Streptokokken

Streptokokken behoren tot de familie Streptococcaceae (geslacht Streptococcus). Ze werden voor het eerst ontdekt door T. Bilroth in 1874 tijdens erysipelas; door L. Pasteur in 1878 tijdens postpartum sepsis; en in 1883 geïsoleerd in reincultuur door F. Feleisen.

Streptokokken (Grieks streptos - keten en coccus - korrel) zijn grampositieve, cytochroomnegatieve, catalasenegatieve cellen met een bolvormige of ovale vorm met een diameter van 0,6-1,0 μm, die groeien in de vorm van ketens van verschillende lengtes of als tetracocci; niet-beweeglijk (behalve enkele vertegenwoordigers van serogroep D); het gehalte aan G + C in DNA is 32-44 mol% (voor de familie). Ze vormen geen sporen. Pathogene streptokokken vormen een capsule. Streptokokken zijn facultatief anaeroob, maar er zijn ook strikt anaeroob. De optimale temperatuur is 37 °C, de optimale pH is 7,2-7,6. Pathogene streptokokken groeien niet of zeer slecht op gewone voedingsmedia. Suikerbouillon en bloedagar met 5% gedefibrineerd bloed worden meestal gebruikt voor hun kweek. Het medium mag geen reducerende suikers bevatten, omdat deze hemolyse remmen. Op de bouillon is de groei onderpariëtaal in de vorm van een kruimelig sediment; de bouillon is transparant. Streptokokken die korte ketens vormen, veroorzaken troebelheid van de bouillon. Op dichte media vormen streptokokken van serogroep A drie typen kolonies:

• Mucoïde - groot, glanzend, lijkend op een waterdruppel, maar hebben een viskeuze consistentie. Dergelijke kolonies worden gevormd door vers geïsoleerde virulente stammen met een capsule;
• Ruw - groter dan slijmerig, plat, met een oneffen oppervlak en gekartelde randen. Dergelijke kolonies worden gevormd door virulente stammen met M-antigenen;
• gladde, kleinere kolonies met gelijkmatige randen; vormen niet-virulente culturen.

Streptokokken fermenteren glucose, maltose, sucrose en enkele andere koolhydraten tot zuur zonder gas (behalve S. kefir, die zuur en gas vormt). Ze zorgen er niet voor dat melk gaat schiften (behalve S. lactis) en hebben geen proteolytische eigenschappen (behalve enkele enterokokken).

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

De belangrijkste factoren van pathogeniciteit van streptokokken

Proteïne M is de belangrijkste pathogeniciteitsfactor. M-eiwitten van streptokokken zijn fibrillaire moleculen die fimbriae vormen op het oppervlak van de celwand van groep A-streptokokken. Het M-eiwit bepaalt adhesieve eigenschappen, remt fagocytose, bepaalt de specificiteit van het antigeentype en heeft superantigeeneigenschappen. Antilichamen tegen het M-antigeen hebben beschermende eigenschappen (antilichamen tegen T- en R-eiwitten hebben dergelijke eigenschappen niet). M-achtige eiwitten worden aangetroffen in groep C- en G-streptokokken en spelen mogelijk een rol bij hun pathogeniciteit.

Capsule. Deze bestaat uit hyaluronzuur, vergelijkbaar met hyaluronzuur dat in weefsel voorkomt, waardoor fagocyten streptokokken met een capsule niet als lichaamsvreemde antigenen herkennen.

Erythrogenine is een roodvonktoxine, een superantigeen, dat TSS veroorzaakt. Er zijn drie serotypen (A, B, C). Bij patiënten met roodvonk veroorzaakt het een helderrode uitslag op de huid en slijmvliezen. Het heeft een pyrogene, allergene, immunosuppressieve en mitogene werking en vernietigt bloedplaatjes.

Hemolysine (streptolysine) O vernietigt erytrocyten, heeft een cytotoxische werking, waaronder leukotoxisch en cardiotoxisch, en wordt geproduceerd door de meeste streptokokken van serogroepen A, C en G.

Hemolysine (streptolysine) S heeft een hemolytische en cytotoxische werking. In tegenstelling tot streptolysine O is streptolysine S een zeer zwak antigeen; het wordt ook geproduceerd door streptokokken van serogroep A, C en G.

