Новиков Д.К. Медицинская микробиология

ной оболочки, грамотрицательны, по Романовскому-Гимзе окрашиваются в сиреневый цвет, при окраске по Здродовскому – красные.

Культуральные свойства. Размножаются в основном внутриклеточно, чаще в цитоплазме.

Их культивируют в культуре клеток фибробластов куриного эмбриона, в желточном мешке куриного эмбриона, в кишечнике вшей или в их личинках.

Антигенные свойства. Имеют 2 антигена – термолабильный видовой специфический, белковой природы, расположен в поверхностных структурах цитоплазмы; другой АГ – термостабильный группоспецифический, общий для нескольких видов риккетсий, полисахаридной природы.

Факторы патогенности. Имеют токсины: эндотоксин (ЛПС); другой токсический фактор – термолабильный белок, который находится в капсулоподобном слое, способен под действием формалина приобретать свойства анатоксина.

Возбудители эпидемического сыпного тифа.

Риккетсии Провачека (возбудители эпидемического сыпного тифа) были впервые обнаружены Риккетсом в 1910 г. в крови больных мексиканской лихорадкой, в 1913 г. Провачек нашел такие же формы у больных сыпным тифом, а позже и во вшах, паразитирующих на больных сыпным тифом. Оба исследователя погибли от риккетсиозов. Американский ученый Брилл в 1910 г. описал спорадический сыпной тиф. Теперь он называется спорадической болезнью Брилла-Цинссера.

Свойства

Морфологические. Выражен полиморфизм. Могут быть палочковидной, шаровидной, нитевидной формы. Нет спор, капсул, жгутиков, грамотрицательны, по Романовскому-Гимзе окрашиваются в сиреневый цвет, по Здродовскому в красный.

Культуральные. Строгие внутриклеточные паразиты. Чаще размножаются в цитоплазме клеток, культивируют их в желточном мешке куриного эмбриона, в фибробластах куриных эмбрионов и млекопитающих, перевиваемых культурах, в легочной ткани кроликов, в кишечнике и личинках вшей.

Факторы патогенности: эндотоксин и термолабильный белок со свойствами экзотоксина, последний может переходить в анатоксин под действием формалина, хотя прочно связан с телом клетки.

Антигены. Белковые антигены – термолабильные, специфические (OmpA, OmpB - белки наружных мембран), полисахаридный – общий для риккетсий Музера и протея ОХ-19.

Резистентность. В естественных условиях риккетсии могут находиться только в организме человека или переносчика. В окружающей

291

среде быстро гибнут, в высушенном виде могут сохранять жизнеспособность 5-6 дней. Дезинфицирующие растворы, температура выше 800С разрушают их за несколько минут, 1000С – моментально.

Характеристика заболевания

Источник инфекции: больной человек в период лихорадки и спустя 7-8 дней после нее.

Переносчики – вши.

Патогенез: у вшей после насасывания крови больного человека риккетсии попадают в слизистую желудка и кишечника, размножаются в клетках, разрывают их и проникают в другие клетки. Через 4-5 дней в просвете кишечника накапливается много риккетсий. При укусе здорового человека вши выделяют на кожу содержимое кишечника. Человек расчесывает место укуса и втирает эти выделения вместе с риккетсиями в скарифицированную поверхность кожи и слизистых.

Первоначально риккетсии размножаются в месте первичного очага. Затем распространяются лимфогенно, поглощаются макрофагами (незавершенный фагоцитоз), развивается воспалительная реакция в лимфоузлах. От входных ворот возбудитель попадает в кровь, внутренние органы. Риккетсии адсорбируются на эндотелии сосудов, проникают в цитоплазму, вызывают цитолиз зараженных клеток. За 12-14 дней инкубационного периода в крови накапливается много риккетсий. Нарастает интоксикация, развивается эндоваскулит. Поражение поверхностных сосудов проявляется розеолезнопетехиальной сыпью, эндоваскулит мозговых сосудов – головные боли и тифоидное состояние. Затем начинается период активации иммунных реакций, накапливаются антитела, начинается элиминация возбудителя. Часть риккетсий сохраняется в организме в неактивном состоянии в мононуклеарных фагоцитах. Они и обеспечивают рецидивный сыпной тиф (болезнь Брилла-Цинссера).

Для первичного эпидемического сыпного тифа характерны предрасполагающие факторы (война, голод, педикулез); наличие источника инфекции; чаще болеют дети; наблюдается сезонность (зимний период).

