М. В. Бадлеева Краткий курс лекций по микробиологии

Различают вакцины, содержащие антигены одного возбудителя

(моновалентные) или нескольких возбудителей (поливалентные).

Убитые вакцины, как правило, менее иммуногенны, чем живые, реактогенны, могут вызывать сенсибилизацию организма.

Компонентные (субъединичные) вакцины. Они состоят из глав-

ных (мажорных) антигенных компонентов, способных обеспечить протективный иммунитет. Ими могут быть:

компоненты структур клетки (антигены клеточной стенки, Н

– и Vi – антигены, рибосомальные антигены);

анатоксины – препараты, содержащие модифицированные химическим путем экзотоксины, лишенные токсических свойств, но сохранившие высокую антигенность и иммуногенность. Эти препараты обеспечивают выработку антитоксического иммунитета (антитоксических антител – антитоксинов). Наиболее широко используются дифтерийный и столбнячный анатоксины. Полученные химическим путем вакцинные препараты (пример, анатоксины, получаемые обработкой экзотоксинов формалином) называют химическими вакцинами;

конъюгированные вакцины – комплекс малоиммуногенных полисахаридов и высокоиммуногенных анатоксинов, например, сочетание антигенов Haemophilus influenza, обеспечивающего иммуногенность вакцины дифтерийного анатоксина;

субъединичные вакцины. Вакцину против вируса гепатита В готовят из поверхностных белков (субъединиц) вирусных частиц (HBs антиген). В настоящее время эту вакцину получают на рекомбинантной основе с помощью дрожжевых клеток с плазмидой, кодирующей HBs антиген.

Рекомбинантные вакцины. С помощью методов генной инженерии гены, контролирующие синтез наиболее значимых иммуногенных детерминант, встраивают в самореплицирующиеся генетические структуры (плазмиды, вирусы). Если носителем (вектором) является вирус осповакцины, то данная вакцина будет в организме индуцировать иммунитет не только против оспы, но и против того возбудителя, чей ген был встроен в его геном (если ген HBs антигена – против вируса гепатита В). Если вектором является плазмида, то при размножении рекомбинантного клона микроорганизма (дрожжей) нарабатывается необходимый антиген, который и используется в дальнейшем для производства вакцин.

101

Синтетические олигопептидные вакцины. Принципы их конст-

руирования включают синтез пептидных последовательностей, образующих эпитопы, распознаваемые нейтрализующими антителами.

Кассетные или экспозиционные вакцины. В качестве носителя используют белковую структуру, на поверхности которой экспонируют (располагают) введенные химическим или генно-инженерным путем соответствующие определенные антигенные детерминанты. В качестве носителей при создании искусственных вакцин могут использовать синтетические полимеры-полиэлектролиты.

Липосомальные вакцины – комплексы, состоящие из антигенов и липофильных носителей (пример – фосфолипиды). Иммуногенные липосомы более эффективно стимулируют выработку антител, пролиферацию Т- лимфоцитов и секрецию ими ИЛ- 2.

Антиидиопатические вакцины. Антиидиотипические антитела содержат «внутренний» специфический портрет антигенной детерминанты. Получают моноклональные антиидиотипические антитела, содержащие «внутренний образ» протективного антигена. Для оптимальных результатов (защиты в отношении возбудителя) необходимо иметь набор МКА против различных антигенных детерминант возбудителя.

Контроль качества вакцин:

1.Иммуногенность – защитные свойства вакцины против заболевания, вызванного возбудителем;

2.Безопасность – не должны вызывать заболевание или смерть

идолжны обеспечиваться гарантией;

3.Реактогенность – определение частоты и интенсивности поствакцинальных реакций;

4.Стабильность – сохранность физико-химических свойств в течение срока годности;

5.Стерильность – отсутствие всех микроорганизмов, в том числе и споровых.

102

ЧАСТНАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ, ВИРУСОЛОГИЯ

Лекция 21

ВОЗБУДИТЕЛИ КИШЕЧНЫХ ИНФЕКЦИЙ – СЕМЕЙСТВО ENTEROBACTERIACEAE

Таксономическая характеристика возбудителей кишечных инфек-

ций представлена на рисунке 1.

