Kostyleva_A_V__Kuznetsov_O_Yu_Pseudomonas
.pdfГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ИВАНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНТСТВА
ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ»
КАФЕДРА МИКРОБИОЛОГИИ И ВИРУСОЛОГИИ КАФЕДРА ДЕТСКИХ БОЛЕЗНЕЙ ЛЕЧЕБНОГО ФАКУЛЬТЕТА
Костылева А.В., Кузнецов О.Ю.
ПЕДИАТРИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СИНЕГНОЙНОЙ ИНФЕКЦИИ
Методические разработки
Иваново 2011
Костылева А.В., Кузнецов О.Ю. ПЕДИАТРИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СИНЕГНОЙНОЙ
ИНФЕКЦИИ: Методические разработки. – Иваново, 2011. – 38 с.
В предлагаемых учебных материалах приводятся сведения о распространенности и биологических свойствах синегнойной палочки - одного из основных возбудителей инфекционных заболеваний, вызываемых псевдомонадами. Рассматриваются вопросы клиники, диагностики пневмонии и сепсиса, вызванных синегнойной палочкой, подходы к тактике лечения больных.
Предназначено для самостоятельной подготовки студентов к лабораторным занятиям и экзаменам по медицинской микробиологии, а также интернам и ординаторам, изучающим педиатрические аспекты инфекционных заболеваний.
Рецензенты:
Почетный работник высшего профессионального образованияРФ, зав.кафедрой
микробиологии с вирусологией и иммунологией ГОУ ВПО «Ярославская государ-
ственная медицинская академия» д.м.н., профессор Романов В.А.
Заслуженный деятель науки РФ, зав.кафедрой детских болезней лечебного факуль-
тета, д.м.н, профессор Чемоданов В.В.
2
Предисловие
Инфекции, вызванные синегнойной палочкой, относятся к актуальной проблеме клиниче-
ской медицины и педиатрии в частности, поскольку обусловливают высокие показатели заболеваемости и смертности индивидов. Интерес к этой инфекции не ослабевает, а в по-
следние годы значительно возрос, поскольку увеличился удельный вес заболеваний, вы-
зываемых условно-патогенными микроорганизмами, в частности грамотрицательной фло-
рой, среди которой видное место занимает синегнойная палочка.
3
Возбудители синегной инфекции.
Морфологическая характеристика и физиологические свойства.
Среди представителей четырех родов (Xanthomonas, Zoogloea, Gluconobacter, Pseudomonas) семейства Pseudomonadaceae бактерии последнего рода (Pseudomonas) являются клинически наиболее важными. Несмотря на то, что данный род включает свыше 200 ви-
дов (табл.1), лишь незначительный круг этих бактерий представляет интерес для клиниче-
ской практики.
Среди микроорганизмов, входящих в род Pseudomonas, наибольшую важность для медицины представляют виды P. mallei и P. aeruginosa. Другими представителями этого рода, встречающимися в исследуемом материале больных, являются P. fluorescens. Следу-
ет отметить, что представители видов, входивших до недавнего времени в род Pseudomonas, — Р. сеpacia и P. pseudomallei — теперь выделены в самостоятельные виды: Burkhalderia cepacia и Burkhalderia pseudomallei.
Таблица 1
Группы бактерий рода Pseudomonas
Группа |
|
Виды бактерий рода Pseudomonas |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Флюоресцирующие |
P.aeruginosa |
P.fluorescens |
P.chlororaphis |
P.putida |
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Штуцери |
P.stutzeri |
P.mendocina |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Алкалигенес |
P.alcaligenes |
P.pseudoalcaligenes |
* |
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
Псевдоаллеи |
P.mallei |
P.pseudomallei |
P.cepacia |
P.gledioli |
|
P.pickettii |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Доминута |
P.diminuta |
P.vesicularis |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Неизвестной гомо- |
P.paucimobilis |
P.pertucinogena |
|
- |
|
|
|
логии |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Род также включает большое количество видов псевдомонадных бактерий |
|
*- Недифференцированные виды Особенность выделенных шрифтом и курсивом видов см. в тексте выше перед таблицей.
