Выделенные микроорганизмы staphylococcus aureus

Золотистый стафилококк
Колоризированная фотография бактерии в электронном микроскопе
Научная классификация

Домен:

Бактерии

Класс:

Бациллы

Порядок:

Bacillales

Семейство:

Staphylococcaceae

Вид:	Золотистый стафилококк

Международное научное название

Золоти́стый стафилоко́кк (лат. Staphylococcus aureus ) — вид шаровидных грамположительных бактерий из рода стафилококков. Приблизительно 25—40 % населения являются постоянными носителями этой бактерии, которая может сохраняться на кожных покровах и слизистых оболочках верхних дыхательных путей [1] .

S. aureus может вызывать широкий диапазон заболеваний, начиная с лёгких кожных инфекций: угри, импетиго (может быть вызван также и Streptococcus pyogenes), фурункул, флегмона, карбункул, стафилококковый ожогоподобный кожный синдром ( англ. ) и абсцесс — до смертельно опасных заболеваний: пневмония, менингит, остеомиелит, эндокардит, инфекционно-токсический шок и сепсис. Диапазон заболеваний простирается от кожных, мягких тканей, респираторных, костных, суставных и эндоваскулярных до раневых инфекций. Он до сих пор является одной из четырёх наиболее частых причин внутрибольничных инфекций, часто вызывая послеоперационные раневые инфекции.

Содержание

История [ править | править код ]

Впервые обнаружен в 1880 году в шотландском городе Абердине Александром Огстоном в гное из хирургических абсцессов [2] . Впервые описан в 1884 году Оттомаром Розенбахом.

Описание [ править | править код ]

Название бактерия получила благодаря своему внешнему виду под микроскопом: в отличие от большинства бактерий, которые бесцветны, Staphylococcus aureus имеет золотистый цвет, обусловленный пигментами из группы каротиноидов.

S. aureus — бактерия-комменсал; она колонизирует кожу и поверхности слизистых (носа, глотки и влагалища). Простое наличие микроорганизма на слизистых носа или на коже не вызывает ответа организма.

Патогенные свойства [ править | править код ]

Золотистый стафилококк является возбудителем многих инфекций и заболеваний. Возглавляет список бактерий, которыми наиболее часто заражаются в медицинских учреждениях [3] , в США регистрируется более ста тысяч случаев инфицирования стафилококком в год [4] , многие со смертельным исходом.

Антибиотикорезистентность [ править | править код ]

С момента открытия пенициллина и активного его использования против стафилококка, под давлением естественного отбора в популяции закрепилась мутация, в связи с которой в настоящее время большинство штаммов устойчивы к этому антибиотику, благодаря наличию у золотистого стафилококка пенициллиназы — фермента, расщепляющего молекулу пенициллина. Для борьбы с бактерией широко применяют метициллин — химически модифицированный пенициллин, который пенициллиназа не разрушает. Но сейчас встречаются штаммы, устойчивые и к метициллину, в связи с чем штаммы золотистого стафилококка делят на метициллин-чувствительные и метициллин-устойчивые штаммы золотистого стафилококка [5] (MRSA), также выделяются ещё более устойчивые штаммы: ванкомицин-резистентный (VRSA) и гликопептид-резистентный (GISA).

Бактерия имеет около 2600 генов и 2,8 миллиона пар оснований в ДНК в своей хромосоме, длина которой 0,5—1,0 мкм.

Для лечения стафилококка применяется стафилококковый бактериофаг — препарат представляет собой жидкую среду, в которой находятся вирусы-фаги, уничтожающие стафилококки.

В 2008 году Федеральное агентство по охране окружающей среды США (US EPA) установило активное выраженное подавляющее воздействие на метициллин-устойчивые штаммы стафилококка золотистого поверхностей из меди и сплавов меди [6] .

Staphylococcus aureus – это грамположительные бактерии шарообразного типа. Они получили название золотистых стафилококков из-за того, что при рассмотрении в микроскоп имеют характерную золотистую окраску благодаря каратиноидным пигментам. Это целый класс бактерий. Данные микробы являются причиной многих тяжелых болезней и инфекций. Staphylococcus aureus стоит во главе списка возбудителей, которыми наиболее часто заражаются в медучреждениях (иногда со смертельным исходом). Особенностью этой бактерии является устойчивость к большинству антибиотиков и дезинфицирующих средств, что осложняет лечение, а профилактические мероприятия делает малоэффективными.

