Как определить стафилококковый энтеротоксин

Обновлено: 22.04.2024

Цель – выявить частоту встречаемости стафилококковых энтеротоксинов типа SEC и SEI, продуцируемых штаммами Staphylococcus aureus, выделенными от больных с различной нозологией. Как известно, инфекционный процесс у них протекает с выраженной интоксикацией без рвоты и кишечных расстройств.

Материалы и методы. Исследовано 79 штаммов (43 штамма выделенных при пневмонии, 13 – у ожоговых больных, 11 – при сепсисе) S. aureus на наличие SEС и SEI методом иммуноферментного анализа.

Результаты. Установлено, что 48,3% штаммов S. aureus, выделенных у больных пневмонией, продуцировали SEC и 72,1% – SEI. Частота встречаемости штаммов S. aureus, продуцирующих SEC и SEI, выделенных у больных при ожоговых инфекциях, составила 23,0 и 15,4% соответственно. 36,4% штаммов стафилококков, выделенных у больных с сепсисом, продуцировали SEC, 45,5% – SEI.

Заключение. Полученные данные свидетельствуют о необходимости выявления штаммов стафилококков, продуцирующих как классические, так и вновь открытые энтеротоксины, которые являются решающими факторами вирулентности, приводящими к летальному сепсису, инфекционному эндокардиту и синдрому токсического шока, с целью их элиминации.

Ключевые слова

Введение

Staphylococcus aureus бактериальный патоген, вызывающий различные заболевания, от лёгких фурункулов и кожных инфекций до таких серьёзных заболеваний, как остеомиелит, эндокардит, пневмония, менингит и синдром токсического шока [1]. Кроме того S. aureus вызывает бактеримию, которая часто возникает в результате кожных инфекций при наличии хирургических ран, пневмонии, использования инфицированных катетеров, внутривенного употребления наркотиков и в 20-40% случаев становится причиной смертности [2]. Эти заболевания связаны с выработкой факторов патогенности, в частности со стафилококковыми энтеротоксинами (SE). Тем не менее недавние исследования показывают, что SE играют более значительную роль в проявлении ряда других заболеваний человека, в том числе связанных с дыхательными путями и развитием аутоиммунных заболеваний.

SE являются мощными неспецифическими стимуляторами Т-клеток (суперантигенами), которые вызывают нерегулируемую активацию иммунного ответа. Если эта стимуляция сохраняется, возникает массивная перегрузка цитокинами, включая клинические признаки синдрома токсического шока: быстрое начало лихорадки, полиорганная недостаточность и высокая смертность. В отличие от большинства секретируемых токсинов, продуцируемых S. aureus, SE токсичны для человека даже в незначительных количествах. Они способны вызывать рвоту и гастроэнтериты при однократном поступлении 100 нг 1 мкг [3]. Кроме того, все SE играют значительную медиаторную роль: они являются суперантигенами и способны увеличивать токсичность эндотоксинов более чем в 1000 раз, что может вызвать синдром токсического шока. Так, в случае попадания энтеротоксина в организм человека с тяжёлым инфекционным заболеванием (например, с сепсисом, пневмонией, ожогами) вместо пищевого отравления развивается иммунодефицитное состояние. Смертельная доза эндотоксина для людей составляет 1-2 мг, а при адекватном добавлении суперантигена, которым может выступать SE, минимальная смертельная доза эндотоксина может снижаться до пикограммов [4].

Известно, что стафилококки продуцируют не менее 26 различных суперантигенов (SAg), включая SE (SEA-E, SEG-J и SER-T); стафилококковые энтеротоксиноподобные токсины (SEl: SElK-Q, -U, -V и -X Z); токсин токсического шока (TSST-1) [5]. SAg индуцируют νβ-специфическую пролиферацию Т-клеток наряду с высвобождением провоспалительных цитокинов, включая интерлейкины (IL) -1, -2, -6; фактор некроза опухоли (TNF-α), интерферон-гамма (IFN-γ) и хемокины CCL2 и CCL3 [6]. Кроме того, имеются данные, что SEC стимулирует секрецию IL-8 в эндотелиальных клетках аорты человека [7]. Неконтролируемое высвобождение провоспалительных медиаторов может привести к сыпи, лихорадке, коме и смерти от сильного шока. Наибольшее значение в практике имеют стафилококковые энтеротоксины типов: SEA, SEB, SEC. SED, SEE, а также TSST-1, которые являются причиной 95% пищевых отравлений стафилококковой этиологии. SE могут быть пусковым механизмом в развитии артритов и поражениях миокарда желудочков сердца, особенно у детей, а также причиной внезапной младенческой смертности [8]. Следует отметить, что S. aureus, продуцирует три подтипа SEC (SEC1, SEC2, SEC3), которые различаются по изоэлектрическим точкам (Cl-pI8,6; C2-pI7,8; C3-pI8,0), но иммунологически идентичны между собой и обладают суперантигенной активностью [9, 10].