Streptokinase is een enzym dat preactivator omzet in activator en plasminogeen in plasmine, dat fibrine hydrolyseert. Streptokinase, dat bloedfibrinolysine activeert, versterkt zo de invasieve eigenschappen van streptokokken.

Chemotaxis-remmende factor (aminopeptidase) remt de beweeglijkheid van neutrofiele fagocyten.

Hyaluronidase is een invasiefactor.

De troebelheidsfactor is de hydrolyse van serumlipoproteïnen.

Proteasen - vernietiging van verschillende eiwitten; mogelijk geassocieerd met weefseltoxiciteit.

DNases (A, B, C, D) - DNA-hydrolyse.

Het vermogen om te interacteren met het Fc-fragment van IgG via de I-receptor - remming van het complementsysteem en de activiteit van fagocyten.

Streptokokken hebben uitgesproken allergene eigenschappen, die sensibilisatie van het lichaam veroorzaken.

Streptokokkenresistentie

Streptokokken verdragen lage temperaturen goed, zijn vrij resistent tegen uitdroging, vooral in een eiwitrijke omgeving (bloed, pus, slijm), en blijven enkele maanden levensvatbaar op voorwerpen en stof. Bij verhitting tot 56 °C sterven ze na 30 minuten, met uitzondering van groep D-streptokokken, die verhitting tot 70 °C gedurende 1 uur kunnen verdragen. Een 3-5%-oplossing van carbolzuur en lysol doodt ze binnen 15 minuten.

Post-infectieuze immuniteit

Antitoxinen en typespecifieke M-antilichamen spelen de belangrijkste rol bij de vorming ervan. De antitoxische immuniteit na roodvonk is sterk en langdurig. De antimicrobiële immuniteit is eveneens sterk en langdurig, maar de effectiviteit ervan wordt beperkt door de typespecificiteit van M-antilichamen.

Epidemiologie van streptokokkeninfectie

De bron van een exogene streptokokkeninfectie zijn patiënten met acute streptokokkenziekten (tonsillitis, roodvonk, longontsteking), evenals herstellenden na deze ziekten. De belangrijkste infectieweg is via de lucht, in andere gevallen via direct contact en zeer zelden via voeding (melk en andere voedingsmiddelen).

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Symptomen van een streptokokkeninfectie

Streptokokken zijn bewoners van de slijmvliezen van de bovenste luchtwegen, het spijsverteringskanaal en het urogenitale stelsel. De ziekten die ze veroorzaken kunnen daarom endogeen of exogeen zijn, d.w.z. veroorzaakt door hun eigen kokken of door een infectie van buitenaf. Nadat ze door een beschadigde huid zijn binnengedrongen, verspreiden streptokokken zich vanuit de lokale haard via het lymfestelsel en de bloedsomloop. Infectie door druppeltjes of stofdeeltjes in de lucht leidt tot schade aan het lymfeweefsel ( tonsillitis ). Het proces betreft regionale lymfeklieren, van waaruit de ziekteverwekker zich via de lymfevaten en hematogene weg verspreidt.

Het vermogen van streptokokken om verschillende ziekten te veroorzaken hangt af van:

• toegangspunten (wondinfecties, kraamvrouwensepsis, erysipelas, enz.; infecties van de luchtwegen - roodvonk, amandelontsteking);
• de aanwezigheid van verschillende pathogeniciteitsfactoren in streptokokken;
• toestanden van het immuunsysteem: bij afwezigheid van antitoxische immuniteit leidt een infectie met toxigene streptokokken van serogroep A tot de ontwikkeling van roodvonk, en bij aanwezigheid van antitoxische immuniteit treedt tonsillitis op;
• sensibiliserende eigenschappen van streptokokken; zij bepalen grotendeels de eigenaardigheid van de pathogenese van streptokokkenziekten en zijn de belangrijkste oorzaak van complicaties zoals nefrosonefritis, artritis, schade aan het cardiovasculaire systeem, enz.;
• purulente en septische functies van streptokokken;
• de aanwezigheid van een groot aantal serovarianten van serogroep A streptokokken volgens het M-antigeen.

