25В. Теоретический материал
КОРИНЕБАКТЕРИИ
Коринебактерии – бактерии, входящие в род Corynebacterium, относящийся к семейству Corynebacteriaceae, входящему в порядок Actinomycetales. В этот род входит возбудитель дифтерии – C. diphtheriae, а также 19 других видов, которые обозначаются термином «дифтероиды». Иногда к дфтероидам относят и бактерии других видов, морфологически, а именно – наличием зерен волютина – схожих с возбудителем дифтерии. В пределах вида C. diphtheriae различают четыре биовара: gravis, mitis, intermedius, belfantii, основными из которых являются два первых. Таким образом, возбудитель дифтерии существует в двух основных вариантах: C. diphtheriae, var. gravis и C. diphtheriae, var mitis.
ВОЗБУДИТЕЛЬ ДИФТЕРИИ
C. diphtheriae представляют собой грамположительные тонкие (var. gravis – короткие, var mitis – длинные) палочки средних размеров, располагающиеся в мазке попарно, под углом друг к другу. Как и для всех коринебактерий, для них характерны включения зерен волютина (зерен Бабеша-Эрнста), для выявления которых используется или окраска по Леффлеру или окраска по Нейссеру. У возбудителя дифтерии таких зёрен два – на полюсах клетки. По Леффлеру (метиленовым синим) зерна волютина окрашиваются более интенсивно, чем цитоплазма клетки, т.е. для коринебактерий, как и для возбудителей чумы, характерно явление метахромазии. По Нейссеру зерна волютина окрашиваются в темный, почти коричневый, цвет, а цитоплазма клетки – в желтый.
Дифтерийная палочка растет на сложных питательных средах при 370С. На жидких средах формирует пленку и осадок (var. gravis) или мутит среду с образованием осадка (var mitis). Быстрее всего, за 10-12 часов, возбудитель дифтерии вырастает на среде Ру (свернутая лошадиная сыворотка), на которой его колонии не сливаются, каким бы густым не был засев. В результате рост дифтерийной палочки на свернутой лошадиной сыворотке сравнивают с шагреневой кожей. Из других сред (на которых дифтерийная палочка растет в течение суток) наиболее часто используют теллуритовые среды, например, среду Клауберга – кровяно-теллуритовый агар. На среде Клауберга C. diphtheriae формирует серовато-черные R-колонии, похожие на цветок маргаритки из-за неровного края и радиальной исчерченности (var. gravis), или мелкие черные S-колонии (var mitis).
Из биохимических тестов для идентификации вида C. diphtheriae используется проба Пизу (тест на наличие цистиназной активности) и проба Закса (тест на наличие уреазной активности). У C. diphtheriae проба Пизу положительная, а проба Закса отрицательная, у дифтероидов – наоборот. Для идентификации биовара gravis можно использовать его способность, в отличие от биовара mitis, ферментировать крахмал и гликоген.
Дифтерийная палочка обладает О-антигеном, общим с микобактериями и нокардиями, и К-антигеном, по которому она классифицируется на несколько десятков сероваров. Однако, антигенный состав дифтерийной палочки неоднороден и ее серологическая классификация не общепринята.
К факторам вирулентности C. diphtheriae относятся токсин, ферменты вирулентности (гиалуронидаза и нейраминидаза), повышающие проницаемость ткани, и гликолипид (корд-фактор), угнетающий фагоциты.
Основной фактор вирулентности дифтерийной палочки – дифтерийный токсин (дифтерия является токсикоинфекцией, т.е. патологический процесс вызывается именно токсином).
Дифтерийный токсин блокирует синтез белка на стадии элонгации и в результате токсинемии (распространения по кровяному руслу) поражает клетки миокарда, надпочечников, почек и ганглиев периферической нервной системы.
В нервной ткани этот токсин вызывает демиелинизацию нервных волокон и, как результат – развитие парезов и параличей.
Местно дифтерийный токсин вызывает некроз и отек тканей.
Ген, детерминирующий синтез дифтерийного токсина, принадлежит умеренному фагу. Следовательно, токсигенностью обладает лишь лизогенная культура (типичный пример фаговой конверсии).
Резистентность во внешней среде дифтерийной палочки достаточно высока, что позволяет ей сохраняться несколько дней на предметах (на детских игрушках – до 15) и в воде. Но к дезинфектантам она чувствительна (так, 5% раствор карболовой кислоты убивает C. diphtheriae в течение одной минуты).
ДИФТЕРИЯ
Источник инфекции при дифтерии – человек (больной или носитель токсигенного штамма). Основной механизм передачи – аэрогенный (воздушно-капельный путь его осуществления). Дифтерия может передаваться и контактным путем, в том числе и непрямым контактом.