Возбудители кишечных инфекций

Семейство Enterobacteriaceae

Род:			Род:				Род:
Escherichia			Salmonella				Shigella
Вид:		Вид:				Вид:
E. coli		S. tuphi				S. disenteriae
		S. paratyphi A				S. flexneri
		S. paratyphi B				S. boydii
						S. sonnei

Рис. 1. Возбудители кишечных инфекций

Семейство Enterobacteriaceae – патогенные и условно-

патогенные бактерии, сходные по морфологическим, тинкториальным и культуральным свойствам. Они являются представителями нормальной микрофлоры человека, их можно обнаружить во внешней среде. Семейство энтеробактерий объединяют более 20-м родов. Центральное место занимает Escherichia. Близкородственными являются роды Shigella и Salmonella. Все кишечные бактерии Грам(-) палочки, размером 1:5 х 0,4:0,8 мкм, факультативные анаэробы, могут быть подвижны за счет жгутиков. Некоторые образу-

103

ют капсулу, спор не образуют. Хорошо растут на простых питательных средах при температуре 37°С.

Фактором патогенности является эндотоксин.

Энтеробактерии ферментативно активны. Активность наиболее выражена у сапрофитов и уменьшается по мере усиления патогенности. Эта закономерность обусловлена тем, что микроорганизмы, приспособливаясь к паразитическому образу жизни, утратили ставшие ненужными ферменты.

Эшерихии – род Escherichia. Этот род представлен только одним видом бактерий – E.coli, но объединяет множество вариантов: могут быть разные наборы ферментов (биовары) и разная антигенная структура (серовары).

Кишечная палочка впервые выделена в 1888 г. Эшерихом из испражнений человека и названа по его имени.

Морфологические свойства. Грам(-)палочки размером 0,5-

3,0х0,4-0,8 мкм. Они подвижны за счет перитрихиально расположенных жгутиков. Многие штаммы образуют капсулу, спор не образуют.

Культуральные свойства. Кишечная палочка – факультативный анаэроб. Хорошо растет на простых питательных средах при температуре 37°С и рН среды 7,2-7,8. На плотных средах образуют колонии в S- и R-формах. Колонии в S-форме гладкие, блестящие, полупрозрачные. На жидких средах образуют диффузное помутнение и придонный осадок.

Ферментативная активность. Для E.coli характерна высокая ферментативная активность, которая является основой дифференциальной диагностики при микробиологических исследованиях, продуцируют кислоту и газ при ферментации глюкозы, лактозы, не способны образовывать сероводород, продуцируют индол.

Антигенная структура. У E.coli сложная антигенная структура:

О-антиген или соматический – липополисахариднопротеиновый комплекс клеточной стенки, который определяет серогруппу. Известно около 171 разновидностей О-а/г;

К-антиген или капсульный, представлен 3-мя антигенами: А, В, L, есть различие по чувствительности к температуре и химическим свойствам. У эширихий – более 97-и разновидностей К-а/г В типа;

Н-антиген, или типоспецифический, определяет серовар, их – более 57.

104

Факторы патогенности: термостабильные и термолабильные энтеротоксины, эндотоксины, поверхностные белки, агглютинины различной природы, гемагглютинины и ферменты и т.д.

Резистентность во внешней среде. В течение нескольких меся-

цев сохраняется в воде и почве. Погибает при нагревании до 55°С в течение 60 мин, до 60° С – в течение 15 мин.

Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек. Возможно развитие патологического процесса экзогенного и эндогенного характера. Механизм передачи – фекально-оральный, пути передачи – алиментарный, контактно-бытовой, водный.

Патогенез и клиническая картина заболевания. Заболевания, вы-

зываемые эшерихиями, называют эшерихиозами. Различают услов-

но-патогенные и диареегенные эшерихии. Условно-патогенные

E.coli способны вызывать эндогенные гнойно-воспалительные процессы различной локализации – парентеральные эшерихиозы – сепсис, нагноение ран, вторичная пневмония, инфекции мочевыводящих путей. Часто возникает на фоне иммунодефицита. Патогенные E.coli – возбудители кишечного эшерихиоза, ОКИ – диареегенные.