Для болезни Брилла-Цинссера характерны отсутствие явного источника инфекции, в 60% случаев у этих людей в анамнезе уже был тиф, нет сезонности, нет педикулеза, чаще болеют пожилые люди, более короткое и легкое течение. Болезнь Брилла называют еще рецидивным тифом – результат персистирующей инфекции.

Иммунитет антимикробный, антитоксический, нестерильный.

Лабораторная диагностика

Материал – кровь, сыворотка, трупный материал.

Основной метод диагностики – серологический. Выявляют антитела в РСК (диагностический титр 1:160) РПГА, РИФ (непрямой),

292

ИФА с растворимым антигеном риккетсий Провачека. Также используют реакцию непрямого гемолиза, результаты которой можно учесть через 1,5-2 часа. Данная реакция основана на том, что эритроциты, на которых адсорбированы риккетсиозные антигены, при встрече с антителами и комплементом лизируются (классический путь активации комплемента).

Биопроба. При стертых формах и для дифференциации от эндемического тифа материал от больного вводят внутрибрюшинно самцам морской свинки. При эндемическом сыпном тифе риккетсии размножаются в вагинальных оболочках яичка морской свинки – образуются «клетки Музера» (скротальный феномен) в результате специфического периорхита. Риккетсии Провачека орхита не вызывают.

Аллергический метод. Выявляют гиперчувствительность замедленного типа.

Бактериологический метод. Заражают куриные эмбрионы материалом от больного, проводят индикацию по гибели эмбриона, а идентификацию по реакции нейтрализации. При культивировании на культурах клеток обнаруживают бляшки под агаром. Идентифицируют в реакции нейтрализации бляшкообразования.

Дифференцировка первичного сыпного тифа и рецидивного (болезни Брилла-Цинссера): при эпидемическом первичном тифе образуются иммуноглобулины класса М (первичный иммунный ответ), а при болезни Брилла – иммуноглобулины класса G (вторичный иммунный ответ).

Исходя из этого, при определении класса антител реакции ставят в 2-х рядах: в одном ряду разводят сыворотку, обработанную восстановителем (например, цистеином или меркаптоэтанолом для разрушения дисульфидных связей в молекулах иммуноглобулинов), во втором ряду – нативную сыворотку. В оба ряда добавляют диагностикум риккетсий Провачека. Если реакция идет в двух рядах до одинакового титра, то в сыворотке присутствуют IgG (они более устойчивы к восстановлению). Это характерно для болезни Брилла.

Профилактика: неспецифическая – изоляция и лечение больных, борьба с педикулезом, дезинфекция и дезинсекция в очагах, дезобработка одежды больных. Специфическая профилактика – введение по эпидпоказаниям живой комбинированной сыпнотифозной вакцины (ЖКСВ) или вакцины из очищенных концентрированных поверхностных антигенов риккетсий Провачека.

Лечение – антибиотики с учетом чувствительности к ним, лучше доксициклин или препараты группы макролидов.

Крысиный эндемический сыпной тиф – острый доброкаче-

ственный риккетсиоз, сопровождается лихорадкой, головной болью и

293

распространенной розеолезно-папулезной сыпью. Возбудитель – R. typhi, открыты в 1928 г. Музером.

Общие свойства те же, что у риккетсий Провачека, кроме вышеописанных свойств, характерно активное размножение в мезотелиальных клетках грызунов и образование клеток Музера; имеют термолабильный специфический белковый антиген и полисахаридный, общий с риккетсиями Провачека и протеем ОХ-19.

Характеристика заболевания

Источник инфекции – мелкие грызуны (крысы, мыши), которые выделяют возбудителя в окружающую среду с мочой.

Переносчики и резервуары инфекции – клещи. Переносчиками могут быть блохи.

Пути передачи: трансмиссивный, иногда алиментарный (через продукты, загрязненные выделениями грызунов). Заражение человека чаще осуществляется через укус крысиного клеща и втирания возбудителя с фекалиями в поврежденную кожу и слизистые. Заболевание носит природноочаговый характер.

Для клинической картины заболевания характерны лихорадка, обильная сыпь (начинается с туловища), интоксикация.

Иммунитет – прочный, перекрестный с эпидемическим сыпным тифом.

Лабораторная диагностика

Серологический метод – РПГА, РСК, реакция агглютинации риккетсий, РИФ. Реакции ставят параллельно с риккетсиями Музера и Провачека. С гомологичным антигеном титр АТ выше в 3 и более раз.

Биопроба на морских свинках (самцах), которым вводят материал внутрибрюшинно. При эндемическом сыпном тифе развивается специфический периорхит.