Особый интерес представляет выявление классического энтеротоксина типа С, продуцируемого штаммами S. aureus, который может существенно повлиять на нормальное функционирование иммунной системы больного. SEC один из наиболее изученных энтеротоксинов, поскольку он был обнаружен третьим и обычно продуцируется устойчивыми к метициллину штаммами S. aureus (MRSA) в очень высоких концентрациях, что может вызвать тяжёлые патологии [11].

Классические SE являются критическими факторами вирулентности при смертельном сепсисе, инфекционном эндокардите и повреждении почек. Следует отметить, что классические энтеротоксины (SEA, SEB, SEC, SED, SEE) продуцируются в количестве от 80 до 100 мкг/мл в жидкой среде, тогда как вновь открытые SE в количестве от 0,0001 до 0,03 мкг/мл [7]. Так, Н. Hogevick и соавт. обнаружили у 15 из 22 пациентов с инфекционным эндокардитом поражение клапанного аппарата сердца, ассоциированное с персистенцией S. aureus [12]. Кроме того, исследование штаммов S. aureus от определённых пациентов с инфекционным эндокардитом продемонстрировало высокую распространённость генов SAg, кодирующих TSST-1, SEC, SEG и SEI, по сравнению с изолятами от инфекций мягких тканей [13].

Не менее важно определение одного из представителей вновь открытых токсинов, а именно энтеротоксина I, который образуется в значительно меньшем количестве, чем классические энтеротоксины, но также способен вызывать дисфункцию иммунной системы.

Целью данной работы было выявление частоты встречаемости стафилококковых энтеротоксинов (SE) типа SEC и SEI, продуцируемыми штаммами S. aureus, выделенных от больных с различной нозологией, инфекционный процесс у которых протекает с выраженной интоксикацией без рвоты и кишечных расстройств.

Материалы и методы

В работе использовали культуры S. aureus, полученные из ГКБ № 1 им. Н.И. Пирогова, ГКБ им. С.П. Боткина и ожогового отделения НИИ СП им. Н.В. Склифосовского (Москва). Штаммы были любезно предоставлены профессором Д.Д. Меньшиковым.

Культивирование проводили на ферментативном казеиновом гидролизате с добавлением 1% сердечно-мозговой вытяжки (Difco). Выращивание штаммов S. aureus проводили в пробирках объемом 50 мл, в которые помещали 5 мл среды. Культивирование осуществляли на шуттель-аппарате при 210 об/мин в течение 24-30 ч при 37 °С. После культивирования микробные клетки удаляли центрифугированием в течение 15 мин при 10 000 об/мин. Наличие SEC и SEI в надосадочной жидкости определяли методом иммуноферментного анализа с использованием тест-систем с чувствительностью 1 нг/мл [14, 15].

Результаты

Частота встречаемости культур стафилококков, продуцирующих SE типов SEC и SEI, выделенных от больных разного профиля, представлена в табл. 1, 2. Как следует из данных табл. 1, среди 43 штаммов S. aureus, выделенных при пневмонии, частота обнаружения SEС составила 48,3%. Продуцентами SEI был 31 (72,1%) штамм стафилококков, и 20 штаммов продуцировали одновременно SEС и SEI (см. табл. 2). Из 13 изолятов, выделенных при ожоговых инфекциях, только 4 были энтеротоксигенными. При этом 3 (23,0%) изолята продуцировали SEС (см. табл. 1), 2 (15,4%) изолята SEI и 1 (13,0%) изолят одновременно SEC и SEI (см. табл. 2). Среди 11 культур S. aureus, выделенных при сепсисе, 4 (36,4%) штамма продуцировали SEC (см. табл. 1), 5 (45,5%) штаммов продуцировали SEI и 3 штамма (27,3%) SEC и SEI (см. табл. 2). При исследовании нами обнаружено 4 штамма S. aureus, выделенных из катетеров, 2 из них продуцировали SEC и 3 штамма образовывали SEI. Кроме того, были выделены две культуры из зева и одна из плевральной жидкости. В двух штаммах из зева был обнаружен SEI и в одном SEC и SEI. В одном штамме, выделенном из плевральной жидкости, были выявлены SEC и SEI.

