Стрептококк мутанс под микроскопом

Обновлено: 28.03.2024

В этой статье мы поговорим о более сложных темах на примерах тех представителей микробного мира, которые в большинстве случаев являются нашими добрыми соседями и очень редко, при очень специфических условиях, вызывают заболевания. Но так как лаборатории, особенно оснащенные автоматизированными системами детекции, все это определяют и буквально вываливают на врачей, ориентироваться и в этом море информации все-таки необходимо.

Материалы предназначены исключительно для врачей и специалистов с высшим медицинским образованием. Статьи носят информационно-образовательный характер. Самолечение и самодиагностика крайне опасны для здоровья. Автор статей не дает медицинских консультаций: клинический фармаколог — это врач только и исключительно для врачей.

Автор: Трубачева Е.С., врач – клинический фармаколог

Почему за исключением S. pyogenes? Да потому что данного возбудителя мы рассмотрели в отдельной статье. Кроме того, мы уже говорим практически на одном языке, а потому можем себе позволить поговорить о более сложных темах на примерах тех представителей микробного мира, которые в большинстве случаев являются нашими добрыми соседями и очень редко, при очень специфических условиях, вызывают заболевания. Но так как лаборатории, особенно оснащенные автоматизированными системами детекции, все это определяют и буквально вываливают на врачей, ориентироваться и в этом море информации все-таки необходимо.

Микробиологические аспекты

Для начала разберемся с классификациями, чтобы понимать принципы разнесения стрептококков по группам. Так сложилось, что для классификации стрептококков используются их фенотипические характеристики, а именно характеристики по гемолитическим свойствам:

  • β-гемолитические стрептококки вызывают полный гемолиз эритроцитов питательной среды с формированием прозрачной зоны вокруг колоний на кровяном агаре

Стрептококки 1

  • α-гемолитические (зеленящие) образуют зеленоватый ореол вокруг колоний в результате неполного разложения гемоглобина


  • γ-гемолитические по-другому именуются негемолитическими, то есть ничего никуда из крови не разлагают.

Собственно, почему кровь? Дело в том, что стрептококки крайне требовательны к питательным средам и к условиям, в которых их растят. И чтобы они выросли, в питательные среды (в основном, жидкие) необходимо или добавлять мясной экстракт, или использовать коммерческие питательные среды с добавлением крови барана, или 5%-й кровяной агар – и все это с большим количеством дополнительных компонентов. Для определения характера гемолиза традиционно используется среда с 5%-й дефибринированной кровью барана.

Подобное разделение по группам и типам гемолиза является решающим для деления стрептококков, имеющих медицинское значение, позволяя разделить патогенные и условно-патогенные микроорганизмы. Про патогенные мы уже поговорили ранее, теперь будем вести разговор о более обширной группе условно-патогенных представителей и начнем со стрептококков групп A, C, D и F, оставив для отдельного разговора группу В и единственного ее представителя – S. agalactiae.

Основными характеристиками представителей этих групп является то, что все они:

  • Обладают β-гемолитической активностью
  • Относятся к нормальной микрофлоре человека и животных
  • Могут вызывать оппортунистические инфекции в различных локализациях
  • Fc-антиген, способный взаимодействовать с Fc-фрагментом IgG, тем самым угнетая систему комплемента и подавляя активность фагоцитов. Кроме того, он же активирует выработку аутоиммунных антител, которые в дальнейшем участвуют в развитии иммунного воспаления;
  • Р-антиген, обладающий иммуносупрессивной активностью и являющийся общим для всех стрептококков. Он подавляет выработку антител и усиливает реакции гиперчувствительности замедленного типа.

Кроме того, стрептококки имеют такой фактор патогенности, как М-протеин, который нарушает фагоцитарную активность путем маскировки рецепторов для комплемента, что очень затрудняет борьбу с этими возбудителями.

Клинические аспекты

1. Streptococcus dysgalactiae – объединяет двух представителей Streptococcus dysgalactiae subsp. dysgalactiae и Streptococcus dysgalactiae subsp. equisimilis. Первый живет на животных (и вызывает маститы у коров, на человеке в качестве возбудителя пока не ловили), второй на человеке – в верхних дыхательных путях и влагалище – и может быть причиной менингита, септических артритов и инфекций кожи (при условии наличия соответствующей симптоматики и в отсутствии других вероятных возбудителей).

2. Стрептококки группы Anginosus (S. anginosus, S. constellatus, S. intermedius) относятся к представителям нормальной флоры человека. Обрести зубы и стать возбудителями инфекции их могут заставить травмы, оперативные вмешательства, сахарный диабет, онкологические заболевания и иммунодефициты различной этиологии. Сами по себе на человека не бросаются и обнаружение оных вне клинической картины истребления не требует.

  • S.anginosus – в норме обитает в полости рта, верхних дыхательных путях и влагалище. При патологии может быть высеян из урогенитальной и желудочно-кишечной локализаций.
  • S. constellatus – в норме живет в верхних дыхательных путях и ЖКТ. При патологических процессах могут быть обнаружены где угодно.
  • S. intermedius – в норме обитает в полости рта и верхних дыхательных путях. При патологических процессах в основном высевается из мозга, из крови при эндокардитах и из печеночных абсцессов (проще говоря оттуда, где в норме все должно быть стерильно).

