutropenie veroorzaakt. Exotoxine A wordt in een inactieve vorm geproduceerd als protoxine en wordt geactiveerd door verschillende enzymen in het lichaam. Exotoxine A heeft beschermende eigenschappen; antilichamen beschermen de gastheercellen tegen de schadelijke effecten en voorkomen de ontwikkeling van bacteriëmie en Pseudomonas-sepsis.

Exotoxine S (exotzym S) wordt alleen aangetroffen in zeer virulente stammen van Pseudomonas aeruginosa. Het mechanisme van het schadelijke effect op cellen is nog onduidelijk, maar het is bekend dat infecties veroorzaakt door exo-enzym-3-producerende stammen van Pseudomonas aeruginosa vaak fataal aflopen. Exotoxinen A en S verstoren ook de activiteit van fagocyten.

Leukocidine is eveneens een cytotoxine met een uitgesproken toxisch effect op menselijke bloedgranulocyten.

Enterotokine en permeabiliteitsfactoren spelen een bepaalde rol bij het ontstaan van lokale weefselletsels bij intestinale vormen van Pseudomonas aeruginosa-infectie, waardoor stoornissen in de water-zoutstofwisseling ontstaan.

Enzymen van agressie

P. aeruginosa produceert twee soorten hemolysinen: thermolabiele fosfolipase C en thermostabiele glycolipiden. Fosfolipase C vernietigt fosfolipiden in oppervlakteactieve stoffen op het alveolaire oppervlak van de longen, wat leidt tot de ontwikkeling van atelectase (bronchiëctasieën) bij aandoeningen van de luchtwegen.

Neuraminidase speelt ook een belangrijke rol in de pathogenese van bronchopulmonale ziekten van pseudomonas-etiologie en cystische fibrose, omdat het betrokken is bij de kolonisatie van mucine in de luchtwegen.

Elastase en andere proteolytische enzymen van Pseudomonas aeruginosa en exotoxine A veroorzaken bloedingen, weefselvernietiging en necrose in de laesies van ooginfecties, longontsteking en septikemie van de etiologie van Pseudomonas aeruginosa.

[ 24 ], [ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ]

Pseudomonas-resistentie

P. aeruginosa wordt gekenmerkt door een vrij hoge resistentie tegen antibiotica. Dit komt door de slechte permeabiliteit van het buitenste membraan van deze bacteriën, wat te wijten is aan een aangeboren defect in poriën. Daarnaast hebben de bacteriën het vermogen om penicillinase te synthetiseren.

P. aeruginosa blijft levensvatbaar in omstandigheden met vrijwel volledige afwezigheid van voedselbronnen: de bacterie overleeft goed in zoet water, zeewater en zelfs gedestilleerd water. Het is ook bewezen dat Pseudomonas aeruginosa-culturen kunnen overleven en zich zelfs kunnen vermenigvuldigen in oplossingen van desinfectiemiddelen (bijvoorbeeld furacilline) die bedoeld zijn voor het bewaren van katheters en diverse medische instrumenten, en voor het wassen van wonden in brandwonden- en operatiekamers.

Tegelijkertijd is P. aeruginosa gevoelig voor uitdroging, de werking van chloorhoudende ontsmettingsmiddelen en wordt gemakkelijk geïnactiveerd bij blootstelling aan hoge temperaturen (koken, autoclaveren).

Epidemiologie van ziekten veroorzaakt door Pseudomonas aeruginosa

De ziekte Pseudomonas aeruginosa kan zich ontwikkelen als gevolg van auto-infectie (endogene infectie) of exogeen. De bron van infectie is de mens (ziek of drager van bacteriën), evenals diverse natuurlijke reservoirs in de natuur (bodem en diverse zoet- en zoutwaterlichamen). Het is vastgesteld dat ongeveer 5-10% van de gezonde mensen drager is van verschillende stammen van P. aeruginosa (ze koloniseren normaal gesproken de darm) en ongeveer 70% van de ziekenhuispatiënten. Pseudomonas wordt ook overal aangetroffen: in watertoevoer- en ventilatiesystemen, op fruit en groenten, kamerplanten, op het oppervlak van zeep, handwasproducten, handdoeken, in ademhalingsapparatuur, enz. Daarom kan een infectie met Pseudomonas aeruginosa worden beschouwd als saproantroponose. De mechanismen en infectieroutes bij infecties veroorzaakt door Pseudomonas aeruginosa zijn contact, respiratoire, bloed-, fecaal-orale.