Основные категории E.coli:

энтеротоксигенные кишечные палочки (ЭТКП); энтероинвазивные кишечные палочки (ЭИКП); энтеропатогенные кишечные палочки (ЭПКП); энтерогеморрагические кишечные палочки (ЭГКП).

Постинфекционный иммунитет. Надежный иммунитет не вы-

рабатывается, формируется местный иммунитет, опосредованный секреторным IgA. Естественный иммунитет детей первого года жизни обеспечивается материнскими IgG и колонизацией кишечника к 5-му жизни бифидобактериями и антителами, находящимися в молоке матери.

Микробиологическая диагностика. Материал для исследования:

испражнения и рвотные массы.

Шигеллы – род Shigella. Род в 1898 г. назван в честь К. Шига, он изучил и описал его. Род включает 4 вида, различающихся по биохимическим свойствам и антигенной структуре: S. dysenteriae – 12 сероваров; S. flexneri – 9 сероваров; S. boydii – 18 сероваров; S. sonnei – 1 серовар.

Морфологические свойства. Грам(-) палочки размером 0,5-0,7х2-

3 мкм. Шигеллы не подвижны, капсул и спор не образуют.

105

Культуральные свойства. Хорошо растут на простых питательных средах при температуре 37°С и рН среды 7,2-7,8. На плотных средах образуют мелкие, гладкие, блестящие полупрозрачные колонии. На жидких средах – диффузное помутнение.

Ферментативная активность. Шигеллы ферментативно активны, продуцируют кислоту при ферментации глюкозы, не образовывают сероводород.

Антигенная структура. Шигеллы обладают:

О-антигеном, или соматическим, который расположен в клеточной стенке, определяет серовары; к ним относятся групповые и типовые антигены, которые подразделяются на 4 группы: A, B, C, D.

К-антигеном или поверхностным.

Факторы патогенности. Все 4 вида шигелл имеют плазмиду. Белки, кодируемые плазмидными генами ipa, inv, virF virG, обеспечивают взаимодействие бактерий с клеточными мембранами, проникновение внутрь клеток, их повреждение, определяют способность шигелл покидать фагосомы и длительно находиться в цитоплазме фагоцитов. Цитотоксин (токсин Шига) состоит из двух компонентов: компонент А – вызывает необратимое нарушение синтеза белка и гибель клетки; компонент В – связывание токсина с клеточным рецептором на поверхности клеток микроворсинок.

Токсин нарушает синтез белка, всасывание ионов Nа и воды, вызывает гибель клеток и приток жидкости в очаг поражения. Проявляет гемолитическую активность in vitro. Это эндотоксин, характерный для Грам(-) бактерий.

Резистентность во внешней среде. В холодной воде сохраняется в течение 3-х месяцев, на овощах и фруктах – 10-15-и месяцев. Погибает при нагревании 100° С мгновенно, до 60° С – в течение 20-30 м. Под воздействием солнечного света погибает через 2-3 ч.

Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек, болеющий острой или хронической формой дизентерии, и бактерионоситель. Механизм передачи – фекально-оральный, пути передачи – алиментарный, контактно-бытовой, водный.

Патогенез заболевания. Патогенность шигелл обуславливают факторы адгезии, инвазии и устойчивость к действию защитных механизмов, а также способность к токсинообразованию. Шигеллы способны проникать в эпителий слизистой оболочки толстой кишки и размножаться в нем. Массовая гибель эпителиоцитов приводит к дефектам слизистой оболочки и проникновению бактерий в подле-

106

жащие ткани. Бактерии частично погибают, выделяется эндотоксин, что сенсибилизирует слизистую. Это ведет к повышению проницаемости кровеносных сосудов. Часть эндотоксина всасывается в кровь, происходит интоксикация организма. Воспалительная реакция в подслизистой оболочке сопровождается выходом форменных элементов крови в просвет кишечника. Гены, кодирующие комплекс вирулентных свойств, расположены в хромосоме и плазмидах.

Клиническая картина. Дизентерия может протекать вариабельно

– от бессимптомных до тяжелых форм. Инкубационный период – 1-7 суток (чаще 1-2 дня). Первоначально стул частый (10-25 дефекаций в день), вскоре становится более редким. Стул слизистокровянистый, а в более поздний срок – гнойный. Характерен «ректальный плевок». Типичны катаральные, катаральногеморрагические, реже катарально-язвенные поражения кишечника. Наиболее частые осложнения – кишечные кровотечения; реже прободение кишечника, пери- и парапроктиты, выпадение прямой кишки. Ранее тяжелые случаи заканчивались гибелью 10-15% больных, в настоящее время она колеблется в пределах 0-1%.

Микробиологическая диагностика дизентерии. Материал для ис-

следования: испражнения, секционный материал, пищевые продукты.

Лечение. Антимикробная терапия (ампициллин, ко-тримоксазол, норфлоксацин и др.). При выделении резистентных штаммов лечение следует проводить с учетом их чувствительности. В большинстве случаев необходимы симптоматическая терапия, восполнение потерь жидкости и электролитов.

Специфическая профилактика. В связи с отсутствием эффективных препаратов вакцинацию не проводят.

Неспецифическая профилактика сводится к соблюдению сани-

тарно-гигиенических правил, санитарному контролю за источниками водоснабжения, пищевыми предприятиями, продуктами питания.

107

Лекция 22

МИКРОБИОЛОГИЯ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ САЛЬМОНЕЛЛЕЗА, ПАРАТИФОВ А и В, ХОЛЕРЫ

Сальмонеллы – род Salmonella. Бактерии названы в честь американского ветеринарного врача Д. Сэлмона, выделившего совместно с бактериологом Т. Смитом сальмонелл во время эпидемии холеры свиней (1885). Род включает лишь один вид – Salmonella typhi и

семь подвидов: S. cholerae-suis, S. salamae, S. arizonae, S. diarizonae,

S. houtenae, S. indica и S. bongori. Патогенностью для теплокровных обладают в основном бактерии подвидов cholerae-suis и salamae.

Подвид cholerae-suis включает большую часть известных в настоящее время сероваров (1367 из 2324). Бактерии паразитируют в ЖКТ человека и животных, способны с гематогенному диссеминированию. Заболевания, вызываемые ими, известны как сальмонеллезы. Их разделяют на три основные группы: брюшной тиф и паратифы, гастроэнтериты и септицемии.

Морфологические свойства. Род Salmonella – мелкие бактерии вытянутой формы с закругленными концами, размером 0,7-1,5x2-5 мкм. Капсул бактерии не имеют. Большинство изолятов подвижно (перитрихи).

Культуральные свойства. Сальмонеллы – хемоорганотрофы, ок- сидаза(-), каталаза(+). Температурный оптимум – 35-37°С, оптимум рН – 7,2-7,4. Рост сальмонелл подавляют или ограничивают высокие концентрации хлорида натрия и сахара. На питательных средах сальмонеллы образуют типичные для большинства энтеробактерий мелкие (2-4 мм) прозрачные S-колонии. Также они формируют шероховатые и сухие R-колонии. На агаре Эндо сальмонеллы образуют S-колонии – розоватые и прозрачные; на агаре Плоскирева – бесцветные, более плотные и мутноватые; на висмут-сульфитном агаре – черно-коричневые, с металлическим блеском, окружены черным «гало», среда под колониями окрашивается в черный цвет; на бульоне S-формы дают равномерное помутнение среды.

Ферментативная активность. Характерные свойства сальмонелл: продукция кислоты и газа при ферментации глюкозы, маннита, мальтозы; продукция сероводорода и неспособность образовывать индол.

108

Антигенная структура. У сальмонелл выделяют О-, Н- и К-Аг. Их распознавание положено в основу диагностической схемы Ка- уфманна-Уайта.

Термостабильные О-Аг выдерживают кипячение в течение 2,5 ч и автоклавирование при 121°С в течение 30 мин. Специфичность Аг зависит от строения боковых олигосахаридных цепей молекулы ЛПС.

О-антиген определяет серогруппы. Известно 67 отдельных антигенных факторов, обозначаемых арабскими цифрами. По О-Аг сальмонеллы разделены на 50 групп от А до Z (факторы 51-67).

Термолабильные Н-Аг разрушаются при температуре 75-100 °С и определяют серовары.