3. S. equi клинического значения не имеет, так как является зоонозом и вызывает ветеринарные проблемы у коров, лошадей, морских свинок, овец и коз. Иногда – при употреблении зараженных молочных продуктов – может быть обнаружен у людей, больных нефритом.

4. S. canis, как понятно из названия, выделяют от собак. У людей могут вызывать инфекции мягких тканей, пневмонии, сепсис, остеомиелит.

5. S. iniae – обнаруживается у дельфинов и рыб. А также у людей, занятых на обработке замороженной рыбы. Крайне редко вызывает заболевание (описаны всего несколько случаев), хорошо лечится бета-лактамами и макролидами.

6. И несколько чисто зоонозных представителей, не имеющих медицинского значения, но иногда сеющихся с людей, которые за этими животными ухаживают или лечат:

  • S. porcinus – вызывает абсцессы глотки свиней, пневмонию и аборты;
  • S. didelphis – вызывает инфекции кожи, печени, легких и селезенки у опоссумов;
  • S. phocae – выделяется у морских котиков при пневмонии у оных.

Как мы увидели, в большинстве своем перечисленные возбудители относятся к нормальной микрофлоре верхних дыхательных путей, кожи, ЖКТ и урогенитального тракта, а чтобы они вызвали заболевание, во внутреннюю среду организма должно проникнуть очень большое количество оных, при этом иммунная система должна быть подавлена тем или иным образом. Чаще всего такую роль играют медицинские вмешательства (инъекции, операции, катетеризация сосудов, гемодиализ и т. п.) на фоне тяжелых основных или сопутствующих заболеваний. Тогда стрептококки способны вызвать инфекции кожи и мягких тканей, верхних дыхательных путей, эндокардиты и сепсис, инфекции урогенитального тракта, при этом строгой локализации процесса соответствующим возбудителем уже не будет, а будет инфекция, связанная с медицинским вмешательством.

Что делать?

Как можно раньше провести бактериологическую диагностику и главным в ней будет правильная техника взятия биологического материала, чтобы точно исключить его контаминацию ни в чем не повинными мирными соседями, просмотрев истинного возбудителя. Техника взятия материала и правила транспортировки в лабораторию подробно расписаны здесь.

Чем лечить?

Этот вопрос мы можем задать только тогда, когда точно понимаем, что именно вышеуказанные зверушки являются возбудителями и никто за ними не прячется. Хорошая новость в том, что стрептококки до сих пор сохранили высокую чувствительность к бета-лактамам вообще и к пенициллинам в частности, то есть лечить их дешево. Плохая новость в том, что фактически утеряна чувствительность к макролидам, и поэтому они не могут быть препаратами выбора – это обязательно надо учитывать при назначении стартовой терапии.

Кроме того, стрептококки продолжают демонстрировать высокую чувствительность к ванкомицину, но в виду неоднозначности самого препарата в плане безопасности его применения, им тоже не следует злоупотреблять и включать его в схему лечения только в случае наличия аллергии к пенициллиновому ряду.

Итак, мы закончили краткое рассмотрение представителей стрептококков групп A, C, D, F и G, и нам осталось рассмотреть только одного представителя из группы В, а именно S.agalactiae, чем мы и займемся в следующей статье.

Streptococcus mutans является бактерией, которая участвует в образовании зубного налета или биопленки, которая образуется на эмали зубов. Это микроорганизм, который принадлежит к ротовой микробиоте у людей и составляет 39% от общего количества стрептококков в этой области..

Это было указано в качестве основного возбудителя возникновения кариеса, болезни, характеризующейся разрушением твердых тканей зуба. Фактически, он был впервые изолирован Дж. Килианом Кларком от кариозной травмы..


Предрасположенность некоторых людей к большему количеству эпизодов кариеса, чем у других, связана с несколькими факторами, среди которых плохая гигиена полости рта, наличие кариогенных микроорганизмов и злоупотребление продуктами, богатыми сахарозой. Эти факторы влияют на дисбаланс микробиоты полости рта, что усугубляет население S. mutans.

Распространенность кариеса в популяции довольно часта. По оценкам, 88,7% людей в возрасте от 5 до 65 лет представили по крайней мере один эпизод кариеса в своей жизни, при этом наиболее уязвимой группой являются дети и подростки..

  • 1 Характеристики
  • 2 Таксономия
  • 3 Морфология
  • 4 Факторы вирулентности
  • 5 Патогенез
    • 5.1 Производство глюкозилтрансфераз
    • 5.2 Адгезионная способность и формирование биопленки
    • 5.3 Кислотная продукция и способность выживать при низком pH
    • 6.1 Зубной кариес
    • 6.2 Пародонтит
    • 6.3 Потеря зубов
    • 6.4 Бактериальный эндокардит

    черты


    -Они характеризуются факультативными анаэробами, что означает, что они могут жить в присутствии или отсутствии кислорода.