Частота встречаемости культур S. aureus, продуцирующих SEC, выделенных от больных с различными патологиями

Стафилококковый энтеротоксин А по природе своей является протеином с молекулярным весом 24-30 Kd, который может выступать в качестве аллергена. Проявлениями аллергических реакций на стафилококковый энтеротоксин А могут являться атопический дерматит, аллергический ринит, аллергический конъюнктивит, заболевания пищеварительной системы (аллергический стоматит, хейлит, гастрит, колит, гастроэнтерит). Определение специфического иммуноглобулина Е к данному аллергену в повышенном количестве указывает на наличие сенсибилизации организма к этому аллергену.

Синонимы русские

IgE к энтеротоксину А золотистого стафилококка, бактериальные токсины.

Синонимы английские

Staphylococcal enterotoxin A, ETA, IgE (o72).

Метод исследования

Единицы измерения

МЕ/мл (международная единица на миллилитр).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Как правильно подготовиться к исследованию?

  • Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Staphylococcus aureus (золотистый стафилококк) – это бактерия, колонизирующая кожу и слизистые животных и человека. Носителями золотистого стафилококка являются 10-40% людей. Стафилококк часто вызывают инфекции кожи: фолликулит, фурункулы, рожу, абсцессы. К тяжелым инфекционным заболеваниям стафилококковой природы относят остеомиелит, пневмонию, эндокардит и сепсис. Кроме того, стафилококки являются причиной заболеваний, обусловленных продукцией токсинов. Токсины могут непосредственно влиять на организм, вызывая симптомы поражения кожи: "синдром ошпаренной кожи" у младенцев, стафилококковый гастроэнтерит. Ответной реакцией на попадание в организм чужеродных клеток является быстрая выработка иммуноглобулинов класса Е. На фоне аллергической реакции на энтеротоксин происходит поражение внутренних органов и тканей, сопровождающееся следующими симптомами: чихание; диарея; зуд и покраснение кожных покровов; головокружение; сонливость; одышка; сухой кашель; першение в горле; анафилактический шок; повышенное потоотделение; повышение температуры тела; отек Квинке; сыпь; конъюнктивит; увеличение размера вилочковой железы; обострение хронических заболеваний; мигрень.

Золотистый стафилококк продуцирует энтеротоксины, которые приводят к дисфункции организма на клеточном уровне, проявляющейся в виде воспаления дыхательных путей. Особенно опасен золотистый стафилококк в период беременности и грудного вскармливания. Как показывает медицинская практика, у пациентов, страдающих полипами в области носоглотки, атопической экземой, хроническим ринитом, повышен риск диагностирования стафилококковой инфекции. Иммунологическая диагностика позволяет с высокой точностью определить устойчивость организма к аллергену данного типа. Воздействие энтеротоксинов золотистого стафилококка вызывает продукцию специфических IgE. Энтеротоксин А индуцирует поликлональное образование IgE против сотен аллергенов, включая ингаляционные аллергены и энтеротоксины. Данные иммунологические реакции способствуют развитию хронического риносинусита с образованием полипов носа, более тяжелому течению атопического дерматита и экземы, бронхиальной астмы.

Для чего используется это исследование?

  • Для диагностики аллергических заболеваний, связанных с сенсибилизацией к энтеротоксину А золотистого стафиллококка;
  • для диагностики бактериальной экземы;
  • для уточнения причин тяжелого течения атопического дерматита;
  • для уточнения генеза хронического риносинусита, полипоза носа;
  • для уточнения генеза бронхиальной астмы.

Когда назначается исследование?

  • При симптомах аллергии (зуд и высыпания на коже, тяжелое течение атопического дерматита, экзема, хронический риносинусит, полипоз носа, бронхиальная астма и др.).

Что означают результаты?

Референсные значения: 0.00 - 0.10 МЕ/мл.

  • аллергия на энтеротоксин А золотистого стафиллококка;
  • сенсибилизация к энтеротоксину А золотистого стафиллококка с высоким риском развития аллергической реакции после укуса.
  • отсутствие сенсибилизации к энтеротоксину А золотистого стафиллококка;
  • исключение контакта с аллергеном.

Кто назначает исследование?

Аллерголог, педиатр, врач общей практики, терапевт, пульмонолог, дерматовенеролог, оториноларинголог.

Микробиологическое исследование, позволяющее выявить инфицированность золотистым стафилококком и определить количество возбудителя. При выявлении патогенных и/или условно-патогенных микроорганизмов будет определена их чувствительность к антимикробным препаратам (антибиотикам и бактериофагам). В ином случае чувствительность к антибиотикам и бактериофагам не определяется, т.к. не имеет диагностического значения.