Een infectie met Pseudomonas aeruginosa kan zowel optreden bij immuundeficiënte personen met ernstige bijkomende aandoeningen (diabetes, brandwonden, leukemie, cystische fibrose, immunosuppressie bij oncologische aandoeningen en orgaantransplantaties) als in de foyer van normale immunologische reactiviteit van het lichaam. Het is bekend dat de adhesieve activiteit van P. aeruginosa toeneemt met een stijging van de omgevingstemperatuur. Een bezoek aan een zwembad, sauna of therapeutische baden kan dus ook een infectie met Pseudomonas aeruginosa veroorzaken.

Pseudomonas aeruginosa is de verwekker van ziekenhuisinfecties, d.w.z. ziekten die optreden bij mensen die een ziekenhuisbehandeling ondergaan. Een infectie met Pseudomonas aeruginosa in een kliniek kan verband houden met medische handelingen (blaaskatheterisatie, endoscopisch onderzoek, wondreiniging, verband, behandeling van brandwonden met antiseptica, gebruik van een beademingsapparaat, enz.), wanneer de infectie optreedt via vuile handen van personeel, instrumenten waarop de microbe een biofilm vormt, of door het gebruik van besmette oplossingen.

Pseudomonas aeruginosa komt het menselijk lichaam meestal binnen via beschadigd weefsel. Wanneer ze zich hechten, koloniseren ze het wond- of brandwondoppervlak, slijmvliezen of de menselijke huid en vermenigvuldigen zich. Bij gebrek aan immuunmechanismen tegen Pseudomonas aeruginosa-infectie bij mensen, kan het lokale proces (infectie van de urinewegen, huid, luchtwegen) wijdverspreid (gegeneraliseerd) worden. Bacteriëmie leidt tot de verspreiding van de ziekteverwekker en de ontwikkeling van sepsis, wat vaak de vorming van secundaire purulente infectiehaarden veroorzaakt. Bij blootstelling aan pathogene factoren (exotoxinen, agressieve enzymen) wordt de werking van organen en systemen verstoord en kunnen ernstige complicaties ontstaan - gedissemineerd intravasculair stollingssyndroom, shock en ademnoodsyndroom.

[ 30 ], [ 31 ], [ 32 ], [ 33 ], [ 34 ]

Symptomen van ziekten veroorzaakt door Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa veroorzaakt purulente-inflammatoire ziekten van verschillende lokalisaties: wondinfecties, brandwonden, meningitis, urineweginfecties, huidinfecties, oogziekten, necrotische pneumonie, sepsis, enz. De sterfte door Pseudomonas aeruginosa-sepsis bereikt 50%.

Immuniteit

Antitoxische en antibacteriële antilichamen worden aangetroffen in het bloedserum van gezonde personen en van personen die hersteld zijn van een Pseudomonas aeruginosa-infectie. Hun rol bij de bescherming tegen terugkerende ziekten is echter nog nauwelijks onderzocht.

Laboratoriumdiagnostiek van ziekten veroorzaakt door Pseudomonas aeruginosa

De belangrijkste diagnostische methode is bacteriologisch onderzoek. De te onderzoeken materialen zijn bloed (bij bloedvergiftiging), cerebrospinaalvocht (bij meningitis), pus en wondvocht (bij geïnfecteerde wonden en brandwonden), urine (bij urineweginfecties), sputum (bij luchtweginfecties), enz. Bacterioscopie van uitstrijkjes van het te onderzoeken materiaal levert weinig informatie op. Bij de identificatie van P. aeruginosa wordt rekening gehouden met de aard van hun groei op CPC-agar, pigmentvorming, de aanwezigheid van een karakteristieke specifieke geur van de kweek, een positieve pyrochroomoxidasetest, detectie van thermofiliteit (groei bij 42 °C) en het vermogen om glucose te oxideren in de OF-test. Voor intraspecifieke identificatie van bacteriën worden serotypering, pyopinotypering en faagtypering uitgevoerd.