    -Для роста в лаборатории требуется 5-10% CO2, поэтому их называют микро-гидрофилами..

    -По гемолизу производимый в крови агар культуральная среда классифицируется как альфа или гамма гемолитик.

    -Это микроорганизмы, очень чувствительные к изменениям окружающей среды, поэтому они не выживают долго вне организма.

    -На лабораторном уровне они очень требовательны с точки зрения питания.

    таксономия

    Streptococcus mutans принадлежит к домену бактерии, Phylum Firmicutes, класс Bacilli, отряд Lactobacillales, семейство Streptococaceae, род Streptococcus, вид мутан.

    Отсутствие углевода С в клеточной стенке означает, что его нельзя классифицировать в группах Лэнсфилда. Вот почему он был включен в группу под названием Streptococcus viridans.

    Однако существует другая классификация, основанная на анализе последовательности гена 16SrRNA. В этом смысле он был классифицирован как группаS. mutans", Который не включает ни одного вида, но содержит другие антигенно сходные стрептококки, такие как: S. mutans, S. sobrinus, S. cricetus, S. macacae, S. rattus, S. downeii и S. ferus.

    Многие из этих видов типичны для некоторых животных и редко встречаются у людей. только S. mutans и S. sobrinus они являются привычной микробиотой полости рта человека.

    морфология

    Streptococcus mutans это сферические клетки, поэтому их называют кокосовыми орехами. Они расположены в цепях.

    Они не образуют спор и не подвижны. Когда они окрашиваются техникой окрашивания по Граму, они становятся фиолетовыми, то есть они являются грамположительными.

    У них нет капсулы, но у них типичная грамположительная бактериальная стенка.

    Содержит толстый пептидогликан толщиной 80 нм, в котором закреплена тейкоевая кислота, а липотейхоевая кислота прикреплена к клеточной мембране.

    Они не обладают углеводом С в клеточной стенке.

    Факторы вирулентности

    Факторами вирулентности являются те механизмы, которые микроорганизм должен вызывать заболевание. S. mutans особенности:

    • Производство глюкозилтрансфераз.
    • Адгезионная способность и формирование биопленки.
    • Производство большого количества органических кислот (ацидогенность).
    • Способность выживать при низком pH (кислотность).

    патогенез

    Производство глюкозилтрансфераз

    Глюкозилтрансферазы B, C и D являются ферментами, ответственными за разложение углеводной сахарозы в декстранах и леванах, которые являются наиболее важными полиглюканами..

    Они действуют в агрегации микроорганизмов на поверхности зубов, создавая микроколонии, которые способствуют образованию биопленки.

    Адгезионная способность и формирование биопленки

    S. mutans Обладает способностью прилипать к зубной пленке, которая представляет собой физиологический и очень тонкий минерализованный органический слой поверхности зубов, состоящий из белков и гликопротеинов..

    После прикрепления к зубной пленке эти бактерии обладают свойством прилипать к другим бактериям посредством образования полимеров внеклеточных гликанов, действующих как клей, который крепко удерживает вместе всю пластину. Так образуется биопленка или патологический зубной налет.

    Кислотная продукция и способность выживать при низком pH

    S. mutans, После установки в зубной налет он метаболизирует моносахариды и дисахариды, присутствующие в ежедневном рационе, такие как глюкоза, фруктоза, сахароза, лактоза и мальтоза, выполняя бактериальный гликолиз, который приводит к выработке кислот, включая молочную кислоту. , пропионовая, уксусная и муравьиная.

    Но в дополнение к этому, S. mutans может синтезировать внутриклеточные полисахариды, которые метаболизируются с образованием кислот в отсутствие ферментируемых экзогенных углеводов.

    Это означает, что, S. mutans может понизить рН до 4,2 внутри зубного налета, даже между приемами пищи, будучи способным непрерывно выдерживать этот рН.

    Все эти кислоты вступают в реакцию с гидроксиапатитом эмали, вызывая деминерализацию зуба. Это представляет основной кариогенный механизм этой бактерии.

    Болезни или патологии

    Кариес зубов

    Считается, что S. mutans это микроорганизм, который инициирует процесс кариеса, в основном при поверхностных трещинах жевания или между зубами.

    Тем не менее, другие микроорганизмы, такие как S. salivarius, S. sanguis, S. sobrinus, Lactobacillus acidophilus, L. casei, Actinomicetus viscosus, Actinomycetes naeslundii и Bifidobacterium spp..

    Кариес характеризуется появлением черного пятна на поверхности зуба, которое может переходить от эмали к пульпе и может распространяться на периодонт. Этому процессу способствуют высокие концентрации сахара и низкий pH.

    периодонтит

    Он начинается с гингивита (воспаление десен), затем переходит в периодонтит (воспаление пародонта), где происходит потеря поддержки зубов из-за резорбции альвеолярной кости и периодонтальных связок..

    Потеря зубов

    Это является следствием плохого ухода за полостью рта и гигиены, когда кариес и периодонтит вызывают полную потерю зуба..