Представители рода Pseudomonas (греч. рseudo – ложный; греч. monas, англ. monad –
единица) – это прямые или изогнутые палочки (не спиральные) со средними размерами
0,5-1,0 х 1,5-5,0 мкм, в своем большинстве подвижные за счет одного или нескольких по-
лярных жгутиков (исключая P.mallei), редко встречаются и неподвижные виды. Псевдо-
монады – классические внеклеточные паразиты.
4
Типовым видом представителей рода Pseudomonas является P.aeruginosa – палочка сине-зеленого гноя или иначе - синегнойная палочка (распространенный микробиологиче-
ский и общеврачебный сленг – «синегнойка»).
P.aeruginosa – является основным возбудителем инфекционных заболеваний, вызы-
ваемых псевдомонадами.
Впервые синегнойная палочка в ране была обнаружена немецким ученым Люке в
1862 г., отметившим характерное сине-зеленое окрашивание перевязочного материала. И
только в 1882 г. Геззард выделил культуру в чистом виде и назвал ее В. руосеапеит (па-
лочка сине-зеленого гноя). Интерес к этой инфекции не ослабевает, а в последние годы значительно возрос, поскольку увеличился удельный вес заболеваний, вызываемых услов-
но-патогенными микроорганизмами, в частности грамотрицательной флорой, среди кото-
рой видное место занимает синегнойная палочка. Другие микроорганизмы, относящиеся к роду Pseudomonas, по сравнению с синегнойной палочкой характеризуются низким уров-
нем вирулентности и значительно меньшим распространением в окружающей среде.
Естественным резервуаром синегнойной палочки является почва, загрязненность ко-
торой псевдомонадами особенно велика в местах, орошаемых сточными водами, в том числе недостаточно обезвреженными водами лечебных учреждений. Рост P.aeruginosa
наблюдается в широком диапазоне температур 4-42° С, что значительно повышает ее шан-
сы на выживание в окружающей среде.
Данный микроорганизм выделяют из кишечника 3-24% здоровых лиц и до 30% гос-
питальных пациентов. Иногда P.aeruginosa входит в состав нормальной микрофлоры чело-
века. В частности, у здоровых лиц Р.aeruginosa обнаруживается на коже паховой, подмы-
шечной областей и ушей (до 2% всех обследованных), на слизистой оболочке носа (до
3%), глотки (до 7%) и кишечника (как указано выше). Поскольку инфекцию способны вы-
звать и штаммы синегнойной палочки, сохраняющиеся во внешней среде, особое значение могут иметь резервуары инфекции, в которых этот возбудитель может жить и размно-
жаться. Такими резервуарами являются составные части различных приборов, не подда-
ющиеся или трудно поддающиеся дезинфекции, а также некоторые медикаменты и посуда для сбора анализов. В механизме распространения синегнойной палочки роль этих резер-
вуаров особенно велика.
Достаточно часто наблюдается инфицирование больных синегнойной палочкой че-
рез овощи, которые используются в сыром виде (например, в салатах), когда для их выра-
щивания использовали почву, куда попадает вода после медицинского учреждения. Одна-
ко, здесь возможна помимо синегнойной инфекции также еще и ассоциативная кишечно-
5
клебсиеллезная инфекция, причем госпитальными штаммами. Есть достоверные доказа-
тельства, что P.аeruginosa способна колонизировать растения и, поэтому, резервуарами синегнойной инфекции могут быть декоративные и комнатные растения.
Зарегистрирована загрязненность штаммами синегнойной инфекции умывальников и водопроводных кранов в больницах. P.аeruginosa может высеваться с мыла и щеток, кото-
рыми пользуются хирурги при подготовке к операции.
