6 курс / Клинические и лабораторные анализы / Лабораторная_диагностика_туберкулеза_Ерохин_В_В_ред_

Раздел 1. ЛЕКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ* Очная часть

МОДУЛЬ 1. Основные биологические характеристики микроорганизмов рода Mycobacterium

Тема 1.1. «Этиология и патогенез туберкулеза»

Количество аудиторных часов – 1

Примерный план лекции

Основные вопросы, освещаемые в лекции:

•Открытие возбудителя туберкулеза.

•Представление о причинах возникновения туберкулеза

•Определение и анализ этиологических факторов туберкулеза

•Патогенез туберкулеза

•Роль макрофагов легких и проблемы взаимодействия макро- фаг-микобактерия

•Устойчивость микобактерий к факторам внешней среды

По усмотрению лектора, с учетом контингента слушателей, может быть проведен краткий обзор принятой терминологии во фтизиатрии и фтизиобактериологии. Например, во вступительной части лекции, могут быть разобраны следующие понятия: первичный туберкулез, вторичный туберкулез, определяемый как диссеминированный туберкулез, новый случай, впервые выявленный больной, исходы лечения, ранее леченый случай, очаги Гона и Симона, триада Коха и т.д.

Цель – формирование у слушателей представлений об особенностях этиологии и патогенезе туберкулеза.

Вводная часть (5–10 мин)

Дается представление о сложной природе заболевания, дается исторический, социальный и инфекционный аспекты этой нозологии. Туберкулез является широко распространенным инфекционным трансмиссивным заболеванием, способным поражать любые органы и ткани человека. Механизм передачи инфекции – воздушно-капельный (аэрозольный). Заболевание вызывается микобактериями туберкулеза и характеризуется полиморфной клинической картиной с образованием специфических гранулем в местах локализации возбудителя и развитием иммунных реакций замедленного типа.

* Предлагаемые модельные лекционные материалы представлены на компакт-диске

РАЗДЕЛ 1. Лекционные материалы

показал следующие цифры: из двух с лишним тысяч больных туберкулезом – алкоголизм сопутствовал в половине числе случаев, скученность проживания наблюдалась среди трети больных, а контактность с больными непосредственно наблюдалась у 10% больных.

Примечательно, что 18 марта 1882 г., за неделю до исторического доклада Коха, немецкий исследователь Баумгартен продемонстрировал препараты гистологических срезов органов зараженного туберкулезом кролика, где под микроскопом был виден возбудитель заболевания. Однако доказать природу туберкулеза было суждено Роберту Коху. 24 марта 1882 г. на заседании Берлинского физиологического общества Кох сделал доклад «Этиология туберкулеза», в котором сообщил, что он обнаружил и выделил возбудитель туберкулеза в чистой культуре. В этом же докладе он определил систему доказательств причастности микроорганизма к этиологии заболевания, сформулировав три условия, которые впоследствии получили его имя, так называемые постулаты Коха.

Триада Коха

Для доказательства того, что причиной туберкулеза является заражение бациллами, а также рост и размножение бацилл в организме, необходимо следующее:

1.выделить бациллы из организма;

2.вырастить их в виде чистой культуры;

3.путем введения выделенных бацилл животным воспроизвести аналогичное заболевание.

10 апреля 1882 г. в альманахе «Berliner Klinische Wochenschrift»

была опубликована статья Р. Коха «Этиология туберкулеза». Представленная в ней всесторонняя характеристика «бациллы Коха», ее основных морфологических, культуральных и патогенных свойств сохранила свое значение до настоящего времени.

По словам И.И. Мечникова, сообщение Р. Коха квалифицировалось как открытие века. В честь Р. Коха возбудитель туберкулеза получил название «бацилла Коха» (Bacillus Kochii) и долгое время использовалось в систематике микроорганизмов. За это открытие в 1905 году он был удостоен Нобелевской премии.

На протяжении истории взгляды на этиологию туберкулеза претерпевали значительные изменения. В 1889 г. Rivolta выяснил разницу в свойствах возбудителей туберкулеза птиц и млекопитающих: патологический материал от больной туберкулезом курицы не вызывает генерализованного туберкулеза у зараженных морских свинок. Сам Р. Кох и его последователи считали, что у человека и

РАЗДЕЛ 1. Лекционные материалы

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

у животных заболевание вызывается одним возбудителем. Позже, в 1901 г. на конгрессе фтизиатров в Лондоне Кох высказал мнение, что бугорчатка у человека не тождественна жемчужнице крупного рогатого скота. Однако в последующих исследованиях было установлено, что, хотя возбудитель туберкулеза крупного рогатого скота и отличается от возбудителя туберкулеза человека, он вместе с тем способен вызывать туберкулез у человека.

