Клиническая микробиология (определение, цель, задачи, отличия от инфекционной микробиологии).

Клиническая микробиология – раздел частной медицинской микробиологии, в котором изучаются представители нормальной микрофлоры организма человека и условно-патогенные микроорганизмы, не имеющие существенного эпидемиологического значения, но в определенных условиях служащие причиной заболеваний.

Цель клинической микробиологии – клинико-лабораторная диагностика, специфическая профилактика и химиотерапия инфекционных болезней, часто встречающихся в широкой медицинской практике в неинфекционных клиниках.

Задачи клинической микробиологии:

1. Изучение роли условно-патогенных микроорганизмов в патогенезе инфекционных заболеваний;

2. Разработка методов лабораторной диагностики, специфической профилактики и этиотропной терапии инфекционных заболеваний в неинфекционных лечебных учреждениях;

3. Исследование эпидемиологии внутрибольничных инфекций;

4. Мониторинг лекарственной устойчивости возбудителей в ЛПУ.

Признаки, отличающие клиническую микробиологию от инфекционной:

§ Углубленное изучение структуры и важнейших биологических свойств условно-патогенных микроорганизмов;

§ Выявление причин появления факторов вирулентности у представителей нормальной микрофлоры организма человека;

§ Анализ взаимоотношений условно-патогенных микроорганизмов с организмом человека при определенных условиях природной и социальной среды.

Характеристика микроорганизмов, вызывающих оппортунистические инфекции.

Госпитальный штамм – штаммы микроорганизмов, которые выделяются от больных в стационаре и в процессе циркуляции адаптировались к условиям стационара, а также характеризуются множественной антибиотикорезистентностью.

Группы внутрибольничных инфекций:

1. Инфекции, вызванные патогенными микроорганизмами (их доля во внутрибольничной инфекционной патологии составляет не более 15%).

Пути попадания патогенных возбудителей связаны прежде всего с поступлением в стационар больных, которые находятся в инкубационном периоде, или носителей патогенных микроорганизмов, либо при контакте с посетителями больниц, а также через передаваемые пищевые продукты.

2. Инфекции, вызванные условно-патогенными микроорганизмами, входящими в состав нормальной микрофлоры организма (оппортунистические инфекции).

Условно-патогенные микроорганизмы (потенциально-патогенные, оппортунистические) – микроорганизмы, вызывающие заболевания при снижении защитных сил организма в неблагоприятных условиях окружающей среды.

Заболевания могут вызывать более сотни видов условно-патогенных микроорганизмов. Их представители встречаются среди бактерий, вирусов, грибов, простейших.

§ Staphylococcus;

§ Streptococcus;

§ Enterococcus;

§ Escherichia;

§ Enterobacter;

§ Klebsiella;

§ Serratia;

§ Proteus;

§ Pseudomonas;

§ Acinetobacter;

§ Bacillus;

§ Mycobacterium;

§ Corynobacterium.

Вирусы:

§ HBV, НCV;

§ ВПГ-1,2;

§ ЦМВ;

§ Паповавирусы;

§ Аденовирусы;

§ Вирусы Коксаки и ЕСНО и др.

Грибы:

§ Candida;

§ Nocardia;

§ Histoplasma;

§ Coccidoides;

§ Cryptococcus;

§ Aspergillus и др.

Простейшие:

§ Pneumocystis;

§ Toxoplasma;

§ Cryptosporidium и др.

Современные тенденции изменения этиологической структуры ВБИ:

1. Снижение ведущей роли энтеробактерий и повышение частоты встречаемости грамотрицательных неферментирующих бактерий (Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter);

2. Увеличение роли грамположительных бактерий, таких как Enterococcus, Streptococcus, Staphylococcus (MRSA – метициллинрезистентные S. aureus и MRSE – метициллинрезистентные S. epidermidis);

3. Появление ранее редко встечавшихся возбудителей – анаэробов (Bacteroides, Peptostreptococcus и др.), плесневых грибов рода Aspergillus и дрожжеподобных грибов рода Candida.

Условно-патогенные микроорганизмы обладают тем же набором факторов патогенности, что и большинство патогенных микроорганизмов. Но их биологические свойства зависят от нозологической формы инфекции, течения заболевания, входных ворот инфекции, типа стационара (формирование в лечебных учреждениях госпитальных штаммов, высокоадаптированных к больничным условиям обитания), характера медицинских вмешательств, масштабов использования антимикробных препаратов.

Особенности условно-патогенных микроорганизмов:

§ Экологическая неоднородность (средой обитания являются организм человека, продукты питания, вода, почва, отходы деятельности человека, лекарственные препараты и т. д.);

§ Преимущественно являются постоянными обитателями (симбионтами) разных биотопов организма человека;

§ Высокая адаптация в соответствующем биотопе;

§ Конкурентоспособность по отношению к аутохтонной микрофлоре (аутохтонная микрофлора – совокупность микроорганизмов, для которых данный объект является основной естественной средой обитания);

§ Отсутствие факторов подавления и интерференции фагоцитарного и других элиминирующих механизмов организма хозяина (отсутствие капсул, синтеза антифагоцитарных и антикомплементарных веществ и т.д.)

§ Способность продуцировать эндотоксин – универсальный токсический фактор;

§ Полиорганотропность (этим объясняется многогранность и сходство вызванных поражений);

§ Гетерогенность популяций по различным признакам;

§ Высокие темпы эволюции микроорганизмов;

§ Устойчивость к антибиотикам, антисептикам, дезинфектантам, бактериоцинам, бактериофагам, физическим факторам.

Краткая характеристика отдельных условно-патогенных микроорганизмов:

Pseudomonas aeruginosa – грамотрицательные палочки, образуют пигмент (пиоционин – окрашивает гнойное отделяемое, перевязочный материал), способны вызывать значительную деструкцию тканей при проникновении через кожные покровы, является основной причиной летальных исходов у ожоговых пациентов, часто инфицирует лиц, страдающих сахарным диабетом и пациентов с нейтропенией, вызывает остеомиелит, инфекции мочевых путей и диссеминированные инфекции, выделяют ее из дыхательных путей больных муковисцидозом.

Бактерии рода Serratia – грамотрицательные пигментообразующие (продигиозан – красного цвета) палочки, обитающие в почве, воде, пищевых продуктах, ЖКТ. У человека чаще всего заболевания вызывает Serratia marcescens – яркий пример адаптации и приобретения патогенных свойств при инфицировании пациентов с иммунологическими нарушениями. Ранее их считали безвредными сапробионтами и в 50-х гг. прошлого столетия активно использовали в качестве маркера при изучении движения воздуха в метрополитенах, а также для определения миграции микроорганизмов в мочеиспускательный канал через постоянные катетеры. В настоящее время доказано, что способны вызывать сепсис, пневмонии, инфекции мочевыводящих путей, устойчивы к большинству антибиотиков, применяемым в клинике.

Nocardia asteroids – грамположительные ветвящиеся бактерии, обитающие в почве, оппортунистические патогены; нокардиозы наблюдаются у больных с аллотрансплантантами на фоне длительного приема иммунодепрессантов в виде множественных абсцессов в легких с диссеминацией в любой орган.

Veillonella – грамотрицательные анаэробные кокковидные бактерии, располагающиеся парами, реже – по одиночке, в норме обитающие в полости рта, кишечнике и верхних дыхательных путях. Самостоятельно не вызывают развития патологических процессов, но в ассоциации с другими микроорганизмами вызывают абсцессы мягких тканей, раневые инфекции и септические состояния.

Mobiluncus – тонкие изогнутые грамвариабельные (чаще грамотрицательные, но строение клеточной стенки, как у грамположительных) палочки, выявляются при вагинитах при повторных искусственных прерываниях беременности.

Бактерии родов Prevotella, Porphyromonas, Bacteroides представляют собой грамотрицательные неспорообразующие анаэробные палочки, обитающие в кишечнике и влагалище, вызывают ГВЗ эндогенного характера, отличающиеся множественной природной устойчивостью к антибиотикам.

Leptotrichia – грамотрицательные неспорообразующие анаэробные палочки, представляют микрофлору зубных бляшек, десневых карманов и женских половых путей; маркеры скрытопротекающего трихомониаза.

Gardnerella – грамвариабельные полиморфные палочки, представители нормальной микрофлоры влагалища (у мужчин не живут, т.к. нет клеток для адгезии), могут вызывать дисбактериоз влагалища (вагиноз).

В последнее время бактерии рода Enterococcus (грамположительные кокки, располагающиеся парами или короткими цепочками, обитают в кишечнике, наибольшее значение в патологии человека имеет вид E. faecalis) признаны возбудителями раневых инфекций, гнойных хирургических заболеваний, гнойных осложнений у рожениц и гинекологических больных; могут вызывать сепсис, эндокардиты, воспалительные процессы почек и мочевыводящих путей.

Streptococcus agalactia – наиболее часто вызывает заболевания у новорожденных (1:500-1:900): в первые сутки после рождения – заболевания дыхательных путей, септицимию, менингит; источник – матери (персистирует на слизистых родовых путей), персонал родильных домов (на руках).

Грибы рода Candida – овальные почкующиеся дрожжевые клетки, в состав аутомикрофлорычеловека входит вид Candida albicans, часто вызывают тяжелые поражения кожи и слизистых оболочек, эндокардиты и т.д.

Оппортунистические инфекции (определение, особенности течения).

Оппортунистические инфекции (лат. opportunus – склонный к заболеваниям) –инфекции, вызванные условно-патогенными микроорганизмами и развивающиеся на фоне иммунодефицитного состояния макроорганизма (иммунокомпрометированные хозяева).

В возникновении оппортунистических инфекций играют роль 3 фактора:

§ Гетерогенная (измененная) по вирулентности доза возбудителя и наличие у него определенного набора факторов патогенности;

§ Снижение защитных сил макроорганизма;

§ Неблагоприятные условия окружающей среды (высокая обсемененность возбудителями воздуха и объектов в стационаре).

Заболевания, вызванные УПМ, можно объединить в 3 группы:

§ Гнойно-воспалительные и септические;

§ Кишечные инфекции;

§ Поражения органов дыхания.

Особенности оппортунистических инфекций:

§ Поражение различных органов и тканей (не имеют строго выраженного органного тропизма);

§ Один и тот же возбудитель может быть причиной развития многих нозологических форм (например, пневмония, сепсис, остеомиелит и др.);

§ Характер смешанных (микст -) инфекций;

§ Наличие микробных ассоциаций:

ü аэробные и анаэробные бактерии (раневая инфекция);

ü микоплазмы + вирусы + грибы;

ü патогенные и условно-патогенные микроорганизмы;

§ Источником инфекции является человек, больной или же носитель, множественность механизмов, путей и факторов передачи;

§ Короткий инкубационный период (2-4 дня);

§ Клиническая картина зависит преимущественно от локализации поражения, чем от вида возбудителя; она малоспецифична;

§ Течение заболевания чаще вялотекущее, хроническое;

§ Тенденция к генерализации местных, локальных процессов;

§ Смена вариантного и видового состава возбудителей в течение заболевания;

§ Широкое распространение в неинфекционных стационарах;

§ Высокий процент случаев эндогенной инфекции;

§ Множественная устойчивость возбудителя к антимикробным препаратам, усложняющая лечение;

§ Недостаточная активность факторов неспецифической защиты;

§ Слабый иммунный ответ организма больного на антигены возбудителя;

§ Медленное накопление и низкий титр антител.

Ятрогенная/нозокомиальная инфекция – заболевания, связанные с оказанием медицинской помощи.

Внутрибольничные/госпитальные инфекции – инфекционные заболевания, возникающие у больных после госпитализации (но, не ранее чем через 48 часов после госпитализации) либо посещения лечебного учреждения с целью лечения, а также у медицинского персонала в силу осуществляемой им деятельности.

ВБИ или нозокомиальные инфекции делятся на следующие группы:

1. Амбулаторная инфекция;

2. Госпитальная инфекция;

3. Лабораторная инфекция (чаще всего дизентерия и гепатиты);

4. Инфекция, связанная с профилактическими мероприятиями:

§ инфекции, возникающие при профилактических осмотрах (трихомониаз, гепатиты, занесенные при заборе крови);

§ инфекции, развивающиеся при вакцинации (например, постинъекционные абсцессы и другие заболевания).

Особенности лабораторной диагностики оппортунистических инфекций.

Микробиологическая диагностика имеет решающее значение в постановке этиологического диагноза оппортунистических инфекций, в выработке рациональных схем терапии и предупреждении развития вторичных случаев заболевания.

Принципы лабораторной диагностики оппортунистических инфекций:

§ биоценотический (изучение всех видов микроорганизмов, присутствующих в патологическом материале);

§ популяционный (исследование из каждого материала определенного числа культур одного вида микробов);

§ количественный (определение численности микроорганизмов в материале);

§ химиотерапевтический (изучение чувствительности микроорганизмов к антибиотикам и антисептикам);

§ эпидемиологический (фено- и генотипирование микроорганизмов).

Результаты микробиологической диагностики в клинической микробиологии зависят не только от правильно проведенного исследования, но и от правильной интерпритации анализа.

Выбор материала определяется врачом-клиницистом в зависимости от:

§ клинической картины заболевания;

§ предполагаемой локализации возбудителя в организме на данном этапе патогенеза болезни;

§ путей выделения возбудителя в окружающую среду.

Правила взятия и доставки материала те же, что и в инфекционной микробиологии (хотя есть исключения, например, нельзя забирать на бактериологическое исследование кровь из катетера, т.к. к нему адгезируются S. epidermidis). Исследуемый материал должен иметь сопроводительный документ (направление на специальном бланке) со следующими данными: ФИО больного, возраст, клиника, отделение, номер палаты и истории болезни, домашний адрес больного, дата заболевания, вид материала, дата взятия материала (день, час), предполагаемый клинический диагноз, сведения о применении антимикробных препаратов, цель и методы исследования, подпись врача.

Методы клинико-диагностических микробиологических исследований.

Цель клинических микробиологических исследований заключается в выяснении участия микроорганизмов в процессе заболевания путем:

§ выявления болезнетворного микроба;

§ постановки иммунологических реакций.

Задачи клинических микробиологических исследований:

§ установление возбудителя;

§ определение иммунного статуса, определение антител к возбудителю;

§ определение источника и факторов передачи возбудителя.

Существуют следующие клинико-диагностические микробиологические исследования:

1. Микроскопические методы применяются для обнаружения бактерий или грибов непосредственно в исследуемом материале. Позволяет получить предварительные данные о микрофлоре и наметить пути дальнейших лабораторных исследований (позволяет ориентировочно отнести возбудителя к палочкам, коккам или спирохетам, грамположительным или грамотрицательным, выбрать питательные среды). Достоверность микроскопического исследования повышается при иммунофлюоресцентном методе (РИФ) с использованием специфических меченых сывороток.

2. Бактериологические методы (основные) имеют главное диагностическое значение. Применение эффективных элективных и дифференциально-диагностических питательных сред для данной группы микроорганизмов позволяет выделить и идентифицировать чистые культуры микроорганизмов, определить их родовую и видовую принадлежность, факторы патогенности, фаготипирование, чувствительность к антибиотикам и химиопрепаратам.

3. Серологические методы основаны на обнаружении специфических антител в сыворотке крови больного и динамики их нарастания в процессе заболевания, а в ряде случаев направлены на выявление антигенов. Имеет вспомогательное значение, т.к. его применение ограничивается выраженной мозаичностью антигенной структуры многих условно-патогенных микроорганизмов, наличием к ним антител у здоровых людей и слабая выраженность иммунного ответа.

4. Биологические методы (биопробы) заключаются в заражении лабораторных животных исследуемым материалом с целью выделения чистых культур микроорганизмов и определения их вирулентности. Используется редко из-за неспецифической клинической картины, вызываемой условно-патогенными микроорганизмами у лабораторных животных.

5. Аллергологические методы применяются для выявления гиперчувствительности организма человека к аллергенам микробного происхождения.

6. В последнее время молекулярно-биологический метод.

Необходимо отметить, что микробиологические исследования и особенно интерпретация полученных данных существенно отличаются от исследований при инфекциях, вызванных истинно-патогенными микроорганизмами. Классический постулат моноэтиологичной нфекции, сформулированный Кохом (триада Генле-Коха), не применим к оппортунистическим инфекциям.

Оценка результатов:

Обнаружение и подтверждение роли условно-патогенных микроорганизмов в развитии заболевания имеет решающее значение.

Критерии оценки роли условно-патогенных микроорганизмов в патологии:

§ Выделение микроорганизмов из органов и тканей, которые в норме у здоровых людей являются стерильными;

§ Обнаружение в исследуемом материале условно-патогенных микроорганизмов в больших количествах (например, 10⁵-10⁷ КОЕ мл/г для бактерий, для грибов и простейших – 10³-10⁴ КОЕ мл/г);

Количественный критерий – это количество колониеобразующих клеток или единиц (КОЕ) выделяемого вида микроорганизма в 1г или 1 мл исследуемого материала (10²-10³ – малая, 10⁴-10⁵ – средняя, 10⁵-10⁷ – высокая степень обсемененности).

§ Повторное, многократное выделение одной и той же культуры из аналогичного материала от больного;

§ Обнаружение идентичных условно-патогенных микроорганизмов в разных образцах материала (например, при пищевых токсикоинфекциях – в промывных водах желудка, рвотных массах, испражнениях, пищевых продуктах);

§ Нарастание титра антител в 4 и более раз в парных сыворотках крови больного в отношении условно-патогенного микроорганизма, который предполагается как возбудитель данного патологического процесса. Иногда рекомендуется использовать в качестве антигенов аутоштаммы микроорганизмов, выделенных от больных;

§ В случае госпитальной инфекции – выделение идентичных культур от группы больных;

§ Совпадение данных лабораторного определения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам с эффективностью антимикробной терапии в клинических условиях: улучшение состояния больного и уменьшение количества и элиминации соответствующих микроорганизмов.

Основное значение в установлении этиологии заболевания имеют два первых критерия, остальные – только дополнительное.

Оформление результатов лабораторных микробиологических исследований проводится на специальных бланках, которые передаются лечащему врачу в клинику.

Правила оформления результатов лабораторного исследования:

§ В ответах указываются патогенные виды микроорганизмов, а также условно-патогенные микроорганизмы с наличием КОЕ в 1 г или 1 мл исследуемого материала. Сообщаются данные лабораторного определения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам (антибиотикограмма).

§ При обнаружении микробных ассоциаций – перечисляются все микроорганизмы, указываются доминирующие виды и количественные микробиологические показатели.

§ В соответствии с правилами международной номенклатуры в ответах приводятся видовые названия микроорганизмов. Например: Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa и т. д. Иногда идентификация проводиться и до штамма, тогда указывается штамм.

Пример: Бактериальный вагиноз – это дисбиоз/дисбактериоз влагалища (40-65% – в кожно-венерологическом диспансере, 15-45% – в гинекологических отделениях, 20% – в центрах планирования семьи – нет возможности зачатия, т.к. кислая рН снижает подвижность сперматозоидов, 10-26% – в родильных домах – невынашивание беременности, 3-4% - у здоровых женщин).

Диагноз ставиться по 4 признакам:

§ сероватые выделения;

§ рыбий запах;

§ рН 4,5 и < (лакмусовая бумажка);

§ микроскопия – наличие «ключевых клеток» – эпителиальные клетки с адсорбированными на них грамвариабильными бактериями (кокки, палочки).

Таким образом, одним из важнейших условий успешного проведения микробиологического анализа и правильной интерпретации полученных результатов является взаимопонимание врача-клинициста и врача-микробиолога.

Клиницист должен обладать определенными знаниями по микробиологии, позволяющими ему корректно поставить задачу перед лабораторией, правильно собрать материал для исследования, своевременно его транспортировать в лабораторию, уметь прочитать результаты анализа.

Микробиолог со своей стороны должен адекватно провести исследование и правильно сформулировать ответ: необходимо заключение по проведенному исследованию, а не только констатация фактов

Учитывая гетерогенность и изменчивость популяций условно-патогенных микроорганизмов, необходимо помнить:

§ в процессе микробиологической диагностики исследовать большое число культур одного вида;

§ при выборе химиотерапевтических средств ориентироваться на варианты и штаммы возбудителя, обладающие наиболее высоким уровнем резистентности к антибиотикам и антисептикам;

§ в динамике болезни наблюдать за количественными и качественными изменениями в составе популяций возбудителя и проводить соответствующую коррекцию схемы лечения;

§ предупреждать суперинфекции как путем изоляции больных, так и резкого снижения массивности микробной контаминации объектов больничной среды.

Принципы профилактики и лечения оппортунистических инфекций.

Лечение оппортунистических инфекций представляет собой сложную задачу и должно проводиться комплексно.

Причины неэффективности традиционной химиотерапии оппортунистических инфекций:

§ Среди возбудителей преобладают несущие плазмиды множественной антибиотикоустойчивости (подбор эффективного антибиотика занимает длительное время, в течение которого возможна генерализация процесса);

§ Часто смешанная инфекция или в процессе лечения может произойти смена одного возбудителя другим, имеющим отличный спектр антибиотикочувствительности;

§ Недостаточная активность факторов неспецифической защиты;

§ Слабый иммунный ответ организма больного на антигены возбудителя;

§ Применение антибиотика (особенно бактерицидного) приводит к разрушению большого числа микробных клеток одновременно и к массивному выделению в кровь эндотоксина, что может привести к развитию эндотоксического шока.

Поэтому главным принципом лечения является комплексное применение препаратов микробицидного действия бактериологического происхождения и иммуностимулирующей терапии (например, бронхомунал, который содержит лизаты бактерий и т. д.).

Профилактические мероприятия должны включать соблюдение санитарно-гигиенического режима в антропогенной системе больничных учреждений:

§ анализ заболеваемости ВБИ в ЛПУ;

§ выявление и санация бактерионосителей;

§ снижение инвазивных методов исследования и лечения;

§ определение чувствительности госпитальных штаммов к антибиотикам;

§ применение эффективных и надежных методов микробной деконтаминации (дезинфекция, стерилизация);

§ предсезонная профилактика заболеваний;

§ санитарно-просветительская работа.

Необходимо отметить, что специфические препараты для профилактики и лечения разработаны не для всех оппортунистических инфекций и существенной роли не играют.

Выводы:

1. Инфекции, вызванные условно-патогенными микроорганизмами, являются серьезной медико-социальной проблемой.

2. Условно-патогенные микроорганизмы, в основном, вызывают внутрибольничные инфекции.

3. Клиническая микробиология – новая самостоятельная, перспективная и стремительно развивающаяся медицинская дисциплина.