Отличительной особенностью синегнойной палочки является также крайне низкая потребность в питательных веществах, что обеспечивает сохранение ее жизнеспособности в условиях почти полного отсутствия источников питания. Установлено, что в условиях углеродного голодания число бактерий синегнойной палочки и их ферментативная актив-
ность за 1 неделю снижается в 10-100 раз, а при появлении в среде углеродсодержащих соединений наблюдается практически полное восстановление этих показателей в короткие сроки.
Кроме того, P.aeruginosa сохраняет свою жизнеспособность даже в дезинфицирую-
щих растворах (например, фурацилина). Зачастую наблюдается возникновение госпиталь-
ных штаммов, которые обладают высокой резистентностью ко многим дезинфицирующим растворам в рабочих концентрациях, используемых для хранения катетеров и хирургиче-
ского инструмента. Так, например, при неправильном приготовлении раствора диоцида,
содержащего N-цетилпиридиний хлорид, есть значительный риск его бактериального за-
грязнения. Описаны случаи эпидемий и спорадических пневмоний, септицемии, эндокар-
дита, вызванных штаммами синегнойной палочки, когда в качестве дезинфицирующих средств использовались бензалконий-хлорид, глутаральдегид, хлоргексидин, дезинфекци-
онные средства, содержащие фенол, а распространению инфекции способствовали увлаж-
нитель вентилятора, искусственная почка, сердечный катетер, увлажняющее устройство инкубатора.
Морфология и физиологические свойства. P.aeruginosa - это мелкая прямая или слегка изогнутая грамотрицательная палочка, которая имеет один–два активно работаю-
щих полярно расположенных жгутика. В этой связи клетки в нативных препаратах очень подвижны. Размеры клеток варьируют в пределах 1,5-3 х 0,4-0,5 мкм. Длина жгутиков в 2-
3 раза превышает размер микроба. P.aeruginosa является аэробом, но может расти и в анаэ-
робных условиях. В препаратах мазках чистых культур клетки расположены одиночно,
парно или в виде коротких цепочек, в мазках из патологического материала их чаще мож-
но обнаружить в цитоплазме фагоцитов, однако в этих случаях палочки могут быть суще-
6
ственно деформированы. В определенных условиях синегнойная палочка продуцирует крахмалоподобное вещество (внеклеточную слизь), которое окружает клетку, без форми-
рования морфологически очерченного слоя. Более вирулентные штаммы продуцируют больше данного вещества, что дает основание рассматривать слизь как фактор патогенно-
сти. Эта слизь придает характерную вязкость бульонным культурам и колониям мукоид-
ных штаммов.
Одними из первых тестов, признанными достаточно надежными, является цитохро-
моксидазная проба и образование водорастворимого нефлюоресцирующего фенозинового пигмента – пиоцианина, который легко растворяется в хлороформе. Образованию этого пигмента способствуют включение в питательные среды таких соединений, как глицерин,
магнезия, ионы калия и железа. В анаэробных условиях пигмент обычно бесцветный, но даже встряхивание среды (частичная аэрация) приводит к появлению окраски. Именно пиоцианин окрашивает питательную среду, отделяемое из ран и перевязочный материал в сине-зеленый цвет.
Большинство штаммов P.aeruginosa образует также и другой водорастворимый жел-
то-зеленый флюоресцирующий пигмент пиовердин, который могут образовывать и дру-
гие флюоресцирующие псевдомонады (P.fluorescens, P.putida). Его образование хорошо проявляется при выращивании штаммов на железодефицитных средах. Эти штаммы в уль-
трафиолетовых лучах с длиной волны 254 нм проявляют зеленоватую флюоресценцию.
Штаммы P.aeruginosa могут образовывать также целый ряд других пигментов:
пиорубин (водорастворимый, красный при всех значениях pH),
пиомеланин (водорастворимый пигмент, имеющий окраску от коричневой до
черной),
α-оксифеназин (желтый).
Оптимальная температура для синтеза пигментов in vitro 30-37°С. Для высоковиру-
лентных штаммов характерно образование пигмента пиоцианина, проявляющего свойства бактериолизина, действующего на грамположительные и грамотрицательные бактерии, а
также имеющего умеренную фунгицидную активность.