Таким образом, к ХХ веку были определены виды возбудителей туберкулеза человека, крупного рогатого скота и птиц. В последующем этим возбудителям были присвоены названия Mycobacterium tuberculosis humanus, Mycobacterium bovis, Mycobacterium avium.

Современное представление о туберкулезе

Туберкулез является инфекционным трансмиссивным заболеванием, способным поражать любые органы и ткани человека. Механизм передачи инфекции – воздушно-капельный (аэрозольный). Заболевание вызывается микобактериями туберкулеза и характеризуется полиморфной клинической картиной с образованием специфических гранулем в местах локализации возбудителя и развитием иммунных реакций замедленного типа. Риск заболевания связан с состоянием иммунной системы и потому зависит от различных социальных условий проживания людей и существования различных социальных слоев общества.

Важной особенностью туберкулеза является его длительное бессимптомное начало (латентная фаза составляет от нескольких месяцев до нескольких лет) и частое отсутствие ярких клинических проявлений. В 85–90% случаев туберкулез поражает легкие и органы дыхания и только в 10–15% случаев встречается туберкулез внелегочной локализации.

При развитии туберкулезного процесса образуется полость распада, которая способствует дальнейшему распространению микобактерий в легких, а также приводит к экскреции (выделению) продуктов распада инфицированных тканей во внешнюю среду. Выделение микобактерий туберкулеза не является постоянным и зависит от тяжести заболевания и состояния верхних дыхательных путей. Диссеминация возбудителя по кровяному или лимфатическому руслу приводит к поражению других органов и тканей вплоть до генерализации процесса. Бактериальные клетки, попадая в альвеолы, захватываются макрофагами, после чего формируется первичный иммунный ответ. Иммунный ответ возникает по клеточному типу, а иммунокомпетенция (способность вырабатывать специфический иммунитет) наступает в сроки от 2-х недель

до 2-х месяцев. В ряде случаев туберкулез принимает латентный характер.

В отличие от большинства инфекционных заболеваний с локализацией патологического процесса в легких, туберкулез требует исключительно длительной химиотерапии (за 6 месяцев лечения излечивается не более 60% впервые выявленных больных). По данным государственной статистики за 2009–2010 гг. в 10–15% случаев после проведенной химиотерапии возникают рецидивы туберкулеза, и заболевание может принимать хроническое течение, приводя к накоплению источников инфекции среди населения, чрезвычайно опасных с эпидемиологической точки зрения. В 50–60% случаев, а на отдельных территориях РФ и более, туберкулез с хроническим течением обусловлен возбудителем с МЛУ. Эффективность лечения таких больных редко достигает 60–70%.

Патогенез туберкулезного процесса

Заражение туберкулезом чаще всего происходит аэрогенным путем от больных, которые с мокротой выделяет во внешнюю среду М.tuberculosis, содержащиеся в капельных ядрах. Частицы размером менее 5 мкм попадают в альвеолы нового здорового.

Для развития заболевания туберкулезом достаточно проникновение нескольких десятков жизнеспособных клеток возбудителя в восприимчивый организм хозяина. Значение имеют, во-первых, массивность инфицирующей дозы и частота поступления М.tuberculosis в организм человека; во-вторых, состояние неспецифических и специфических факторов защиты организма в период воздействия инфекционного агента.

Локальные изменения в месте внедрения М.tuberculosis, обусловлены, прежде всего, неспецифической реакцией полинуклеарных клеток. Они фагоцитируют возбудитель, но под влиянием последнего разрушаются, вызывая воспалительную реакцию, которая сменяется более совершенной защитной реакцией с участием макрофагов, осуществляющих фагоцитоз и торможение роста возбудителя. При аэрогенном заражении М.tuberculosis, достигшие альвеол, подвергаются фагоцитозу альвеолярными макрофагами. Последние фиксируют МБ на клеточной мембране, а затем инвагинируют их в цитоплазму клетки с образованием фагосомы.