Носители

Примерно 20% людей являются носителями колоний этого микроба, которые локализуются на слизистых и коже. Однако заболевают лишь некоторые. Причиной болезни становится активация микробов из-за попадания в организм новых, более агрессивных штаммов, ослабления иммунитета, дисбактериоза и др. Для выявления этих бактерий в организме проводится анализ (посев) на наличие Staphylococcus aureus. Норма микроорганизмов в содержимом равняется нулю.

Staphylococcus aureus в процессе жизнедеятельности выделяют очень сильные яды, которые вызывают у людей различные заболевания. Например, эксфолиатин очень опасен для новорожденных. Он поражает эпидермис, вызывая появление таких пузырьков, как при ожогах. Яды стафилококка могут привести к токсическому шоку. Одни из самых распространенных заболеваний, связанных с продуктами жизнедеятельности Staphylococcus aureus, – это пищевые отравления. Их энтеротоксины вызывают рвоту, боли в животе и сильный понос. Эти бактерии размножаются в продуктах питания, а яды накапливаются в пище. Причем термическая обработка может уничтожить стафилококков, но энтеротоксины никуда не денутся. Возбудитель Staphylococcus aureus провоцирует развитие различных абсцессов, карбункулов и фурункулов, пневмоний, экзем, пиодермии, холециститов, менингитов, перитонитов и многих других патологий. Очень опасное и тяжело поддающееся лечению заболевание – стафилококковый сепсис.

Staphylococcus aureus: лечение

Золотистые стафилококки отличаются очень большой резистентностью к антибактериальным препаратам, поэтому заболевания, которые ними вызываются, очень плохо поддаются терапии. Основой лечения является антибиотикотерапия с применением сильных препаратов разных групп ("Левофлоксацин", "Метициллин" и др.), перед этим необходимо сделать посев и определить чувствительность возбудителей к различным препаратам. Назначать лечение нужно на основе этих результатов. При гнойных ранах и абсцессах применяется хирургический метод. Очень важным для успешного лечения является повышение иммунитета пациента. Для этого назначаются различные иммуномодуляторы. Следует понимать, что заболевания, спровоцированные золотистым стафилококком, очень серьезны, поэтому ни в коем случае нельзя заниматься самолечением. Бесконтрольный и непродуманный прием разных антибиотиков может привести к тому, что у бактерий выработается резистентность ко всем антибактериальным препаратам.

Информация для заказа

– Giolitti-Cantoni broth – Бульон Жиолитти-Кантони, Кат.№ 110675

– Baird-Parker agar – Агар Байрд-Паркера, Кат.№ 105406

– Mannitol-salt phenol-red agar – Маннит-солевой агар с феноловым красным, Кат.№ 105404

– MC-Media Pads (SA) – Подложки со средой для ускоренного определения Staphylococcus aureus, Кат.№ 132301

Staphylococcus aureus – Маннит-солевой агар

Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus – факультативно анаэробные грамположительные кокки, неподвижные, каталазо- и коагулазоположительные. Некоторые штаммы S. aureus продуцируют стафилококковые энтеротоксины (SEs), вызывающие пищевые отравления. Стафилококки присутствуют в воздухе, пыли, сточных водах, воде, молоке, продуктах питания, а также на оборудовании пищевых производств, на различных поверхностях в окружающей среде, на кожных покровах людей и животных. Именно люди и животные являются основным резервуаром инфекции. Стафилококки присутствуют в полостях носа, и горле, а также на волосах и кожном покрове по крайней мере у 50% здоровых людей. Staphylococcus aureus способен расти в широком диапазоне температур от 7 до 48,5°С (оптимум 30 – 37°С); рН 4,2 – 9,3 (оптимум рН 7,0-7,5) и при высокой концентрации хлорида натрия (до 15% NaCl). Такие свойства позволяют бактериям заселять самые разнообразные продукты. Продукты, наиболее часто являющиеся причиной стафилококковых пищевых отравлений – это мясо и мясопродукты, мясо птицы, яйца, салаты (содержащие яйцо, тунец, курицу, картофель, макароны), кондитерские изделия (например, пирожки с кремом, шоколадные эклеры), начинка сэндвичей, молоко и молочные продукты. Таким образом, продукты, которые в процессе приготовления значительное время обрабатыватся вручную и впоследствии хранятся в тепле, могут быть реальным источником стафилококковых пищевых отравлений.