Antimicrobiële immuniteit, die wordt veroorzaakt door antilichamen tegen het M-eiwit, is typespecifiek. Omdat er veel serovarianten voor het M-antigeen bestaan, zijn herhaalde gevallen van tonsillitis, erysipelas en andere streptokokkenziekten mogelijk. De pathogenese van chronische infecties veroorzaakt door streptokokken is complexer: chronische tonsillitis, reuma, nefritis. De volgende omstandigheden bevestigen de etiologische rol van serogroep A-streptokokken hierbij:

• Deze ziekten ontstaan meestal na acute streptokokkeninfecties (tonsillitis, roodvonk);
• Bij dergelijke patiënten worden streptokokken of hun L-vormen en antigenen vaak in het bloed aangetroffen, vooral tijdens exacerbaties, en in de regel hemolytische of vergroenende streptokokken op het slijmvlies van de keelholte;
• constante detectie van antilichamen tegen verschillende streptokokkenantigenen. Van bijzondere diagnostische waarde bij patiënten met reuma tijdens een exacerbatie is de detectie van anti-O-streptolysinen en antihyaluronidase-antilichamen in hoge titers in het bloed;
• Ontwikkeling van sensibilisatie voor verschillende streptokokkenantigenen, waaronder de hittebestendige component van erythrogenine. Het is mogelijk dat auto-antilichamen tegen respectievelijk bindweefsel en nierweefsel een rol spelen bij het ontstaan van reuma en nefritis;
• duidelijk therapeutisch effect van het gebruik van antibiotica tegen streptokokken (penicilline) tijdens reumatische aanvallen.

Roodvonk

Scharlakenkoorts (Latijn: scarlatium - felrode kleur) is een acute infectieziekte die zich klinisch manifesteert als tonsillitis, lymfadenitis, kleine, puntvormige, felrode uitslag op de huid en slijmvliezen met daaropvolgende vervelling, evenals algemene intoxicatie van het lichaam en een neiging tot purulent-septische en allergische complicaties.

Roodvonk wordt veroorzaakt door bètahemolytische streptokokken van groep A, die M-antigeen hebben en erythrogenine produceren. De etiologische rol bij roodvonk werd toegeschreven aan verschillende micro-organismen: protozoa, anaërobe en andere kokken, streptokokken, filtreerbare vormen van streptokokken en virussen. Een beslissende bijdrage aan de opheldering van de ware oorzaak van roodvonk werd geleverd door de Russische wetenschappers GN Gabrichevsky, IG Savchenko en de Amerikaanse wetenschappers Dick (GF Dick en GH Dick). IG Savchenko toonde al in 1905-1906 aan dat roodvonkstreptokokken een toxine produceren en dat het door hem verkregen antitoxische serum een goed therapeutisch effect heeft. Gebaseerd op het werk van IG Savchenko toonden de echtgenoten Dick in 1923-1924 aan dat:

• de intradermale toediening van een kleine dosis toxine bij personen die geen roodvonk hebben gehad, veroorzaakt een positieve lokale toxische reactie in de vorm van roodheid en zwelling (Dick-reactie);
• bij mensen die roodvonk hebben gehad, is deze reactie negatief (de toxine wordt geneutraliseerd door het tegentoxine dat ze hebben);
• Wanneer grote doses van het toxine subcutaan worden toegediend aan personen die geen roodvonk hebben gehad, ontwikkelen zij de symptomen die kenmerkend zijn voor roodvonk.

Ten slotte konden ze roodvonk reproduceren door vrijwilligers te infecteren met een streptokokkencultuur. De etiologie van roodvonk is momenteel algemeen bekend. De bijzonderheid hierbij is dat roodvonk niet wordt veroorzaakt door één specifiek serotype streptokokken, maar door alle bèta-hemolytische streptokokken die een M-antigeen hebben en erythrogenine produceren. In de epidemiologie van roodvonk in verschillende landen, in verschillende regio's en op verschillende tijdstippen, spelen streptokokken met verschillende serotypen van het M-antigeen (1, 2, 4 of een ander) echter de hoofdrol en produceren ze erythrogenines van verschillende serotypen (A, B, C). Een verandering van deze serotypen is mogelijk.

