CC BY
70
УДК 616.34-053.2:57.063.8
ЭнтЕротоксигЕнность штаммов s.aureus, выделенных у детей с дисвиозом кишечника
ИрИнА ВЕнедикЮВнА нИколЛЕВА. докт. мед. наук, доцент кафедры детских инфекций,
ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Минздрава России, Казань, Россия, тел. 8-900-326-03-48, e-mail: [email protected]
Реферат. Цель работы — определение частоты продукции энтеротоксинов А и В штаммами S.aureus, выделенными у детей с различными формами дисбактериоза кишечника. Материал и методы. Исследовано 74 штамма S.aureus, выделенных из фекалий у детей раннего возраста с дисбактериозом кишечника (ДБК). 16 штаммов выделено у детей в возрасте 1—6 мес, 13 штаммов — у детей в возрасте 6—12 мес и 42 штамма у детей в возрасте 1—3 лет. У 24 (36,5%) детей имело место бессимптомное носительство S.aureus (компенсированная форма ДБК), у 51 (63,5%) ребенка диагностирован клинически выраженный стафилококковый дисбактериоз кишечника. Определение способности штаммов S.aureus к продукции энтеротоксинов А (SEА) и В (SEВ) проводили методом РНГА. В работе использовали стафилококковые эритроцитарные диагностикумы, разработанные в НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи. Результаты учитывали по четырехкрестовой системе. В качестве контроля использовали энте-ротоксигенные штаммы S.aureus (продуцент SEА-FRI-722 и продуцент SEВ S 6715 Н) и энтеротоксины SEА, SEE фирмы «Serva» (Германия) и энтеротоксины SEA, SEВ, полученные в лаборатории НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи. Результаты. Изучена энтеротоксигенность 74 кишечных штаммов S.aureus, выделенных у детей раннего возраста с дисбиозом кишечника. Способность к продукции SEA обнаружена у 5,3%, SEB — у 10,7%, SEA+SEB — у 1,3% исследованных культур. Энтеротоксигенные штаммы выделены у детей с нормальным стулом в 16,1%, у детей с дисфункцией кишечника — в 18,2% случаев. Выводы. SEA и SEB не имеют существенного значения в развитии дисфункции кишечника при дисбиозе кишечника. Возможна бессимптомная колонизация кишечника детей раннего возраста энтеротоксигенными штаммами S.aureus.
Ключевые слова: дети, дисбиоз кишечника, S.aureus, энтеротоксины А и В.
ENTEROTOXIGENITY OF STRAINS OF S.AUREUS, ISOLATED FROM CHILDREN WITH INTESTINAL DYSBIOSIS
IRINA V. NIKOLAYEVA
Abstract. Objective. To determine the frequency of production of enterotoxin A and B strains of S.aureus isolated from children with various forms of intestinal dysbiosis. Methods. 74 strains of S.aureus, isolated from the feces of young children with intestinal dysbiosis were studied. 16 strains isolated from children aged 1 —6 months, 13 strains — from children aged 6—12 months and 42 strains from children aged 1 —3 years. 24 (36,5%) children were an asymptomatic carrier of S.aureus (compensated intestinal dysbiosis), 51 (63,5%) children were diagnosed with symptomatic staphylococcal intestinal dysbiosis. Determination of strains of S.aureus to the production of enterotoxin A (SEA) and B (SEB) was performed by IHT. In this work we used staphylococcal erythrocytic diagnostic tools developed in NIIEM them. NF Gamal. As a control enterotoxigenic strains of S.aureus (producer SEA-FRI-722 and producer SEV S 6715 H) and enterotoxins SEA, SEV company «Serva» (Germany) and enterotoxins SEA, SEV, obtained in the laboratory NIIEM them. N.F. Gamal. Results. 74 enterotoxigenic strains of intestinal S.aureus, isolated from young children with intestinal dysbiosis were analyzed. The ability to produce SEA was detected in 5,3% SEB — in 10,7%, SEA+SEB in 1,3% of the cultures studied. Enterotoxigenic strains isolated from children with normal stool were detected in 16,1%, in children with bowel dysfunction — in 18,2% of cases. Conclusion. SEA and SEB does not play essential role in the development of bowel dysfunction in intestinal dysbiosis. Asymptomatic colonization of enterotoxigenic strains of
S.aureus young children can exist.
Keywords: children, intestinal dysbiosis, S.aureus, enterotoxins A and B.
Стафилококкоковые инфекции (СИ) остаются серьезной проблемой практической педиатрии. Данные литературы свидетельствуют о прогрессирующем росте заболеваемости и смертности от данной патологии во всем мире [10]. Важнейшим патогенным для человека видом стафилококков является Staphylococcus aureus — стойкий, высоковирулентный микроб, способный вызвать более 100 нозологических форм от стафилодермий до септических эндокардитов и синдрома токсического шока. Наиболее восприимчивы к стафилококковым инфекциям новорожденные и дети первых месяцев жизни. Развитие инфекции в большинстве случаев связывается с предшествующим носительством стафилококков в различных экологических нишах. S.aureus обитает главным образом на слизистой носа и полости рта. Данный микроор-
ганизм часто обнаруживается и в составе кишечной микрофлоры у детей [1, 6]. Способность к продукции энтеротоксинов является одной из основных характеристик стафилококков, вызывающих поражение пищеварительного тракта. Доказана этиологическая роль 6 энтеротоксинов А^ в развитии стафилококковых пищевых интоксикаций [11]. Данные об этиологической роли различных типов энтеротоксинов стафилококков в развитии дисфункции кишечника при нарушениях микрофлоры пищеварительного тракта отсутствуют.
Целью работы являлось определение частоты продукции энтеротоксинов А и В штаммами S.aureus¡ выделенными у детей с различными формами дисбактериоза кишечника.
Материал и методы. Исследовано 74 штамма S.aureus, выделенных из фекалий у детей ранне-
го возраста с дисбактериозом кишечника (ДБК). 16 штаммов выделено у детей в возрасте 1—6 мес, 13 штаммов — у детей в возрасте 6—12 мес и 42 штамма — у детей в возрасте 1—3 лет. У 24 (36,5%) детей имело место бессимптомное носитель-ство S.aureus (компенсированная форма ДБК), у 51 (63,5%) ребенка диагностирован клинически выраженный стафилококковый дисбактериоз кишечника. Определение способности штаммов S.aureus к продукции энтеротоксинов А (SEA) и В (SEB) проводили методом РНГА в лаборатории стафилококковых инфекций НИИЭиМ им. Н.Ф. Гамалеи под руководством канд. биол. наук Ф.С. Флуер. В работе использовали стафилококковые эритроцитарные диагностикумы, разработанные в НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи. Для постановки РНГА использовали аппарат «Tacachi» с V-образными лунками. Результаты учитывали по четырехкрестовой системе. В качестве контроля использовали энтеротоксигенные штаммы S.aureus (продуцент SEA-FRI-722 и продуцент SEB S 6715 Н) и энтеротоксины SEA, SEB фирмы «Serva» (Германия) и энтеротоксины SEA, SEB, полученные в лаборатории НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи.
Результаты и их обсуждение. Энтеротоксигенность выявлена у 13 штаммов стафилококков [(17,3±4,4)%]. У 11 детей содержание энтеротоксигенных стафилококков составило 104 КОЕ/г, у двух детей — 105 КОЕ/г Наиболее часто у детей с ДБК изолировались штаммы S.aureus, продуцирующие SEB (10,7%), в 2 раза реже — штаммы, вырабатывающие SEA (5,3%), и у 1 (1,3%) штамма обнаружена комбинация исследуемых токсинов (табл. 1). 12 штаммов [(92,3±11,2)%] стафилококков были умеренными продуцентами SEA и SEB (титр 1/2-1/8). Суперпродукция SEB (титр 1/64) выявлена у 1 штамма S.aureus.
Т а б л и ц а 1 Частота продукции энтеротоксинов А и В, штаммами S.aureus, выделенных у детей с дисбактериозом кишечника
Частота выделения энтеротоксигенных стафилококков не зависела от возраста детей. Из 31 штамма Б.аигеиэ, изолированных у детей с нормальным стулом, способностью к продукции энтеротоксинов обладали 5 штаммов [(16,1 ±6,6)%]. Практически с такой же частотой энтеротоксигенные штаммы выделялись от пациентов с дисфункцией кишечника [(18,2±5,8)%] (р>0,05). Частота встречаемости энтеротоксигенных штаммов Б.аигеиэ у детей с компенсированным дисбактериозом и клинически манифестными формами
дисбактериоза кишечника достоверно не различалась (табл. 2).
Все случаи клинически манифестных форм ДБК с выделением энтеротоксигенных штаммов S.aureus характеризовались умеренной дисфункцией кишечника: легкая форма энтероколита диагностирована у 7 [(15,9±5,5)%], запор — у 1 (2,3%) пациента. Из 13 пациентов, инфицированных энтеротоксигенными штаммами S.aureus, 7 детей являлись постоянными выделителями стафилококков (длительность бактерио-выделения составляла более 6 мес). В отличие от транзиторных бактериовыделителей, это была группа ослабленных, часто болеющих детей. Трое детей страдали атопическим дерматитом, два ребенка — атопической бронхиальной астмой, один — рецидивирующим фурункулезом и имел в анамнезе неревматический кардит, 2 детей относились к группе часто болеющих детей.
S.aureus являются условно-патогенными микроорганизмами и достаточно часто обнаруживаются в составе микрофлоры, колонизирующей различные экологические ниши человеческого организма. Для доказательства этиологической роли выделенных штаммов стафилококков в развитии локального инфекционного процесса необходимо обнаружить органоспецифические факторы патогенности возбудителя. Поражение кишечника при стафилококковых инфекциях в основном связано с энтеротоксинами, среди которых наиболее значимыми являются SEA и SEB. SEA считается основным фактором патогенности стафилококков, вызывающих пищевые отравления и энтероколиты у детей грудного возраста [9]. Способностью синтезировать энтеротоксины обладают не только вирулентные стафилококки, инфицирующие ЖКТ, но и штаммы, вызывающие гнойно-воспалительные процессы внекишечной локализации, а также культуры, изолированные от здоровых бактерионосителей [6]. Ф.С. Флуер и соавт. (2007) указывают на целесообразность определения энтеротоксигенности штаммов S.aureus, выделенных у детей с дисбактериозом кишечника, для оценки степени их опасности и решения вопроса терапевтической тактики [2].
Нами изучена способность к продукции энтеротоксинов А и В штаммами S.aureus, выделенными у детей с нарушениями микробиоценоза кишечника. Изучено 75 копрокультур S.aureus. Энтеротоксигенность выявлена у 17,3% изолятов. Способность к продукции SEA обнаружена у 5,3%, SEB — у 10,7%, SEA+SEB — у 1,3% исследованных культур. Практически все эти штаммы были умеренными продуцентами энтеротоксинов. Энтеротоксигенные штаммы стафилококков, продуцирующие SEA (3,2%) и SEB (12,9%), были обнаружены в нашем исследовании у детей с нормальным стулом, что свидетельствует о возможности их бессимптомного носительства в кишечнике. Данное явление может быть
Тип энтеротоксина Кол-во штаммов, абс. (%) (n=75)
SEA 4; (5,3±2,6)%
SEB 8; (10,7±3,4)%
SEA + SEB 1; (1,3±1,3)%
Т а б л и ц а 2
Частота встречаемости энтеротоксигенных штаммов Э.аигеиэ при различных стадиях компенсации дисбактериоза кишечника
Стадия компенсации ДБК Количество штаммов S.aureus, абс. (%)
SEA+ SEB+ SEA+SEB Всего SE+
Компенсированный (n=31) 1; (3,2±3,1)% 4; (12,9±6,0)% 0 5; (16,1±6,6)%
Некомпенсированный (n=44) 3; (6,8±3,8)% 4; (9,±4,3)% 1; (2,3±2,2)% 8; (18,2±5,8)%
связано с умеренной продукцией энтеротоксинов, невысоким популяционным уровнем энтеротоксигенных стафилококков, а также нейтрализующим эффектом сывороточных антител, которые часто обнаруживаются у детей раннего возраста [12]. Обращает на себя внимание тот факт, что в нашем исследовании энте-ротоксигенные штаммы выделялись приблизительно с равной частотой от пациентов с нормальным стулом и с дисфункцией кишечника. Невысокая частота (18,2%) их встречаемости у детей с клинически выраженными формами ДБК, с нашей точки зрения, свидетельствует о незначительной роли данных типов энтеротоксинов в развитии дисфункции кишечника при стафилококковом дисбактериозе кишечника.
Известно, что SEA и SEB являются бактериальными суперантигенами и способны вызывать прямую (антигеннезависимую) активацию Т- и В-лимфоцитов [5]. Молекулам суперантигенов отводится значительная роль в патогенезе иммунодефицитных состояний, аллергических и аутоиммунных заболеваний. Имеются доказательства роли различных типов энтеротоксинов в патогенезе синдрома токсического шока, ревматоидного артрита, атопического дерматита, синдрома Кавасаки и т.д. [3, 4, 7, 8]. С этих позиций можно объяснить то, что все дети с персистенцией энтеротоксигенных стафилококков, которых мы наблюдали, относились к группе часто болеющих детей и имели проявления атопического дерматита и бронхиальной астмы.
Таким образом, у 17,2% детей со стафилококковым дисбактериозом кишечника обнаружены S.aureus, продуцирующие энтеротоксины А и В. Данные типы энтеротоксинов, по-видимому, не имеют существенного значения в развитии дисфункции кишечника при дисбиозе кишечника. Возможна бессимптомная колонизация энтеротоксигенными стафилококками, однако персистенция данных штаммов в кишечнике может быть причиной развития у ребенка атопических заболеваний и частой заболеваемости в целом.
литература
1. Николаева, И.В. Характеристика кишечной микрофлоры у здоровых детей раннего возраста г. Казани / И.В. Николаева, В.А. Анохин, И.А. Айнутдинова // Российский вестник перинатологии и педиатрии. — 2009. — № 2. — P.30—34.
2. Флуер, Ф.С. Мониторинг энтеротоксигенности Staphylococcus aureus при диагностике дисбактериоза кишечника у детей / Ф.С. Флуер, В.Я. Прохоров, Н.С. Бродинова,
0.Г. Логинова // Педиатрия. — 2008. — № 6. — С.56— 60.
3. Bunikowski, R. Evidence for a disease-promoting effect of Staphylococcus aureus-derived exotoxins in atopic dermatitis / R. Bunikowski, M.E. Mielke, H. Skarabis [et al.] // J. Allergy Clin. Immunol. — 2000. — № 105. — P.814—819.
4. Hans, D. Rapidly Fatal Infections / D. Hans, E. Kelly, K. Wilhelmson, E.D. Katz // Emerg. Med. Clin. North. Am. —
2008. — Vol. 26, № 2. — P.259—279.
5. Leung, D.Y. Superantigens: Molecular Biology, Immunology, and Revelance to Human Disease / D.Y. Leung, B. Huber, P.M. Schlievert — New York, 1997. — P.601—607.
6. Lindberg, E. Long-Time Persistence of Superantigen-Producing Staphylococcus aureus Strains in the Intestinal Microflora of Healthy Infants / E. Lindberg, F. Nowrouzian,
1. Adlerberth, E.A. Wold // Pediatric Research. — 2000. — Vol. 48, № 6. — P.741—747.
7. Marples, R.R. Enterotoxins and toxic-shock syndrome toxin-1 in non-enteric staphylococcal disease / R.R. Marples,
A.A. Wieneke // Epidemiol-Infect. — 1993 — Vol. 110, № 3. — P.477—488.
8. Ortega, E. Multiple Roles of Staphylococcus aureus Enterotoxins: Pathogenicity, Superantigenic Activity, and Correlation to Antibiotic Resistance / E. Ortega, H. Abriouel, R. Lucas, A. Galvez // Toxins. — 2010. — Vol. 2, № 8. — P.2117—2131.
9. Rasooly, L. In vitro assay of Staphylococcus aureus enterotoxin A activity in food / L. Rasooly, N.R. Rose, D.B. Shah [et al.] // Appl. Environ. Microbiol. — 1997. — Vol. 63, № 6. — P2361—2365.
10. Regine, M. Evaluation and treatment of community-acquired Staphylococcus aureus infections in term and late-preterm previously healthy neonates / M. Regine, Fortunov [et al.] // Pediatrics. — 2007. — Vol. 120, № 5. — P.937—945.
11. Reinholdt, J. Comparitive analysis of immunoglobulin A 1 protease activity among bacteria representing different genera, species. And strains / J. Reinholdt, M. Kilian // Infect. and Immun. — 1997. — Vol. 65, № 11. — P.4452—4459.
12. Vergeront, J.M. Prevalence of serum antibody to staphylococcal enterotoxin F among Wisconsin Residents: implications for toxic-shock-syndrome / J.M. Vergeront, S.J. Stolz, B.A. Crass // J. Infect. Dis. — 1983. — Vol. 148. — P692—698.
REFERENCES
1. Nikolaeva, I.V. Harakteristika kishechnoi mikroflory u zdorovyh detei rannego vozrasta g. Kazani / I.V. Nikolaeva, V.A. Anohin, I.A. Ainutdinova // Rossiiskii vestnik perinatologii i pediatrii. —
2009. — № 2. — P.30—34.
2. Fluer, F.S. Monitoring enterotoksigennosti Staphylococcus aureus pri diagnostike disbakterioza kishechnika u detei / F.S. Fluer, V.Ya. Prohorov, N.S. Brodinova, O.G. Loginova // Pediatriya. — 2008. — № 6. — S.56—60.
3. Bunikowski, R. Evidence for a disease-promoting effect of Staphylococcus aureus-derived exotoxins in atopic dermatitis / R. Bunikowski, M.E. Mielke, H. Skarabis [et al.] // J. Allergy Clin. Immunol. — 2000. — № 105. — P.814—819.
4. Hans, D. Rapidly Fatal Infections / D. Hans, E. Kelly, K. Wilhelmson, E.D. Katz // Emerg. Med. Clin. North. Am. — 2008. — Vol. 26, № 2. — P.259—279.
5. Leung, D.Y. Superantigens: Molecular Biology, Immunology, and Revelance to Human Disease / D.Y. Leung, B. Huber, P.M. Schlievert — New York, 1997. — P.601—607.
6. Lindberg, E. Long-Time Persistence of Superantigen-Producing Staphylococcus aureus Strains in the Intestinal Microflora of Healthy Infants / E. Lindberg, F. Nowrouzian,
I. Adlerberth, E.A. Wold // Pediatric Research. — 2000. — Vol. 48, № 6. — P.741—747.
7. Marples, R.R. Enterotoxins and toxic-shock syndrome toxin-1 in non-enteric staphylococcal disease / R.R. Marples, A.A. Wieneke // Epidemiol-Infect. — 1993 — Vol. 110, № 3. — P.477—488.
8. Ortega, E. Multiple Roles of Staphylococcus aureus Enterotoxins: Pathogenicity, Superantigenic Activity, and Correlation to Antibiotic Resistance / E. Ortega, H. Abriouel, R. Lucas, A. Galvez // Toxins. — 2010. — Vol. 2, № 8. — P.2117—2131.
9. Rasooly, L. In vitro assay of Staphylococcus aureus enterotoxin A activity in food / L. Rasooly, N.R. Rose, D.B. Shah [et al.] // Appl. Environ. Microbiol. — 1997. — Vol. 63, № 6. — P2361—2365.
10. Regine, M. Evaluation and treatment of community-acquired Staphylococcus aureus infections in term and late-preterm previously healthy neonates / M. Regine, Fortunov [et al.] // Pediatrics. — 2007. — Vol. 120, № 5. — P.937—945.
11. Reinholdt, J. Comparitive analysis of immunoglobulin A 1 protease activity among bacteria representing different genera, species. And strains / J. Reinholdt, M. Kilian // Infect. and Immun. — 1997. — Vol. 65, № 11. — P.4452—4459.
12. Vergeront, J.M. Prevalence of serum antibody to staphylococcal enterotoxin F among Wisconsin Residents: implications for toxic-shock-syndrome / J.M. Vergeront, S.J. Stolz, B.A. Crass // J. Infect. Dis. — 1983. — Vol. 148. — P692—698.