Интоксикация при стафилококковой инфекции

Причиной болезни являются продуцируемые Staphylococcus aureus токсины, поэтому заболевание характеризуется очень коротким инкубационным периодом – обычно от 0,5 до 6 часов. Восприимчивость больного к токсинам определяется состоянием больного, концентрацией токсина и количеством съеденного зараженного продукта. Инфекционная доза может быть менее 1,0 мкг, что соответствует примерно 100.000 КОЕ/г продукта. Наиболее распространенными симптомами заболевания являются тошнота, рвота, отвращение к пищи, спазмы в животе и диарея. Период реабилитации занимает, как правило, 1-3 дня, но в тяжелых случаях полное восстановление может занять больше времени. Болезнь не передается окружающим, больным необходимо принимать большое количества жидкости.

Патогенность, масштабы заболевания

Коагулозоположитепльные стафилококки – это грамположительные каталазоположительные микроорганизмы, которые образуют типичные колонии на селективно-диагностической питательной среде, дающие положительную реакцию на коагулазу (S. аureus; S. aureus spp. anaerobius) или специфическую для кроличьей плазмы реакцию на агаре с кроличьей плазмой и фибриногеном при определении стандартным методом. Staphylococcus aureus (золотистый стафилококк) – это коагулозоположительные стафилококки, образующие ацетоин и ферментирующие мальтозу в аэробных условиях в процессе определения этих биохимических тестов стандартным методом.

Согласно недавним исследованиям в развитых странах из всех известных инфекций чаще всего к смерти приводит одна из самых известных, «обыкновенных» бактерий – Staphylococcus aureus (золотистый стафилококк; все штаммы стафилококков, продуцирующие коагулазу, называют золотистыми). Этот условно-патогенный микроорганизм выделяют у 15-30% здоровых людей, причем носительство у большинства из них ограничено несколькими месяцами. При дефиците иммунитета у больного возбудитель является причиной многочисленных, опасных для жизни зооантропонозных инфекций. Самая распространенная токсическая стафилококковая болезнь – это пищевое отравление. Многие штаммы золотистого стафилококка продуцируют энтеротоксин. Этот яд вызывает диарею, рвоту, боли и спазмы в животе. Согласно проведенного в Новой Зеландии исследования 8,6% детей, госпитализированных с сепсисом, вызванным Staphylococcus aureus, умирают. Дерматовенерологи многих стран обеспокоены увеличением количества стафилококковых инфекций и смертельных случаев из-за стафилококка. Бактерии вызывают порчу пищевых продуктов, включая и так называемые «непортящиеся» продукты. Размножаясь, например, в твердом сыре и салями, бактерии выделяют токсины. Именно они являются наиболее частой причиной серьезных пищевых отравлений. При кулинарной обработке стафилококк гибнет, но его термостабильные токсины не разрушаются. Стафилококки являются причиной множества болезней человека, включая сердечные (эндокардит и перикардит), опорно-двигательного аппарата (остеомиелит и инфекционный артрит). На коже и в мягких тканях стафилококк вызывает так называемый синдром шелушащейся кожи и целлюлиты, являющиеся наиболее частыми инфекционными болезнями кожи. По данным ВОЗ золотистый стафилококк возглавляет список бактерий, которыми наиболее часто заражаются в медицинских учреждениях. Высок риск инфицирования стафилококком при использовании внутривенных катетеров и других медицинских устройств, контактирующих с внутренней средой организма. Фактором риска является и искусственная вентиляция легких. Инфицирование стафилококком может также происходить при нарушении обычных правил гигиены в больницах. Всего на S. аureus приходится около 30% всех «госпитальных инфекций». Стафилококки, выжившие в условиях постоянного применения дезинфицирующих средств и использования антибиотиков – серьезнейший фактор риска для персонала, основа госпитальной инфекции.

Гемолиз на кровяном агаре

Таксономия

Стафилококки – род шаровидных неподвижных аспорогенных грамположительных хемоорганотрофных факультативно-анаэробных или аэробных бактерий из семейства Micrococcaceae. В роду Staphylococcus выделяют около 30 видов, при этом 14 обнаружены на коже и слизистой человека, включая S. aureus, S. epidermidis, S. saprophyticus. Для видовой идентификации используют, в основном, 3 теста: продукцию плазмокоагулазы, анаэробную ферментацию маннита и глюкозы. Антигенная структура бактерии сложная, видоспецифичными антигенами являются тейховые кислоты.

