Антигенная структура

Видоспецифические антигены МВТ находятся в клеточной стенке. Они вызывают в организме развитие реакций клеточного иммунитета и антителообразование. Антигенными свойствами обладают белки, полисахариды и липиды.

В последнее время проводятся интенсивные исследования по выделению и очистке различных антигенных компонентов МВТ с последующим испытанием их иммунологических свойств. Такие антигены могут быть получены как из фильтратов культур, так и из разрушенных разными способами микобактериальных клеток с помощью методов физико-химического воздействия или аффинной хроматографии на поли- или моноклональные антитела либо с использованием генной инженерии.

Белки с молекулярной массой 45 000 и 48 000 кДа вызывают кожные реакции и стимулируют лимфоциты в культуре ткани у зараженных МВТ морских свинок.

Низкомолекулярные белки с молекулярной массой 10 000, 28 000-30 000 кДа, полученные из фильтратов культур МВТ, обладают туберкулиновой активностью, в то же время высокомолекулярные белки с молекулярной массой до 150 000 кДа могут вызывать гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ) и усиливать фагоцитоз макрофагов.

В серологических реакциях участвуют преимущественно полисахариды МВТ, главные из них — глюкан, маннан, арабиноманнан и арабиногалактан. Липиды также обладают иммунологической активностью и обеспечивают в различных антигенных комплексах адъювантное действие. Фосфатидная фракция липидов вызывает специфическую тканевую реакцию с образованием в организме экспериментальных животных (морских свинок) эпителиоидных и гигантских клеток Пирогова-Лангханса.

Антигенный компонент МВТ, индуцирующий формирование ГЗТ, — белки, а полисахариды и липиды таким действием не обладают. Однако гликолипиды клеточной стенки (мурамиллипептид, димиколат трегалозы) обладают мощным адъювантным действием, что широко используется для усиления иммунного ответа на слабоиммуногенные антигены или гаптены, в том числе на туберкулин (Литвинов В.И., 1989). 

Антителообразование могут стимулировать и выявлять самые различные компоненты МБТ, но четкой закономерности при этом обнаружить не удается, поскольку антитела к разным антигенам микобактерий имеют неодинаковую динамику при туберкулезном процессе. Установлено, что концентрация антипротеиновых антител наиболее высока при прогрессирующем и хроническом течении туберкулезного процесса, а антиполисахаридных — при благоприятном.

Устойчивость к внешним факторам.МБТ вследствие особенностей клеточной стенки и высокого содержания в ней липидов обладают значительной устойчивостью к неблагоприятным воздействиям внешних физических и химических агентов, холоду, теплу, влаге и свету.

В естественных условиях при отсутствии солнечного света МБТ могут сохранять свою жизненную способность в течение нескольких месяцев. В высохшей мокроте они могут оставаться живыми до 1 — 1,5 лет (в жилом помещении), на страницах книг — до 10 мес.

В почве и воде МБТ остаются жизнеспособными около года, в уличной пыли — около месяца. Они выдерживают процессы гниения и могут в течение 3-6 мес. оставаться живыми в погребенных трупах.

В сыром молоке МБТ выживают 14-18 дней, скисание и пастеризация молока не ведут к их гибели. В масле и сыре МБТ не погибают в течение 8— 12 мес. При прогревании молока они выдерживают нагревание при температуре 55-60°С в течение 60 мин, нагревание при 70 °С — в течение 20 мин; кипячение убивает МБТ в течение нескольких минут.

Лиофилизированные и замороженные МБТ сохраняют жизнеспособность 30 лет и более. Сухой жар при 100 °С оказывает губительное действие в течение 60 мин.

Особо высокой устойчивостью во внешней среде обладают формы МБТ в виде спор, сохраняющих жизнеспособность и способность превращения в типичные клеточные формы в течение длительного времени.

Культура МБТ, облученная солнечным светом, погибает в течение 1,5 ч. Ультрафиолетовые лучи убивают их через 2—3 мин.

При кипячении М БТ во влажной мокроте погибают в течение 5 мин, а в высушенной мокроте — только через 45 мин.

МБТ довольно устойчивы к действию ионизирующей радиации. Так, 36-часовое облучение рентгеновскими лучами культуры МБТ на питательной среде слабо действует на ее жизнеспособность. 

Ультразвуковые волны разрушают МБТ; они теряют способность размножаться под действием электромагнитных волн с частотой колебаний 2000 кГц.

Обычные дезинфекционные агенты слабо эффективны в отношении МБТ. Они устойчивы к кислотам, щелочам, спирту. Слабые растворы серной кислоты или 10—15% гидроксид натрия не убивают МБТ в течение 30 мин. Однако более длительное воздействие концентрированных растворов кислот оказывается для них губительным. 5% карболовая кислота и 5% формалин убивают МБТ в мокроте в течение 24 ч.

Надежной дезинфекции мокроты больных туберкулезом можно добиться при применении препаратов йода и хлора, обладающих высоким бактерицидным действием на МБТ. 2% раствор хлорной извести убивает МБТ в течение 24-48 ч. Более высокие концентрации препаратов хлора — 3—5% раствор хлорамина и 10—20% раствор хлорной извести — вызывают их гибель в течение нескольких часов.

Изменчивость.Одно из характерных свойств М БТ — их способность изменять свою клеточную форму под воздействием внутренних факторов организма и факторов внешней среды (фенотипическая изменчивость). Полиморфизм клеточной изменчивости МБТ проявляется в образовании нитевидных, актиномицетных и кокковидных форм при росте на различных питательных средах.

Другой вид клеточного полиморфизма — L-формы с утратой плотной клеточной стенки и образованием сферопластов, окруженных цитоплазматической мембраной, сходной с мембраной клеток макроорганизма (рис. 2.6).

В связи с такой перестройкой меняются не только морфология МБТ, но и антигенный состав, и патогенность для человека и животных. L-формы МБТ устойчивы к большинству противотуберкулезных препаратов. Они характеризуются резко сниженным уровнем метаболизма и ослабленной вирулентностью. L-формы длительное время могут без изменений находиться (персистировать) в организме человека или животного, не вызывая воспалительных изменений и поддерживая противотуберкулезный иммунитет. Однако при снижении иммунореактивности организма они способны активизироваться и превращаться (реверсировать) в типичные микобактерии, вызывая реактивацию специфического процесса. Выявлен ген (icl), участвующий в превращении типичных форм МБТ в L-формы и наоборот.

МВТ могут также существовать в виде ультрамел ких (фильтрующихся) форм, представляющих собой частицы (0,22-0,24 мкм) округлой формы, причем некоторые из них окружены плотной клеточной стенкой (рис. 2.7).

Таким образом, МВТ имеют свой закономерный факультативный цикл развития — существование и размножение в виде типичных палочковидных форм при определенном благоприятном для них состоянии окружающей среды. При неблагоприятном изменении каких-либо параметров среды обитания МВТ утрачивают клеточную стенку и трансформируются в L-формы, обладающие повышенной устойчивостью к неблагоприятным для них воздействиям (гипоксии, действию противотуберкулезных препаратов и др.), приобретают способность долго сохраняться и даже размножаться почкованием в виде зернистых шаров различной величины. При длительном неблагоприятном воздействии (например, продолжительном курсе химиотерапии) зернистые шары (L-формы) могут распадаться на мельчайшие некислотоустойчивые фильтрующиеся формы. При исключении неблагоприятных факторов L-трансформированные и фильтрующиеся формы МВТ реверсируются в классическую палочковидную форму.

МВТ обладают природной (дикой) генетической устойчивостью ко многим неспецифическим антимикробным препаратам, относящимся к семействам пенициллинов, ß-лактамов, макролидов, карбапенемов, цефалоспоринов, тетрацикл и нов, однако чувствительны к аминогликозидам (стрептомицин, канамицин, амикацин), полипептидам (капреомицин), рифамицинам (рифампицин, рифабутин) и фторхинолонам (ципрофлоксацин, ломефлоксацин, офлоксацин, левофлоксацин, моксифлоксацин, спарфлоксацин) (Бастиан И., Портале Ф.).

Приобретенная лекарственная устойчивость МБТ проявляется в возможности размножаться при воздействии на них противотуберкулезных препаратов, что является одним из самых значимых проявлений генетической изменчивости микроорганизмов. Феномен приобретенной генетической изменчивостипроявляется в развитии точечных мутаций в хромосомах и формировании новых генов, контролирующих синтез новых белков-ферментов, разрушающих или инактивирующих конкретные противотуберкулезные препараты (см. раздел 8.3 «Лекарственная устойчивость микобактерий туберкулеза»).

Особое значение для эффективного лечения туберкулеза имеет устойчивость МБТ к изониазиду и рифампицину — самым эффективным и бактерицидным препаратам, определяемая как множественная лекарственная устойчивость (МЛУ). Высокий уровень ее выявления у больных в значительной мере определяет неэффективность лечения и неблагоприятную эпидемиологическую ситуацию в регионе и стране.