Синонимы английские

Staphylococcus aureus culture, MRSA culture (Methicillin-resistant S. aureus culture), quantitative.

Метод исследования

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Грудное молоко, кал, мазок из зева, мазок с конъюнктивы, мазок из носа, мазок урогенитальный (с секретом предстательной железы), мокроту, отделяемое раны, отделяемое уха, ректальный мазок, среднюю порцию утренней мочи.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Общая информация об исследовании

Золотистые стафилококки (Staphylococcus aureus) – грамположительные условно-патогенные бактерии рода Staphylococcus, являющиеся наиболее частой причиной стафилококковых, в частности внутрибольничных, инфекций. Золотистые стафилококки в норме могут располагаться на коже, слизистой оболочке носа и реже в гортани, влагалище, кишечнике. Они встречаются у 30 % здоровых людей.

Если у человека слабая иммунная система или нарушен нормальный состав микрофлоры, то при повреждении кожи (слизистых оболочек) золотистый стафилококк может приводить к разнообразным местным и системным инфекционно-воспалительным поражениям:

  • кожи (карбункулам, импетиго, фолликулиту),
  • молочных желез (маститу),
  • дыхательных путей и ЛОР-органов (тонзиллиту, гаймориту, отиту, фарингиту, ларинготрахеиту, пневмонии),
  • мочевыводящих путей (уретриту, циститу, пиелонефриту),
  • пищеварительной системы (энтероколиту, аппендициту, перитониту, парапроктиту, холециститу),
  • костно-суставной системы (остеомиелиту, артриту).

В отдельных случаях возможна генерализация инфекции с развитием септикопиемии. Производимый золотистым стафилококком энтеротоксин вызывает пищевые отравления и синдром токсического шока. Основные источники инфекции: здоровые (носители) и больные люди, домашние и сельскохозяйственные животные, а также пища, содержащая возбудителя инфекции (чаще всего это сахаросодержащие молочные продукты). Инфицирование может происходить контактным и воздушно-пылевым путем. Возможно аутоинфицирование.

Определение количества бактерий может потребоваться, например, чтобы понять, нужно ли проводить лечение: в некоторых случаях, если количество небольшое, лечение не проводится. Решение о его необходимости зависит от клинических проявлений, а также от количества стафилококка. При небольшом содержании микробов и отсутствии симптоматики лечение может вообще не понадобиться, т. к. и в норме на слизистой могут находиться эти микробы. Стафилококк в кишечнике обнаруживается постоянно, это не повод для лечения, но если его количество превышено, тогда нужны меры (бактерия может вызывать колики и расстройства). Стафилококк в мазке без симптомов вагинита также является нормой, в то время как большие количества стафилококка в мазке, наряду с повышением лейкоцитов, требуют лечения.

Наличие стафилококка не обязательно означает инфекцию, это может быть бессимптомное носительство, например при посеве мазков из носа и зева носительством считается количество бактерий до 10 3 . Однако более высокие показатели говорят нам о золотистом стафилококке как о причине заболевания, и это уже далеко не бессимптомное носительство.

Многое зависит от возраста пациента. Например, золотистый стафилококк в количестве 10 4 является вполне нормальным показателем для детей старше 1 года, но у грудных детей в таком количестве уже потребует лечения.

В любом случае наличие стафилококка при отсутствии симптомов болезни – еще не повод к назначению лекарств.

Количество стафилококка может определяться до и после лечения. Если выясняется, что рост возбудителя обильный, значит, инфекция набирает обороты, предыдущая терапия была неудачной и срочно требуется новый курс лечения; умеренный и скудный рост микроорганизмов по результатам последних анализов говорит об успешности терапии. Кроме того, в дальнейшем необходимо контролировать количество стафилококков в течение 1 или 2 месяцев после пройденного лечения.

Отмечено также, что после пребывания больных в хирургической клинике стафилококк обнаруживался у них вдвое чаще, чем при поступлении. У больных, поступающих в стационары, наблюдается замена антибиотикочувствительных стафилококков на антибиотикоустойчивые.

Лечение больных стафилококковой болезнью препаратами пенициллина или другими давно применяемыми антибиотиками часто остается безрезультатным, поскольку такие препараты нередко только усугубляют тяжесть течения инфекции. Поэтому так важно установить, какие антибиотики будут эффективны при лечении стафилококка.

Для чего используется исследование?

  • Для определения целесообразности лечения.
  • Для дифференциации бактерионосительства и опасного инфицирования.
  • Для контроля за состоянием пациента после проведенного лечения.
  • Для того чтобы подтвердить, что стафилококк является причиной возникшего заболевания (об этом свидетельствуют высокие показатели посева).

