連鎖球菌は、グラム陽性、非運動性、非胞子形成性球菌の大規模なグループです。 -サイズは1.2µm。それらはしばしばペアまたは鎖で成長し、オキシダーゼおよびカタラーゼに対して陰性です。
化膿レンサ球菌は上気道にコロニーを形成する傾向があり、宿主の防御システムを克服するため非常に毒性があります。化膿レンサ球菌症の最も一般的な形態には、呼吸器感染症と皮膚感染症があり、通常、それぞれの形態に異なる菌株が関与しています。
化膿レンサ球菌の細胞壁は非常に複雑で、化学的に多様です。細胞の抗原性成分は病原性因子です。病気のプロセスに関与する細胞外成分には、インベーシンと外毒素が含まれます。最も外側のカプセルはヒアルロン酸で構成されており、これは宿主の結合組織に似た化学構造を持っているため、細菌は宿主による不快な薬剤としての認識を免れます。したがって、細菌は好中球またはマクロファージによる食作用を回避し、コロニー形成を可能にします。細胞膜にあるリポタイコ酸とMタンパク質は、細胞壁を通過してカプセルの外側に突出します。
上皮細胞の浸潤
Spyogenesの特徴上皮細胞に侵入する生物の能力です。ペニシリンが患者、特に化膿レンサ球菌の保因者である患者の喉から化膿レンサ球菌を根絶できないことがますます報告されています。ある研究の結果は、保菌状態が上皮内細胞連鎖球菌の生存に起因する場合、ペニシリンが摂取した化膿レンサ球菌を殺すことができないことは、上皮細胞への効果的なペニシリン侵入の欠如に関連している可能性があることを強く示唆しました。これらの観察結果は、保因者の理解とSpyogenes感染の管理に臨床的影響を与える可能性があります。
細菌毒性因子
細胞壁抗原には莢膜多糖（C物質）が含まれます）、ペプチドグリカンおよびリポテイコ酸（LTA）、RおよびTタンパク質、およびMタンパク質、線毛タンパク質、フィブロネクチン結合タンパク質（タンパク質Fなど）、細胞結合ストレプトキナーゼなどのさまざまな表面タンパク質。
C物質は、L-ラムノースとN-アセチル-D-グルコサミンの分岐ポリマーで構成されています。それは、侵入能力の増加に役割を果たす可能性があります。 RおよびTタンパク質は疫学的マーカーとして使用され、病原性における既知の役割はありません。
別の病原性因子であるC5Aペプチダーゼは、C5Aの補体成分を切断することにより、走化性シグナルを破壊します。
Mタンパク質、主要な病原性因子は、細菌の細胞壁に突き出た細胞膜に存在する線毛に組み込まれた高分子です。これは、GAS間の抗原不連続変異と抗原連続変異の主な原因です。 （下の画像を参照してください。）
化膿レンサ球菌グループAの感染症。 Mタンパク質。 Mタンパク質は、宿主のフィブリノーゲンに結合し、下にあるペプチドグリカンへの補体の結合をブロックします。これは、食作用を阻害することによって生物の生存を可能にします。豊富なMタンパク質を含む菌株は、食作用に抵抗し、ヒト組織で急速に増殖し、病気のプロセスを開始します。急性感染後、Mタンパク質活性に対して型特異的抗体が発生する場合があります。
ただし、このような抗体は、相同なMタンパク質型による感染を防ぎますが、他のMタイプに対する免疫。これまでに8000万を超える血清型が報告されているため、この観察結果は、化膿レンサ球菌ワクチンの設計に対する主要な理論的障害を表す要因の1つです。
コミュニティベースの発生特定の連鎖球菌性疾患は、特定のM型に関連する傾向があります。したがって、M血清型は、疫学研究にとって非常に価値があります。
細菌付着因子
GASの少なくとも11の異なる表面成分が接着における役割。 1997年、ヘイスティとコートニーは、GASがさまざまな環境ニッチでさまざまなアドヘシンの配列を発現することを提案しました。彼らのレビューに基づくと、Mタンパク質はヒトの頬細胞ではなくHEp-2細胞への接着を仲介しますが、FBP54はHEp-2細胞ではなく頬細胞への接着を仲介します。プロテインFはランゲルハンス細胞への接着を仲介しますが、ケラチノサイトへの接着は仲介しません。
接着のプロセスに関して提案された理論の1つは、2段階モデルです。宿主からの細菌の静電反発を克服する最初のステップは、弱く、可逆的な付着を提供するLTAによって媒介されます。 2番目のステップは、とりわけ組織特異的Mタンパク質、タンパク質F、またはFBP54によって媒介される強固で不可逆的な接着の形をとります。付着が起こると、連鎖球菌は食作用に抵抗し、増殖し、局所組織に侵入し始めます。
GASは、さまざまな菌株間の水平感染によって引き起こされる、巨大で進化する分子多様性を示しています。これは、他の連鎖球菌と比較した場合にも当てはまります。プロファージの獲得は多様性の多くを説明し、ファージ関連の病原性因子を介した病原性を与えるだけでなく、宿主防御に対する細菌の生存を増加させます。
細胞外産物と毒素
GASによって生成されるさまざまな細胞外増殖産物と毒素が宿主細胞の損傷と炎症反応の原因です。
溶血素
S pyogenesは、2つの異なる溶血素を詳しく説明します。これらのタンパク質は、血液寒天プレートで観察される溶血ゾーンの原因であり、感染した宿主の組織損傷の病因にも重要です。ストレプトリジンOは、心筋を含む多種多様な細胞タイプに対して毒性があり、免疫原性が高いです。このタンパク質に対する抗体反応（抗ストレプトリジンO力価）の測定は、最近の感染症の血清診断に役立つことがよくあります。
ストレプトリジンSは、多形核白血球に損傷を与える可能性のある別の病原性因子です。細胞内オルガネラ。ただし、ストレプトリジンOとは対照的に、免疫原性はないようです。
発熱性外毒素
連鎖球菌のファミリー発熱性外毒素（SPE）には、SPE A、B、C、およびFが含まれます。これらの毒素は猩紅熱の発疹の原因です。これらの物質によって引き起こされる他の病原性効果には、発熱性、細胞毒性、およびエンドトキシンに対する感受性の増強が含まれます。 SPE Bは、病原性のもう1つの決定因子であるシステインプロテアーゼの前駆体です。
連鎖球菌TSSに関連するA群連鎖球菌分離株は、スーパー抗原として機能できる特定のSPE（A、C、F）をコードします。これらの抗原は、顕著な発熱反応を誘発し、Tリンパ球の増殖を誘発し、腫瘍壊死因子、インターロイキン-1ベータ、およびインターロイキン-6を含む複数のサイトカインの合成と放出を誘発します。この活性は、T細胞受容体のV-ベータ領域に同時に結合するスーパー抗原の能力と、抗原提示単核細胞のクラスII主要組織適合性抗原に起因し、広範囲にわたる非特異的T細胞増殖と増加をもたらします。インターロイキン-2の産生。
ヌクレアーゼ
4つの抗原的に異なるヌクレアーゼ（A、B、C、D）が膿の液化と成長のための基質の生成を助けます。
その他の製品
その他の細胞外製品にはNADase（白血球毒性）が含まれます、ヒアルロニダーゼ（宿主の結合組織、ヒアルロニダー酸、および生物自身のカプセルを消化する）、ストレプトキナーゼ（タンパク質分解性）、およびストレプトドルナーゼAD（デオキシリボヌクレアーゼ活性）。
プロテイナーゼ、アミラーゼおよびエステラーゼは、追加の連鎖球菌毒性因子ですが、病因におけるこれらのタンパク質の役割は完全には理解されていません。
Suppur化膿レンサ球菌
連鎖球菌性咽頭炎
化膿レンサ球菌は、急性咽頭炎の症例の最大15〜30％を引き起こします。フランク病は、上気道のコロニー形成後の細菌の病原性の程度に基づいて発生します。適切な抗生物質の選択には正確な診断が不可欠です。
膿痂疹
膿皮症は、GASによって引き起こされる皮膚感染症の最も一般的な形態です。 。連鎖球菌性膿痂疹または膿痂疹とも呼ばれ、熱帯気候で最も一般的に発生しますが、特に夏季には北部の気候でも非常に蔓延する可能性があります。この感染症の素因となる危険因子には、社会経済的地位の低さが含まれます。全体的な衛生状態が低い。虫刺され、疥癬、アトピー性皮膚炎、軽度の外傷による皮膚の局所損傷。壊れていない皮膚のコロニー形成は、膿皮症の発症に約10日先行します。
連鎖球菌性膿皮症は、特定の集団グループに属する子供や過密な施設で発生する可能性があります。感染様式は、直接接触、環境汚染、イエバエです。膿皮症を引き起こす連鎖球菌の菌株は、滲出性扁桃炎を引き起こす菌株とは異なります。
細菌毒素は、表皮層と表皮下層のタンパク質分解を引き起こし、細菌が皮膚層に沿って急速に広がることを可能にします。そしてそれによって水ぶくれや化膿性病変を引き起こします。膿痂疹の他の一般的な原因は黄色ブドウ球菌です。
肺炎
侵襲性GASは肺感染症を引き起こす可能性があり、多くの場合急速に進行します。壊死性肺炎に。
壊死性筋膜炎
壊死性筋膜炎は、皮下組織への細菌の侵入によって引き起こされ、その後、表在性および深部の筋膜に広がります。飛行機。 GASの拡散は、細菌の毒素と酵素（例、リパーゼ、ヒアルロニダーゼ、コラゲナーゼ、ストレプトキナーゼ）、生物間の相互作用（相乗感染）、局所組織因子（例、血液と酸素の供給の減少）、および一般的な宿主因子（例、 、免疫無防備状態、慢性疾患、手術）。
感染が顔面に沿って深く広がると、血管閉塞、組織虚血、および壊死が発生します。壊死性筋膜炎の場合、GASはしばしば分離されますが、この病状はしばしば多微生物性です。
中耳炎および副鼻腔炎
これらは、連鎖球菌性扁桃咽頭炎の一般的な化膿性合併症です。それらは、耳管を介した微生物の拡散（中耳炎）または副鼻腔への直接の拡散（副鼻腔炎）によって引き起こされます。
非化膿性疾患スペクトル
急性リウマチ熱
ARFは、GAS扁桃咽頭炎の遅延した非化膿性後遺症です。咽頭炎に続いて、ARFの兆候または症状が現れる前に2〜3週間の潜伏期間が経過します。この病気は、関節炎、心臓炎、舞踏病、皮下結節、有縁性紅斑など、さまざまな臨床症状を示します。
リウマチ熱は、宿主の遺伝的素因の結果である可能性があります。疾患遺伝子は、浸透度が制限された状態で、常染色体優性または常染色体劣性のいずれかで感染する可能性があります。ただし、疾患遺伝子はまだ特定されていません。
特定のMグループの血清型のみですが、かなりの証拠が上気道のA群連鎖球菌感染症とARFとの関連を裏付けています。 （すなわち、1、3、5、6、18、24）はこの合併症に関連しています。非常にムコイド株、特にMタイプ18の株は、リウマチ熱が出現する前に多くのコミュニティに出現しました。リウマチ熱は、5〜15歳の子供（GAS感染症に最もかかりやすい年齢層）で最も頻繁に観察されます。
上気道感染後の発病率は約3％です。未治療または治療が不十分な感染症の患者向け。 GAS感染からリウマチ熱の発症までの潜伏期間は2〜4週間です。咽頭炎または連鎖球菌性膿皮症のいずれかに続く可能性のある連鎖球菌後糸球体腎炎（PSGN）とは対照的に、リウマチ熱は上気道の感染後にのみ発生する可能性があります。
Streptococcus pyogenesの分子微生物学について蓄積された知識、ARFの病因は不明のままです。いくつかの仮説によれば、連鎖球菌の細胞外毒素、特にストレプトリジンOの直接的な影響がARFの病因の原因である可能性があります。ストレプトリジンOが動物モデルで心毒性であるという観察はこの仮説を支持しますが、この毒性をARFで観察された弁損傷に関連付けることは困難でした。
より一般的な仮説は、異常であるというものです。 A群連鎖球菌のいくつかの成分に対する宿主の免疫反応が原因です。 GASのMタンパク質は、いくつかのヒト組織と特定のアミノ酸配列を共有しており、これは、免疫病理学的免疫応答につながる可能性のある、生物とヒト宿主の間の交差反応性の源として提案されています。また、化膿レンサ球菌のグループ特異的多糖とヒトおよびウシの心臓弁に見られる糖タンパク質との抗原類似性が認められており、ARFの患者は、合併症のない咽頭炎の対照と比較して、これらの抗体の持続性が長引いています。他のGAS抗原は、心臓の筋鞘膜と交差反応するようです。
GASに対する宿主の免疫応答の過程で、この分子模倣の結果として、宿主の抗原は外来性と誤解される可能性があります。これは、結果として組織の損傷を伴う炎症カスケードにつながります。シデナム舞踏病を伴うARFの患者には、S pyogenes細胞膜および脳の尾状核に見られる抗原に対する一般的な抗体が存在し、ARFの発症における異常な自己免疫反応の概念をさらに支持します。
このような自己免疫反応が、連鎖球菌感染症に関連する小児自己免疫性神経精神障害（PANDAS）として知られる症候群の病因に関与するかどうかについては、かなりの関心が寄せられていますが、連鎖球菌感染症およびこれらの症候群。
連鎖球菌後糸球体腎炎
糸球体腎炎は、咽頭または皮膚のA群連鎖球菌感染症に続く可能性があり、発生率はコミュニティにおけるA群連鎖球菌のいわゆる腎炎誘発性株の有病率。タイプ12は、咽頭炎後にPSGNを引き起こす最も頻度の高いM血清型であり、Mタイプ49は、膿皮症関連腎炎に最も一般的に関連する血清型です。 GAS感染から糸球体腎炎の発症までの潜伏期間は1〜2週間です。
病因は免疫学的に媒介されているようです。連鎖球菌抗血清と反応する免疫グロブリン、補体成分、および抗原は、疾患の初期段階で糸球体に存在し、腎炎誘発性連鎖球菌によって誘発される抗体は、糸球体損傷を促進するような方法で腎組織と反応すると仮定されています。急性リウマチ熱とは対照的に、PSGNの再発はまれです。 PSGNの診断は、病歴、身体検査所見、および最近の連鎖球菌感染の確認証拠に基づいています。
毒素性ショック症候群
ショックと臓器不全に関連する重度のGAS感染症は、主に北米とヨーロッパで頻繁に報告されています。
連鎖球菌TSSと連鎖球菌壊死性筋膜炎の間でかなりの重複が発生します。ほとんどの場合、軟部組織感染症に関連して発生する限り。ただし、連鎖球菌性TSSは、咽頭感染症を含む他の限局性連鎖球菌感染症と関連して発生することもあります。
連鎖球菌性TSSの病因は、特定の能力に部分的に関連しているようです（すなわち、A、C、F）スーパー抗原として機能する連鎖球菌性化膿性エキソトキシン（SPE）。
猩紅熱
いつ急性連鎖球菌性咽頭炎の状況では、微細でびまん性の紅斑性発疹が見られます。この病気は猩紅熱と呼ばれます。猩紅熱の発疹は、発熱性外毒素（すなわち、SPE A、B、C、およびF）によって引き起こされます。発疹は毒素の発現に大きく依存します。特定のSPE毒素に対する既存の体液性免疫は、猩紅熱の臨床症状を予防します。
猩紅熱は、過去数十年よりも一般的でなく、毒性も低下しているようです。ただし、発生率は、毒素産生株の有病率と集団の免疫状態に応じて周期的です。感染様式、症例の年齢分布、およびその他の疫学的特徴は、連鎖球菌性咽頭炎の場合と同様です。
中枢神経系疾患
連鎖球菌後の自己免疫性中枢神経系（CNS）疾患は、リウマチ熱の神経学的症状であるシデナム舞踏病の研究によって提供されます。グループAのベータ溶血性連鎖球菌感染症に関連して発生する強迫性障害（OCD）、チック症、およびその他の神経精神症状の報告は、さまざまなCNS後遺症が連鎖球菌後の自己免疫によって引き起こされる可能性があることを示唆しています。