    Бактериальный эндокардит

    Было замечено, что некоторые пациенты, у которых развился бактериальный эндокардит, имеют в качестве возбудителя Streptococcus Viridans Group, среди которых найдено S. mutans.

    Это совпало с плохой гигиеной полости рта и заболеваниями пародонта у этих пациентов, что говорит о том, что входная дверь является травмой полости рта..

    передача

    Считается, что S. mutans она приобретается как обычная микробиота полости рта в раннем возрасте через контакт с матерью (вертикальная передача) и может передаваться через слюну от одного человека к другому (горизонтальная передача).

    диагностика

    Streptococcus mutans Это каталаза и оксидаза отрицательны, как и все стрептококки. Они выделяются в питательных средах, обогащенных кровяным агаром..

    Расти при 37 ° С с 10% СО2 через 24 часа инкубации в микроаэрофильных колоколах. Колонии мелкие и альфа или гамма гемолитические.

    S. mutans гидролизует эскулин и выделяет кислоту из маннита и сорбита. Идентифицировать с помощью системы API Rapid STREP.

    профилактика

    Профилактика зубного налета и борьба с ним жизненно важны для предотвращения возникновения кариеса, пародонтита и потери зубов..

    Слюна является естественным механизмом, который защищает от распада благодаря содержанию лизоцимов, сиалопероксидазы и иммуноглобулина IgA..

    Другими природными защитными факторами являются присутствие некоторых бактерий, таких как Стрептококк гордоний, Streptococcus sanguinis и Veillonella parvula, которые противодействуют росту S. mutans для производства H2О2.

    Однако этого недостаточно, необходимо принять другие профилактические меры.

    Для этого необходимо соблюдать правила гигиены полости рта. Это состоит из ежедневной чистки зубной пастой, содержащей фтор после каждого приема пищи, зубной нитью и использованием полосканий для рта..

    Кроме того, необходимо регулярно посещать стоматолога, чтобы периодически проверять и чистить зубной налет, а также избегать излишков сладостей, особенно у детей..

    лечение

    Лечение обычно дорогое. Стоматологические предметы могут быть сохранены, если они подвергаются нападению в начале.

    Иногда лечение корневых каналов может быть необходимо, когда кариес достигает зубной пульпы. В худшем случае будет произведено извлечение всей детали и установка протеза..


    Bacteria(Domain); Firmicutes(Phylum); Bacilli(Class); Lactobacillales(Order); Streptococcaceae(Family) (2).

    Species

    Streptococcus mutans (2).

    Description and significance

    S. mutans is very important to study, not only because virtually everyone in the world carries it, but also because it has various symptoms that affect our daily lives. As the bacteria develop in the mouth, they cause tooth destruction, impaired speech, difficulty chewing, multiple infections, psychological problems such as low self-esteem, poor social interactions, concentration problems, etc. Though not fatal, tooth decay is one of the most common infectious diseases in humans. Also, cavities caused by the bacteria are the reason for half of all dental visits in the U.S. (6).

    Genome structure

    The genome of S. mutans UA159, a serotype c strain, has been completely sequenced and is composed of 2,030,936 base pairs. It contains 1,963 open reading frames, 63% of which have been assigned putative functions. Almost 300 appear to be unique to S. mutans. Previously, only three genes for glucan-binding proteins have been isolated, but genome sequencing has uncovered a potential fourth gene, gbpD. Genes associated with transport system are account for almost 15% of the genome. Virulence genes associated with extracellular adherent glucan production, adhesins, acid tolerance, proteases, and putative hemolysins have been identified. Strain UA159 is naturally competent and contains all of the genes essential for competence and quorum sensing. There are no bacteriophage genomes present in S. mutans (7).

    S. mutans is composed of circular DNA, and has at least three closely related, but different plasmids. The size of these plasmids are similar, approximately 5.6 kilobase(kb). These plasmids are important to S. mutans because of their functions including resistance to certain anti-biotics or heavy metals, bacteriocin production and immunity, accessory catabolic pathways and mechanisms for conjugation-like transfer activities (4).

    Cell structure and metabolism

    Streptococcus mutans is a Gram-positive bacteria, has a thick cell wall, and retains a gentian violet. The cell wall is composed of peptidoglycan (murein) and teichoic acids that prevent osmotic lysis of cell protoplast and confer rigidity and shape on cell. S. mutans has a capsule that is composed of polysaccharide, and its structural subunit is dextran glucose. One of the virulence factors of S. mutans in cariogenicity is its ability to attach to the tooth surface and form a biofilm (11). S. mutans attaches to the surface, produces slime, divides and produces microcolonies within the slime layer, and constructs a biofilm. It adheres specifically to the pellicle of the tooth by means of a protein on the cell surface. S. mutans grows and synthesizes a dextran capsule which binds them to the enamel and forms a biofilm of some 300-500 cells. In the metabolism of S. mutans, it is able to cleave sucrose (after consuming carbohydrates provided by the animal diet) into glucose plus fructose. The fructose is fermented as an energy source for bacterial growth. The glucose is polymerized into an extracellular dextran polymer that cements S. mutansto tooth enamel and becomes the matrix of dental plaque. The dextran slime can be depolymerized to glucose for use as a carbon source, resulting in production of lactic acid within the biofilm (plaque) that decalcifies the enamel and leads to dental caries or bacterial infection of the tooth (10).