De belangrijkste factoren die de pathogeniciteit van streptokokken bij roodvonk beïnvloeden, zijn exotoxine (erythrogenine), pyogene-septische en allergene eigenschappen van streptokokken en hun erythrogenine. Erythrogenine bestaat uit twee componenten: een hittelabiel eiwit (het toxine zelf) en een hittestabiele stof met allergene eigenschappen.

Roodvonk wordt voornamelijk overgedragen via druppeltjes in de lucht, maar elk wondoppervlak kan ook een toegangspunt zijn. De incubatietijd is 3-7, soms 11 dagen. De pathogenese van roodvonk weerspiegelt 3 hoofdpunten die verband houden met de eigenschappen van de ziekteverwekker:

• De werking van roodvonktoxine, wat de ontwikkeling van toxicose veroorzaakt - de eerste periode van de ziekte. Het wordt gekenmerkt door schade aan perifere bloedvaten, het verschijnen van een kleine puntuitslag met een helderrode kleur, evenals een verhoging van de temperatuur en algemene intoxicatie. De ontwikkeling van immuniteit gaat gepaard met het verschijnen en ophopen van antitoxine in het bloed;
• De werking van de streptokok zelf. Deze is niet-specifiek en manifesteert zich in de ontwikkeling van verschillende purulent-septische processen (otitis, lymfadenitis en nefritis verschijnen in de 2-3e week van de ziekte);
• Sensibilisatie van het lichaam. Dit uit zich in diverse complicaties zoals nefrosonefritis, polyartritis, hart- en vaatziekten, enz. in de tweede of derde week van de ziekte.

In de kliniek voor roodvonk worden ook stadium I (toxicose) en stadium II onderscheiden, waarbij purulent-inflammatoire en allergische complicaties worden waargenomen. Door het gebruik van antibiotica (penicilline) voor de behandeling van roodvonk zijn de frequentie en ernst van complicaties aanzienlijk afgenomen.

Post-infectieuze immuniteit

Sterke, langdurige (recidiverende ziekten worden waargenomen in 2-16% van de gevallen), veroorzaakt door antitoxines en immuungeheugencellen. Degenen die van de ziekte hersteld zijn, behouden ook een allergische reactie op het roodvonklalergeen. Deze wordt opgespoord door intradermale injectie van gedode streptokokken. Degenen die van de ziekte hersteld zijn, hebben roodheid, zwelling en pijn op de injectieplaats (Aristovsky-Fanconi-test). De Dick-reactie wordt gebruikt om de antitoxische immuniteit bij kinderen te testen. Met behulp hiervan werd vastgesteld dat passieve immuniteit bij kinderen in het eerste levensjaar gedurende de eerste 3-4 maanden behouden blijft.

Laboratoriumdiagnostiek van roodvonk

In typische gevallen is het klinische beeld van roodvonk zo duidelijk dat bacteriologische diagnostiek niet wordt uitgevoerd. In andere gevallen bestaat de diagnose uit het isoleren van een zuivere kweek van bètahemolytische streptokokken, die bij alle patiënten met roodvonk op het slijmvlies van de keelholte worden aangetroffen.

Aërobe grampositieve kokken, ingedeeld in de geslachten Aerococcus, Leuconococcus, Pediococcus en Lactococcus, worden gekenmerkt door een zwakke pathogeniciteit. De ziekten die ze bij mensen veroorzaken, zijn zeldzaam en komen vooral voor bij mensen met een verzwakt immuunsysteem.

Classificatie van streptokokken

Het geslacht streptokokken omvat ongeveer 50 soorten. Daaronder zijn er 4 pathogene (S. pyogenes, S. pneumoniae, S. agalactiae en S. equi), 5 conditioneel pathogene en meer dan 20 opportunistische soorten. Voor het gemak is het geslacht in 4 groepen verdeeld op basis van de volgende kenmerken: groei bij een temperatuur van 10 °C; groei bij 45 °C; groei op een medium met 6,5% NaCl; groei op een medium met een pH van 9,6; groei op een medium met 40% gal; groei in melk met 0,1% methyleenblauw; groei na verhitting bij een temperatuur van 60 °C gedurende 30 minuten.

De meeste pathogene streptokokken behoren tot de eerste groep (alle genoemde symptomen zijn meestal negatief). Enterokokken (serogroep D), die ook verschillende menselijke ziekten veroorzaken, behoren tot de derde groep (alle genoemde symptomen zijn meestal positief).