Дифтерию можно охарактеризовать как болезнь, для которой характерна интоксикация, фибринозное воспаление в месте проникновения возбудителя и поражение сердечнососудистой, кортикоадреналовой и периферической нервной систем.
В месте проникновения возбудителя (в настоящее время чаще встречается дифтерия зева) в результате действия токсина образовывается фибринозная пленка, которая или тесно спаяна с подлежащей тканью (если образовывается в месте локализации многослойного плоского эпителия) или (если пленка образовывается в месте локализации однослойного цилиндрического эпителия – в нижних отделах дыхательных путей) легко отслаивается от подлежащих тканей. Последнее состояние определяется как «дифтерийный круп».
При дифтерийном крупе отслоившиеся фибриновые пленки могут быть причиной асфиксии, тем более, что токсин вызывает еще и местный отек.
В результате токсинемии при дифтерии поражаются и другие органы (чаще всего – миокард), что обуславливает развитие осложнений заболевания.
Дифтерия сопровождается развитием стойкого постинфекционного иммунитета, хотя, с другой стороны, в 6-7% случаях регистрируются повторные заболевания. Ведущую роль в противодифтерийном иммунитете играет антитоксический иммунитет (т.е. антитоксические антитела). Его напряженность выявляется с помощью РНГА: положительная реакция в титре 1:20 и выше говорит о выраженном иммунитете.
Микробиологическая диагностика дифтерии основана на обнаружении в патологическом материале (пленках, слизи из зева) возбудителя с помощью микроскопического, культурального методов, а также с помощью ПЦР.
Патологический материал должен быть доставлен в лабораторию не позднее, чем через 3 часа после забора.
Микроскопический метод имеет ориентировочное значение, так как не позволяет определить токсигенность штамма.
Основной метод микробиологической диагностики дифтерии – культуральный. Засев производят на среды Ру и Клауберга. Идентификацию выделенной культуры до рода проводят по морфологическим (наличию зерен волютина) и культуральным (характер и скорость роста на среде Ру, характер роста на среде Клауберга) признакам. Идентификацию до вида проводят по биохимическим признакам (с использованием проб Пизу и Закса). Биовар gravis (а именно он, как правило, является токсигенным) идентифицируют по культуральным (колонии в виде цветка маргаритки) и биохимическим (ферментация крахмала и гликогена) признакам.
Завершают идентификацию выделенной культуры определением ее токсигенности. Более точные данные получают при определении этого свойства in vivo: заражают морскую свинку (подкожно или внутрибрюшинно), при вскрытию павшего животного обращают внимание на увеличенные и гиперемированные надпочечники (при внутрибрюшинном заражении, при заражении подкожно в положительном случае регистрируют некроз в месте инъекции). Но на практике токсигенность дифтерийной палочки чаще определяют пробой in vitro – с помощью реакции преципитации по Оухтерлони.
Неспецифическая профилактика дифтерии заключается в выявлении и изоляции для лечения больных, санации бактерионосителей, дезинфекции игрушек, которым пользовались больные дети.
Для специфической профилактики используют введение дифтерийного анатоксина (как монопрепарата, а также входящего в состав вакцин АКДС и АДС). При необходимости сохранения антитоксического иммунитета у взрослых, необходима ревакцинация анатоксином каждые 10 лет.
Этиотропная терапия дифтерии заключается в введении антитоксической сыворотки, введение которой необходимо начинать как можно раньше, пока токсин не связался с тканью миокарда и нервной системы. Проводят также и антибиотикотерапию (бета-лактамные антибиотики, тетрациклины, хинолоны; для санации носителей используют орошение зева эритромицином). Выписка из стационара возможна после двукратного отрицательного бактериологического исследования.
ДИФТЕРОИДЫ
В отличие от C. diphtheriae дифтероиды имеют не два зерна волютина, расположенные по полюсам, а или несколько, расположенных по всему протяжению бактериальной клетки, или одно, или вовсе лишены зерен волютина. В мазке дифтероиды располагаются не попарно, а частоколом. И, как уже говорилось, культуры дифтероидов не обладают цистиназной и обладают уреазной активностью.
Все дифтероиды можно разделить на две группы, в зависимости от их роли в патологии человека.
К сапрофитным видам относятся, например, C. pseudodiphtheriticum (C. hofmannii) и C. xerosis. Первый является нормальным обитателем носоглотки, у детей – влагалища, может присутствовать на раневой поверхности. Второй вид колонизирует конъюнктиву, раньше считался возбудителем конъюнктивита.