    Ecology

    The association of S. mutans in dense biofilms on the teeth suggests that S. mutans may affect other plaque bacteria in the mouth. In fact, earlier studies have shown that there is an inverse relationship between the quantity of S. mutans in dental plague and the presence of another bacterim named Streptococcus sanguinis. The study shows that S. mutans antagonize the growth of S. sanguinis via either acid production or the elaboration of bacteriocins (3).

    Pathology

    Streptococcus mutans is an animal parasite, especially for animals that have a high carbohydrate (sucrose, fructose, and glucose)diet and is well known as primitive causative agent of dental caries in humans (5).

    S. mutans is the main contributor to tooth decay, and is mostly found on surfaces of teeth. One tooth may have a large number of these bacteria, while the tooth next to it may have only a small number. The bacteria are most concentrated in the crevices, pits, and fissures that are a normal part of the teeth and surrounding structures. Adults may have a high concentration of S. mutans in their mouths. In contrast, infants and children have a smaller concentration, but they are more vulnerable to the bacteria (6). S. mutans can be transmitted from a parent or another intimate caregiver to an infant or child via saliva, for example, by allowing infants or children to put their fingers in the parent’s mouth and then into their own mouths, testing the temperature of a bottle with the mouth, sharing forks and spoons, and “cleaning” a pacifier or a bottle nipple that has fallen by sucking on it before giving it back to the infant or child.

    Streptococcus mutans has been strongly implicated as the principal etiological agent in dental caries. One of the important virulence properties of these organisms is their ability to form biofilms known as dental plaque on tooth surfaces. Dental plaque formation on tooth surfaces involves three distinct steps. First, formation of the conditioning film or acquired pellicle on the tooth enamel, second, subsequent cell-to-surface attachment of the primary colonizers, and third, cell-to-cell interactions of late colonizers with one another as well as with the primary colonizers (13). Biofilms are sessile bacterial communities adherent to a surface, and their formation occurs in response to a variety of environmental cues. S. mutans undergoes a developmental program in response to environmental signals that leads to the expression of new phenotypes that distinguish these sessile cells from planktonic cells (13). The importance with respect to medicine, biofilm cells have been shown to be up to 1,000-fold more tolerant of antibiotics, and this makes it hard to treat S. mutans with modern medicine.

    When food containing carbohydrates is consumed, S. mutans interacts with it and produces acids that cause mineral loss in teeth. The tooth cavity is the result of this mineral loss and can eventually destroy the whole tooth. Tooth decay can spread in the mouth, and can cause extreme pain with difficulty of chewing. Several infections caused by S. mutans can even result a death in extreme cases (6).

    Some virulence factors of S. mutans are found that distinguish S. mutans strains from other oral streptococci isolated from the human oral cavity. First, S. mutans is able to synthesize insoluble adhesive glucans from sucorse. Second, it has relatively more acid tolerance (aciduricity). Third, it has a rapid production of lactic acid from dietary sugars. Also, a number of genes that influence the virulence are found. These genes include gtfB, gtfC, and gtfD genes coding for glucosyltransferases, the gbpA and gbpC genes encoding glucan-binding proteins, spaP expressing a cell surface adhesion, and the glgR gene involved in intracellular polysaccharide storage. In addition, a number of other genes that have been shown to affect potential virulence properties in vitro are also characterized, including some involved in the stress responses of S. mutans. These genes are ffh, dgk, gbpB, and an apurinic-apyrimidinic endonuclease gene (3).

    Application to Biotechnology

    S. mutans does not produce any useful compounds or enzymes that are known in current studies. However, recent studies have found that there are at least 300 genes that are unique to S. mutans, and these are very significant because these are the potential drug targets. Disrupting them would disable the pathogen without harming other bacteria in the mouth (7).

    Current Research

    In a current study conducted by a group of biologists from University of North Carolina and Washington University found that S. mutans ftf expressionwas affected by both the specific carbohydrate consumed and the age of the host animal. The fructosyltransferase gene (ftf) of S. mutans is a gene that directly associated with infection in the mouth (9). The ftf gene of S. mutans encodes the product fructosyltransferase, a enzyme that catalyzes the cleavage of sucrose, with subsequent polymerization of the fructose moieties into fructan, allowing it to remain in the dental plaque after its production (9). First, they fed animals with different types of carbohydraes: fructose, glucose and sucrose. Then the bacteria activity was observed. As a result, there was the most bacterial activity found on sucrose, and activities on glucose and fructose were similar, which were only 1/3 of bacteria on sucrose (9). Second, animal age was examined as a potential factor of bacteria gene expression. In the result, young animals had been demonstrated to be more susceptible to the formation of dental caries than older animals. This study demonstrated animal age-dependent expression of an S. mutans virulence-associated gene whose product played an important role in the causation of dental caries (9).

