Streptococcus pyogenes

Streptococcus pyogenes (также известный как бета-гемолитический стрептококк группы A, GAS) — это грамположительная, факультативно-анаэробная бактерия из рода стрептококков, являющаяся возбудителем широкого спектра инфекций у человека — от относительно лёгких фарингитов и импетиго до тяжёлых инвазивных заболеваний, таких как некротизирующий фасциит, сепсис и синдром токсического шока. Этот микроорганизм относится к группе А по классификации Лэнсфилд (по строению полисахарида клеточной стенки) и характеризуется полным гемолизом эритроцитов (β-гемолиз) на кровяном агаре.

Таксономия и классификация

Вид Streptococcus pyogenes входит в род Streptococcus (семейство Streptococcaceae, порядок Lactobacillales). Внутри вида выделяют более 200 серотипов на основе различий в структуре М-белка — основного фактора вирулентности. Классификация по М-белку (генотипы emm) используется для эпидемиологического мониторинга. Кроме того, бактерии делят на типы по наличию T-антигена и белков сывороточной непрозрачности.

Согласно классификации Лэнсфилд, S. pyogenes относится к группе A (стрептококки группы A, GAS), так как его клеточная стенка содержит специфический углевод — N-ацетилглюкозамин-рамнозный полимер.

Морфология и физиология

S. pyogenes представляет собой неподвижные, неспорообразующие кокки диаметром 0,5–1,0 мкм, которые в мазках располагаются попарно или цепочками различной длины (от 4 до 20 клеток). Это грамположительная бактерия, однако в старых культурах может терять способность окрашиваться по Граму.

Бактерия является факультативным анаэробом, то есть может расти как в присутствии кислорода, так и без него. Оптимальная температура роста — 37 °C, pH — 7,2–7,6. На кровяном агаре с добавлением 5% бараньей или лошадиной крови образует мелкие (0,5–1 мм) сероватые колонии с зоной полного гемолиза (β-гемолиз) вокруг них. Некоторые штаммы могут образовывать слизистые колонии за счёт продукции гиалуроновой капсулы.

S. pyogenes чувствителен к пенициллину и большинству других β-лактамных антибиотиков, но устойчив к аминогликозидам (в монотерапии) и сульфаниламидам. Бактерия погибает при нагревании до 56 °C в течение 30 минут, а также под действием обычных дезинфицирующих средств (хлорсодержащие, спиртовые растворы).

Факторы вирулентности

Патогенность S. pyogenes обусловлена комплексом факторов, которые позволяют бактерии адгезироваться к клеткам хозяина, уклоняться от иммунного ответа и вызывать повреждение тканей.

Структурные компоненты

• М-белок — фибриллярный белок, выступающий из клеточной стенки. Он подавляет фагоцитоз, связывая фактор H и фибриноген, а также обладает антифагоцитарной активностью. М-белок является основным антигеном, на который вырабатываются типоспецифические антитела.
• Гиалуроновая капсула — состоит из гиалуроновой кислоты, идентичной по строению гиалуроновой кислоте соединительной ткани человека. Это маскирует бактерию от иммунной системы и способствует инвазии.
• Липотейхоевая кислота — участвует в адгезии к эпителиальным клеткам.
• Белки F (фибронектин-связывающие белки) — обеспечивают прикрепление к фибронектину клеток хозяина.

Секретируемые ферменты и токсины

• Стрептолизин O — кислород-чувствительный гемолизин, разрушающий эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Обладает кардиотоксическим действием. Антитела к нему (антистрептолизин О, АСЛО) используются в диагностике ревматической лихорадки.
• Стрептолизин S — кислород-стабильный гемолизин, не вызывающий образования антител. Ответственен за β-гемолиз на кровяном агаре.
• Дезоксирибонуклеаза (ДНКаза B) — расщепляет ДНК, способствуя распространению инфекции в тканях.
• Гиалуронидаза — разрушает гиалуроновую кислоту соединительной ткани, облегчая проникновение бактерий.
• Стрептокиназа — активирует плазминоген, превращая его в плазмин, что способствует растворению фибриновых сгустков и распространению инфекции.
• Пирогенные экзотоксины (SpeA, SpeB, SpeC) — суперантигены, вызывающие неспецифическую активацию Т-лимфоцитов и массивный выброс цитокинов, что приводит к синдрому токсического шока. SpeA и SpeC кодируются генами, переносимыми бактериофагами.
• C5a-пептидаза — расщепляет компонент комплемента C5a, снижая хемотаксис нейтрофилов.

Патогенез и заболевания

S. pyogenes является исключительно человеческим патогеном. Передача происходит воздушно-капельным путём, контактно-бытовым (через руки, предметы обихода) или алиментарным (через заражённые продукты, чаще молоко). Инкубационный период составляет 1–4 дня.

Поверхностные инфекции

• Фарингит (ангина) — острое воспаление слизистой оболочки глотки и нёбных миндалин. Характеризуется болью в горле, лихорадкой, налётом на миндалинах. Наиболее часто встречается у детей 5–15 лет.
• Импетиго — контагиозная гнойничковая инфекция кожи, чаще у детей. Проявляется везикулами, которые превращаются в корки медового цвета.
• Рожа (эризипелоид) — острое воспаление кожи и подкожной клетчатки, сопровождающееся лихорадкой и чёткими границами поражения.
• Скарлатина — системное заболевание, вызванное штаммами, продуцирующими пирогенный экзотоксин. Характеризуется ангиной, мелкоточечной сыпью и «малиновым» языком.

Инвазивные инфекции

• Некротизирующий фасциит — быстро прогрессирующая инфекция, поражающая фасции и подкожную клетчатку, с высокой летальностью (до 30–40%).
• Синдром токсического шока (STSS) — острое состояние, вызванное суперантигенами, с гипотонией, полиорганной недостаточностью и высокой смертностью.
• Бактериемия и сепсис — генерализация инфекции, часто с метастатическими очагами (абсцессы, эндокардит, менингит).
• Пневмония — редкая, но тяжёлая форма, часто осложняющаяся эмпиемой плевры.

Постинфекционные осложнения

• Острая ревматическая лихорадка — аутоиммунное заболевание, развивающееся через 2–3 недели после нелеченого фарингита. Поражает сердце (ревмокардит), суставы (полиартрит), кожу (кольцевидная эритема) и нервную систему (хорея Сиденгама). Связана с молекулярной мимикрией между М-белком и тканями человека (миозин, коллаген).
• Постстрептококковый гломерулонефрит — острое воспаление клубочков почек, возникающее через 1–3 недели после инфекции (чаще после кожных форм). Проявляется гематурией, протеинурией, отёками и гипертензией. В основе лежит отложение иммунных комплексов в базальной мембране клубочков.

Диагностика

Лабораторная диагностика основана на выделении культуры и выявлении антигенов или генетического материала.

1. Микроскопия — окраска по Граму мазков из очага поражения (гной, мокрота, раневое отделяемое) позволяет обнаружить грамположительные кокки в цепочках.
2. Культуральный метод — посев на кровяной агар с инкубацией в аэробных или анаэробных условиях. Через 18–24 часа появляются колонии с β-гемолизом. Идентификацию проводят по чувствительности к бацитрацину (диск с 0,04 ЕД) и положительному тесту на PYR (пирролидонилариламидаза).
3. Экспресс-тесты на антиген — иммунохроматографические методы для выявления группового углевода A в мазках из зева. Чувствительность 70–90%, специфичность >95%.
4. Молекулярные методы — ПЦР для обнаружения генов emm или speB.
5. Серологические методы — определение титра антистрептолизина O (АСЛО) и анти-ДНКазы B в сыворотке крови. Используются для ретроспективной диагностики постинфекционных осложнений.

Лечение

Препаратом выбора для лечения инфекций, вызванных S. pyogenes, является бензилпенициллин (пенициллин G) или его пероральные формы (феноксиметилпенициллин). Несмотря на многолетнее применение, резистентность к пенициллину у этого возбудителя не выявлена (на 2024 год). При аллергии на β-лактамы применяют макролиды (эритромицин, азитромицин) или линкозамиды (клиндамицин). Однако в некоторых регионах мира (например, в Азии) отмечается рост устойчивости к макролидам (до 10–30% штаммов).

При тяжёлых инвазивных инфекциях (некротизирующий фасциит, STSS) рекомендуется комбинация пенициллина с клиндамицином, так как последний подавляет синтез токсинов на уровне рибосом. Хирургическая обработка раны (некрэктомия) обязательна при некротизирующем фасциите.

Профилактика

Специфической вакцины против S. pyogenes на данный момент не существует (ведутся клинические испытания вакцин на основе М-белка). Основные меры профилактики включают:

• Своевременное лечение фарингитов антибиотиками (снижает риск ревматической лихорадки).
• Соблюдение правил личной гигиены (мытьё рук, изоляция больных).
• Контроль за вспышками в организованных коллективах (школы, детские сады, воинские части).
• Антибиотикопрофилактика при контакте с больным инвазивной инфекцией (в отдельных случаях).

Эпидемиология

S. pyogenes распространён повсеместно. Ежегодно в мире регистрируется более 600 миллионов случаев фарингита и около 100 миллионов случаев кожных инфекций. Тяжёлые инвазивные формы встречаются реже (около 600 000 случаев в год), но характеризуются высокой летальностью (до 20–30% для STSS). В России, по данным Роспотребнадзора, заболеваемость скарлатиной составляет 30–50 случаев на 100 000 населения в год, а инвазивные формы регистрируются спорадически.

Источники

• Медицинская микробиология / под ред. В. И. Покровского, О. К. Поздеева. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2021.
• Mandell, Douglas, and Bennett's Principles and Practice of Infectious Diseases. 9th ed., Elsevier, 2020.
• Walker M. J. et al. Disease manifestations and pathogenic mechanisms of group A Streptococcus // Clinical Microbiology Reviews. — 2014. — Vol. 27, № 2. — P. 264–301.
• Ralph A. P., Carapetis J. R. Group A streptococcal diseases and their global burden // Current Topics in Microbiology and Immunology. — 2013. — Vol. 368. — P. 1–27.
• Санитарно-эпидемиологические правила СП 3.1.2.3149-13 «Профилактика стрептококковой (группы А) инфекции» (Россия).