К условно-патогенным видам относятся: C. ulcerans (вызывает дифтериеподобные поражения зева и поражения кожи), C. jeikeium (вызывает госпитальные инфекции с развитием бактериемии, чаще встречается у мужчин), C. cistitidis (вызывает урологическую патологию, чаще встречается у женщин), C. minutissimum (возбудитель эритразмы – заболевания, проявляющегося в виде красновато-коричневой сыпи, преимущественно в подмышечной и паховой областях).
БОРДЕТЕЛЛЫ
Род Bordetella входят три патогенные для человека вида: B. pertussis (вызывает коклюш), B. parapertissis (вызывает паракоклюш, который сходен с коклюшом, но протекает легче; паракоклюш составляет 15% от числа заболеваний с диагнозом «коклюш»; перекрестный иммунитет при этих болезнях не возникает), B. bronchiseptica (вызывает бронхисептикоз, у человека встречается редко, в основном у работников собачьих питомников и кролиководов, т.к. этот микроорганизм вызывает респираторные заболевания у собак, кошек и кроликов; у человека клинически протекает как острая респираторная вирусная инфекция, под этим диагнозом, как правило, и регистрируется).
Для дифференциации патогенных видов бордетелл между собой изучается их подвижность (признак, характерный для B. bronchiseptica), уреазная активность (присуща B. parapertissis и B. bronchiseptica), а также ставится реакция агглютинации с видоспецифическими диагностическими сыворотками.
ВОЗБУДИТЕЛЬ КОКЛЮША
Возбудитель коклюша – грамотрицательная коккобактерия с трудно выявляемой макрокапсулой.
Имеет сложные питательные потребности – растет на средах с кровью или древесным углем, а также аминокислотами. Аэроб. Растет медленно (3-5 дней). Для выделения возбудителя коклюша используются две основные среды: Борде-Жангу (картофельно-глицериновый агар с добавлением крови) и КУА (казеиново-угольный агар). На первой B. pertussis формирует мелкие колонии, похожие на капельки ртути, на второй – мелкие сметанообразные колонии). Следует заметить, что обе эти среды не являются селективными.
Возбудитель коклюша биохимически инертен.
Содержит О-антиген (по которому дифференцируются патогенные бордетеллы между собой, а также различают серовары внутри вида). Серологические свойства возбудителя обуславливают также гемагглютинин, токсин и протективный антиген пилей.
B. pertussis обладает многочисленными факторами патогенности, которые обуславливают адгезию возбудителя на эпителиальных клетках, сенсибилизацию макроорганизма, снижение его иммунологической реактивности, гибель эпителиальных клеток.
Основной фактор патогенности – токсин, являющийся сложным многокомпонентным комплексом: включает в себя эндотоксин, белковый несекретируемый токсин, небелковый цитотоксин (производное пептидогликана клеточной стенки).
Токсин возбудителя коклюша оказывает, во-первых, местное действие, приводящее в результате раздражения нервных рецепторов слизистой оболочки дыхательных путей к спастическому кашлю, а во-вторых – в результате токсинемии вызывает возбуждение дыхательного центра и спазм мелких бронхов.
Возбудитель коклюша крайне неустойчив во внешней среде, поэтому дезинфекция при коклюше не проводится.
КОКЛЮШ
Источник инфекции при коклюше – больной человек, который заразен в течение 1-1,5 месяцев болезни. Единственный механизм передачи – аэрозольный (воздушно-капельный путь).
При манифестной форме заболевание проходит три стадии развития. Катаральная стадия (длится 1-2 недели) характеризуется гриппоподобным состоянием и слабым, но упорным кашлем. Пароксизмальная стадия (2-4 недели) характеризуется спастическим кашлем, частой рвотой и угнетением сознания. На стадии выздоровления (4-6 неделя болезни) происходит постепенное исчезновение симптомов коклюша. В настоящее время преобладают (95% всех случаев) умеренно выраженные и стертые формы заболевания.
Патогенез коклюша обусловлен воспалительным ответом на размножение возбудителя (со стороны слизистой оболочки гортани, бронхов, бронхиол и альвеол), а также действием факторов вирулентности B. pertussis.
После перенесенного заболевания формируется пожизненный иммунитет, обусловленный гуморальными и клеточными факторами, включая развивающуюся ГЗТ.
Микробиологическая диагностика коклюша основана на обнаружении в патологическом материале (слизи из верхних дыхательных путей) возбудителя с помощью РИФ и путём засева на питательные среды с последующим выделением чистой культуры и идентификацией ее по морфологическим, культуральным и серологическим свойствам. Кроме этого, регистрируют нарастание в сыворотки крови титра специфических антител с помощью РСК, РНГА и РА.
Культуральный метод является основным в микробиологической диагностике коклюша. При его осуществлении слизь из верхних дыхательных путей берут с помощью метода «кашлевых пластинок» (во время приступа кашля ко рту ребенка подставляют чашку Петри с питательной средой) или носоглоточным тампоном.
Неспецифическая профилактика коклюша заключается в своевременном выявлении больных и их изоляции для лечения.
Специфическая профилактика осуществляется вакцинацией убитой вакциной, существующей и как монопрепарат и как составной компонент вакцины АКДС. При контакте с больным коклюшом детей до года и неимунизированных, вводится нормальный человеческий иммуноглобулин (для создания пассивного иммунитета в качестве экстренной профилактики).
Легкие формы коклюша не требуют этиотропной терапии, для санации от возбудителя дыхательных путей практикуют как можно более частое и длительное пребывание на свежем воздухе. При тяжелых формах применяют антибиотики, нормальный человеческий иммуноглобулин, антигистаминные препараты, а также, при возможности, используют санирующий эффект холодного свежего воздуха.
ГЕМОФИЛЬНЫЕ БАКТЕРИИ И ЗАБОЕВАНИЯ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ГЕМОФИЛЬНОЙ ПАЛОЧКОЙ
Гемофильные бактерии – это бактерии рода Haemophilus семейства Pasteurellaceae. Основные патогены для человека – виды H. influenzae (возбудитель воспалительных процессов, чаще всего дыхательных путей) и H. ducrei (возбудитель мягкого шанкра). Остальные гемофилы (всего род включает более 10 видов) – сапрофитические обитатели полости рта и носоглотки.
H. influenzae, называемая в русскоязычном варианте гемофильной палочкой, представляет собой коккобактерию, способную образовывать макрокапсулу. Растет на средах со свежей кровью (МПА с добавлением лизированных эритроцитов). Внутри вида по биохимическим свойствам выделяют 9 биоваров (I-VIII и aegiptus), а по капсульным антигенам – 6 сероваров (a-f); главный патоген для человека – серовар b.
Инфекция, вызываемая гемофильной палочкой – антропоноз, передающийся аэрогенным путем. Широко распространено носительство H. influenzae: у взрослых до 90%, у детей – от 3-5% (носительство капсульных штаммов) до 30-50% популяции (носительство бескапсульных штаммов).
Гемофильная палочка вызывает две группы заболеваний: острые гнойно-воспалительные процессы (у детей – эпиглотит, при котором поражается надгортанник, и менингит, сопровождающийся стойкими неврологическими нарушениями, у взрослых – пневмонии) и хронические, при которой H. influenza выступает как этиологический фактор вторичной инфекции или как один из сочленов смешанной, в ассоциации с пневмококками, стафилококками и аденовирусами, инфекции. Острые инфекции чаще вызываются капсульными штаммами I биовара, а хронические – бескапсульными штаммами II и III биоваров.
Микробиологическая диагностика инфекций, вызываемых гемофильной палочкой основана на выделении чистой культуры, но идентифицировать ее очень сложно.
За рубежом применяется химическая вакцина на основе капсульного антигена серовара b (в США и некоторых других странах эта вакцина входит в число обязательных прививок). В Беларуси такая вакцина планируется к включению в календарь обязательных прививок.
ЛЕГИОНЕЛЛЫ И ЛЕГИОНЕЛЛЕЗЫ
Род Legionella входит в одноименное семейство, Legionellaceae, относящееся к порядку Legionellales, и включает в себя 46 видов, из которых 20 вызывают заболевания у человека. Ведущую роль в патологии человека играет вид L. pneumophila.
Легионеллы представляют собой грамотрицательные тонкие полиморфные палочки с заостренными концами среднего размера. Подвижны (имеют один или два жгутика).
Питательные потребности у легионелл сложные (питательные среды должны содержать цистеин и железо), для их культивирования используют угольно-дрожжевой агар с тирозином; так как легионеллы являются факультативными внутриклеточными паразитами, их можно культивировать в курином эмбрионе (инакулируя культуру или патологический материал в желточный мешок). Температура культивирования стандартная (370С), скорость роста легионелл 3-5 дней. Формируют мелкие колонии с коричневым пигментом (пигментируется и среда вокруг колоний), при облучении ультрафиолетом колонии легионелл светятся (явление аутофлюоресценции).
В биохимическом отношении легионеллы малоактивны, не имеют сахаролитических ферментов.
По О-антигену L. pneumophila классифицируется на 7 серогрупп.
Основной фактор патогенности – эндотоксин, обладающий цитотоксическим и гемолитическим действием.