    Recently, researchers studied the role of WapA gene in S. mutans in cell surface structures, related functions, biofilm formation. Biofilm formation is one of the well-recognized virulence factors of S. mutans, which involves a sucrose independent initial attachment, cell–cell aggregation, a sucrose-dependent stabilization, and eventual biofilm muturarion (11). In order to study the role of WapA in cell surface structures and related functions, they constructed an isogenic mutant of WapA by insertional inactivation, then compared with wild type WapA gene(11). First, they labeled the wild type strain and mutant, and analyzed the architecture of the biofilm in order to see if the morphological change would affect the biofilm architecture. The result showed that the wild type cells fromed a biofilm with large but sparsely distributed microcolonies and large areas occupied by unstructured or single-cell chains. However, the mutant formed a thin biofilm and attached to the surface mostly as unstructured cell layers. Second, they tried to find the effect of WapA mutation on cell surface stickiness of S. mutans. As they immobilized the two cells, they applied force to cell walls to observe the rupture event due to breakage of adhesive bond of each cell. The result showed that wild type cell was stickier than the mutant. Lastly, they tested both wild type and mutant to see an effect of sucrose on gene expression. They measured the gene expression by PCR in absence and presence of sucrose. The result showed that both WapA wildtype and mutant gene expression were repressed by sucrose. The overall results suggested that the WapA protein plays an important structural role on the cell surface, which ultimately affects sucrose-independent cell–cell aggregation and biofilm architecture (11).

    A recent study from the University of Heidelberg conducting by Dr. Geiss suggested that titanium, gold, natural enamel and amalgam alloy were superior to composite materials in reducing the adherence of Streptococcus mutans to dental restorations. In the in vitro study, 73 restorative material specimens were coated with cultured S. mutans and then examined with a scanning electron microscope for bacterial adherence (12). Dr. Geiss reported that in the absence of saliva, samples of titanium, gold, natural enamel and amalgam alloy had significantly less S. mutans adherence than Herculite XRV, a composite material manufactured by Kerr Dental (12). However, in the presence of saliva, bacterial adherence of S. mutans was reduced on the titanium and amalgam samples but increased in most of the other tested materials (12). This study also found that the least S. mutans adhered to specimens of titanium, a reactive metal that forms a passivating oxide layer. This findings were very significant in dentistry because Titanium and titanium alloys were commonly used in dental implants and prostheses, crown fabrications, bridge frameworks, and denture frameworks (12).

    References

    3. Vincent A. Fischetti, Richard P. Novick, Joseph J. Ferretti, Daniel A. Portnoy, and Julian I. Rood. "Gram-Positive Pathogens." 2nd ed. Washington: American Society for Microbiology press, 2006

    4. Shigeyuki Hamada, Suzanne M. Michalek, et al. "Molecular Microbiology and Immunobiology of Streptococcus mutans." New York: Elsevier Science, 1986

    Материалы предназначены исключительно для врачей и специалистов с высшим медицинским образованием. Статьи носят информационно-образовательный характер. Самолечение и самодиагностика крайне опасны для здоровья. Автор статей не дает медицинских консультаций: клинический фармаколог — это врач только и исключительно для врачей.

    Автор: Трубачева Е.С., врач – клинический фармаколог

    Темой сегодняшнего разговора будет группа зеленящих стрептококков – наименование не очень легитимное, но прочно вошедшее в практику, как и обзывательство антибактериальной терапии – антибиотикотерапией, а кто мы такие, чтобы отменять традиции.

    Рассмотрим основных представителей семейства, на которых больше всего шансов наткнуться в антибиотикограммах.

    1. Streptococcussanguis – воистину могуч и вездесущ. Обнаруживается в зубных отложениях с самого прорезывания зубов и до конца жизни, где и есть основное место его обитания. Иногда может быть обнаружен на слизистой глотки и в фекалиях, куда попадают транзитом. При этом надо помнить, что этот микроб вносит существенный вклад в процессы, связанные с кариесом, занимая в последующем ведущее место в ассоциациях микроорганизмов, выделяемых из гнойного экссудата при воспалительных процессах в челюстно-лицевой области, включая одонтогенные абсцессы мозга и других органов. Кроме того, они же могут быть выделены их крови и сердечных клапанов больных инфекционным эндокардитом.
    2. Streptococcussalivarius – также является одним из основных компонентов нормальной микрофлоры полости рта, а также, но в меньшем количестве, может быть выделен со слизистых дыхательного, желудочно-кишечного и урогенитального тракта. Особенно часто выделяются при анализе микрофлоры языка, слюны и фекалий. И крайне редко из крови при менингитах, септицимии и эндокардитах.
    3. Streptococcusmutans – выделяется с поверхности зубов и фекалий. Этот микроб является кариесогенным, а значит, может в дальнейшем вызывать бактериемию и бактериальный эндокардит у пациентов, не занимающихся регулярной санацией кариозных очагов в полости рта.
    4. Streptococcusmitis – в норме выделяется из слюны, мокроты фекалий, при этом может выделяться из верхних дыхательных путей и крови при нозокомиальном инфицировании.
    5. Совсем неверно упоминать в этом блоке стрептококки группы Anginosus -Streptococcusintermedius/S.anginosus/S.constellatus, но так как мы обсуждаем в основном орофарингеальную флору, способную вызвать инфекционные эндокардиты (и чтобы не писать еще один, совсем малюсенький блок), мы упомянем их здесь. В норме они являются представителями пародонтогенной группы. Но стоит представителю группы S.intermedius оттуда выбраться, как он может вызывать абсцессы печени, мозга и эндокардиты, так как проявляет высокую тропность к их тканям.