Что означают результаты?

Референсные значения: нет роста.

Золотистый стафилококк в мазке в небольших количествах является частью нор­мальной микрофлоры человека. Значительное повышение стафилококка в мазке может быть симптомом воспалительного процесса, кожных инфекций (угри и пр.) и очень опасных заболеваний (пневмония, остеомиелит, эндокардит и др.). Результат посева интерпретирует врач исходя из того, в каком количестве выделены микроорганизмы.

Для определения гиперреактивности иммунной системы к стафилококковому энтеротоксину TSST необходимо оценить уровень специфического иммуноглобулина Е в крови. Аллергодиагностика проводится с помощью флюоресцентного иммуноанализа системой ImmunoCAP, которая обеспечивает высокую точность результатов благодаря определению специфических иммуноглобулинов даже в очень малых количествах.

Приём и исследование биоматериала

Когда нужно сдавать анализ Стафилококковый энтеротоксин TSST IgE (M226, ImmunoCAP)?

  1. Поиск причины частых обострений бронхиальной астмы, хронического риносинусита;
  2. Подозрение на развитие частых обострений экземы в связи с повышенным содержанием золотистого стафилококка, выделяющего энтеротоксин группы TSST.

Подробное описание исследования

Распространенность аллергических заболеваний очень высока и продолжает расти во всем мире. Кроме того, сложность и тяжесть аллергических заболеваний, включая астму, продолжают расти, особенно среди детей. Для решения этих проблем и борьбы с этими заболеваниями необходима идентификация аллергенов и направленное на снижение чувствительности иммунной системы лечение.

Аллергия — это нарушение толерантности иммунной системы к определенным веществам из окружающей среды, называемых аллергенами. Аллергенами являются белковые молекулы, которые вызывают IgE-опосредованные аллергические реакции у человека. При первом взаимодействии токсинов стафилоккока с организмом человека происходит образование специфических иммуноглобулинов Е, этот процесс называется сенсибилизацией. Аллергической реакции в этот момент не наблюдается, однако она может развиваться при последующем контакте с токсином.

Стафилококки — это неподвижные бактерии шаровидной формы. Среди потенциально опасных для человека выделяют золотистый стафилоккок (лат. Staphylococcus aureus). Он является возбудителем многих инфекций, при взаимодействии с клетками человека выделяет токсины.

Staphylococcus aureus — это бактерия, которая колонизирует кожу и слизистые оболочки человека в норме, при ее небольшой численности и достаточном количестве нормальной флоры заболеваний не возникает, однако выделяемые бактерией токсины могут вызывать аллергию.

Сенсибилизация стафилококковым энтеротоксином ассоциируется с астмой у взрослых. Это заболевание проявляется изменение нормальной стенки бронхов, периодическими приступами удушья, чувства нехватки воздуха.

К хроническому заболеванию кожи аллергической природы также относится экзема. Изменение со стороны кожи характеризуется появлением мелкой сыпи, очаг воспаления ассиметричен, чаще всего находится на нижних конечностях. Энтеротоксины, выделяемые стафилококками способны вызвать обострение этого заболевания.

Золотистый стафилококк образует энтеротоксины для проникновения в клетки человека. Некоторые штаммы бактерий продуцируют дополнительные энтеротоксины, которые включают токсин синдрома токсического шока (TSST), стафилококковые энтеротоксины (SEA, SEB, SECn, SED), эксфолиативные токсины (ETA и ETB) и лейкоцидин.

Известно, что каждый из этих токсинов оказывает мощное воздействие на клетки иммунной системы, но многие из них имеют и другие биологические эффекты. Их основная функция invivo (внутри организма) может заключаться в снижении иммунного ответа на их проникновение в организме человека. Кроме того, TSST способен осуществлять проникновение через слизистые оболочки.

Уровень IgE к стафилококковому энтеротоксину TSST повышается при заболеваниях органов дыхания не только в стадии обострения, но и в период ремиссии. Важно не только присутствие этих микроорганизмов в дыхательных путях организма человека, но то, что они способны высвобождать аллергенные вещества, такие как энтеротоксин TSST.

Аллергодиагностика проводится с помощью флюоресцентного иммуноанализа системой ImmunoCAP, которая обеспечивает высокую точность результатов благодаря способности определять специфические иммуноглобулины даже в очень малых количествах.

Для определения гиперреактивности иммуннойсистемы к стафилококковому энтеротоксину TSST необходимо оценить уровень специфического иммуноглобулина Е в крови.

Читайте также: