Палочки грамположительные неправильной формы, ветвящиеся бактерии
16.7.1. Коринебактерии (род Corynebacterium)
Коринебактерии представляют собой грамположительные прямые или слегка изогнутые неправильной формы тонкие палочки размером 0,3/0,8х1,5/8,0 мкм с заостренными или, иногда, булавовидными концами,. В микропрепаратах располагаются по одиночке или в парах, часто V-образной конфигурации, либо в стопках в виде частокола из нескольких параллельно лежащих клеток. Некоторые клетки по Граму окрашиваются неравномерно и имеют вид четок. Внутри клеток, как правило, образуются метахроматиновые гранулы полифосфата (зерна волютина). Коринебактерии неподвижны, спор не образуют, некислотоустойчивые. Факультативные анаэробы, при культивировании обычно нуждаются в богатых питательных средах, таких как сывороточная или кровяная среда. Хемоорганотрофы. Метаболизм бродильного типа. Каталазаположительные. Широко распространены на растениях; у животных и человека преимущественно являются нормальными обитателями кожи и слизистых оболочек верхних дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и мочеполовых путей. Род состоит из 20 видов, большинство из которых являются условно-патогенными. Типовой вид — Corynebacterium diph-theriae, являющийся патогенным для человека.
16.7.1.1. Возбудитель дифтерии (Corynebacterium diphtheriae)
Дифтерия— это острая, антропонозная, воздушно-капельная, токсинемическая инфекция, которая характеризуется развитием воспалительных изменений слизистых оболочек ротоглотки и верхних дыхательных путей, а также слизистых оболочек половых органов, глаза, сопровождающихся образованием плотно спаянных с подлежащими тканями фибринозных пленок, на фоне симптомов специфической интоксикации макроорганизма.
Название заболевания происходит от греч. diphthera — пленка, перепонка, кожа, что обусловлено клиническими проявлениями данного заболевания. Возбудителем дифтерии являются токсигенные штаммы Corynebacterium diphtheriae.
Таксономическое положение возбудителя.Возбудитель дифтерии относится к роду Corynebacterium, виду С. diphtheriae. Название микроба происходит от греч. когупе — булава и bacteria — палочка, что связано с его морфологическими особенностями, а также греч. diphthera. Возбудитель дифтерии был обнаружен в 1883 г. Э. Клебсом (Е. Klebs) в срезах дифтерийных пленок, снятых с зева больных, а затем в 1884 г. выделен в чистой культуре Ф. Леффлером (F. Loftier). Вид С. diphtheriae гетерогенен по морфологическим, культуральным, биохимическим, антигенным свойствам и токсигенности.
Тинкториальные и морфологические свойства.С. diphtheriae — тонкие, слегка изогнутые или прямые грамположительные палочки размером от 1/6х0,3/0,8 мкм. Они утолщены на концах за счет наличия зерен волютина (зерен Бабеша—Эрнста) на одном или обоих полюсах клетки, что придает им вид булавы или булавки. Благодаря зернам волютина, состоящим из полифосфатов, для С. diphtheriae характерно неравномерное окрашивание клеток, так как зерна волютина воспринимают любой анилиновый краситель более интенсивно, чем цитоплазма клетки, и вследствие присущей им метахромазии приобретают необычный цвет. Зерна волютина легко выявляются при окраске препаратов метиленовым синим по Леффлеру, а также при окраске по Нейссеру в виде гранул темно-синего или сине-черного цвета соответственно. Они резко контрастируют с бледно-синим или светло-коричневым фоном микробной клетки. При окраске по Граму зерна волютина выявить не удается. При люминесцентной микроскопии окрашиваются корифосфином в оранжево-красный цвет, в то время как тела бактерий — в желто-зеленый цвет.
Дифтерийная палочка не обладает кислото-устойчивостью, неподвижна, спор и капсул не образует; имеет микрокапсулу с входящим в ее состав корд-фактором. Клеточная стенка у С. diphtheriae имеет сложное строение. Она состоит из биоматериала, уложенного в 9 слоев, и содержит вещества пептидополисахаридной природы, в состав которых входят галактоза, манноза, арабиноза. Как и микобактерии, содержат в составе клеточной стенки большое ко-
личество липидов, в том числе некислотоустойчивые коринеформные миколовые кислоты.
Для С. diphtheriae характерен полиморфизм размеров и формы. Благодаря разламывающему механизму деления, клетки не расходятся и располагаются в мазках под углом, напоминая латинские буквы L, X, V, Y или растопыренные пальцы рук, за что их называют «булавовидными двукрылками». Наличие поверхностных липидов способствует образованию скоплений плотно прилегающих в результате спонтанной агглютинации палочек, напоминающих «свалявшуюся шерсть в войлоке» или «пакет булавок». В культуре одного и того же штамма наряду с типичными длинными, изогнутыми и изящными палочками можно обнаружить короткие, толстые, с вздутиями на одном или обоих концах клетки, а также карликовые, гигантские или ветвящиеся нитевидные клетки. Полиморфизм чаще выявляют при культивировании на искусственных питательных средах, содержащих большое количество сывороточных белков, что способствует несбалансированному росту бактерий. Данные микроорганизмы образуют также фильтрующиеся и L-формы бактерий.
Полиморфизм С. diphtheriae, их взаиморасположение, наличие зерен волютина по полюсам имеют дифференциально-диагностическое значение при проведении идентификации. Коринеформные бактерии, обитающие на коже и слизистых оболочках, располагаются в микропрепаратах в виде равномерного частокола; зерен волютина не имеют или содержат их в большом количестве.
Культуральные и биохимические свойства.Неоднородность С. diphtheriae находит свое отражение в культуральных и биохимических свойствах. Возбудитель дифтерии относится к факультативным анаэробам, культивируется при 37 °С, оптимум рН — 7,4—8,0. Гетеротроф. В отличие от коринеформных бактерий, С. diphtheriae на простых питательных средах не растет, так как не продуцирует эндопроте-азы, способные расщеплять нативные белки до аминокислот; аминокислоты усваиваются ими только из продуктов гидролиза белков — пептонов. Оптимальные среды для культивирования С. diphtheriae должны содержать аминокислоты, органические источники энергии,
источники Mg++, Cu++, Ca++, витамины, кровь или сыворотку. Питательная ценность последних обусловлена наличием в них факторов роста (правовращающая молочная кислота, никотиновая и пимелиновая кислоты), а не нативных белков, которые данный микроб не расщепляет. К стимуляторам роста относится также олеиновая кислота.
Для выделения С. diphtheriae из патологического материала применяется свернутая кровяная сыворотка как таковая (элективная среда Ру) или с добавлением сахарного бульона (элективная среда Ру—Леффлера), а также кровяной агар, кровяной теллурито-вый агар (среда Клауберга II), хинозольная среда Бучина, цистин-теллурит-сывороточ-ная среда Тинсдаля—Садыковой. На элективных средах возбудитель дифтерии опережает в росте банальную микрофлору и через 8—14 ч вырастает в виде изолированных точечных, выпуклых желтовато-кремовых колоний с гладкой или слегка зернистой поверхностью. Колонии не сливаются, вследствие чего они имеют вид шагреневой кожи. На теллури-товых средах С. diphtheriae растут медленно (в течение 24—48 ч) в виде черных или черно-серых колоний в результате восстановления теллурита до металлического теллура, который накапливается внутри бактерий в виде кристаллов. Возбудитель дифтерии устойчив к высоким концентрациям теллурита калия или натрия, ингибирующим рост сопутствующей микрофлоры. На среде Бучина через 24—48 ч на месте роста колоний С. diphtheriae среда приобретает фиолетовый цвет, а колонии окрашиваются в синий цвет. На среде Тинсдаля—Садыковой С. diphtheriae образуют серые или темно-коричневые колонии, окруженные темно-коричневым ореолом, который специфичен для возбудителя дифтерии.
В отличие от коринеформных бактерий, возбудитель дифтерии, относясь к факультативным анаэробам, растет в глубине столбика с сахарного агара. Коринеформные бактерии образуют поверхностный налет, так как являются облигатными аэробами.
Возбудитель дифтерии обладает высокой ферментативной активностью.Все штаммы С. diphtheriae ферментируют глюкозу и мальтозу с образованием кислоты и не разлагают
сахарозу, лактозу и маннит, восстанавливают нитриты в нитраты (за исключением биовара belfanti), что свидетельствует о наличии нитратредуктазы, не продуцируют уреазу и не образуют индол.
Отсутствие способности ферментировать сахарозу и разлагать мочевину (отрицательная проба Закса, цвет бульона с мочевиной и феноловым красным не изменяется) является важным дифференциально-диагностическим признаком, отличающим С. diphtheriae от микробов-«близнецов».
Другим важным дифференциально-диагностическим признаком является способность С. diphtheriae продуцировать фермент цисти-назу, расщепляющую цистин или цистеин до сероводорода, который, реагируя с уксуснокислым свинцом, вызывает почернение столбика сывороточного агара в результате образования в нем сернистого свинца (положительная проба Пизу) или образование коричневых ореолов на цистин-теллурит-сы-вороточной среде Тинсдаля—Садыковой.
С. diphtheriae образует также каталазу, сук-цинатдегидрогеназу, внеклеточную ДНКазу, нейраминидазу, гиалуронидазу и другие ферменты.
Возбудитель дифтерии не однороден по культуральным и биохимическим свойствам. В соответствии с рекомендациями Европейского регионального бюро ВОЗ вид С. diphtheriae подразделяют на 4 биовара: gravis, mitis, intermedius и belfanti, что важно с эпидемиологической точки зрения.
На дифференциально-диагностической среде Клауберга II и других кровяных теллури-товых средах бактерии биовара gravis образуют сухие матовые размером 2—3 мм (крупные) плоские серовато-черные колонии, приподнятые в центре. Периферия колоний светлая, с радиальной исчерченностью и изрезанным, волнистым краем (R-форма колоний). Такие колонии напоминают цветок маргаритку. На жидкой среде данные микроорганизмы образуют пленку на поверхности, а также крошковидный или крупнозернистый осадок. Жидкость остается прозрачной. Биовар gravis превосходит все другие биовары по ферментативной активности. Он ферментирует глюкозу, мальтозу, крахмал и гликоген.
Бактерии биовараmitis образуют мелкие (1 — 2 мм) гладкие блестящие черные полупрозрачные колонии с ровными краями (S-формы колоний), окруженные зоной гемолиза. На жидкой среде они дают равномерное помутнение и порошкообразный осадок. На средах Гисса разлагают лишь глюкозу и мальтозу.
Бактерии биовараintermedins фактически относятся к варианту mitis, так как не разлагают крахмал, хотя ряд авторов считает, что по своим биологическим свойствам они ближе к биовару gravis. Биовар intermedius образует изящные плоские темные гладкие колонии со слегка приподнятым центром и ровными краями (S-формы колоний) или шероховатые колонии с изрезанными краями (RS-форма колоний). Такие колонии намного мельче (менее 1мм), чем у других биоваров. Данные микроорганизмы ферментируют глюкозу, мальтозу и гликоген. Клетки биовара intermedius также своеобразны по морфологии. По сравнению с другими биоварами они наиболее крупные, с бочковидными очертаниями. Примечательной особенностью является наличие у них внутри поперечных перегородок, разделяющих их на несколько сегментов, что не характерно для длинных и полиморфных палочек биовара mitis, или коротких и полиморфных палочек биовара gravis. Наиболее четко это обнаруживается при фазово-контрастной микроскопии в присутствии водного метиленового синего.
Бактерии биовараbelfanti по морфологии колоний и биохимическим свойствам сходны с биоваром mitis, и длительное время считались его вариантом. В отличие от биоваров mitis и gravis, они не восстанавливают нитриты в нитраты. Однако тест на восстановление нитратов, как и разложение гликогена, не входит в перечень обязательных тестов для идентификации возбудителей дифтерии.
Обязательным и наиболее стабильным признаком является тест на крахмал. По этому показателю все возбудители дифтерии делятся на два биовара: gravis (грубый) и mitis (тонкий). Все штаммы, не ферментирующие крахмал, относятся к биовару mitis.
Антигенная структура.С. diphtheriae по антигенной структуре также не однородны. Их серологическая неоднородность обусловлена поверхностными термолабильными серова-
роспецифическими К-антигенами (белками), а также видовыми и межвидовыми термостабильными липидными и полисахаридными фракциями О-антигенов, расположенных в глубине клеточной стенки. С помощью сывороток к К-антигену С. diphtheriae разделяют на серовары (около 58). Наиболее сложен в антигенном отношении биовар mitis, включающий 40 сероваров, в то время как биовар gravis состоит из 14 сероваров. Единой Международной схемы серотипирования С. diphtheriae не существует. В отечественной практике для определения серовара применяют развернутую реакцию агглютинации с типовыми неадсорбироваными дифтерийными агглютинирующими сыворотками. Недостатком серотипирования является также способность многих штаммов, особенно нетоксигенных, к спонтанной агглютинации или полиагглютинабельности.
Антигенная изменчивость обуславливает вариабельность и слабую напряженность антибактериального иммунитета.
Фаготипирование.Более четкую внутривидовую идентификацию С. diphtheriae можно получить с помощью фаготипирования. Но, несмотря на важную роль фаготипирования для более глубокого обследования очагов дифтерии, изучения закономерностей и длительности бактерионосительства, расшифровки групповых вспышек заболевания и т. д., единых схем фаготипирования не разработано.
С. diphtheriae образуют также корицины, обладающие узким спектром действия. Их синтезируют как токсигенные, так и не ток-сигенные штаммы. Гены, кодирующие синтез корицинов, передаются плазмидами.
В настоящее время для идентификации применяют полимеразную цепную реакцию и рестрикционный анализ.
Факторы патогенности.Основными факторами патогенности возбудителей дифтерии являются поверхностные структуры липидной и белковой природы, к которым относится корд-фактор, вместе с К-антигенами и кори-неформными некислотоустойчивыми миколо-выми кислотами входящий в состав микрокапсулы, ферменты и токсины. Поверхностные структуры способствуют адгезии микробов в месте входных ворот инфекции, препятствуют
фагоцитозу бактерий, оказывают токсическое воздействие на клетки макроорганизма, разрушают митохондрии.
С. diphtheriae образуют ферменты агрессии и инвазии: нейраминидазу и N-ацетилней-рамиатлиазу, гиалуронидазу, а также гемолизин и дермонекротоксин. Нейраминидаза и N-ацетилнейрамиатлиаза действуют на эстафетной основе, обеспечивая бактерии энергетическим сырьем. Нейраминидаза отщепляет N-ацетилнейраминовую кислоту от гликопротеинов слизи и поверхности клеток, а лиаза расщепляет ее на пируват и N-ацетил-маннозамин. Пируват служит готовым источником энергии, стимулируя рост С. diphtheriae. Одним из последствий действия гиалуро-нидазы является повышение проницаемости кровеносных сосудов и выход плазмы за их пределы, что ведет к отеку окружающих тканей. Некротоксин вызывает некроз клеток в месте локализации возбудителя. Вышедший за пределы сосудов фибриноген плазмы, контактируя с тромбокиназой некротизирован-ных клеток макроорганизма, превращается в фибрин, что и является сущностью диф-теритического воспаления. Находясь внутри дифтеритической пленки С. diphtheriae находят отличную защиту от действия эффекторов иммунной системы макроорганизма и антибиотиков. Размножаясь, они образуют в большом количестве основной фактор пато-генности — дифтерийный гистотоксин.
Дифтерийный гистотоксинсинтезируется в виде единой полипептидной цепи (протоксина), А-и В-фрагменты которой в интактной молекуле соединены дисульфидными мостиками. Протоксин активируется под действием проте-олитических ферментов и тиоловых соединений, что ведет к образованию бифункциональной А—В-структуры токсина. Ограниченный протеолиз происходит под действием протеаз как самого микроба, так и сопутствующей микрофлоры либо под действием протеаз макроорганизма. Восстановление дисульфидных групп в сульфгидрильные ведет к завершению фраг-ментирования цепи, но расхождение образовавшихся фрагментов А и В происходит только после контакта с рецепторами чувствительной клетки. Таким образом, рецепторы связывают дифтерийный гистотоксин исключительно в
интактном состоянии его молекулы. Фрагмент В отвечает за специфическое взаимодействие со специфическими ганглиозидными рецепторами клетки и участвует в образовании транспортного канала для фрагмента А. Активированный фрагмент А отвечает за токсичность. Попав в цитозоль эукариотической клетки, он становится недосягаемым для действия антитоксических антител, которые через мембрану клетки не проникают. Внутри пораженных клеток фрагмент А обладает ферментативной активностью. Он относится к АДФ-рибозил-трансферазам, переносящим АДФ-рибозу отщепляемую от НАД+ с одновременным освобождением ни-котинамида, на акцепторные белки-мишени. Дифтерийный гистотоксин вызывает АДФ-ри-бозилирование фактора элонгации EF-2 (транс-феразы 2), необходимого для построения пептидных цепей на рибосомах эукариотической клетки. Блокада функциональной активности фермента ведет к нарушению синтеза белка на стадии элонгации и гибели клеток в результате некроза. Прокариотические клетки нечувствительны к действию дифтерийного гистотокси-на, так как используют другой фактор элонгации (EF-6).
Дифтерийный гистотоксин оказывает свое специфическое блокирующее воздействие на синтез белка в органах, наиболее интенсивно снабженных кровью: сердечнососудистая система, миокард, периферическая и ЦНС, почки и надпочечники.
Но эта специфичность действия дифтерийного гистотоксина относительна, так как он может проникать в клетки не только через поровый канал, а также путем рецепторного эндоцитоза, но и путем пиноцитоза, активи-руясь внутри клетки. При высоких концентрациях все три механизма его проникновения в клетку имеют место, поэтому он может поражать любые клетки.
С. diphtheriae не однородны по токсигенным свойствам и делятся на токсигенные и не-токсигенные штаммы.Признак токсигенности для данного вида не является обязательным. Заболевание вызывают только токсигенные штаммы С. diphtheriae. При этом все биовары
возбудителя образуют токсин, идентичный по своим антигенным свойствам и механизму действия. Способность к токсинообразо-ванию проявляют лишь лизогенные штаммы С. diphtheriae, содержащие умеренный профаг в своем геноме (бета-фаг), несущий tox-ген, ответственный за синтез токсина. Нетоксигенные штаммы не вызывают дифтерии, хотя способны длительно персистиро-вать в респираторном тракте человека.
Из лабораторных животных к дифтерийному гистотоксину чувствительны морские свинки, кролики, обезьяны, а также собаки, кошки, цыплята и голуби. Экспериментальных моделей, на которых можно воспроизвести не только токсикоз, но и дифтерийную инфекцию со всеми стадиями инфекционного процесса, не существует. Определение ток-сигенности С. diphtheriae проводят также на куриных эмбрионах и культурах клеток.
Устойчивость вокружающей среде.Благодаря наличию липидов, С. diphtheriae обладают значительной устойчивостью к воздействию факторов окружающей среды. В капельках слюны, прилипших к стенкам стакана, на ручках дверей и детских игрушках они могут сохраняться до 15 дней. Выживаемость их на предметах окружающей среды может достигать 5,5 месяцев и не сопровождаться утратой или снижением вирулентности. Данные микроорганизмы размножаются в молоке. Это имеет эпидемиологическое значение. К числу неблагоприятных факторов, действующих на С. diphtheriae, относятся прямые солнечные лучи, высокая температура и химические агенты. При кипячении С. diphtheriae погибают в течение 1 мин, в 10% растворе перекиси водорода — через 3 мин, в 5% карболовой кислоте и 50—60% алкоголе — через 1 мин.
В отличие от микроба, дифтерийный гис-тотоксин очень неустойчив в окружающей среде и легко разрушается при нагревании, действии света, окислении.
Эпидемиология, патогенез и клинические проявления заболевания.Дифтерия относится к антропонозным заболеваниям. В естественных условиях ею болеет только человек, не обладающий устойчивостью к возбудителю и антитоксическим иммунитетом (содержание в крови антитоксина по методу Иенсена < 0,03 АЕ/мл). Заболевание имеет повсеместное рас-
пространение. Для заболеваемости дифтерией характерна сезонность. Наибольшее количество больных наблюдается во второй половине сентября, в октябре и ноябре. Наиболее восприимчивы к данному заболеванию дети ясельного и школьного возраста. Среди взрослых к профессиональной группе повышенного риска относятся работники общественного питания и торговли, школ, детских дошкольных и медицинских учреждений.
Источником инфекциипри дифтерии являются больные и носители токсигенных штаммов С. diphtheriae. Больной эпидемиологически опасен в течение всего периода заболевания, так как даже в период выздоровления он может выделять токсигенные штаммы бактерий в окружающую среду. Среди больных наибольшее эпидемическое значение имеют лица с локализацией процесса в верхних дыхательных путях, поскольку они наиболее интенсивно выделяют микробов в окружающую среду. Большая часть заболеваний возникает в результате заражения от носителей токсигенных штаммов. У этих лиц нет клинических проявлений заболевания, потому что они обладают антитоксическим иммунитетом.
Механизм заражения и пути передачи. Всоответствии с основной локализацией возбудителя в верхних дыхательных путях, аэрозольный механизм заражения является основным. Ведущая роль принадлежит воздушно-капельному пути передачи инфекции, при котором микробы выделяются в окружающую среду больным или носителем токсигенных штаммов С. diphtheriae при разговоре, кашле или чихании. Вместе с вдыхаемым воздухом взвешенные в нем частицы попадают на слизистые оболочки ротоглотки, а также верхних дыхательных путей человека, вызывая заражение. Благодаря устойчивости возбудителя в окружающей среде, определенное значение в передаче инфекции имеют воздушно-пылевой и контактно-бытовой пути передачи. Последний путь передачи определяет спорадическое возникновение редких форм дифтерии с экстра-фарингеальной локализацией, когда возбудитель передается инфицированными через предметы общего пользования (полотенца, игрушки, носовые платки) руками. Попадание возбудителя в молоко, где он активно размножается, обуславливает алиментарный путь передачи инфекции.
При дифтерии кожи и ран имеют место контактный и трансмиссивный (чаще в тропиках) пути передачи.
Патогенез и клинические проявления заболевания.Входными воротами инфекции служат слизистые оболочки ротоглотки (небные миндалины и окружающие их ткани), носа, гортани, трахеи, а также слизистые оболочки глаз и половых органов, поврежденные кожные покровы, раневая или ожоговая поверхность, опрелости, незажившая пупочная ранка. Наиболее часто встречается дифтерия ротоглотки (90—95 %), чему способствуют воздушно-капельный путь передачи, тропизм микробов к слизистой оболочке и барьерная функция лимфоидного глоточного кольца.
Инкубационный период при дифтерии — от 2 до 10 дней. Начало заболевания в легких случаях постепенное, в тяжелых — острое. Температура повышается до 38—40 'С. По патогенезу дифтерия относится к токсинемичес-ким инфекциям, при которых микроб остается в месте входных ворот инфекции, а все основные клинические проявления заболевания связаны с действием белкового бактериального токсина. Это имеет значение для диагностики, лечения и профилактики заболевания.
Начальным этапом инфекционного процесса является адгезия микроба в месте входных ворот инфекции за счет поверхностных структур бактериальной клетки (корд-фактор и коринефор-мные миколовые кислоты) и их колонизация. Размножаясь в месте входных ворот инфекции, С. diphtheriae образует дифтерийный гистоток-син, который оказывает местное воздействие на клетки тканей, а также поступает в кровь, что ведет к возникновению токсинемии. При наличии антитоксического иммунитета процесс может ограничиться легкой формой заболевания или формированием бактерионосительства.
В области входных ворот инфекции развивается воспалительная реакция, сопровождающаяся некрозом эпителиальных клеток, отеком и выходом фибриногена из сосудистого русла в окружающие ткани и превращением его в фибрин под действием тромбокиназы, освободившейся при некрозе эпителиальных клеток. Это ведет к образованию налетов белого цвета с сероватым или желтоватым оттенком, содержащих большое количество микро-
бов, продуцирующих токсин. Фибринозная пленка — характерный признак дифтерии. Фибринозное воспаление при дифтерии может быть дифтерическимили крупозным.
Дифтерическое воспалениевозникает на слизистых оболочках с многослойным плоским эпителием (ротоглотка, надгортанник, голосовые связки, некоторые отделы полости носа), все клетки которого прочно связаны как между собой, так и сподлежащей соединительнотканной основой. В таком случае фибринозная пленка плотно спаяна с подлежащей тканью и не снимается тампоном при осмотре. При попытке сделать это слизистая оболочка кровоточит.
При дифтерии ротоглотки, помимо изменения нёбных миндалин, отмечается отек окружающих мягких тканей и увеличение регионарных лимфатических узлов. Патологический процесс может распространяться как в вышележащие отделы, поражая слизистую оболочку носа и среднего уха, так и в нижележащие отделы.
Крупозное воспалениевозникает при локализации патологического процесса в дыхательных путях (гортань, трахея и бронхи), где слизистые оболочки содержат железы, выделяющие слизь и покрытые однослойным цилиндрическим эпителием. Здесь фибринозная пленка располагается поверхностно и легко отделяется от подлежащих тканей.
В связи с легкостью отторжения поврежденных тканей, содержащих микробы, токсических форм дифтерии при таких поражениях не возникает. Такие больные часто откашливают целые слепки из различных отделов дыхательных путей. При распространении процесса из ротоглотки вниз по дыхательным путям в виде нисходящего крупа(от шотл. croak — карканье) крупозное воспаление последовательно захватывает трахею и бронхиальное дерево до его мельчайших разветвлений, что ведет к развитию асфиксии.
Симптомы специфической интоксикации при дифтерии и возникновение осложнений
связаны с действием дифтерийного гисто-токсина, поступлением его в кровь и с последующим проникновением в ткани. Для него характерно избирательное поражение надпочечников, почек, сердечно-сосудистой и, в большей степени, периферической нервной системы. Поражение надпочечников ведет к развитию острой надпочечниковой недостаточности и возникновению сосудистых расстройств. Дистрофия клеток эпителия дистальных и проксимальных канальцев почек ведет к развитию токсического гломеру-лонефрита и нефроза. В сердце развивается миокардит. Демиелинизация нервных клеток ведет к замедлению передачи нервных импульсов с синапсов на поперечно-полосатые мышцы, что сопровождается развитием невритов и возникновением периферических парезов и параличей мышц мягкого нёба, глотки, языка, к нарушению мимики и аккомодации, поражению мышц шеи, туловища, конечностей, диафрагмы и дыхательных мышц. В периферической нервной системе при дифтерии ротоглотки прежде всего поражаются те нервы и вегетативные ганглии, которые ближе располагаются к зеву.
Локализация процесса при дифтерии определяется входными воротами инфекции. Помимо поражения ротоглотки, возможно возникновение дифтерии носа, гортани, трахеи, глаз, уха, половых органов у девочек, дифтерия кожи и ран. При одновременном поражении двух и более органов диагностируется комбинированная форма дифтерии.Клинические формы дифтерии также разнообразны — от локализованных до распространенных токсических форм, гипертоксических форм и дифтерийного крупа. Наиболее тяжело протекает гипертоксическая форма дифтерии,которая может привести к смерти в течение первых суток. В благоприятных случаях заболевание заканчивается полным выздоровлением.
Особенности иммунитета.После перенесенного заболевания формируется длительный и напряженный гуморальный антитоксический иммунитет. Особое значение имеет образование антител к фрагменту В. Они нейтрализуют дифтерийный гистотоксин, предупреждая прикрепление последнего к клетке. Благодаря пластичности поверхностных структур
С. diphtheriae и их местному воздействию, антибактериальный иммунитет ненапряженный, серовароспецифичен, в большей степени носит клеточно-опосредованный характер. Наличие же антитоксического иммунитета не препятствует формированию носительства токсигенных штаммов С. diphtheriae.
Микробиологическая диагностика дифтерии.Основным является бактериологический метод диагностики. Цель данного метода заключается в выделении чистой культуры С. Diphtheriae и идентификации их на основании морфологических, культуральных, биохимических и токсигенных свойств. При наличии клинических симптомов заболевания выделение токсигенных штаммов С. diphtheriae является абсолютным подтверждением диагноза дифтерии, а при их отсутствии свидетельствует о бактерионосительстве. Бактериологическому обследованию в обязательном порядке подвергаются все больные ангинами, а также больные с подозрением на дифтерию. Материалом для исследования служат слизь и пленки из очагов воспаления, а также секрет из очагов патологического процесса. Сбор материала необходимо проводить в течение 3—4 ч (не позже 12 ч) с момента обращения больного. Для взятия материала используют сухие ватные тампоны, если посев будет проведен не позднее 2—3 ч после сбора материала. При транспортировке материала на дальние расстояния можно использовать тампоны, предварительно смоченные 5% раствором глицерина. При исследовании на дифтерию во всех случаях, в том числе и при экстрафарингеальной локализации, материал для исследования берут раздельными тампонами одновременно из зева и носа, а при необходимости — из других мест локализации воспаления. Посев делают раздельно на поверхность одной из рекомендованных инструкцией сред. Бактериологическая лаборатория через 48 ч выдает ответ об отсутствии в анализах С. diphtheriae или, в случае наличия положительных результатов исследования на токсигенность (не более 6 колоний) и пробы на цистиназу, о выделении токсигенных штаммов С. diphtheriae.
Различают 3 вида показаний к проведению бактериологических исследований на дифтерию:
1) диагностическое обследование детей и взрослых с острыми воспалительными явлениями в носоглотке, особенно при подозрении на дифтерию;
2) по эпидемическим показаниям обследуют детей и взрослых, бывших в контакте с источником инфекции;
3) с профилактической целью обследуют лиц, вновь поступающих в детские дома, школы-интернаты, специальные учреждения.
Ввиду полиморфизма возбудителя (от мелких до крупных, сегментированных и бочкообразных форм), бактериоскопический метод диагностики дифтерии как самостоятельный диагностический метод не применяется, номожет быть проведен по просьбе врача.
Вспомогательное значениедля ретроспективной диагностики, оценки антитоксического иммунитета у отдельных лиц или всего коллектива, дифференциации заболевания дифтерией от других заболеваний или носительства токсигенных штаммов С. diphthe-riae имеют серологические методы диагностики. В большинстве случаев дифтерия развивается только у лиц, не имеющих антитоксина в сыворотке крови, или у лиц с низкими его концентрациями (<0,03 АЕ/мл). Количественное определение антитоксина проводят по методу Йенсена, вводя смесь антитоксической сыворотки с различными разведениями токсина кроликам. Кровь исследуют до введения противодифтерийной сыворотки в первые 5—7 дней болезни. Отсутствие или низкий титр антитоксина (< 0,03 АЕ/мл) свидетельствуют о дифтерии у детей и взрослых. С этой же целью применяют РНГА (РПГА) с антигенным эритроцитарным диагностикумом и ИФА. Защитный титр антител в РНГАравен 1:40. РНГАприменяют также для обнаружения антибактериальных антител в острый период заболевания, на содержание которых не влияет применение антитоксической сыворотки в лечебных целях.
Для ускоренного обнаружения дифтерийного токсина,как в бактериальных культурах, так и в биологических жидкостях (сыворотка крови), применяют: РНГА с антительным эритроцитарным диагностикумом; реакцию нейтрализации антител (о наличии токсина судят по эффекту предотвращения гемагглютинации); РИА и ИФА. Из молекулярно-генетических методов исследования применяют ПЦР
Препараты для специфического лечения и профилактики дифтерии.Дифтерия — это ток-
синемическая инфекция. Поэтому, исходя из патогенеза заболевания, в целях нейтрализации дифтерийного гистотоксина на первый план в лечении выходит применение специфической противодифтерийной лошадиной очищенной концентрированной жидкой сыворотки. Препарат получают путем гипериммунизации лошадей дифтерийным анатоксином. Действующим началом препарата является дифтерийный антитоксин. Специфическое Лечение противодифтерийной сывороткой начинают немедленно при клиническом подозрении на дифтерию. Надо стремиться к оптимальному режиму ее введелия, так как антитоксин может нейтрализовать только циркулирующий в крови и лимфе токсин, который еще не связан с тканями. Отсюда вытекает, что бактериологическая диагностика является важным, но все же запоздалым подтверждением дифтерии. В целях профилактики развития анафилактического шока препарат вводят дробно по А. М. Безредке. Введение сыворотки после 3-го дня болезни считается поздним. Разработан также иммуноглобулин человека противодифтерийный для внутривенного введения.
Поскольку введение антитоксина не оказывает влияния на размножение С. diphtheriae в месте входных ворот инфекции, одновременно с введением антитоксической противодифтерийной сыворотки, больным необходимо обязательно назначать антибиотики, оказывающие действие на эти бактерии. Препаратами выбора являются пенициллин или эритромицин либо другие Р-лактамы и макролиды. При лечении бактерионосителей необходимо проводить стимуляцию антибактериального иммунитета.
Возможны повторные случаи возникновения дифтерии, так как применение антитоксической сыворотки и антибиотиков уменьшает интенсивность антигенного воздействия на иммунную систему, что ведет к формированию непродолжительного и ненапряженного иммунитета. В связи с этим в целях коррекции иммунного ответа больные дифтерией должны вакцинироваться до выписки из стационара.
Специфическая профилактика дифтерии для создания искусственного активного антитоксического иммунитета осуществляется дифтерий-
ным анатоксином. Очищенный и концентрированный препарат входит в состав ассоциированных вакцин:адсорбированной коклюшно-дифте-рийно-столбнячной вакцины (АКДС-вакцина), адсорбированного дифтерийно-столбнячного анатоксина (АДС-анатоксин), адсорбированного дифтерийно-столбнячного анатоксина с уменьшенным содержанием антигенов (АДС-М-анатоксин), адсорбированного дифтерийного анатоксина с уменьшенным содержанием антигена (АД-М-анатоксин).
Базисный иммунитет создается у детей согласно календарю прививок полноценными в антигенном отношении препаратами. Препараты с уменьшенным содержанием антигена менее реактогенны и применяются только у детей старше 6 лет, подростков и взрослых.
Дифтерия относится к контролируемым инфекциям, но только 95%-й охват населения прививками гарантирует эффективность вакцинации. Если у привитых лиц и возникает заболевание, то, как правило, протекает легко. В любом очаге дифтерии необходимо проводить экстренный иммунологический контроль состояния иммунитета, и выявленные, восприимчивые к этой инфекции лица должны быть незамедлительно привиты (защитный титр в РНГА 1:40 и выше).
В России зарегистрированы также следующие вакцины:
• тетракок,предназначенная для профилактики коклюша, дифтерии, столбняка и полиомиелита (Пастер—Мерье, Франция). Она более реактогенная, чем АКДС;
• Д. Т. Вакс,содержащая дифтерийный и столбнячный анатоксины. Применяется у детей до 6 лет;
• ДТ-адюльт,содержащая дифтерийный и столбнячный анатоксины (Пастер-Мерье, Франция). Применяется у подростков ивзрослых.
В настоящее время в России разработаны и предложены новые вакцины для одновременной иммунизации против дифтерии, столбняка, коклюша и гепатита В: АКДС-В-гепатитная вакцина («Бубо-Кок») и АДС-М-В-гепатитная вакцина («Бубо-М»). «Бубо-М» состоит из поверхностного антигена вируса гепатита В (HbsAg), полученного с помощью рекомбинантной технологии из культуры
дрожжевых клеток, а также очищенных и адсорбированных на гидроксиде алюминия дифтерийного и столбнячного анатоксинов в уменьшенной концентрации, аналогичной их концентрации в АДС-М. Данный препарат зарегистрирован в установленном порядке и разрешен к промышленному выпуску и медицинскому применению.
16.7.1.2. Коринеформные бактерии
По морфологическим и культуральным свойствам с С. diphtheriae сходна большая группа микроорганизмов, относящихся к роду Corynebacterium и обозначаемых как коринеформные бактерии,или дифтероиды.Они представляют собой неподвижные, грамполо-жительные, аспорогенные палочки, имеющие неправильную, часто булавовидную форму и содержащие в цитоплазме метахроматичес-кие гранулы. Помимо представителей рода Corynebacterium, к коринеформным бактериям относятся микроорганизмы, входящие в состав родов Arthrobacter, Cellulomas, Kurthia и др. По ряду признаков к ним близки ак-тиномицеты и пропионибактерии. Данные микроорганизмы широко распространены в окружающей среде — в воде, воздухе, почве, а также в некоторых пищевых продуктах, например молоке. Они плохо изучены, поэтому роль их в патологии человека неясна. От человека их наиболее часто выделяют со слизистой оболочки носоглотки, где они доминируют наряду со стафилококками, а также с эпителия влагалища, особенно у детей, и из различных ран. Большинство видов относится к микробам — комменсалам; некоторые виды патогенны для животных и растений.
Наиболее изучены С. pseudodiphtheriticum (С. hof-mannii). Они представляют собой короткие и толстые прямые палочки. Полиморфизм для них не характерен. В мазках данные микроорганизмы располагаются параллельно в виде равномерного частокола, практически не содержат зерен волютина. Факультативные анаэробы. Хорошо растут на простых питательных средах при температуре 37 °С. На теллуритовых средах образуют сухие мелкие серовато-белые S-формы колоний, цвет которых может варьировать вплоть до черного, что обусловлено разной способностью восстанавливать теллур. На среде Бучина образуют голубоватые колонии. Углеводов не ферментиру-
ют. Разлагают мочевину. Токсин не продуцируют. Непатогенны, однако могут вызывать поражения в виде эндокардита или развитие оппортунистических инфекций при попадании в ток крови.
С. xerosis является представителем нормальной микрофлоры кожи и слизистых оболочек глаз, носа и носоглотки человека. Непатогенны. Характеризуются бочкообразной формой. Хорошо растут при 22 и 37 "С, образуя через 24 ч на МПА мелкие гладкие колонии. На теллуритовых средах образуют выпуклые влажные серого или коричневого цвета колонии. На среде Бучина растут в виде бесцветных колоний. Ферментируют глюкозу, мальтозу, галактозу, сахарозу без выделения газа; мочевину не разлагают, сыворотку не разжижают, дают отрицательную пробу на цис-тиназу. Непатогенны для лабораторных животных, токсин не продуцируют. На коже человека обитают липофильные варианты, которые для своего роста нуждаются в липидах. В ряде случаев они могут быть причиной развития оппортунистических инфекций.