Морфология бактерий и колоний

Бактериальные клетки диаметром 0,5-1,5 мкм делятся в нескольких плоскостях несимметрично, образуя скопления, напоминающие гроздья винограда. Встречаются одиночные клетки, пары и тетрады. Клеточная стенка содержит пептидогликан и глицеринтейховую кислоту. Стафилококки формируют гладкие колонии, окрашенные каротиноидами в желтый или оранжевый цвета. Однако пигментирование не является видовым признаком. При росте на желточно-солевом агаре образуются мутные круглые ровные колонии кремового, желтого или оранжевого цвета. При культивировании в жидких средах бактерии вызывают их равномерное помутнение, а затем образование рыхлого осадка, превращающегося в тягучую массу.

Каталазный тест (положительный)

Физиолого-биохимическая характеристика

Стафилококки – факультативные анаэробы, но быстро и обильно растут при наличии кислорода. Хемоорганотрофы с окислительным и ферментатиывным метболизмом. Биохимичесчки очень активны. Продуцируют каталазу, на среде с глюкозой в анаэробных условиях большинство штаммов образуют ацетоин (положительная реакция Фогеса–Проскауэра). Выделяют аммиак при росте на аргениновом бульоне, восстанавливают нитраты до нитритов или молекулярного азота, активно гидролизуют белки, в аэробных условиях расщепляют многие углеводы до уксусной кислоты и углекислого газа. Родовым признаком является ферментация глюкозы в анаэробных условиях, что отличает стафилококки от микрокков. Бактерии растут на основных средах при 37°С (оптимум 35-40°С), но могут расти и в более широком интервале температур (6,5÷46°С). Оптимум роста отмечен при рН 7,0-7,5, но возможен рост в диапазоне рН=4,2÷9,3. Хорошо выдерживают повышенное осмотическое давление, поэтому элективным субстратом для них служат среды с высокой концентрацией хлорида натрия – желточно-солевой или молочно-солевой агар. Стафилококки хорошо переносят высушивание, сохраняя при этом вирулентность; погибают при прямом воздействии солнечного света в течение 10-12 часов. Довольно устойчивы к нагреванию: при 70-80 о С погибают за 20-30 мин, при 150 о С – за 10 мин; сухой жар убивает их за 2 часа. Бактерии устойчивы к действию низких температур, повторное замораживание и оттаивание их не убивает. Менее устойчивы стафилококки к действию дезинфектантов (перекиси водорода и др.), но резистентны к воздействию чистого этанола. При выращивании в аэробных условиях бактерии нуждаются в аминокислотах и витаминах, в анаэробных – требуют дополнительно урацил и дополнительные источники углерода. На кровяном агаре могут образовывать несколько видов гемолизинов – веществ, поражающих эритроциты, лейкоциты и другие клетки. Продуцируют также фибринолизин, фосфатазу, бактериоцины; отдельные штаммы продуцируют коагулазу, ДНК-азу, H₂S и энтеротоксины (до 10 видов, характеризующихся летальным, гемолитическим или некротическим действием). Ферментируют некоторые углеводы с выделением кислоты без газа. Устойчивы к лизоциму, чувствительны к различным антибиотикам. Патогенные для человека виды обладают одним из 4 факторов токсичности, таким как: 1) экзотоксин, 2) энтеротоксин, 3) лейкоцидин, 4) коагулаза (фермент патогенности). Кросс-резистентность к антибиотикам контролируется R-плазмидой. Другим прокариотам этот фактор устойчивости передается трансдукцией.

Тест на плазмокоагулазу; нижний (+)

Источники и факторы передачи инфекции

Стафилококки – условно патогенные микробы. Являются представителями нормальной микрофлоры человека и животных – густо колонизируют различные биотопы организма (кожу, слизистую носа и зева ротовой полости, брюшную полость и подмышечные области). Стафилококки внедряются в организм через кожные покровы и слизистые оболочки воздушно-капельным и воздушно-пылевым путем. Механизм инфицирования обычно связан с переносом возбудителя из участков колонизации на травматизированную поверхность (например, кожные покровы). Существенную роль играют также тесные контакты с носителями и лицами, страдающими стафилококковыми поражениями. Стафилококк устойчив ко многим внешним воздействиям, поэтому обнаруживается во внешней среде – воздухе (пыль), почве, на предметах обихода. Источники и факторы передачи стафилококковой инфекции множественные. Основные источники – больные со стертыми формами стафилококковой инфекции или носители, реже – заболевшие животные, например, (при пищевых стафилококковых отравлениях и энтероколитах) больные маститом коровы. Наибольшую эпидемиологическую опасность представляет медицинский персонал, который может являться носителем госпитальных штаммов стафилококка. Для стафилококковой инфекции характерна множественность механизмов, путей и факторов передачи. Бактерии могут передаваться контактно через нестерильный медицинский инструмент, руки медперсонала, алиментарно с молочными продуктами и кондитерскими изделиями, аэрогенно и парентерально (при инъекциях).