    Диагностические аспекты

    Освоив вышеприведенный материал, мы видим, что только обнаружение данных микроорганизмов в стерильных средах может указывать на них как на потенциальных возбудителей. Почему все-таки потенциальных? Да потому, что в 80% случаев это может оказаться банальной контаминацией в связи с несоблюдением техники забора материала (все мы дышим, и если материал забирается с нарушением правил асептики и антисептики и без использования закрытых систем, то налететь в пробирку может много чего и не только из наших рта и носов). Таким образом, посевы нужно повторять.

    Обнаружение этого же зоопарка в местах естественного его обитания не говорит нам практически ничего, если только пациент совсем не следит за полостью рта, и тогда ему можно настоятельно рекомендовать посещение стоматолога.

    Аспекты антибактериальной терапии

    Группа зеленящих стрептококков природно резистентна к тетрациклинам, макролидам и клиндомицину (до 50% штаммов), к биссептолу резистентно более 75%. Таким образом об этих группах мы даже не вспоминаем.

    Само лечение должно быть комплексным и часто в сочетании с хирургическим. Выбор конкретных препаратов будет зависеть от локализации процесса, тяжести состояния пациента и выделенного возбудителя

    Например, чувствительность Streptococcus mitis будет выглядеть так (нажмите на картинку для увеличения):

    Чувствительность Streptococcus mitis

    А чувствительность к Streptococcus mutans – вот так (нажмите на картинку для увеличения):

    Чувствительность к Streptococcus mutans

    Подробнее все рассмотреть можно по этой ссылке, ведь именно на этой базе данных работают автоматические и полуавтоматические анализаторы в микробиологических лабораториях.

    Препаратами выбора будут являться:

    • Пенициллин в высоких дозировках (до 24 млн ЕД в сутки), возможно, в сочетании с аминогликозидами
    • Цефтриаксон
    • Ванкомицин

    Как и в случае с любым стрептококком, крайне важно соблюдать длительность лечения, и она должна быть не менее 10-14 дней. Исключение составляет бактериальный эндокардит, там сроки лечения как минимум удваиваются.

    В заключение хотелось бы сказать, что как ни прискорбно это сознавать, но недоступность, в первую очередь финансовая, адекватной стоматологической помощи вновь привела к всплеску заболеваний связанных с неблагополучием в полости рта, таким образом, мы вновь вынуждены вспоминать, что инфекционный эндокардит – это не только болезнь наркоманов и лиц со сниженным иммунным статусом, но и тех, у кого недостаточно средств на хорошего стоматолога, а потому и нам не лишне иногда осматривать полость рта у пациентов с инфекциями кровотока или абсцессами в головном мозге или печени.

    S.pyogenes является грамположительным кокком, собранным в цепочки. В норме колонизирует глотку у 3% взрослых и 15-20% детей школьного возраста.

    Материалы предназначены исключительно для врачей и специалистов с высшим медицинским образованием. Статьи носят информационно-образовательный характер. Самолечение и самодиагностика крайне опасны для здоровья. Автор статей не дает медицинских консультаций: клинический фармаколог — это врач только и исключительно для врачей.

    Автор: Трубачева Е.С., врач – клинический фармаколог

    Микробиологические аспекты

    Пиогенный стрептококк

    S.pyogenes является грамположительным кокком, собранным в цепочки. В норме колонизирует глотку у 3% взрослых и 15-20% детей школьного возраста. Так что без клинической картины острого фарингита не надо хвататься за антибиотики, как собственно и что-то сеять вне обострений.

    100% штаммов чувствительны к пенициллинам, при этом Резистентность к макролидам в Европе – от 2 до 32%, в США – 7%. У нас в связи с великой любовью к этой группе, особенно среди педиатров, скорее всего, как в Европе. То есть о макролидах в этой ситуации надо забыть, к тому же тем же азитромицином не получится создать необходимую экспозицию в связи с ограничениями по срокам применения.

    Клинические аспекты

    При всем вышеперечисленном БГСА – зверь страшный, и основная проблема в том, что страх к нему мы почти потеряли. Лирическое отступление on. Именно этот зверь был постоянной причиной хирургических инфекций и родильной горячки (послеродового сепсиса) в доантибиотиковую эру. А женщины, как вы помните, умирали от нее, как мухи, пока Земмельвейс не заставил врачей мыть руки (за что закончил в психушке), но они их хотя бы на руках таскать перестали. Но даже сейчас, не дай бог, хирургу со стрептококковой ангиной подойти к операционному столу, и к концу первых суток стрептококк организует очень больную и страшно воняющую проблему в конкретной послеоперационной ране. Лирическое отступление off.