De eenvoudigste classificatie is gebaseerd op de verhouding streptokokken/erytrocyten. Er wordt onderscheid gemaakt tussen:

• b-hemolytische streptokokken - wanneer ze op bloedagar groeien, is er een duidelijke zone van hemolyse rond de kolonie;
• a-hemolytische streptokokken - groenachtige verkleuring rond de kolonie en gedeeltelijke hemolyse (groenverkleuring wordt veroorzaakt door de omzetting van oxyhemoglobine in methemoglobine);
• a1-hemolytische streptokokken vormen, vergeleken met b-hemolytische streptokokken, een minder uitgesproken en troebele zone van hemolyse;
• a- en al-streptokokken worden S. viridans (groene streptokokken) genoemd;
• Y-niet-hemolytische streptokokken veroorzaken geen hemolyse op een vaste voedingsbodem. Serologische classificatie heeft aan praktisch belang gewonnen.

Streptokokken hebben een complexe antigeenstructuur: ze hebben een gemeenschappelijk antigeen voor het hele geslacht en diverse andere antigenen. Groepsspecifieke polysaccharideantigenen, gelokaliseerd in de celwand, zijn van bijzonder belang voor classificatie. Volgens deze antigenen worden streptokokken, op voorstel van R. Lansfeld, onderverdeeld in serologische groepen, aangeduid met de letters A, B, C, D, F, G, enz. Momenteel zijn er 20 serologische groepen streptokokken bekend (van A tot V). Streptokokken die pathogeen zijn voor de mens, behoren tot groep A, tot groep B en D, en minder vaak tot C, F en G. In dit opzicht is het bepalen van de groepsaffiliatie van streptokokken een beslissend moment in de diagnose van de ziekten die ze veroorzaken. Groepspolysaccharideantigenen worden bepaald met behulp van de overeenkomstige antisera in de precipitatiereactie.

Naast groepsantigenen zijn in hemolytische streptokokken typespecifieke antigenen gevonden. In groep A-streptokokken zijn dit de eiwitten M, T en R. Proteïne M is hittebestendig in een zuur medium, maar wordt vernietigd door trypsine en pepsine. Het wordt gedetecteerd na hydrolyse van streptokokken met zoutzuur met behulp van een precipitatiereactie. Proteïne T wordt vernietigd door verhitting in een zuur medium, maar is resistent tegen trypsine en pepsine. Het wordt bepaald met behulp van een agglutinatiereactie. R-antigeen is ook gevonden in streptokokken van serogroepen B, C en D. Het is gevoelig voor pepsine, maar niet voor trypsine, wordt vernietigd door verhitting in aanwezigheid van zuur, maar is resistent tegen matige verhitting in een zwak alkalische oplossing. Volgens het M-antigeen worden hemolytische streptokokken van serogroep A onderverdeeld in een groot aantal serovarianten (ongeveer 100); hun bepaling is van epidemiologisch belang. Streptokokken van serogroep A worden, afhankelijk van het T-proteïne, eveneens onderverdeeld in enkele tientallen serovarianten. In groep B worden 8 serovarianten onderscheiden.

Streptokokken hebben ook kruisreagerende antigenen die veel voorkomen in de basale laagcellen van het huidepitheel en in de epitheelcellen van de corticale en medullaire zones van de thymus. Deze antigenen kunnen de oorzaak zijn van auto-immuunziekten die door deze kokken worden veroorzaakt. In de celwand van streptokokken is een antigeen (receptor I) aangetroffen dat verband houdt met hun vermogen, net als stafylokokken met proteïne A, om te interageren met het Fc-fragment van het IgG-molecuul.