С. ulcerans вызывает дифтериеподобные поражения, фарингит у лиц с иммунодефицитами, кожные поражения. Данный микроорганизм выделяется от здоровых лиц, а также от больных дифтерией. Патогенен для крупного рогатого скота. Имеются сведения о контаминации им молочных продуктов и тары для их перевозки, а также о случаях заболевания при употреблении сырого молока (ангина у лиц с иммунодефицитами). По морфологическим, куль-туральным и биохимическим свойствам С. ulcerans сходен с биоваром gravis С. diphtheriae, но отличается по антигенной структуре. Некоторые штаммы данного микроорганизма продуцируют токсин, аналогичный по свойствам и антигенной структуре токсину Corynebacterium pseudotuberculosis (С. bovis), вызывающему казеозные и гнойные лимфадениты у овец и язвенные поражения у различных домашних животных. Патогенен для лабораторных животных.
С. jeikeium входит в состав нормальной микрофлоры кожных покровов человека. Чаще обнаруживается у мужчин, что обусловлено наличием у них на коже большого количества свободных жирных кислот, необходимых для роста данного микроорганизма. У человека может вызывать развитие кожных поражений, пневмонии, эндокардиты, перитониты, инфекционные процессы в ранах. Большинство случаев заражения носит госпитальный характер. Практически каждый случай сопровождается бактериемией, представляющей особую опасность для пациентов с патологией кроветворения и сосудистыми шунтами.
С. cystitidis наиболее часто колонизирует кожу и слизистые оболочки, особенно в области промежности. Данный микроорганизм разлагает мочевину, вызывает повышение рН мочи и образование камней в мочевыводящих путях. Инфицирование С. cystitidis чаще выявляют у женщин. Данный микроорганизм также часто обуславливает развитие циститов, пиелонефритов и бактериурию у пациентов старшего возраста, имеющих в анамнезе урологическую патологию или принимавших антибиотики широкого спектра действия. Отмечены случаи возникновения госпитальных бактериемии и пневмоний.
С. minutissimum является возбудителем эритразмы,характеризующейся поражением кожных покровов в виде красновато-коричневой сыпи, локализующейся преимущественно в подмышечной и паховой областях. Заболевание диагностируют по кораллово — красному свечению пораженных участков, облучаемых лампой Вуда, а также по наличию плеомор-фных грамположительных палочек в мазках из очагов поражения. С. minutissimum способны вызывать также развитие абсцессов легких, эндокардиты и септико-пиемии.
Arcanobacterium haemolyticum (ранее С. haemolyticum) является возбудителем хронических тонзиллитов и хронических кожных поражений, целлюлитов, септицемии, абсцессов головного мозга, остеомиелитов. Облигатные паразиты глотки человека и сельскохозяйственных животных, которые и являются резервуаром и источником данного микроорганизма. Основной путь передачи A. haemolyticum — воздушно-капельный. Факультативный анаэроб. На МПА растет медленно, лучший рост наблюдается на агаре с кровью, где микроб образует мелкие выпуклые прозрачные колонии, окруженные зоной полного гемолиза, через 2 суток инкубации при 37 °С. В микропрепаратах из колоний обнаруживают палочки, сходные по морфологическим и тинкториальным свойствам с возбудителями дифтерии. Обладают метаболизмом бродильного типа с образованием кислоты, но не газа из глюкозы и немногих других углеводов. Основные продукты брожения — уксусная, молочная и янтарная кислоты. Обычно каталазаотрицательные. Индол не образуют; нитрат восстанавливают до нитрита.
16.7.2. Микобактерии (сем. Mycobacteriaceae)
Семейство Mycobacteriaceae включает род Mycobacterium (от греч. myces — гриб и bacteria — палочка), в состав которого входит более 160 видов
микобактерий. Это полиморфные микроорганизмы, образующие прямые или слегка изогнутые палочки размером 0,2/-0,7x1,0/10 мкм, иногда ветвящиеся; возможно образование нитей наподобие мицелия, легко распадающихся на палочки или кокки. Характерной особенностью микобактерий является их кислото-, спирто- и щелочеустойчивость на одной из стадий роста, обусловленная наличием большого количества ли-пидов в клеточной стенке. Они плохо воспринимают анилиновые красители, по Граму окрашиваются с трудом, обычно слабо грамположительны. Неподвижные, спор и капсул не образуют; аэробы и хемоорганотро-фы. Растут медленно или очень медленно. Каталаза- и арилсульфотазаположительны; устойчивы к лизошшу. Содержание ГЦ равно 62—70 мол.%.
По заключению Международной рабочей группы по таксономии микобактерий род Mycobacterium в практических целях подразделяют на 3 большие группы:
1. медленнорастущие, которые при оптимальных условиях питания и температуры дают на плотных средах рост макроскопически видимых колоний через 7 дней и более (М. tuberculosis, M. bovis, M. africanum, M. microti, М. kansasii, M. marinum, M. simiae, M. gastri и др.);
2. быстрорастущие, дающие на плотных средах рост видимых невооруженным глазом колоний в течение менее 7 дней (М. phlei, M. vaccae, M. diemhoferi, М. smegmatis, M. fortuitum и др.);
3. организмы, предъявляющие особые требования к питательным средам или не культивируемые in vitro (М. leprae, M. lepraemurium, M. haemophilium).
Данные микроорганизмы являются возбудителями микобактериальных заболеваний: туберкулеза, лепры и микобактериозов.
16.7.2.1. Возбудители туберкулеза (Mycobacterium tuberculosis и др.)
Туберкулез (от лат. tuberculum — бугорок) — первично хроническое заболевание человека и животных, сопровождающееся поражением различных органов и систем (органов дыхания, лимфатических узлов, кишечника, костей и суставов, глаз, кожи, почек и мочевыводяших путей, половых органов, ЦНС).
Основу патологического процесса составляет образование специфических гранулем (от лат. granulum — зернышко и греч. ота —
обозначающего окончание в названии опухолей), представляющих собой воспалительную реакцию тканей, имеющую вид узелка или бугорка.
Бактериальная природа туберкулеза установлена в 1882 г. Р. Кохом, обнаружившим в туберкулезных очагах М. tuberculosis при окраске метиленовым синим и получившим чистую культуру бактерий на кровяной сыворотке. Им же в 1890 г. был получен туберкулин, сыгравший большую роль в диагностике туберкулеза. В 1911 г. Р. Кох за открытие возбудителя туберкулеза был удостоен Нобелевской премии.
Актуальность проблемы обусловлена широким распространением туберкулеза. В связи с бурным ростом заболеваемости ВОЗ в 1993 г. объявила туберкулез проблемой «всемирной опасности».
Таксономия. Возбудители туберкулеза относятся к семейству Mycobacteriaceae, роду — Mycobacterium. Родовой признак микобактерий — кислото-, спирто- и щелочеустойчивость.
Заболевание вызывается 3 видами мико-бактерий: Mycobacterium tuberculosis — человеческий вид (в 92 % случаев), Mycobacterium bovis— бычий вид (в 5% случаев), Mycobacterium africanum — промежуточный вид (в 3 % случаев).
Морфология и тинкториальные свойства. Особенности культивирования. Возбудители туберкулеза характеризуются выраженным полиморфизмом. Они имеют форму длинных, тонких (М. tuberculosis, M. africanum) или более коротких и толстых(М bovis) прямых или слегка изогнутых палочек с гомогенной или зернистой цитоплазмой, содержащей от 2 до 12 зерен различной величины, состоящих из липидов или метафосфатов и играющих важную роль в клеточном метаболизме бактерий. Зернистость у М. bovis менее выражена. Грамположительны, неподвижны, спор не образуют. Имеют микрокапсулу. Из-за большого содержания липидов в клеточной стенке, содержащих миколовую кислоту, плохо воспринимают анилиновые красители. Для их выявления применяют окраску кислото-, спирто- и щелочеустойчивых бактерий по Цилю—Нельсену, в основу которой положен принцип термокислотного протравливания. В препаратах микобактерий обнаруживают-
ся в виде ярко-красных кислотоустойчивых палочек, расположенных по одиночке или небольшими скоплениями из 2—3 клеток, образующих римскую цифру V.
Полиморфизм возбудителей туберкулеза проявляется в образовании различных мор-фоваров: фильтрующихся и ультрамелких, зернистых и кокковидных, нитевидных и ветвистых, колбовидных, «синих» некислотоустойчивых, а также L-форм бактерий, которые быстро образуются в ходе лечения, но длительно персистируют в макроорганизме внутриклеточно в макрофагах, индуцируя противотуберкулезный иммунитет. Образование морфоваров надо учитывать при проведении микробиологической диагностики и лечении, так как реверсия их в вирулентную бациллярную форму способствует поддержанию хронического воспаления, возникновению обострений и рецидивов, а также объясняет многообразие «масок» заболевания. Установлена связь между наличием данных форм в макроорганизме, патоморфо-логическими и клинико-рентгенологически-ми проявлениями болезни. Фильтрующиеся и ультрамелкие формы чаще выявляются при деструктивных формах туберкулеза с наличием хронических каверн, у больных милиарным туберкулезом, «синие варианты» чаще выделяются из закрытых очагов костного туберкулеза, а L-формы — от больных с незаметным, медленным и вялым развитием заболевания. Фильтрующиеся, ультрамелкие и L-формы бактерий могут проникать как трансплацентарно, так и через гематоэнце-фалический барьер.
М. tuberculosis относится к аэробам, характеризуется медленным ростом, так как входящие в состав клеточной стенки бактерий липиды замедляют обмен веществ с окружающей средой. Они требовательны к питательным средам, глицеринзависимые. Им нужны факторы роста: витамины группы В, аспаргиновая и глютаминовая аминокислоты, глицерин и глюкоза. Стимулятором их роста является лецитин. Для подавления токсического действия образуемых в процессе метаболизма жирных кислот к средам добавляют активированный уголь (поверхностно-активное вещество, нейтрализующее ток-
сичные компоненты и усиливающее обмен веществ между клеткой и средой), сыворотки животных и альбумин, а для подавления роста сопутствующей микрофлоры — красители (малахитовый зеленый) и антибиотики, не действующие на микобактерии. Особенно чувствительны к факторам роста первичные культуры микобактерии, выделенные из патологического материала, так как при вегетиро-вании в тканях они утрачивают способность самостоятельно синтезировать эти вещества. Оптимальная температура культивирования 37—38 °С. Наилучший рост отмечается при рН 6,8—7,2. Рост и размножение происходят, в основном, путем простого деления или более сложно — путем почкования. Для них характерно вильчатое ветвление с образованием мицелиоподобных нитей, распадающихся на отдельные фрагменты, имеющие форму палочек, кокков или зерен. На жидких средах через 5—7 дней дает рост в виде толстой твердой и сухой морщинистой пленки кремового цвета. На плотных средах рост отмечается на 15—20-й день в виде светло-кремового чешуйчатого налета с неровными краями (R-форма колоний), который по мере роста принимает бородавчатый вид, напоминая цветную капусту. Из экспериментальных животных к М. tuberculosis наибольшей восприимчивостью обладают морские свинки, у которых при подкожном заражении возникает генерализованная инфекция, заканчивающаяся гибелью животных через 2—3 месяца.
М. bovis —- микроаэрофилы, растут на средах еще медленнее, чем М. tuberculosis; пи-руватзависимые. При культивировании на жидких средах сначала растут в глубине среды, образуя в последующем тонкую, влажную пленку на поверхности среды. При росте на плотных средах на 21—60-й день образуют мелкие шаровидные влажные и почти прозрачные серовато-белого цвета колонии (S-форма колоний). В экспериментальных условиях высокопатогенны для кроликов, у которых при внутривенном заражении возникает генерализованная инфекция, заканчивающаяся гибелью животных через 1 —2 месяца. Постановка биологической пробы считается одним из лучших тестов для дифференциации возбудителей туберкулеза.
M. africanum по своим биологическим свойствам входит в состав М. bovis complex, который включает М. bovis, M. africanum и BCG. Это тонкие длинные кислотоустойчивые, медленнорастущие бактерии, образующие видимые колонии в течение 31—42 дней при 37 °С на яичных и агаровых средах с бычьей сывороткой, патогенны для морских свинок, мышей и, в меньшей степени, для кроликов. Малопатогенны для человека, выделяются от больных туберкулезом людей в тропической Африке. Данные микроорганизмы обнаружены также у обезьян. В лабораториях их не идентифицируют, так как они сходны по биохимическим свойствам с М. bovis.
Чаще всего для культивирования возбудителей туберкулеза и определения чувствительности к антибиотикам применяют плотные элективные среды: яичные среды Левенштейна—Йенсена или Финна 2, агаровые среды Миддлбрука 7Н10, 7Н11, а также жидкие среды: Миддлбрука 7Н9, 7Н12, Дюбо, полусинтетическая среда Школьниковой, синтетическая среда Сотона и др. Так как удовлетворяющей всем требованиям универсальной среды для культивирования мико-бактерий нет, то для выделения чистой культуры ВОЗ рекомендует использовать среду Левенштейна—Йенсена и среду Финна 2 в качестве стандартных сред. Рост М. bovis на среде Левенштейна—Йенсена с тиокарбонил-гидразидом подавляется. В отличие от условно-патогенных микобактерий, возбудители туберкулеза растут только при 37 °С и не дают роста при 22, 45 и 52 "С. Они образуют бесцветные колонии и не растут на среде, содержащей салициловый натрий. Под действием интенсивной антибиотикотерапии отмечается появление «видимых, но не растущих» микобактерий, что необходимо учитывать при проведении микробиологической диагностики. Для культивирования микобактерий с поврежденной клеточной стенкой применяется среда Колестос.
При внутриклеточном размножении, а также при росте на жидких питательны средах и микрокультивировании на стеклах в жидкой среде (метод микрокультур Прайса) через 48— 72 ч у вирулентных штаммов выявляется корд-фактор (от англ. cord — жгут, веревка), благо-
даря которому микобактерий склеиваются и растут в виде переплетенных девичьих «кос» или «жгутов». Корд-фактор — это гликоли-пид, состоящий из трегалозы и ди-миколата, относится к факторам патогенности микобактерий. Авирулентные штаммы возбудителей туберкулеза и условно-патогенные микобактерий при микрокультивировании не образуют корд-фактора и растут беспорядочно. В отличие от возбудителей туберкулеза, растущих в культуре клеток HeLa в виде «кос», условно-патогенные микобактерий дают ветвистый рост, а сапрофитные — не размножаются.
Вегетирующая в макроорганизме популяция возбудителей туберкулеза неоднородна. Наиболее многочисленна активно размножающаяся внеклеточно расположенная часть микобактериальной популяции, характерная для острого, активного процесса. Вторая часть популяции размножается интермитти-рующим способом. Третья часть популяции немногочисленная, но длительно персистиру-ющая в организме и переживающая внутрик-леточно. Если терапевтическое воздействие на два первых вида популяции не вызывает особых затруднений и лечебный стерилизующий эффект достигается быстро и легко, то для подавления медленно размножающейся персистирующей внутриклеточной популяции необходимо длительное воздействие препаратов, обладающих способностью хорошо проникать внутриклеточно и оказывать бактерицидное действие.
Биохимические свойства.Возбудители туберкулеза обладают разнообразной биохимической активностью, что позволяет дифференцировать их между собой, а также условно-патогенными микобактериями и кислотоустойчивыми сапрофитами. У них обнаружены ферменты аминотрансферазы, эстеразы, трегаллазы и ферменты типа ами-даз. Внутриклеточное дыхание микобактерий осуществляют оксидоредуктазы, из которых особый интерес представляют ката-лаза и пероксидаза, так как с ними связана вирулентность возбудителей туберкулеза и лекарственная устойчивость к препаратам группы гидразидов изоникотиновой кислоты. Установлены различия в физико-химических свойствах каталазы у разных видов микобак-
терий. Катал аза термостабильна у условно-патагенных микобактерий и кислотоустойчивых сапрофитов. У возбудителей туберкулеза каталаза термолабильна (инактивируется при 68 °С в течение 30 мин). При этом изони-азидчувствительные штаммы возбудителей туберкулеза обладают высокой каталазной и пероксидазной активностью, а изониазидус-тойчивые утрачивают ее. В отличие от условно-патогенных микобактерий и М. bovis, М. tuberculosis в большом количестве образует никотиновую кислоту (ниацин), которая накапливается в жидкой питательной среде и дает с раствором цианида калия и хлорамином Б ярко-желтое окрашивание (ниациновая проба Конно). Изониазидустойчивые штаммы не продуцируют ниацин. В отличие от М. bovis, M. tuberculosis обладает способностью редуцировать нитраты в нитриты.
Химический состав, антигенная структура и Факторы патогенности.Химический состав сложен. Основными химическими компонентами микобактерий являются белки (тубер-кулопротеины), углеводы и липиды. К ним образуются антифосфатидные, антипротеиновые и антиполисахаридные антитела, определение которых свидетельствует об активности инфекционного процесса и имеет прогностическое значение. Протективной роли антитела не играют. Туберкулопротеины составляют 56 % сухой массы вещества микробной клетки. Они являются основными носителями антигенных свойств микобактерий, высокотоксичны, вызывают развитие реакции гиперчувствительности 4-го типа. На долю полисахаридов приходится 15 % сухой массы вещества микобактерий. Это родос-пецифические гаптены. В отличие от других бактерий, на долю липидов (фтионовая кислота, масляная, пальмитиновая, туберкулосте-ариновая и другие жирные кислоты, а также корд-фактор и воск Д, в состав которого входит и миколовая кислота) приходится от 10 до 40 % сухой массы вещества микобактерий. Вирулентные микобактерий содержат липидов больше, чем кислотоустойчивые сапрофиты. Миколовая кислота, входящая в состав липид-ных комплексов и находящаяся в соединении с высокомолекулярным спиртом фтиоциро-лем, который является составной частью вос-
ковых субстанций микобактерий, обуславливает кислото-, спирто- и щелочеустойчивость данных микроорганизмов. Липиды вызывают развитие гранулем и казеозного некроза, экранируют клетку, подавляют активность фагоцитарных клеток, разрушая митохондрии пораженных клеток и препятствуя слиянию фагосомы с лизосомой, блокируют активность клеточных липаз и протеаз, тормозят миграцию лимфоцитов, являются адъюванта-ми. Наиболее активна фосфатидная фракция липидов (фтионовая кислота). Фосфатидная и восковая фракции липидов, входя в комплекс с туберкулопротеинами, вызывают сенсибилизацию макроорганизма. Изучение состава миколовых кислот имеет важное значение для хемотаксономии микобактерий.
Отдельные химические компоненты по своему патогенному действию на макроорганизм не равнозначны. Основные патогенные свойства возбудителей туберкулеза обусловлены прямым или иммунологически опосредованным действием липидов и их комплексов с туберкулопротеинами и полисахаридами.
Устойчивость в окружающей среде.Благодаря наличию липидов, микобактерий обладают гидрофобной клеточной стенкой, что делает их более устойчивыми в окружающей среде к действию неблагоприятных факторов, чем другие не спорообразующие бактерии. Из всех неспорообразующих бактерий микобактерий являются самыми устойчивыми к действию неблагоприятных факторов в окружающей среде. Как и другие микробы, они образуют некультивируемые формы, длительно сохраняющиеся во внешней среде, являясь естественными компонентами биоценозов. Высушивание мало влияет на их жизнеспособность в патологическом материале (мокроте и т. д.). В естественных условиях при отсутствии солнечного света их жизнеспособность может сохраняться в течение нескольких месяцев, при рассеянном свете возбудители погибают через 1—1,5 месяца. В уличной грязи они сохраняются до 4 месяцев, в речной воде — до 7 месяцев, в сточной воде — до 15 месяцев, в почве, особенно на скотном дворе, в навозе — 2 года. В то же время облученная солнечным светом культура микроорганизмов погибает в течение 1,5 ч, а под воздействием
ультрафиолетовых лучей — через 2—3 мин, поэтому распространение инфекции редко происходит вне помещения в дневное время, а наиболее действенной мерой, позволяющей снизить степень инфицированности того или иного помещения, является адекватная вентиляция и воздействие ультрафиолетовых лучей. При кипячении они погибают через 5 мин, а при пастеризации — в течение 30 мин. Возбудители туберкулеза устойчивы к действию дезинфицирующих веществ. Для дезинфекции используются активированные растворы хлорамина и хлорной извести, вызывающие гибель возбудителей туберкулеза в течение 3—5 ч.
Эпидемиология, патогенез и клиника туберкулеза.Туберкулез распространен повсеместно и является социальной проблемой здравоохранения. Туберкулез и нищета всегда идут рука об руку. Росту заболеваемости туберкулезом способствуют не только неблагоприятные социально-экономические факторы, но и широкое распространение штаммов с множественной лекарственной устойчивостью к антибиотикам.
Основным источником инфекции является больной туберкулезом органов дыхания, выделяющий микробы в окружающую среду с мокротой. Больные сельскохозяйственные животные, главным образом крупный рогатый скот, верблюды, свиньи, козы и овцы, а также люди, страдающие внелегочными формами заболевания и выделяющие возбудителей туберкулеза с мочой и калом, играют второстепенную роль.
Основной механизм заражения при туберкулезе — воздушный (аэрогенный) с соответствующими ему воздушно-капельным и воздушно-пылевым путями передачи инфекции. Входными воротами при этом могут быть слизистая оболочка полости рта, миндалины, бронхи и легкие. Реже заражение туберкулезом может происходить пищевым путем при употреблении термически не обработанных мясомолочных продуктов, что особенно характерно для заболеваний, вызванных М. bovis, чаще поражающих детей. При этом кислотоустойчивость микобакте-рий способствует преодолению такого барьера неспецифической резистентности
макроорганизма, как повышенная кислотность желудка. Возможен контактный путь передачи инфекции от больных туберкулезом через поврежденные кожные покровы и слизистые оболочки при использовании инфицированной одежды больных, игрушек, книг, посуды и других предметов. Известны случаи заражения людей при уходе за больными животными. Описаны редкие случаи заражения у хирургов, патологоанатомов, мясников. Трансплацентарный путь передачи также возможен, но, как правило, не реализуется вследствие тромбоза кровеносных сосудов плаценты в местах поражения. Внутриутробное заражение плода может происходить не только через пупочную вену и плаценту, но и при заглатывании амнио-тической жидкости, содержащей микобак-терии.
Организм человека обладает высокой устойчивостью к действию патогенных мико-бактерий, поэтому большое значение для возникновения заболевания имеют длительность контакта с источником инфекции, массивность инфицирования, вирулентность мико-бактерий и снижение резистентности макроорганизм
Дата добавления: 2016-02-04; просмотров: 3690;