РАЗДЕЛ 1. Лекционные материалы

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Роль макрофагов легких и проблемы взаимодействия макрофагмикобактерия

Точные механизмы, при помощи которых эти клетки осуществляют уничтожение M.tuberculosis, еще не вполне расшифрованы. Тем не менее, уже хорошо известны антимикобактериальные эффекторные функции макрофагов: фагосомолизосомные комплексы, генерация реактивных продуктов кислорода при кислородном взрыве и образование реактивных азотных посредников, осуществляющиеся по L-аргинин-зависимому цитотоксическому пути. Первый из этих механизмов связан с неспецифической функцией макрофагов. Два вторых осуществляются при воздействии сенсибилизированных Т-лимфоцитов.

Считается общепризнанным, что M.tuberculosis, фагоцитированные макрофагами, разрушаются в фагосоме этих клеток под воздействием различных лизосомальных ферментов в результате слияния фагосомолизосомного комплекса, однако M.tuberculosis, попадая в макрофаги, могут сохраняться в фагосомах и даже продолжать размножение. При этом фагоцитоз может носить незавершенный характер. В случаях, когда процесс переваривания МБ блокируется, происходит разрушение макрофагов и выход возбудителей из поглотивших их клеток.

Важный антимикробный механизм активированных макрофагов, направленный против внутриклеточных возбудителей, связан с цитотоксическим действием L-аргинина. Цитотоксический эффект этого механизма опосредован оксидом азота (NO) и связан с реактивными посредниками кислорода, которые генерируются αс участиемα L-аргинина и действием фактора некроза опухоли – (TNF- ), синтезируемого активированными макрофагами.

Организм локализует инфекцию, в результате чего формируется так называемая гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ), являющаяся непременным механизмом в формировании клеточного противотуберкулезного иммунитета.

В естественных условиях заражения M.tuberculosis первичная ГЗТ возникает через 2–3 нед. после инфицирования, а достаточно выраженный иммунный ответ формируется примерно через 6–8 нед.

Формирование противотуберкулезного иммунитета обеспечивается всеми популяциями Т-лимфоцитов, но основная роль всетаки принадлежит клеткам CD4+ и CD8+. Клетки CD4+ способны распознавать антигены микобактерий, фагоцитированных макрофагами, и играют важную роль в противотуберкулезном им-

мунитете. Это служит объяснением, почему уменьшение количества клеток CD4+ в результате ВИЧ-инфекции часто приводит к обострению туберкулеза у больных с ВИЧ-инфекцией.

Активированныеα макрофаги дополнительно секретируют TNF- , инициирующий формирование продуктивной гранулемы, что ограничивает распространение M.tuberculosis и препятствует их размножению. Однако гранулемы не в состоянии полностью локализовать МБТ. В частности, гигантские многоядерные клетки Пирогова-Лангханса становятся хранилищем M.tuberculosis. Диссеминированный туберкулез, связан с прогрессированием первичной инфекции или с реактивацией послепервичных очагов.

Первичный туберкулез может завершиться выздоровлением с минимальными или довольно выраженными изменениями, для которых характерно обызвествление или кальцинация специфических изменений в легких (очаги Гона и Симона) и внутригрудных лимфатических узлах. У таких людей формируется приобретенный иммунитет. Сохранение в остаточных очагах персистирующих M.tuberculosis, с одной стороны, поддерживает иммунитет, а с другой – создает риск эндогенной реактивации туберкулезного процесса. Установлено, что последняя чаще наблюдается при наличии факторов, снижающих иммунитет.

Морфологические изменения в органах и тканях, весьма разнообразные при туберкулезе, определяются формой, стадией, локализацией и распространенностью патологического процесса и в первую очередь состоянием и функциональной активностью иммунной системы организма в момент развития специфического воспаления.