Выделяют Аг 1-й (специфической) фазы и 2-й (неспецифической) фазы. Известно более 80 Аг 1-й фазы. Их обозначают строчными латинскими буквами (a-z) и арабскими цифрами (z59). Аг II фазы обозначают арабскими цифрами. Всего 9 Аг, присутствующих у различных сероваров. Сальмонеллы, в которых Н-Аг представлены двумя фазами, называют двухфазными. Прочие термолабильные Аг. у сальмонелл выделяют капсульные К-Аг, поверхностный Vi-Ar (антиген вирулентности).

Резистентность во внешней среде. В течение нескольких меся-

цев сохраняется в воде и во льду, погибает при нагревании до 100°С мгновенно, до 60-70°С – в течение 10-15 мин. В копченном и соленом мясе сохраняется до 2-х месяцев. Устойчив к высыханию, длительно сохраняется в пыли.

Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек или бактерионоситель – выделяет возбудитель с испражнениями, мочой и слюной. Механизм передачи – фекально-оральный, пути передачи – алиментарный, контактно-бытовой, водный, наиболее часто возбудитель передается через молоко, молочные и мясные продукты.

Патогенез заболевания. Патогенность сальмонелл обуславливают факторы адгезии и колонизации, инвазии и способность к токсинообразованию.

Проникновение в кровь. Адгезию к клеткам эпителия обеспечивают пили 1-го (маннозачувствительные), 3-го (агглютинируют эритроциты, обработанные таннином) и 4-го типов. В отличие от шигелл, сальмонеллы не могут самостоятельно проникать в эпителиоциты ЖКТ, а попадают в них посредством эндоцитоза. Бактерии

109

мало приспособлены к размножению в эпителии и проникают далее в базальную мембрану, а затем в кровоток.

Воспаление слизистой оболочки. Проникновение и размножение сальмонелл в базальной мембране ведет к развитию местной воспалительной реакции и притоку жидкости в очаг поражения. Диарея обусловлена синтезом энтеротоксинов. Термолабильный LTтоксин, сходный с энтеротоксином эшерихий и холерогеном возбудителя холеры, увеличивает содержание цАМФ. Термостабильный ST-токсин напоминает цитотоксин шигелл, нарушает синтез белков и активирует образование простагландинов.

Клиническая картина заболевания. Брюшной тиф и паратифы – острые инфекционные заболевания, сопровождающиеся бактериемией, поражением лимфоидной ткани кишечника, лихорадкой и общей интоксикацией.

Возбудитель брюшного тифа – S. typhi (палочка Эберта-Гаффки); возбудитель паратифа А – S. paratyphi А (палочка Брибна-Кайзера); возбудитель паратифа В – S. schotmulleri (палочка Шотмюллера).

Брюшной тиф и паратиф А – типичные антропонозы (резервуар инфекции – человек). Заболевание начинается постепенно; появляются симптомы общей интоксикации; температура достигает 3940°С к 4-7-м суткам. На 3-5-е сутки увеличиваются печень и селезенка. В период разгара болезни (на 7-8-е сутки) интоксикация усиливается: появляется резкая заторможенность, помрачение сознания; характерна розеолезная сыпь. Живот вздут, выражены симптомы энтерита. В этот период возможно возникновение осложнений: перфорация тонкой кишки и кишечное кровотечение.

S. paratyphi A – паратиф А. Отличительная особенность клинической картины паратифа А – отсутствие поражений ЦНС. Заболевание протекает менее тяжело, сыпь полиморфная (розеолопапулезная, кореподобная, петехиальная), появляется на более ранних сроках, в ходе болезни обычно бывает несколько волн подсыпаний. Паратиф А чаще начинается остро, с диспептических расстройств (тошнота, рвота, диарея) и катаральных явлений (кашель, насморк).

S. paratyphi B – паратиф В. Течение вариабельно – от стертых до тяжелых форм с симптомами менингита, менингоэнцефалита и септикопиемии. Нередко появляется обильная розеоло-папулезная сыпь, захватывающая и лицо (на 4-7-е сутки). Кишечные поражения такие же, как при сальмонеллезных гастроэнтеритах.

110