Легионеллы длительно сохраняются во внешней среде. В воде, где они вступают в симбиотические взаимоотношения с сине-зелеными водорослями и амебами, легионеллы могут размножаться – эта среда рассматривается как экологическая ниша легионелл. Чувствительны к обычным дезинфектантам.
Источник инфекции при легионеллезах до сих пор выявить не удалось. Так как вода открытых водоемов является местом обитания легионелл, инфекцию, ими вызываемую, относят к сапронозам. Механизм передачи заключается в аэрогенном переносе возбудителя с капельками воды, что может происходить посредством системы кондиционирования воздуха в жилых помещениях, при работе различных распылителей воды, при осуществлении земляных работ.
Легионеллы вызывают три основные формы заболеваний: пневмонию (болезнь легионеров), лихорадку без поражения легких (так называемая «лихорадка Понтиак») и лихорадку, сопровождающуюся кожной сыпью (так называемая «лихорадка Форт-Брагг).
Размножение возбудителя в нижних отделах дыхательных путей влечет развитие здесь воспалительной реакции, при этом легионеллы могут проникать и в кровь, вызывая бактериемию. При частичной гибели бактерий высвобождается эндотоксин, обуславливающий симптоматику общей интоксикации, а также поражающий сердечнососудистую систему, желудочно-кишечный тракт, центральную нервную систему, почки.
Иммунитет при болезни легионеров мало изучен. Заболевание развивается или при большой дозе заражения или при иммунодефицитных состояниях. Часто встречается у ВИЧ-инфицированных.
Микробиологическая диагностика основана на обнаружении в патологическом материале возбудителя или с помощью РИФ или путем выделения чистой культуры, а также на обнаружении в сыворотке крови специфических антител (с использованием РИФ, ИФА).
Выделение чистой культуры легионелл возможно при условии, что патологический материал (при пневмонии – мокрота) будет доставлен в лабораторию через час после забора у пациента, использование при этом ни в каких-либо транспортных сред или буферных растворов недопустимо. Проводят внутрибрюшинное заражение морских свинок (погибают через 3-6 дней, в печени и селезенке обнаруживают легионеллы с помощью РИФ), заражение куриных эмбрионов в желточный мешок (наличие легионелл в содержимом желточного мешка определяют также с помощью РИФ), засев на угольно-дрожжевой агар с тирозином (идентификацию чистой культуры осуществляют по культуральным и серологическим, с помощью то же РИФ, признакам).
В качестве мер неспецифической профилактики проводят санитарно-гигиенические мероприятия (в частности, промывание душевых установок водой, нагретой до 600С. Специфическая профилактика не разработана.
Для этиотропной терапии применяют антибиотики рифампицин и эритромицин.
КОКСИЕЛЛЫ И КУ-ЛИХОРАДКА
Род Coxiella, наряду с родом Legionella входит в семейство, Legionellaceae, относящееся к порядку Legionellales. Вид C.burnetii вызывает ку-лихорадку.
Коксиеллы – палочковидные или шаровидные бактерии, иногда располагающиеся попарно. Лучший способ их культивирования – в куриных эмбрионах.
C.burnetii имеет два основных антигена: антиген I фазы (поверхностный капсульный полисахарид) и антиген II фазы (более глубоко расположенное вещество неизвестной химической природы).
Возбудитель ку-лихорадки проникает в организм через слизистые (даже неповрежденные), поврежденную кожу. Основной путь заражения человека – ингаляция возбудителя, ведущая к развитию интерстициальной пневмонии. Далее коксиеллы проникают в кровь, размножаются в гистиоцитах и макрофагах, разрушение которых приводит генерализации инфекции и вовлечению в процесс наравне с легкими других паренхиматозных органов. Состояние токсинемии, развивающееся при ку-лихорадке, манифестируется повышением температуры. Больной человек не заразен для окружающих.
Постинфекционный иммунитет при ку-лихорадке напряженный и длительный, повторные заболевания наблюдаются редко. Вырабатываются антитела и формируется ГЗТ.
Обычные лаборатории осуществляют серологический метод диагностики ку-лихорадки, основанный на выявлении нарастания титра антител в парных (через 3-4 недели) сыворотках. С этой целью используются РИФ, РСК, РА, РНГА. Ретроспективно подтверждает диагноз положительная кожно-аллергическая проба.
В специализированных лабораториях кровью больного заражают внутрибрюшинно морскую свинку, в органах которой микроскопическим путем выявляют пораженные клетки (коксиеллы располагаются в них в цитоплазматических вакуолиях). У больных лабораторных животных с помощью РСК можно выявить в сыворотке крови специфические антитела.