стафилококк чем лечится у взрослых

Стафилококк в кишечнике: симптомы, диагностика и возможные осложнения

Инфекционные заболевания кишечника могут иметь вирусную, бактериальную или грибковую природу. Патогенные организмы могут повреждать слизистую оболочку кишки и нарушать функции органа, что в итоге приводит к развитию диареи и других неприятных симптомов.

Распространенным случаем является стафилококк в кишечнике, симптомы которого достаточно интенсивны.

Свойства возбудителя

Стафилококк в кишечнике

Стафилококки представляют собой семейство бактерий, отличающихся своими свойствами. Наиболее опасным и заразным является золотистый стафилококк, вызывающий заболевания различных органов и тканей.

Болезнь, связанная с этим возбудителем, может быть как легкой и не требующей лечения, так и тяжелой, потенциально смертельной.

Стафилококки относятся к грамположительным бактериям, что связано со свойствами их клеточной стенки. Бактерии могут выполнять свои функции в средах с кислородом и без доступа к кислороду. При этом золотистый стафилококк может вызывать следующие патологии:

Золотистый стафилококк может обитать на теле человека и не вызывать заболевание. Эта бактерия может находиться в полости носа, на коже, в области половых органов. Для возникновения заболевания требуются дополнительные патологические факторы, в частности ослабление деятельности иммунитета.

При появлении благоприятных факторов у бактерии включаются факторы инвазии, за счет которых организм старается преодолеть естественные барьеры и попасть во внутреннюю среду.

Стафилококковым инфекциям наиболее подвержены следующие категории пациентов:

Стафилококк особенно опасен во внутрибольничной среде.

Кишечные заболевания

Взятие мазка на стафилококк

Золотистый стафилококк часто вызывает воспаление кишечника. Появление такой патологии может быть связано с пищевым отравлением или другими факторами. Заболевание называют бактериальным гастроэнтеритом.

Влияние бактерий на стенки кишечника может вызвать задержку жидкости и нарушать всасывание питательных веществ. При этом нередко у пациента наблюдаются острые симптомы, включая лихорадку, рвоту, сильные абдоминальные судороги и диарею.

Течение бактериального гастроэнтерита может варьироваться от легкого до очень тяжелого. При этом всегда существует риск острой потери жидкости организмом, что обычно связано с рвотой и диареей. Такое заболевание может наблюдаться на фоне неправильной диеты, синдрома мальабсорбции и других патологий.

Заболевание часто разрешается само по себе, но неправильное лечение острой формы инфекции может привести к развитию хронического процесса. Также важно соблюдать питьевой режим, поскольку обезвоживание может быть смертельно опасным.

Бактериальный гастроэнтерит может быть результатом плохой гигиены. Инфекция может возникать после тесного контакта с животными или употребления загрязненными бактериями продуктов.

Симптомы

Бактериальный гастроэнтерит является довольно агрессивным заболеванием, отличающимся острыми симптомами. Нарушение функций кишечника дают о себе знать уже в первые сутки развития болезни. Возможно появление следующих симптомов:

Причины развития болезни

Золотистый стафилококк: бакпосев

Вспышки бактериального гастроэнтерита нередко связаны с нарушением качества продуктов в ресторанах и столовых.

Бактерии могут попадать в кишечник вместе с пищей и вызывать заболевание в течение 12 часов.

Также стафилококк может быть легко передан от человека к человеку. Зараженный человек распространяет бактерии, касаясь посторонних предметов.

Особенно опасны работники пищевых производств с кожными инфекциями, вызванными золотистым стафилококком.

Последние исследования выявили факторы риска, связанные с приемом определенных медикаментов. Ингибиторы протонного насоса, используемые для лечения гастрита и язвенной болезни, могут увеличивать риск возникновения бактериального гастроэнтерита. Это связано с понижением кислотности желудка и соответствующим нарушением защитных свойств.

Диагностика

Как правило, случаи бактериального гастроэнтерита легко распознаются в силу характерных клинических проявлений. Методы дифференциальной диагностики могут потребоваться для определения точного вида бактерии и исключения других заболеваний.

Врач проводит общий осмотр пациента, выявляет характерные симптомы и жалобы. Состояние обезвоживание выявляется еще на этой стадии диагностики. Также врач спросит пациента об употребляемых в последнее время продуктах, поскольку золотистый стафилококк часто заражает сладкие блюда.

Бактериальный гастроэнтерит в большинстве случаев диагностируется сразу при осмотре пациента в кабинете врача. Лабораторная диагностика помогает уточнить состояние пациента.

Лечебные мероприятия и профилактика

Стафилококк в кале у ребенка — повод для беспокойства

Лечение бактериального гастроэнтерита лучше начинать на ранних стадиях заболеваниях. Симптомы заболевания могут сохраняться в течение нескольких недель Особенно важно уменьшить интенсивность рвоты и диареи во избежание обильной потери жидкости.

Также необходимо активно восполнять потерю жидкости. При тяжелом состоянии пациента жидкость восполняют в больничных условиях путем внутривенного ведения растворов электролитов.

Некоторые лекарственные средства помогают уменьшать проявления диареи. Противодиарейные средства увеличивают промежуток между походами в туалет и предотвращают формирование жидкого стула.
Для лечения бактериальной инвазии могут быть назначены кишечные антибиотики.

Такие препараты помогают быстро вывести патогенные организмы из кишечника и уменьшить действие токсинов на стенки органа. Нужно помнить, что только врач может назначить противомикробное лечение, поскольку такие препараты могут вызывать осложнения.

Дополнительные лечебные меры:

Профилактические меры включают адекватную гигиену и правильную диету. Употребление проверенных и безопасных продуктов исключит риск проникновения бактерий в кишечник.

Возможные осложнения

Стафилококк в кишечнике может быть причиной опасных осложнений. Обычно осложнения являются следствием неправильного или несвоевременного лечения заболевания. В большей степени осложнениям подвержены маленькие дети и пожилые люди.

Риск осложнений также увеличивается при хронической форме инфекции.

Симптомы и лечение стафилококка — тема познавательного видео:

Источник

Стафилококк

О заболевании

При выращивании в чашке Петри с кровяным агаром колонии золотистого стафилококка имеют характерный золотисто-желтый цвет, отсюда и соответствующее название. Этот микроорганизм чрезвычайно распространен, им колонизировано около четверти населения планеты.

Обычно он распространяется в носовой полости, паховой области, подмышках и других частях кожи, но в большинстве случаев является нормальной частью кожной флоры человека и не вызывает никаких проблем.

Однако при увеличении количества бактерий на коже, они начинают проникать в глубокие слои кожи через микротрещины и могут привести к кожным инфекциям и абсцессам.

Патологические процессы могут затрагивать не только различные внутренние органы, такие как печень, почки, селезенка, головной мозг, но и мышцы, кости и суставы, что ведет к крайне плачевным последствиям, поэтому при подозрении на наличие инфекции, следует немедленно обратиться к доктору.

Виды стафилококковых инфекций

Выделяют несколько наиболее распространенных видов стафилококков:

Чаще всего эта инфекция поражает верхние дыхательные пути, вызывая гнойную ангину, фарингит, тонзиллит, бронхит и другие воспалительные заболевания. Данные бактерии очень устойчивы и трудно поддаются терапии.

Данный микроорганизм чрезвычайно устойчив почти ко всем видам антибиотиков пенициллинового ряда, антисептикам, высоким температурам, активным прямым солнечным лучам. Он вызывает различные поражения кожи, такие как экзема, абсцесс, фурункулы, поражения желудочно-кишечного тракта, верхних дыхательных путей, слизистых оболочек, в худшем случае приводит к токсическому шоку.

Этот микроорганизм обитает на поверхности кожи и слизистых любого здорового человека и не несет никакого вреда. Но, если эта бактерия попадает в кровь человека с ослабленным иммунитетом, что чаще всего происходит при хирургических операциях, использовании неправильно обработанных инструментов, катетеров, происходит заражение крови, что ведет к воспалению внутренней оболочки сердца.

Несмотря на то, что этот вид наименее опасный, при заражении он приводит к общей интоксикации организма, вследствие выделения опасных токсинов и ферментов в процессе своей жизнедеятельности. Данные микроорганизмы часто становятся возбудителями воспаления уретры и мочевого пузыря. Преимущественно это характерно для женщин в силу анатомических особенностей строения их мочеполовой системы. При отсутствии лечения цистит влечет за собой воспаление почек и проблемы с зачатием ребенка.

Симптомы и формы стафилококка у взрослых и детей

Симптомы, которые ощущает больной, сильно разнятся в зависимости от способа и места инфицирования и состояния иммунитета. Но можно выделить ряд наиболее характерных признаков:

● нагноение порезов, отечность, гнойные высыпания на коже и слизистых, зуд и покраснение глаз;

● отсутствие обоняния и носового дыхания;

● першение в горле, болезненность при глотании, сухой кашель;

● тошнота, рвота, общее ослабленное состояние;

● сильные головные боли, приступы эпилепсии, сильная одышка;

● болезненные ощущения в суставах.

Одной из самых распространенных форм стафилококков у взрослых людей является его бессимптомное носительство. Здоровый человек не ощущает каких-либо признаков заболевания до тех пор, пока не появится провоцирующий фактор, который даст толчок развитию болезни.

Для женщин наиболее опасен сапрофитная форма, способная привести к возникновению цистита. Это связано с тем, что уретра женщин располагается очень близко к влагалищу, из-за чего велика вероятность попадания патогенной микрофлоры, в том числе и палочки стафилококка, в уретральный канал, а затем и в мочевой пузырь, вызывая его воспаление.

Так как маленькие дети не обладают окрепшей иммунной системой, риск развития инфекции у ребенка достаточно велик. Причем привести к серьезным осложнениям у детей могут даже те виды стафилококка, которые во взрослом возрасте практически не вызывают проблем. Особенную опасность представляет стафилококк у детей в возрасте до года, так как он с легкостью, в кратчайшие сроки способен распространиться по организму и привести к серьезным последствиям вплоть до летального исхода.

Причины возникновения

Наиболее часто бактерия попадает в организм человека через ранки и микротрещины на коже. Инфекция, проникнув через рану, начинает размножаться в крови, распространяясь по организму и поражая легкие, сердце, мозг, печень, почки, суставы.

При стафилококке заболевания могут быть самые различные такие, как пневмония, менингит, остеомиелит, эндокардит, сепсис и многие другие.

Заражение инфекцией стафилококк может произойти следующими способами:

● Контактно-бытовым путем при использовании личных предметов больного;

● Воздушно-капельным при близком общении с зараженным;

● Фекально-оральным на грязных фруктах, овощах и других продуктах питания, грязных посуде и руках;

● Вертикальным при прохождении ребенка через родовые пути зараженной матери при родах.

● Нередко инфицирование происходит во время хирургического вмешательства через медицинский инструментарий и во время проведения различных манипуляций.

Диагностика

Диагностировать наличие инфекции может только врач по результатам проведенного анализа на стафилококк.

Стоит помнить, что проведение анализа рекомендуется только, если присутствуют симптомы болезни. Наличие бактерии в биологическом материале может означать то, что человек является ее носителем, что само по себе является нормой.

Для анализа осуществляется забор материала из области, где предположительно развивается инфекция. Чтобы обнаружить патологический процесс проводятся несколько тестов, чтобы отследить динамику размножения бактерий. Если их число стремительно увеличивается, можно диагностировать наличие стафилококковой инфекции. Также дополнительный анализ позволит определить конкретный вид инфекции, чтобы доктор смог подобрать персональную схему лечения.

Лечение

Лечение стафилококка может проводиться хирургическим способом при наличии гнойного поражения в области заражения. Также может потребоваться удалить инфицированный имплант, катетер и пр.

В качестве консервативного лечения стафилококка применяют антибиотики, антибактериальные средства в сочетании с иммуномодулирующей терапией. Препараты подбираются с учетом устойчивости стафилококка к большому ряду медикаментов. Большую эффективность показало применение бриллиантового зеленого раствора для обработки зараженных ран.

Какие анализы необходимо сдать

В первую очередь, для определения наличия инфекции сдается анализ на стафилококк.

Также перед тем как начать лечение с применением антибиотиков, требуется сдать анализ на резистентность к этим медикаментам.

К какому врачу обращаться

Запущенными случаями заболевания занимается инфекционисту.

Но если у вас только появились подозрения и вы хотите получить точный диагноз, для начала вам следует обратиться к терапевту, с детьми – к педиатру. Доктор проведет диагностику и на основании полученных результатов выпишет вам направление к необходимому врачу.

Профилактика стафилококка

Как предотвратить заболевание

Чтобы предотвратить распространение стафилококка в организме и последующее развитие болезни, необходимо укреплять иммунитет. Для этого рекомендуется вести здоровый образ жизни, заниматься физической активностью, правильно питаться, соблюдая баланс витаминов и всех необходимых микроэлементов, потреблять достаточное количество воды.

Крепкий иммунитет сдержит активность патогенного микроорганизма в пределах безопасной нормы.

Источник

Стафилококк: как выявить и вылечить

Это особая категория бактериальных культур, многие виды которой опасны для человеческого здоровья. Стафилококки принято называть условно-патогенными микробами. Обитая в организме постоянно, они находятся под контролем иммунитета. Но при ослаблении защиты могут спровоцировать воспалительный процесс. Некоторые бактерии чрезвычайно устойчивы к антимикробным средствам и нередко становятся причиной суперинфекций.

Что такое стафилококк

Это неподвижный грамположительный микроорганизм шаровидной формы, образующий многочисленные колонии. Стафилококки анаэробны — могут существовать и размножаться без участия кислорода, в закрытой среде. Штаммов бактерий насчитывается более двадцати. Некоторые из них довольно безобидны, а другие вызывают мощные патологические реакции в человеческом организме. Части тела и органы, наиболее уязвимые перед стафилококками:

Поражая их, микробы вырабатывают токсичные вещества, провоцируют воспаления, в тяжелых случаях приводящие к сепсису, необратимым изменениям структур или стойким нарушениям функций.

Виды патогенных стафилококков

Для человека опасны несколько разновидностей бактерий. Самые распространенные:

Staphylococcus aureus: золотистый. Название получил из-за характерного желтого пигмента на поверхности. Проникая в организм, синтезирует фермент коагулазу, может вызывать гнойные воспаления почти любых внутренних органов. Этот вид патогена быстро приспосабливается к воздействию антибиотиков, образуя резистентные формы.

Staphylococcus epidermidis: эпидермальный. Поражает обычно кожные покровы слизистые оболочки. Часто становится фактором воспаления повреждений, послеоперационных швов, развития гнойного конъюнктивита, инфекций дыхательных путей.

Staphylococcus saprophyticus: сапрофитный. Его специфика: поражать слизистые мочевыводящих органов, провоцировать цистит, уретрит, почечные воспаления.

Staphylococcus haemolyticus: гемолитический. Опасен для слизистых и тканей внутренних органов. Становится провокатором развития эндокардита, пневмоний, нефритов и других тяж елых патологий.

Практически все типы патогенных стафилококков склонны к мутациям в результате неправильного или недостаточно продолжительного лечения.

Как проявляется стафилококковая инфекция

Симптоматика, ее длительность и интенсивность зависят от штамма возбудителя, общего физического состояния больного и особенностей его иммунитета. Два характерных признака поражения стафилококком: воспаления различной локализации и интоксикация.

При пиодермии воспаляются потовые, сальные железы, волосяные фолликулы, из-за чего на коже образуются болезненные выпуклые узелки, наполняемые гноем. Фурункулы и карбункулы обычно окружены участками покрасневшей отекшей кожи. При интенсивном воспалении вероятно появление лихорадки, набухание близко расположенных к очагам воспаления лимфоузлов.

Поражение пазух носа стафилококком проявляется банальным насморком с вязкими желтоватыми или зел еными выделениями. Проникновение инфекции глубже вызывает развитие синуситов. Их симптомы характерны:

заложенность в области переносицы;

ощущение тяжести, распирания с пораженной стороны;

густые гнойные выделения из носа;

повышение температуры тела выше +37°С.

Нередко инфекция распространяется на среднее ухо, вызывая отит: резкие стреляющие боли, снижение слуха. При поражении слизистых глаз развивается нагноение конъюнктивы, склеры краснеют и отекают.

При атаке стафилококком верхних дыхательных путей неизбежны гнойные фарингиты или ларингиты. Их признаки:

сильная отечность, покраснение глотки;

затрудненное болезненное глотание;

сухой навязчивый кашель, дискомфорт в горле.

Часто стафилококковые фарингиты поражают детей младше 12 лет. У взрослых эта патология контролируется иммунитетом.

При развитии воспалений в нижних отделах дыхательных путей «актуальны» бронхит и пневмония с характерным лающим или мокрым кашлем, высокой температурой температурой и физической слабостью.

Менее распространенные признаки поражений стафилококком:

воспаления суставных тканей, мышц;

нарушения работы сердца.

Среди грозных осложнений, вызываемых стафилококком: менингит, абсцессы л егких, остеомиелит, синдром токсического шока, генерализованный сепсис.

Как лечить стафилококк

Точный диагноз — виновен ли микроб в патологии, можно установить только после лабораторного анализа. Обнаружить и идентифицировать его в пробах мочи, мазках и соскобах с кожных покровов и слизистых не составляет труда. А вот избавиться от заразы намного тяжелее. Печально известный стафилококк аурум (золотистый) чрезвычайно устойчив к воздействию дезинфекторов, в том числе к хлорке и «зеленке». Почти 15%всех случаев заражения им происходят внутри больниц.

Применение антибиотиков тоже не всегда оправдано. К пенициллинам, например, стафилококки приспосабливаются очень быстро. А золотистый давно к ним устойчив, как ко многим другим медикаментам. Для быстрого подавления активности патогенов применяют комбинации различных групп препаратов. Относительно новые и эффективные: макролиды и фторхинолоны. Лекарства этих категорий разрушают и уничтожают белковые оболочки бактерий, не давая им времени для развития резистентности.

Чтобы терапия оказалась действенной, важно применять антимикробным средства только по назначению врача, четко следовать указанной схеме. Запрещено прерывать курс по своему разумению, менять без разрешения один препарат на другой, корректировать дозировку.

В качестве профилактики заражения необходимо соблюдать общие правила гигиены. Важно избегать употребления непроверенных продуктов, вовремя санировать полость рта, лечить насморк. Полезно закаляться, принимать иммуномодуляторы. А главное — не применять антимикробные средства без веских причин.

Все представленные на сайте материалы предназначены исключительно для образовательных целей и не предназначены для медицинских консультаций, диагностики или лечения. Администрация сайта, редакторы и авторы статей не несут ответственности за любые последствия и убытки, которые могут возникнуть при использовании материалов сайта.

Источник

Антибиотики прямо под нашим носом

Антибиотики прямо под нашим носом

Структурная формула нового пептидного антибиотика.

Автор

Редакторы

В последние годы во всем мире увеличилось количество инфекционных заболеваний, вызванных устойчивыми к антибиотикам бактериями. Организмы с множественной лекарственной резистентностью (multidrug-resistant organisms, MDRO), такие как метициллин-резистентный золотистый стафилококк, нечувствительные к ванкомицину энтерококки или резистентные к цефалоспоринам третьего поколения грамотрицательные бактерии, в ближайшие десятилетия могут стать более частыми причинами смерти, чем рак [1].

Доступные населению антибиотики теряют эффективность, а их частое и необоснованное применение приводит к отбору устойчивых форм бактерий внутри организмов людей и животных. MDRO в человеческом микробиоме трудно выявить, ведь обычно их носительство бессимптомно. Однако в стрессовых условиях (после хирургических операций, при травмах или иммуносупрессии) оно может перерасти в агрессивную инфекцию, побороть которую будет крайне сложно. А если еще учесть и частую устойчивость подобных бактерий к классическим дезинфектантам, становится понятным, почему MDRO считают настоящим бичом стационаров и роддомов. Они — куда более осязаемая угроза для населения всех континентов, чем тот же вирус Эбола, поэтому огромные усилия сейчас направляются на поиск и производство новых антибиотиков, способных «взломать» защитные системы MDRO.

Несколько лет назад удалось обнаружить, что представители человеческой микробиоты способны производить бактериоцины, поражающие близкородственных бактерий [2]. Например, в 2014 году из человеческого комменсала Lactobacillus gasseri выделили и описали новый синтезируемый рибосомами тиопептидный антибиотик — лактоциллин [3].

Может показаться странным, что человеческая микробиота производит антибиотики, ведь индустрия поиска противомикробных веществ всегда была сосредоточена на почвенных бактериях: считалось, что именно там бурлит жизнь и активно идет борьба за существование. Однако в микробиоме человека насчитывается более тысячи видов бактерий, конкурирующих за место и питательные вещества. Это способствует появлению настоящего «оружия массового поражения» — бактериоцинов, производимых с помощью ферментов двух типов — поликетидсинтаз и нерибосомных пептидсинтетаз [5].

Семейные разборки

Немецкий исследователь Александр Ципперер со своими сотрудниками в июле 2016 года сообщил о том, что обнаружил в человеческом носу бактерию Staphylococcus lugdunensis IVK28, которая подавляет рост метициллин-резистентного золотистого стафилококка (methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA) [1].

Золотистый стафилококк

Стафилококки относятся к типичным бактериям-комменсалам, колонизирующим кожу и поверхности слизистых оболочек. Staphylococcus aureus — шаровидные грамположительные бактерии, вырабатывающие каротиноидный пигмент, который придает их клеткам золотистый цвет (рис. 1). Эти микроорганизмы чрезвычайно устойчивы к внешним воздействиям и выживают в воздухе, пыли, почве, продуктах питания, на оборудовании пищевых производств и предметах быта [6], [7].

Рисунок 1. Staphylococcus aureus и лейкоциты.

Рисунок 2. Метициллин-резистентные золотистые стафилококки.

Staphylococcus aureus — бактерия условно-патогенная, проявляющая свои патологические свойства только в благоприятных условиях, а создает их, как правило, ослабление иммунитета носителя. Активная жизнедеятельность стафилококка может привести к разнообразным заболеваниям [5], [7], [8]:

Факторы патогенности S. aureus — это микрокапсула, компоненты клеточной стенки, ферменты агрессии и токсины. Микрокапсулы защищают клетки бактерий от фагоцитоза, способствуют их адгезии и распространению по организму хозяина. Составляющие клеточной стенки (например пептидогликан, тейхоевые кислоты и белок А) вызывают развитие воспаления, обездвиживают фагоциты и нейтрализуют иммуноглобулины. Коагулаза, главный фермент агрессии, вызывает свертывание плазмы крови [7], [9].

Наиболее опасны метициллин-резистентные стафилококки (methicillin-resistant S. aureus, MRSA) (рис. 2). Метициллин — это модифицированный пенициллин, с помощью которого еще недавно успешно боролись со стафилококковой инфекцией. MRSA устойчивы не только к метициллину, но и к другим антибиотикам пенициллиновой группы (диклоксациллину, оксациллину, нафциллину и др.), а также к цефалоспоринам. В последнее время выявлены штаммы и с более широким спектром устойчивости: ванкомицин-резистентные (VRSA) и гликопептид-резистентные (GISA) [6], [9], [10].

Штамм S. lugdunensis IVK28 эффективно боролся со своим вредоносным родственником лишь в условиях недостатка железа и только на твердых агаризованных средах (рис. 3, слева). Механизм противостояния был неясен, а потому Ципперер провел транспозонный мутагенез клеток выделенного штамма — чтобы выявить ген, ответственный за синтез смертельного для S. aureus вещества.

Рисунок 3. Антибактериальная активность S. lugdunensis против метициллин-резистентного S. aureus. Слева — дикий штамм IVK28 образует зону лизиса на культуре S. aureus. В центре — штамм IVK28ΔlugD (с «выключенным» встраиванием транспозона геном lugD) не оказывает влияния на золотистого стафилококка. Справа — штамм с восстановленной активностью гена lugD снова лизирует клетки конкурента.

В итоге удалось получить мутанта IVK28, который не мог подавлять рост MRSA. Анализ места встройки транспозона показал, что тот нарушил структуру гена предполагаемой нерибосомной пептидсинтетазы (НРПС). Оказалось, что этот ген вместе с другими последовательностями, связанными с биосинтезом антибиотиков, входит в состав оперона размером 30 т.п.н. Это указывало на то, что предполагаемая молекула ингибитора может быть комплексом нерибосомных пептидов.

Разношерстные участники и пикантные подробности бактериального горизонтального генетического переноса описаны в статье «Мобильные генетические элементы прокариот: стратификация „общества“ бродяжек и домоседов» [11].

Оперон состоит из генов lugA, B, C и D, кодирующих пептидсинтетазные белки (см. врезку ниже), а также из других генов, чьи продукты необходимы для синтеза и транспорта нерибосомного пептида.

Чтобы окончательно вменить оперону участие в антибактериальной деятельности S. lugdunensis, наименьший ген (lugD) удалили. Мутант ΔlugD, как и ожидалось, не мог подавлять рост золотистого стафилококка, но когда в него ввели плазмиду с работающим геном lugD, агрессивный фенотип восстановился (рис. 3, в центре и справа).

Секретное оружие

Выделенный Ципперером продукт lug-оперона оказался нерибосомным циклическим пептидом, состоящим из пяти аминокислот (двух D-валинов, L-валина, D-лейцина и L-триптофана) и тиазолидинового гетероцикла (рис. 4). Назвали антибиотик лугдунином.

Рисунок 4. Кластер генов, биосинтетический путь и химическая структура лугдунина. а — Гены «субъединиц» (не модулей!) нерибосомной пептидсинтетазы S. lugdunensis: lugA, B, C и D. б — Функциональные домены продуктов оперона: А — аденилирующий, Р — пептидильный, С — конденсирующий, Е — эпимеризующий, R — редуктазный. Их специфические комбинации составляют модули — обособленные каталитические единицы фермента. Биосинтез лугдунина начинается, видимо, в инициирующем модуле LugD и продолжается последовательно с помощью LugA-C. в — Структурная формула лугдунина.

Химическим синтезом удалось получить продукт с идентичными природному лугдунину химическими свойствами и антибактериальным эффектом. Ученые предположили, что этот антибиотик ингибирует синтез бактериальных биополимеров — белков, ДНК и пептидогликанов [5].

Нерибосомные пептиды

Этот класс пептидов синтезируется в клетках низших грибов и бактерий без участия рибосом. Нерибосомные пептиды (НРП) также встречаются и у высших организмов, которые имеют бактерий-комменсалов [12].

НРП подразделяются на несколько функциональных групп [13]:

Строение

Нерибосомные пептиды имеют длину от 2 до 50 аминокислот и часто циклическую или разветвленную структуру. Они содержат как «обычные», протеиногенные, так и непротеиногенные аминокислоты — D-формы или остатки, модифицированные присоединением N-метильных и N-формильных групп, гликозилированием, гидроксилированием, ацилированием или галогенированием. Циклизация происходит путем образования в пептидном остове оксазолинов и тиазолинов [12].

Синтез

НРП синтезируются нерибосомными пептидсинтетазами (НРПС), которые в своей работе не следуют «чужим» инструкциям, то есть обходятся без мРНК. НРПС — это гигантские мультимодульные ферменты, каждый из которых может синтезировать только один вид пептидов. Отдельный модуль фермента отвечает за включение одной аминокислоты в пептидную цепь, поэтому количество модулей соответствует длине пептида [14].

Каждый модуль состоит как минимум из трех доменов:

Нередко модули включают и другие домены, в том числе эпимеризующий, который преобразует L-аминокислоты в D-формы [14].

По аналогии с триплетным рибосомным кодом для синтеза белка существует и нерибосомный, код НРПС, определяемый 10 остатками аминокислот в субстрат-связывающем кармане аденилирующего домена. От комбинации этих остатков зависит то, какая аминокислота будет встроена в пептид конкретным модулем НРПС. Зная этот код, можно предсказывать субстратную специфичность аденилирующих доменов и даже произвольно изменять ее посредством замены аминокислот в домене [14].

Испытания в боевых условиях

Как и полагается, способность лугдунина лечить стафилококковые инфекции продемонстрировали in vivo на мышиной модели (рис. 5). У шести мышей сбрили шерсть на спине и, повредив кожу многократным приклеиванием/отклеиванием пластыря, нанесли на это место золотистого стафилококка. Затем кожу обработали мазью, содержащей 1,5 мкг лугдунина, и спустя шесть часов оценили результат. Обработка новым антибиотиком сильно сокращала или даже полностью уничтожала популяцию S. aureus. Причем не только на поверхности кожи, но и в более глубоких ее слоях.

Рисунок 5. Общая схема подхода к идентификации природного антибиотика. Из бактериальных популяций человеческого тела отбирают представителей, которые не могут сосуществовать с интересующими патогенными бактериями. Этих возможных конкурентов тестируют по отдельности на средах с инфекционным агентом. Из культуры, успешно подавляющей рост патогенов, выделяют антибиотик, действие которого проверяют на животных моделях.

[5], рисунок модифицирован и адаптирован

Чтобы понять, может ли S. lugdunensis помешать колонизации носовой полости позвоночных животных золотистым стафилококком в естественных условиях, ученые провели следующий эксперимент. В носы хлопковых хомяков ввели два вида смешанных культур (S. aureus + S. lugdunensis IVK28 и S. aureus + S. lugdunensis IVK28ΔlugD) и каждую по отдельности. В контрольных случаях, когда вводили по одному штамму, все три культуры стабильно колонизировали носовую полость. Однако при введении смеси S. aureus + S. lugdunensis IVK28 количество золотистого стафилококка через 5 дней значительно уменьшилось по сравнению со смесью S. aureus + S. lugdunensis IVK28ΔlugD. Этот эксперимент показал, что продукция лугдунина позволяет штамму IVK28 эффективно конкурировать с золотистым стафилококком in vivo.

Оставалось разобраться, предотвращает ли присутствие S. lugdunensis в носу человека колонизацию бактериями S. aureus. Ципперер и его коллеги исследовали мазки из носовых ходов 187 госпитализированных больных. Из них у 60 человек (32,1%) обнаружили золотистого стафилококка и у 17 человек (9,1%) — S. lugdunensis. И только у одного пациента с S. lugdunensis в носу обитал S. aureus. У всех выделенных штаммов S. lugdunensis ПЦР-анализ продемонстрировал наличие lug-оперона, а все обнаруженные штаммы S. aureus оказались восприимчивы к лугдунину.

Перспективы

Из-за высокой эффективности лугдунина авторы обсуждаемой работы предлагают использовать S. lugdunensis в борьбе с золотистым стафилококком, особенно у пациентов с высокими рисками развития инфекции — после операций, иммуносупрессии или гемодиализа. Ранее пробиотическими, как правило, называли бактерий, активно действующих на благо макроорганизма в желудочно-кишечном тракте. Группа Ципперера выступает за расширение понятия «пробиотики» — включение туда бактерий, борющихся с инфекциями и в других местах человеческого тела, таких как носовая полость или кожа.

В очень редких случаях и сам S. lugdunensis может вызывать заболевания, но если удастся создать мутантов, полностью утративших факторы вирулентности, или встроить lug-оперон в абсолютно «мирные» бактерии, можно разработать безопасный пробиотический препарат.

Лугдунин оказался первым обнаруженным бактериоцином нового класса — макроциклических тиазолидиновых пептидных антибиотиков. Все проверенные штаммы S. aureus (как природные, так и лабораторные) не смогли выработать резистентности к нему. Это дает надежду на то, что лугдунин в будущем станет коммерческим препаратом для борьбы с золотистым стафилококком.

И наконец, сам факт обнаружения нового антибиотика у представителя человеческой микробиоты должен послужить стимулом для активизации поиска других продуцентов бактериоцинов в составе именно таких сообществ. В дальнейшем это поможет медикам успешнее сдерживать наступление мультирезистентных патогенов.

Источник