De serologische onderzoeksmethode is gericht op het opsporen van specifieke antilichamen tegen Pseudomonas aeruginosa-antigenen (meestal exotoxine A en LPS) met behulp van de volledige immunofluorescentietest, de opsonofagocytaire reactie en enkele andere testen.

Behandeling van ziekten veroorzaakt door Pseudomonas aeruginosa

Antibiotica worden gebruikt om een pseudomonasinfectie te behandelen en het is aan te raden om medicijnen uit verschillende groepen te combineren. Antimicrobiële therapie wordt alleen voorgeschreven na bepaling van het antibiogram. In noodgevallen worden antibiotica empirisch gebruikt.

Voor de behandeling van ernstige vormen van Pseudomonas aeruginosa-infectie wordt ook gebruikgemaakt van hyperimmuunplasma, verkregen uit het bloed van vrijwilligers die zijn geïmmuniseerd met een polyvalent corpusculair Pseudomonas aeruginosa-vaccin.

Voor de lokale behandeling van huidinfecties (trofische ulcera, ecthyma, brandwonden) veroorzaakt door P. aeruginosa wordt anti-pseudomonas heteroloog immunoglobuline gebruikt, verkregen uit het bloedserum van rammen die hypergeïmmuniseerd zijn met een suspensie van culturen van Pseudomonas aeruginosa van 7 verschillende immunotypes, gedood met formaline.

Bovendien kunnen voor de behandeling van etterende huidinfecties, abcessen, thermische brandwonden gecompliceerd door pseudomonas-infectie, blaasontsteking, mastitis en andere ziekten van pseudomonas-etiologie (met uitzondering van sepsis) pseudomonas-bacteriofaag (bacteriofaag pyocyansus) of polyvalente vloeibare pyobacteriofaag worden gebruikt.

Preventie van ziekten veroorzaakt door Pseudomonas aeruginosa

Effectieve sterilisatie, desinfectie en antisepsis, evenals naleving van aseptische regels, zijn de belangrijkste maatregelen voor niet-specifieke preventie van pseudomonasinfectie in een ziekenhuis. Het preventieplan moet noodzakelijkerwijs de beheersing van besmetting van de externe omgeving (lucht, diverse objecten, instrumenten en apparatuur) en de naleving van persoonlijke hygiënevoorschriften omvatten.

Voor niet-specifieke preventie van purulente-inflammatoire ziekten wordt aanbevolen dat patiënten met een verzwakte anti-infectieuze immuniteit immunomodulatoren voorgeschreven krijgen.

Vaccins worden gebruikt om actieve immuniteit te creëren tegen een infectie met Pseudomonas aeruginosa. Momenteel zijn vaccins ontwikkeld op basis van Pseudomonas aeruginosa LPS, polysaccharide subcorpusculaire (chemische) vaccins, ribosomale vaccins, preparaten van flagellaire antigenen en extracellulaire slijmcomponenten van P. aeruginosa, evenals anatoxines van extracellulaire proteasen en exotoxine A. In Rusland worden een polyvalent corpusculair Pseudomonasvaccin (van 7 stammen van P. aeruginosa) en een stafyloproteus-Pseudomonasvaccin gebruikt.

Actieve immunisatie tegen infecties veroorzaakt door P. aeruginosa is geïndiceerd voor patiënten uit risicogroepen (patiënten met cystische fibrose, diabetes en personen met een immuundeficiëntie). Omdat de immuunrespons op vaccins bij mensen met een immuundeficiëntie echter laat en niet altijd volledig is, wordt er veel belang gehecht aan de combinatie van actieve en passieve immunisatiemethoden.