Крайне интересной является информация о связи между образованием штаммами P.
аeruginosa пигмента пиомеланина и характером вызываемого ими патологического про-
цесса, поскольку синтез пиомеланина связан с изменением физиологических свойств бак-
терий, вызванным нарушением белкового метаболизма в патологически измененных тка-
нях, особенно при злокачественных новообразованиях.
7
Установлено, что меланин способен предохранять клетки синегнойной палочки от неблагоприятного влияния измененных концентраций кислорода в атмосфере и летально-
го действия ультрафиолетовых лучей. Наличие меланина помогает бактериям переносить гипоксию при развитии инфекции в глубоких тканях, а ультрафиолетовая резистентность обеспечивает выживаемость клеток при данном виде лучевой стерилизации объектов внешней среды. Обнаруженные свойства пигмента дают основание считать меланинобра-
зующие штаммы более опасными возбудителями по сравнению со штаммами, не синтези-
рующими данный пигмент.
При выделении культур иногда наблюдают атипичные непигментированные или слабопигментированные формы. Обычно их идентификация требует дополнительного те-
стирования, что усложняет диагностические исследования. Непигментированные штаммы составляют 8,3-18%, а 6-37% всех изолятов могут быть пигментированы слабо.
На жидких средах (например, пептонная вода, бульон Хоттингера) микроорганизм образует характерную серовато-серебристую плѐнку; по мере старения культур возникает помутнение среды сверху вниз.
На плотных средах (например, мясопептонный агар, среды Эндо, Левина, Плоски-
рева) синегнойная палочка образует весьма разнообразные колонии; на средах Эндо и Плоскирева обычно выделяют колонии следующих типов:
-плоские, неправильной формы, иногда склонные к слиянию, с волнистыми краями;
-напоминающие S-колонии Escherichia coli;
-складчатые с неровной поверхностью («маргаритки»);
-слизистые или мукоидные колонии;
-карликовые или точечные, формирующиеся к 18-24 ч роста при 37 °С.
При росте на плотных средах у многих штаммов наблюдают феномен радужного лизиса, развивающийся спонтанно. Феномен характерный только для Pseudomonas aeruginosa можно рассматривать как таксономический признак. Более того, он индивидуально выражен у отдельных штаммов, и его можно использовать для внутривидовой дифферен-
циальной диагностики. При образовании пигмента происходит окрашивание некоторых сред (например, агар Мюллера-Хинтона или МакКонки) в зелѐный цвет.
Биохимические свойства. Как указывалось, Pseudomonas aeruginosa является стро-
гим аэробом, однако при наличии достаточного количества питательных компонентов возбудитель может в течение 2 недель оставаться жизнеспособным и в анаэробных усло-
виях. P.aeruginosa - выраженный хемоорганотроф, имеет исключительно дыхательный ме-
8
таболизм. В качестве источника энергии синегнойная палочка использует Н2 или СО.
Универсальный акцептор электронов — молекулярный кислород. Как и большинство па-
тогенных гноеродных микроорганизмов, синегнойная палочка каталаза-положительна.
Подобно прочим аэробам, синтезирует цитохромоксидазу (индофенолоксидаза), а окси-
дазный тест — один из ведущих при идентификации этой палочки.
Синтезирует триметиламин, придающий культурам приятный запах жасмина, вино-
града или карамели. Не нуждается в факторах роста. Палочка способна расти на протяже-
нии нескольких пассажей в чисто минеральной среде при добавлении подходящего един-
ственного источника углерода. Ассимилирует ацетаты, пируваты, сукцинаты. Может ути-
лизировать глюкозу, L-аланин при их содержании в среде не менее 0,5%. Не аккумулирует поли-β-оксибутират в качестве внутриклеточного резерва углерода и не гидролизует поли-
β-оксибутират внеклеточно. Продуцирует аргинин дигидролазу.
Несмотря на наличие большого набора факторов вирулентности, синегнойную па-
лочку нужно рассматривать как оппортунистический патоген, так как инфекции редко наблюдают у людей с нормальной резистентностью и неповрежденными анатомическими барьерами.