Патогенез

Восприимчивость к стафилококкам очень низкая у лиц с нормальным иммунным статусом и повышенная у иммунокомпромиссных хозяев. Очень часто стафилококковая инфекция развивается на фоне вторичных иммунодефицитов. Факторами патогенности возбудителя является микрокапсула, компоненты клеточной стенки, ферменты агрессии и токсины. Микрокапсула защищает бактерии от фагоцитоза, способствует адгезии микробов и их распространению по тканям. При выращивании in vitro она не образуется. Компоненты клеточной стенки стимулируют развитие воспалительных реакций и нейтрализуют иммуноглобулины, обездвиживают фагоциты. Тейховые кислоты запускают каскад комплимента (компонента иммунологических реакций) по альтернативному пути. Фермент агрессии стафилококков коагулаза существует в трех антигенных формах и вызывает свертывание сыворотки крови. При целом ряде патологических состояний организма стафилококки покидают свои обычные биотопы, преодолевают тканевые барьеры и привносятся кровотоком во внутреннюю стерильную среду организма. Там они вызывают типовую патологическую реакцию – воспаление. Оно проявляется в форме гнойно-воспалительных процессов различной локализации и степени тяжести, вплоть до сепсиса и септикопиемии. Стафилококки являются этиологическим фактором заболеваний, подавляющее большинство которых носят гнойно-воспалительный характер. Бактерии способны поражать практически любые ткани организма. Вызываемые S. aureus инфекции разнообразны и включают более 100 нозологических форм, в числе которых болезни: 1) кожи и подкожной клетчатки (абцессы, панариции, фурункулез и др.), 2) органов дыхания (ангина, плеврит, пневмония и др.), 3) нервной системы и органов чувств (менингит, отит, коньюктивит и др.), 4) органов пищеварения (стоматит, перетонит, энтерит, энтероколит, пищевая интоксикация и др.), 5) костно-мышечной системы и соединительной ткани (артриты, остеомиелит), 6) кровообращения (эндокардит, флебит и др.), 7) мочеполовых органов (цистит, мастит и др.), 8) стафилококковый сепсис. Эти заболевания могут протекать остро или хронически. Пищевые отравления клинически проявляются в форме рвоты и водянистой диареи уже через 2-6 ч после употребления в пищу инфицированных продуктов – кондитерских изделий с кремом, консервов, мясных и овощных салатов и т.д.

Методы обнаружения
На селективных дифференциальных средах вырастают, как правило, только колонии стафилококков. Предположить стафилококковую этиологию заболевания позволяет выделение стафилококка в чистой культуре. Биоматериал для исследования выбирается в зависимости от клинической картины болезни. У штаммов S. aureus, выделенных при пищевой стафилококковой интоксикации, определяют наличие энтеротоксинов в биологических и иммунологических тестах. Традиционными методами предварительные результаты по идентификации стафилококковой инфекции можно получить через 1-2 суток.

Классический метод
Метод обнаружения S. aureus основан на высеве навески продукта и/или разведений его навески в жидкую селективную среду, инкубировании посевов, пересеве культуральной жидкости на поверхность агаризованной селективно-диагностической среды, подтверждении по биохимическим признакам принадлежности выделенных типичных и/или атипичных колоний к S. aureus.

Питательные среды для выделения S. aureus
– 110675 Giolitti-Cantoni broth – Бульон Жиолитти-Кантони
– 105406 Baird-Parker agar – Агар Байрд-Паркера
– 105404 Mannitol-salt phenol-red agar – Маннит-солевой агар с феноловым красным

Альтернативные (ускоренные) методы

– Подложки со средой – MC-Media Pads (SA) для ускоренного определения Staphylococcus aureus

Для ускоренного определения Staphylococcus aureus (24 ч) в исследуемом образце рекомендуется использовать Подложки со средой – MC-Media Pads (SA). Подложки содержит готовую питательную среду, впитывающую подложку, селективные агенты и хромогенные субстраты, которые ускоряют выявление и облегчают подсчет колоний.