Устойчивость микобактерий к факторам внешней среды

M.tuberculosis обладают высокой устойчивостью к неблагоприятным воздействиям внешних физических и химических факторов вследствие, в том числе, и особенностей клеточной стенки и содержания в ней большого количества липидов. В почве и воде M.tuberculosis остаются жизнеспособными около года. В высохшей мокроте они могут сохраняться до 10–12 мес. (в жилом помещении), в книгах – 3–4 мес. В естественных условиях при отсутствии солнечного света МБ жизнеспособны в течение нескольких месяцев, при рассеянном свете – выживают до 1–1,5 мес. Прямые солнечные и ультрафиолетовые лучи убивают M.tuberculosis в течение нескольких десятков минут, рассеянный свет – через несколько дней. В уличной пыли возбудители туберкулеза остаются жизнеспособными до 10 дней. Они выдерживают процессы гниения и

РАЗДЕЛ 1. Лекционные материалы

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

могут несколько месяцев сохранять жизнеспособность и вирулентность в погребенных трупах.

Характерной особенностью M.tuberculosis является их устойчивость к химическим веществам – кислотам, щелочам, спирту. М.tuberculosis обладают природной устойчивостью ко многимβ антимикробным препаратам: к антибиотикам семейств -лактамов, макролидов, цефалоспоринов и тетрациклинов.

Одним из проявлений изменчивости M.tuberculosis является развитие лекарственной устойчивости к противотуберкулезным препаратам, что имеет важное клиническое значение.

Заключительная часть (5 мин)

В этом разделе лекции рекомендуется остановиться на особенностях возбудителя туберкулеза, которые важны с точки зрения причин и развития туберкулезного процесса, трансмиссии этого заболевания и все что связано с его лабораторной диагностикой.

Рекомендуемая литература

1.Клеточная биология легких в норме и патологии: Руководство для врачей./ Под ред. В.В. Ерохина, Л.К. Романовой, – глава 25. – Морфологическое состояние клеток легких при туберкулезном воспалении. В.В. Ерохин. – С. 422–449, – М.: Медицина, 2000. – 496 с.: ил.

2.Национальное руководство ФТИЗИАТРИЯ. Под общей ред. М.И. Перельмана. – М.: ГЕОТАР-Медиа, 2007. – 512 с.

3.Руководство по медицинской микробиологии. Частная медицинская микробиология и этиологическая диагностика инфекций. Книга II. Под ред. Лабинской А.С., Костюковой Н.Н., Ивановой С.М. – М.: Издательство БИНОМ, 2010. – 1152 с.

4.Туберкулез. Патогенез, защита, контроль: пер. с англ. Под ред. Барри Р. Блума.– М.: Медицина, 2002. – 696с.

Материально-техническое обеспечение

Мультимедийная или проекционная демонстрационные системы, экран, лазерная указка; набор тематических слайдов.

Тема 1.2. «Эпидемиологическая ситуация по туберкулезу в РФ и мире»

Количество аудиторных часов – 1

Примерный план лекции

Основные вопросы, освещаемые в лекции:

•закономерности эпидемического процесса;

•развитие эпидемической ситуации по туберкулезу в различных социально-экономических условиях;

•факторы риска и причины ухудшения ситуации по туберкулезу;

•профилактические и противоэпидемические мероприятия. По усмотрению лектора, с учетом контингента слушателей,

может быть проведен краткий обзор принятой терминологии в эпидемиологии туберкулеза. Например, во вступительной части лекции, могут быть разобраны следующие понятия: заболеваемость, смертность, распространенность, туберкулез с лекарственной устойчивостью и т.д.

Цель – формирование у слушателей представлений о закономерностях эпидемиологических процессов в современных условиях в России и в мире. Умение пользоваться основными статистическими формами учета и регистрации туберкулеза в РФ.

Вводная часть (5–10 мин)

Разбираются понятия: источник инфекции, пути и механизмы передачи, факторы передачи, очаг инфекции, риск заболеваемости, заболеваемость, смертность, распространенность, туберкулез с лекарственной устойчивостью, внутрибольничный туберкулез, очаги инфекции и т.д. Обзор основных форм регистрации больных туберкулезом в РФ и используемые показатели в этих формах, относящиеся к лабораторной диагностике туберкулеза.

Основная часть (30 мин)

Эпидемиология и особенности туберкулеза в современных условиях

Основным резервуаром туберкулезной инфекции являются люди больные туберкулезом легких, а также некоторые виды животных, которых поражают микобактерии туберкулеза (крупный рогатый скот, собаки, мыши).

Особенностью эпидемиологии туберкулеза является наличие большой части потенциально инфицированных людей без манифестации заболевания. Считается, что треть взрослого населения

РАЗДЕЛ 1. Лекционные материалы