    Потому напомним, что S.pyogenes может вызывать следующие заболевания:

    • Фарингиты
    • Поражения кожи и мягких тканей – целлюлиты, эризипелоид, лимфангит, рожа
    • Некротические миозиты и фасцииты
    • Послеродовый сепсис
    • Пневмонии
    • Сепсис
    • Бактериальные эндокардиты (раньше редко, все же ангины и скарлатины старая школа требовала лечить строго 14 дней и ампициллином в задницу: сейчас стали встречаться почаще – привет коротким курсам антибиотиков при лечении ангин)
    • Действие токсинов запускают синдром токсического шока и скарлатину
    • Аутоиммунное воздействие приводит к ревматическим лихорадкам, с последующими возможным формированием пороков сердца и острому гломерулонефриту
    • Послеоперационные раневые инфекции первых суток

    Практические вопросы диагностики:

    Микробиологическая диагностика S.pyogenes не представляет никакого труда, здесь в прямом смысле достаточно покрасить мазок по Граму. Все упирается в организационные аспекты – пока мазок доберется до лаборатории, пока покрасят. Пока ответят, пациент успеет много раз осложнится, если это стрептококк, или выздороветь, если это был фарингит и вызвавший его вирус (все-таки до 60% фарингитов вызваны вирусами, а не бактериальной флорой). Не хотелось бы останавливаться подробно на каждом перечисленном заболевании, но не упомянуть о диагностике острого фарингита, которая чаще всего и запускает множество вторичных осложнений, мы не можем. Для облегчения диагностики острого существуют несколько диагностических шкал. Автору более всего симпатична шкала Мак-Айзека в виду максимальной простоты ее использования.

    Шкала Мак-Айзека

    Но самым быстрым тестом для точной диагностики на месте является стрептатест, который в течение пяти минут дает ответ о вероятности наличия БГСА у больного с острым фарингитом.

    Аспекты медикаментозного лечения

    1. Итак, мы определили, что имеем дело с БГСА, и тогда препаратами выбора в амбулаторной практике будут являться аминопенициллины, так как их много, они доступны, и главное, к ним 100% чувствительность у возбудителя.

    Если ангина произошла впервые в жизни – лечим 10 дней. Если имеем дело с постоянными рецидивами – 14 дней, так как зверь может уйти во внутриклеточное состояние, оттуда руля процессом, и, чтобы до него добраться, доза должна быть выше средней, а курс лечения соответствующим.

    Когда БГСА может уйти внутрь клетки? На тех самых пресловутых 5-7 днях, когда налеты с миндалин только сошли, температура только-только нормализовалась, а антибиотик взяли и отменили. И хорошо, если после подобного произойдет только рецидивирование фарингита, а не начнутся такие осложнения, как ревматизм, гломерулонефриты и далее по списку.

    1. Если пациент оказался в стационаре и ему обеспечен венозный доступ, то могут использоваться и пенициллины, и ампициллин в разных его вариациях. Главное – правильная доза, правильная кратность и ПРАВИЛЬНАЯ ДЛИТЕЛЬНОСТЬ КУРСА. Идеальный вариант из серии "дешево и сердито". Но обязательно должна быть доказанная микробиология.

    При непереносимости пенициллинов помним о клиндамицине как об их адекватной замене.

    1. Пиогенный стрептококк, как мы выше упомянули, является причиной ранней послеоперационной раневой инфекции. Напомним, что стандартная послеоперационная раневая инфекция развивается к седьмым суткам. А если это произошло в первые сутки, да к тому же страшно завоняло (пиогенный стрептококк недаром называют мясоедным), немедленно делаем мазок, бежим с ним в лабораторию (можно даже своими ногами – это же ваш пациент осложнился, там так же бегом делают мазок по Граму, обнаруживают цепочки, и после этого начинаем лить аминопенициллин в вену, если не использовали его для периоперационной антибиотикопрофилактики (если использовали, то просто продолжаете дальше). Если совсем все бедно, можно пенициллин – 12 млн в сутки. Но если вы провели правильную периоперационную антибиотикопрофилактику, учли все риски и не забыли про свой личный стрептококк в горле, то риск ранней раневой минимален, а если профилактика продленная на 72 часа, то она и раскрутиться не успеет.
    2. При инфекциях кожи и мягких тканей, а также стрептококковом сепсисе препаратами выбора будут клиндамицин (который блокирует выработку токсических продуктов) в сочетании с пенициллином (24 млн ЕД в сутки) – это наиболее предпочтительная и малозатратная комбинация

    Альтернативой в режиме монотерапии могут служить:

      600 мг в/в каждые 6 часов 2,0 каждые шесть часов 2-3 г в/в каждые 6 часов или цефтриаксон по 2 г в сутки внутривенно в расчете 15 мг/кг в/в каждые 12 часов

    Почему максимально важно соблюдать как дозировку, так и кратность введения читаем тут – /vracham/antibiotikoterapiya/polozheniya (часть 1 и часть 2).

    В заключение хочется снова воскликнуть – пожалуйста, помните о пиогенном стрептококке и о правильной длительности его лечения.

    Читайте также: