Cause e patogenesi dell'infezione da streptococco

Cause di infezione da streptococco

Gli agenti causali dell'infezione streptococcica sono cocchi Gram-positivi anaerobi facoltativi, immobili, del genere Streptococcus, della famiglia delle Streptococcaceae. Il genere comprende 38 specie che differiscono per caratteristiche metaboliche, proprietà colturali e biochimiche e struttura antigenica. La divisione cellulare avviene solo su un piano, quindi sono disposti a coppie (diplococchi) o formano catene di diversa lunghezza. Alcune specie sono dotate di capsula. I patogeni sono in grado di crescere a una temperatura di 25-45 °C; la temperatura ottimale è di 35-37 °C. Su terreni nutritivi densi, formano colonie con un diametro di 1-2 mm. Su terreni con sangue, le colonie di alcune specie sono circondate da una zona di emolisi. Una caratteristica obbligatoria che caratterizza tutti i rappresentanti del genere streptococchi è la negatività ai test della benzidina e della catalasi. Gli streptococchi sono resistenti all'ambiente; possono sopravvivere nel pus secco o nell'espettorato per molti mesi. Gli agenti patogeni possono resistere al riscaldamento a 60 °C per 30 minuti: sotto l'effetto dei disinfettanti muoiono entro 15 minuti.

In base alla struttura degli antigeni polisaccaridici gruppo-specifici (sostanza C) della parete cellulare, esistono 17 gruppi sierologici di streptococchi, indicati con lettere latine (AO). All'interno di ciascun gruppo, gli streptococchi sono suddivisi in varianti sierologiche in base alla specificità degli antigeni proteici M, P e T. Gli streptococchi di gruppo A presentano un'ampia gamma di superantigeni: tossine eritrogeniche A, B e C, esotossina F (fattore mitogeno), superantigene streptococcico (SSA), tossine eritrogeniche (SpeX, SpeG, SpeH, SpeJ, SpeZ, SmeZ-2). I superantigeni sono in grado di interagire con gli antigeni del complesso maggiore di istocompatibilità espressi sulla superficie delle cellule presentanti l'antigene e con regioni variabili della catena beta dei linfociti T, causandone la proliferazione e un potente rilascio di citochine, TNF-α e interferone-γ. Inoltre, lo streptococco di gruppo A è in grado di produrre sostanze extracellulari biologicamente attive: streptolisine O e S, streptochinasi, ialuronidasi, DNasi B, streptodornasi, lipoproteinasi, peptidasi, ecc.

La parete cellulare dello streptococco comprende una capsula, una proteina, un polisaccaride (antigene gruppo-specifico) e uno strato mucoproteico. Una componente importante degli streptococchi di gruppo A è la proteina M, la cui struttura assomiglia a quella delle fimbrie dei batteri Gram-negativi. La proteina M (antigene tipo-specifico) è il principale fattore di virulenza. Gli anticorpi diretti contro di essa forniscono immunità a lungo termine alle infezioni ripetute, ma più di 110 tipi sierologici si distinguono per la struttura della proteina M, che riduce significativamente l'efficacia delle reazioni di difesa umorali. La proteina M inibisce le reazioni fagocitarie, agendo direttamente sui fagociti, mascherando i recettori per i componenti del complemento e le opsonine e adsorbendo sulla sua superficie fibrinogeno, fibrina e i loro prodotti di degradazione. Ha le proprietà di un superantigene, causando l'attivazione policlonale dei linfociti e la formazione di anticorpi a bassa affinità. Tali proprietà svolgono un ruolo significativo nella violazione della tolleranza agli isoantigeni tissutali e nello sviluppo di patologie autoimmuni.

Le proprietà degli antigeni tipo-specifici sono possedute anche dalla proteina T della parete cellulare e dalla lipoproteinasi (un enzima che idrolizza i componenti lipidici del sangue dei mammiferi). Streptococchi di diverse varianti M possono avere lo stesso tipo T o un complesso di tipi T. La distribuzione dei sierotipi di lipoproteinasi corrisponde esattamente a determinati tipi M, ma questo enzima è prodotto da circa il 40% dei ceppi di streptococco. Gli anticorpi contro la proteina T e la lipoproteinasi non hanno proprietà protettive. La capsula contiene acido ialuronico, uno dei fattori di virulenza. Protegge i batteri dal potenziale antimicrobico dei fagociti e facilita l'adesione all'epitelio. L'acido ialuronico ha le proprietà di un antigene. I batteri sono in grado di distruggere autonomamente la capsula durante l'invasione tissutale sintetizzando ialuronidasi. Il terzo fattore di patogenicità più importante è la C5α-peptidasi, che sopprime l'attività dei fagociti. L'enzima scinde e inattiva il componente del complemento C5a, che agisce come un potente agente chemioattrattivo.

Gli streptococchi di gruppo A producono diverse tossine. I titoli anticorpali contro la streptolisina O hanno valore prognostico. La streptolisina S mostra attività emolitica in condizioni anaerobiche e causa emolisi superficiale sui terreni di coltura. Entrambe le emolisi distruggono non solo gli eritrociti, ma anche altre cellule: la streptolisina O danneggia i cardiomiociti e la streptolisina S i fagociti. Alcuni ceppi di streptococchi di gruppo A sintetizzano la tossina cardioepatica. Essa causa danni al miocardio e al diaframma, nonché la formazione di granulomi a cellule giganti nel fegato.

La maggior parte degli isolati di streptococco di gruppo B è S. agalactiae. Negli ultimi anni, hanno attirato sempre più l'attenzione degli operatori sanitari. Gli streptococchi di gruppo B colonizzano solitamente il rinofaringe, il tratto gastrointestinale e la vagina. Si distinguono le seguenti varianti sierologiche degli streptococchi di gruppo B: Ia, Ib, Ic, II e III. I batteri dei sierotipi 1a e III sono tropici nei tessuti del sistema nervoso centrale e delle vie respiratorie; spesso causano meningite nei neonati.

Tra le altre specie, gli pneumococchi (S. pneumoniae), che causano la maggior parte delle polmoniti acquisite in comunità nell'uomo, rivestono grande importanza diagnostica. Non contengono un antigene di gruppo e sono sierologicamente eterogenei. In base alla struttura degli antigeni capsulari, si distinguono 84 varianti sierologiche di pneumococchi.

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Patogenesi dell'infezione streptococcica

Nella maggior parte dei casi, le malattie si verificano a seguito dell'ingresso degli streptococchi nelle mucose della faringe e del rinofaringe. L'acido lipoteicoico, che fa parte della parete cellulare, e le proteine M e F assicurano l'adesione del patogeno alla superficie delle tonsille o di altre cellule linfoidi. La proteina M promuove la resistenza batterica al potenziale antimicrobico dei fagociti, legando fibrinogeno, fibrina e i loro prodotti di degradazione. Quando gli streptococchi si riproducono, vengono rilasciate tossine che causano una reazione infiammatoria del tessuto tonsillare. Quando gli streptococchi penetrano nei linfonodi attraverso le vie linfatiche, si verifica una linfoadenite regionale (sottomandibolare). I componenti tossici, penetrando nel sangue, causano una dilatazione generalizzata dei piccoli vasi (clinicamente: iperemia e rash cutaneo puntiforme). La componente allergica, che altera la permeabilità vascolare, è considerata la causa di glomerulonefrite, artrite, endocardite, ecc. La componente settica porta all'accumulo del patogeno in vari organi e apparati e allo sviluppo di focolai di infiammazione purulenta. La presenza di determinanti antigenici cross-reattivi comuni negli streptococchi di gruppo A (proteina M, proteine non tipo-specifiche, polisaccaride A, ecc.) e nel sarcolemma delle miofibrille del tessuto cardiaco e renale determina lo sviluppo di processi autoimmuni che portano a reumatismi e glomerulonefrite. Il mimetismo molecolare è il principale fattore patogenetico dell'infezione streptococcica in queste malattie: gli anticorpi contro gli antigeni streptococcici reagiscono con gli autoantigeni dell'ospite. D'altra parte, la proteina M e la tossina eritrogenica mostrano proprietà di superantigeni e causano la proliferazione delle cellule T, attivando una reazione a cascata del legame effettore del sistema immunitario e il rilascio di mediatori con proprietà citotossiche: IL, TNF-α, interferone-gamma. L'infiltrazione linfocitaria e l'azione locale delle citochine svolgono un ruolo importante nella patogenesi delle infezioni streptococciche invasive (in cellulite, fascite necrotica, lesioni cutanee, organi interni). Un ruolo importante nella patogenesi delle infezioni streptococciche invasive è attribuito al TNF-α, al LPS della microflora gram-negativa dell'organismo e alla sua interazione sinergica con la tossina eritrogenica S. pyogenes.

Epidemiologia dell'infezione da streptococco

Il serbatoio e la fonte dell'infezione sono i pazienti con varie forme cliniche di malattie streptococciche acute e i portatori di streptococchi patogeni. Il pericolo maggiore dal punto di vista epidemiologico è rappresentato dai pazienti i cui focolai sono localizzati nelle vie respiratorie superiori (scarlattina, tonsillite). Sono altamente contagiosi e i batteri che espellono contengono i principali fattori di virulenza: una capsula e la proteina M. L'infezione da questi pazienti porta il più delle volte allo sviluppo di un'infezione manifesta in individui suscettibili. I pazienti i cui focolai di infezione streptococcica sono localizzati al di fuori delle vie respiratorie (piodermite streptococcica, otite, mastoidite, osteomielite, ecc.) non sono così contagiosi, il che è associato a una minore escrezione di agenti patogeni dall'organismo.

La durata del periodo infettivo nei pazienti con infezione streptococcica acuta dipende dal metodo di trattamento. Una terapia antibiotica razionale nei pazienti con scarlattina e tonsillite libera l'organismo dal patogeno entro 1,5-2 giorni. I farmaci (sulfamidici, tetracicline), verso i quali gli streptococchi di gruppo A hanno perso completamente o parzialmente la sensibilità, costituiscono un portatore convalescente nel 40-60% dei pazienti guariti.

Nei gruppi in cui è presente il 15-20% di portatori a lungo termine, gli streptococchi di solito circolano costantemente. Si ritiene che la presenza di streptococchi sia pericolosa per gli altri quando la dimensione del focolaio microbico supera 10³ ^UFC (unità formanti colonie) per tampone. Il livello di tale presenza è significativo: circa il 50% dei portatori sani di streptococchi di gruppo A. Tra le colture del patogeno isolate dai portatori, i ceppi virulenti si riscontrano con una frequenza notevolmente inferiore rispetto all'ambiente dei ceppi isolati dai pazienti. La presenza di streptococchi di gruppo B, C e G nella gola si osserva molto meno frequentemente rispetto alla presenza di streptococchi di gruppo A. Secondo diversi dati, per il 4,5-30% delle donne, la presenza di streptococchi di gruppo B nella vagina e nel retto è tipica. La localizzazione del patogeno nell'organismo determina in larga misura le modalità della sua eliminazione.

Il meccanismo di trasmissione dell'infezione è l'aerosol (via aerea), meno frequentemente il contatto (via alimentare e trasmissione attraverso mani e oggetti domestici contaminati). L'infezione si verifica solitamente durante il contatto ravvicinato e prolungato con una persona malata o portatrice. Il patogeno viene rilasciato nell'ambiente più spesso durante gli atti espiratori (tosse, starnuti, conversazione attiva). L'infezione si verifica per inalazione dell'aerosol disperso nell'aria risultante. L'affollamento di persone negli ambienti e il contatto ravvicinato prolungato aumentano la probabilità di infezione. È importante tenere presente che a una distanza superiore a 3 m, questa via di trasmissione è praticamente impossibile.

I fattori che contribuiscono alla trasmissione del patogeno sono mani sporche, oggetti domestici e alimenti contaminati. Ulteriori fattori che contribuiscono alla trasmissione del patogeno sono la bassa temperatura e l'elevata umidità ambientale. Gli streptococchi di gruppo A, quando entrano in contatto con determinati alimenti, sono in grado di moltiplicarsi e mantenere a lungo le loro proprietà virulente. Pertanto, sono note epidemie di tonsillite o faringite in seguito al consumo di latte, composte, burro, insalate di uova sode, aragoste, crostacei, panini con uova, prosciutto, ecc.

Il rischio di sviluppare complicanze purulente di origine streptococcica è esposto a ferite, ustioni, pazienti nel periodo postoperatorio, così come alle partorienti e ai neonati. È possibile l'autoinfezione, così come la trasmissione di streptococchi di gruppo B, che causano infezioni urogenitali, attraverso i rapporti sessuali. Nella patologia neonatale, il fattore di trasmissione è il liquido amniotico infetto. Nel 50% dei casi, l'infezione è possibile durante il passaggio del feto attraverso il canale del parto.

La suscettibilità naturale delle persone è elevata. L'immunità antistreptococcica è di natura antitossica e antimicrobica. Inoltre, si verifica una sensibilizzazione dell'organismo da parte del tipo DTH, che è associata alla patogenesi di molte complicanze poststreptococciche. L'immunità nei pazienti che hanno avuto un'infezione streptococcica è specifica per tipo. La recidiva è possibile in caso di infezione con un altro sierotipo del patogeno. Gli anticorpi contro la proteina M vengono rilevati in quasi tutti i pazienti dalla seconda alla quinta settimana di malattia e per 10-30 anni dopo la malattia. Sono spesso rilevati nel sangue dei neonati, ma scompaiono entro il quinto mese di vita.

L'infezione streptococcica è diffusa. Nelle aree con climi temperati e freddi, l'incidenza di infezioni faringee e respiratorie è di 5-15 casi ogni 100 persone. Nelle aree meridionali con climi subtropicali e tropicali, le lesioni cutanee (streptodermia, impetigine) sono di primaria importanza, con un'incidenza tra i bambini che raggiunge il 20% o più in determinate stagioni. Piccole ferite, punture di insetti e scarsa igiene cutanea predispongono al loro sviluppo.

L'infezione streptococcica nosocomiale è possibile negli ospedali per la maternità, nei reparti pediatrici, chirurgici, di otorinolaringoiatria e oculistici degli ospedali. L'infezione si verifica sia per via endogena che esogena (da portatori di streptococco tra personale e pazienti) durante procedure mediche e diagnostiche invasive.

La ciclicità è uno dei tratti caratteristici del processo epidemico delle infezioni streptococciche. Oltre alla nota ciclicità con un intervallo di 2-4 anni, esiste una periodicità con un intervallo di 40-50 anni e oltre. La peculiarità di questa natura ondulata è la comparsa e la scomparsa di forme cliniche particolarmente gravi. Un numero significativo di casi di scarlattina e faringotonsillite è complicato da processi purulento-settici (otite, meningite, sepsi) e immunopatologici (reumatismi, glomerulonefrite). Le forme gravi generalizzate di infezione con concomitanti lesioni profonde dei tessuti molli erano precedentemente designate con il termine "gangrena streptococcica". Dalla metà degli anni '80, in molti Paesi si è registrato un aumento dell'incidenza delle infezioni streptococciche, che ha coinciso con i cambiamenti nella struttura nosologica delle malattie causate da S. pyogenes. Si sono ricominciati a registrare casi di gruppo di forme gravi generalizzate, spesso fatali [sindrome da shock tossico (TSS), setticemia, miosite necrotica, fascite, ecc.]. Negli USA si registrano annualmente 10-15 mila casi di infezione streptococcica invasiva, di cui il 5-19% (500-1500 casi) sono fasciti necrotiche.

L'uso diffuso di metodi di ricerca di laboratorio ha permesso di stabilire che il ritorno delle malattie streptococciche invasive è associato a un cambiamento nei sierotipi del patogeno circolante nella popolazione: i sierotipi reumatogeni e tossigeni hanno sostituito i sierotipi M. Inoltre, è aumentata l'incidenza della febbre reumatica e delle infezioni tossiche (tonsillofaringite tossica, scarlattina e sindrome da shock tossico).

Il danno economico causato dalle infezioni streptococciche e dalle loro conseguenze è circa 10 volte superiore a quello causato dall'epatite virale. Tra le streptococcosi studiate, le più significative dal punto di vista economico sono la tonsillite (57,6%), le infezioni respiratorie acute a eziologia streptococcica (30,3%), l'erisipela (9,1%), la scarlattina e il reumatismo attivo (1,2%) e, infine, la nefrite acuta (0,7%).

Le infezioni streptococciche primarie rappresentano il 50-80% della morbilità stagionale. Le infezioni respiratorie streptococciche hanno una spiccata stagionalità autunno-inverno-primavera. La morbilità stagionale è determinata principalmente dai bambini che frequentano istituti prescolari.

La tempistica dell'aumento stagionale della morbilità è influenzata in modo decisivo dalla formazione o dal rinnovamento dei gruppi organizzati e dal loro numero.

Nei gruppi organizzati, rinnovati una volta all'anno, si osserva un singolo aumento stagionale dell'infezione. Con un doppio rinnovo, si nota un doppio aumento stagionale della morbilità, caratteristico soprattutto dei gruppi militari. Il primo massimo di morbilità, associato alla coscrizione primaverile, si osserva tra giugno e luglio, il secondo, causato dalla coscrizione autunnale, tra dicembre e gennaio.

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