Появлению синегнойной инфекции может способствовать благоприятная для данно-
го микроорганизма среда: влажные и сырые места стационара, медицинское оборудова-
ние, не подлежащее разборке и стерилизационным мероприятиям, а также группы боль-
ных по риску возникновению синегнойной инфекции. В эти группы риска в первую оче-
редь входят пожилые люди и новорожденные, ожоговые, хирургическое и онкологические больные, больные с иммуносупрессией и др.
Синегнойная инфекция поражает в основном больных с сопутствующими заболева-
ниями, лиц пожилого возраста и детей. В некоторых больничных отделениях данный воз-
будитель может преобладать по частоте инфицирования больных над грамположительны-
ми кокками. Исключительно важным для начала эпидемически опасной ситуации является наличие источника синегнойной инфекции. Таким источником в большинстве случаев мо-
гут быть сами больные, особенно длительно болеющие и с обширными раневыми или ожоговыми поверхностями, инфицированные штаммами синегнойной палочки.
Особенно часто выявляют источники инфекции в онкологических стационарах, а
также в отделениях терапевтического профиля, где могут преобладать кишечные инфек-
ции и дисбактериозы синегнойной этиологии. Это зависит от длительности применения антибиотиков, стероидных и цитостатических препаратов, которые нарушают нормаль-
ную микрофлору кишечника, способствуя селективному размножению и инвазии сине-
9
гнойной палочки. В определенных условиях такое повышенное содержание синегнойной палочки в микробиоценозах кишечника больных может стать эпидемически значимым для формирования первичного очага синегнойной инфекции. Не следует отрицать также и тот факт, что формирование такого очага может быть и при наличии носителей синегнойной палочки, число которых среди здоровых людей не превышает 6%.
Медицинский персонал зачастую является носителем штаммов синегнойной палочки
(в ротовой полости, кишечнике, на руках). Это происходит вследствие нарушения сани-
тарно-гигиенического режима, в том числе и во время перевязки больных. Возникновению внутрибольничной синегнойной инфекции может способствовать практически любой предмет, контаминированный синегнойной палочкой. Это подтверждает тот факт, что си-
негнойная палочки может быть обнаружена с поверхности многих предметов внутри больницы - шкафов, холодильников, аппаратуры, инструментов, даже с мягкого инвентаря
(халаты больных, одеяла, простыни, подушки, шторы на окнах и др.).
Все источники и пути распространения синегнойной инфекции делят на 2 группы:
важные и редко встречающиеся источники и пути распространения инфекции, вызванной синегнойной палочкой.
К важным источникам относят в первую очередь больных, раны которых инфициро-
ваны этим возбудителем, а также больных с синегнойной инфекцией лица; руки обслужи-
вающего персонала. Увлажняющее, вентиляционное и отсасывающее оборудование, пи-
ща, раздатчик пищи и специальная пища для кормления детей, контаминированные рас-
творы, кремы для рук, полотенце для лица - все это также может служить важными факто-
рами распространения синегнойной инфекции.
Редко встречающиеся факторы также могут быть причиной распространения сине-
гнойной инфекции. К ним относят раковины, воду для поливки цветов, щетки и оборудо-
вание для уборки помещений, фекалии обслуживающего персонала.
Все факторы, способствующие возникновению эпидемий, вызванных синегнойной палочкой, объединяют в три основные группы: 1) неправильное проведение стерилизации и дезинфекции инструментов и аппаратуры; 2) применение инфицированных лекарствен-
ных средств (жидкости, растворы, мази); 3) использование неэффективных дезинфициру-
ющих растворов.
Патогенез. До 60-х годов XX века считалось, что в патогенезе заболеваний, вы-
зываемых синегнойной палочкой, ведущая роль принадлежит эндотоксину. Однако с этих позиций трудно было объяснить некоторые клинические особенности течения синегнойной инфекции и экспериментальные данные, полученные при моделировании
10