Ziekten veroorzaakt door streptokokken worden onderverdeeld in 11 klassen. De belangrijkste groepen van deze ziekten zijn:

• verschillende etterende processen - abcessen, flegmon, otitis, peritonitis, pleuritis, osteomyelitis, enz.;
• erysipelas - wondinfectie (ontsteking van de lymfevaten van de huid en het onderhuidse weefsel);
• etterende complicaties van wonden (vooral in oorlogstijd) - abcessen, flegmone, sepsis, enz.;
• amandelontsteking - acuut en chronisch;
• sepsis: acute sepsis (acute endocarditis); chronische sepsis (chronische endocarditis); postpartum (puerperale) sepsis;
• reuma;
• longontsteking, meningitis, kruipend hoornvlieszweer (pneumococcus);
• roodvonk;
• Tandcariës - de verwekker is meestal S. mutatis. Genen van cariogene streptokokken die verantwoordelijk zijn voor de synthese van enzymen die ervoor zorgen dat deze streptokokken het tandoppervlak en het tandvlees koloniseren, zijn geïsoleerd en bestudeerd.

Hoewel de meeste voor mensen pathogene streptokokken tot serogroep A behoren, spelen streptokokken van serogroep D en B ook een belangrijke rol in de menselijke pathologie. Streptokokken van serogroep D (enterokokken) worden erkend als verwekkers van wondinfecties, diverse purulente chirurgische aandoeningen, purulente complicaties bij zwangere vrouwen, vrouwen tijdens de bevalling en gynaecologische patiënten. Ze infecteren de nieren en de blaas, veroorzaken sepsis, endocarditis, longontsteking en voedselvergiftiging (proteolytische varianten van enterokokken). Streptokokken van serogroep B (S. agalactiae) veroorzaken vaak ziekten bij pasgeborenen, zoals luchtweginfecties, meningitis en bloedvergiftiging. Epidemiologisch gezien worden ze geassocieerd met het dragerschap van dit type streptokokken bij de moeder en het personeel van kraamklinieken.

Anaërobe streptokokken (Peptostreptococcus) komen bij gezonde mensen voor in de microflora van de luchtwegen, mond, neuskeelholte, darmen en vagina. Zij kunnen ook de oorzaak zijn van purulent-septische ziekten, zoals appendicitis, postpartum sepsis, enz.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Laboratoriumdiagnostiek van streptokokkeninfectie

De belangrijkste methode voor het diagnosticeren van streptokokkenziekten is bacteriologisch. Het materiaal voor het onderzoek bestaat uit bloed, pus, slijm uit de keelholte, plaque van de amandelen en wondvocht. De beslissende fase in het onderzoek van de geïsoleerde reincultuur is de bepaling van de serogroep. Hiervoor worden twee methoden gebruikt.

• Serologisch - bepaling van de polysaccharidegroep met behulp van een precipitatiereactie. Hiervoor worden de bijbehorende groepsspecifieke sera gebruikt. Als de stam bètahemolytisch is, wordt het polysaccharideantigeen geëxtraheerd met HCl en getest met antisera van serogroepen A, B, C, D, F en G. Als de stam geen bètahemolyse veroorzaakt, wordt het antigeen geëxtraheerd en alleen getest met antisera van groep B en D. Antisera van groep A, C, F en G vertonen vaak een kruisreactie met alfahemolytische en niet-hemolytische streptokokken. Streptokokken die geen bètahemolyse veroorzaken en niet tot groep B en D behoren, worden geïdentificeerd met andere fysiologische tests. Streptokokken van groep D worden geïsoleerd als een apart genus, Enterococcus.
• De groeperingsmethode is gebaseerd op het vermogen van aminopeptidase (een enzym geproduceerd door streptokokken van serogroep A en D) om pyrrolidine-naftylamide te hydrolyseren. Hiervoor worden commerciële kits met de benodigde reagentia geproduceerd voor de bepaling van streptokokken van groep A in bloed- en bouillonculturen. De specificiteit van deze methode is echter minder dan 80%.

Serotypering van serogroep A-streptokokken wordt uitgevoerd met behulp van een precipitatiereactie (bepaalt het M-serotype) of een agglutinatiereactie (bepaalt het T-serotype), uitsluitend voor epidemiologische doeleinden.

Onder de serologische reacties voor de detectie van streptokokken van serogroepen A, B, C, D, F en G vallen coagulatie- en latexagglutinatiereacties. Bepaling van de titer van anti-hyaluronidase- en anti-O-streptolysine-antilichamen wordt gebruikt als hulpmethode voor de diagnose van reuma en voor het beoordelen van de activiteit van het reumatische proces.

IFM kan ook worden gebruikt om streptokokkenpolysaccharideantigenen te detecteren.