Бактериологический метод: при культивировании в культурах клеток образуются бляшки. Для идентификации возбудителя ставят реакцию нейтрализации бляшкообразования.

Профилактика неспецифическая – изоляция и лечение больных, дератизация, дезинфекция в очаге, охрана пищевых продуктов от загрязнения выделениями грызунов.

Вакцина из риккетсий Музера малоэффективна.

Группа пневмотропных риккетсиозов включает одно заболе-

вание – Ку-лихорадку, которую вызывает Coxiella burnetii. Это острое природно-очаговое риккетсиозное заболевание с разнообразными механизмами заражения. Характеризуется поражением макрофагальной системы, лихорадкой, интоксикацией.

Первое описание этого заболевания сделано Е. Дерриком в 1937 г. среди фермеров в Австралии и названо им «Q-fever» (от английского query – неясный, неопределенный). В 1939 г. Ф. Бернет и

294

М. Риман выделили возбудителя этого заболевания в эксперименте на животных. В последующем возбудителя отнесли к роду Coxiella, вид

С. burnetii.

Свойства

Морфологические свойства. Очень мелкие (проходят через бактериальные фильтры диаметром 0,3-0,4 мкм) плеоморфные микроорганизмы, могут превращаться в L-формы, неподвижны, не имеют спор и капсул, окрашиваются по Здродовскому в красный цвет. Отличаются от других риккетсий по содержанию Г+Ц в ДНК (43 моль%), размножаются в фаголизосомах (вакуолях) эукариотических клеток.

Культуральные свойства. Строгие внутриклеточные паразиты. Размножаются в фаголизосомах (вакуолях) эукариотических клеток при кислом рН. Имеют 2 морфологических варианта в жизненном цикле – малый (вне клетки), большой - внутриклеточный. Из большого варианта образуется форма, напоминающая спору.

Репликация коксиелл происходит очень медленно. Культивируются в желточном мешке куриного эмбриона при 35 С, в культурах клеток куриных фибробластов, в отличие от других риккетсий, имеют собственные системы биосинтеза белка и мобилизации энергии.

Антигены.

При развитии заболевания возбудитель находится в 2 фазах. I фаза соответствует S-форме микроба, II фаза соответствует R-форме. Отсюда различают полисахаридные АГ I и II фаз. Фазовая вариабельность выявляется в РСК. Антигены I фазы выявляют в период поздней реконвалесценции, а II-й фазы определяются в раннем периоде болезни.

Резистентность. Очень устойчивы в окружающей среде. Дезрастворы на них действуют медленно. При температуре 4 С могут сохранять жизнеспособность до 1 года. Нагревание до 70-90 С инактивирует их лишь частично, 100 С оказывает губительное действие через 10 минут. Малочувствительны к формальдегиду, 1%-ному фенолу, высокочувствительны к спирту, эфиру.

Характеристика заболевания

Источники инфекции – грызуны, дикие и домашние животные.

Пути передачи – аэрогенный, гораздо реже алиментарный (через молоко) и трансмиссивный через укусы иксодовых, аргасовых и гамазовых клещей. У клещей есть трансовариальная передача возбудителя.

Патогенез. В патогенезе выделяют несколько фаз:

–внедрение риккетсий без первичного аффекта у входных ворот;

–лимфогенная и гематогенная диссеминация риккетсий, сопровождается внедрением возбудителя в эндотелиальные клетки;

295

–размножение риккетсий в макрофагах и гистиоцитах, выход их

вкровь. Развивается повторная риккетсиемия, токсинемия и появляются вторичные очаги инфекции во внутренних органах. Параллельно развивается ПЧЗТ.

Инкубационный период длится от 10 до 26 дней. Клиническая картина очень вариабельна. В 60% случаев болезнь имеет бессимп-

томное течение. При развернутых формах заболевания начало острое, лихорадка 39-40оС (2-3 недели), интоксикация, головная боль, боли в мышцах, носовые кровотечения, кашель, гиперемия лица, инъекция склер. Основными органными поражениями являются пневмония, гранулематозный гепатит, повреждение клапанов сердца (эндокардит), который возникает при хронической форме болезни.

Лабораторная диагностика

Материал для исследования: кровь, сыворотка, биоптаты тканей. Серологический метод – РСК с 10-12 дня. Диагностический титр

АТ – 1:40 – острая форма болезни (АГ 2 фазы), 1:200 – хроническая форма (АГ 1 фазы). Также применяется МИФ для выявления АТ. Можно использовать реакцию агглютинации, ИФА с 8-10 дня болезни. В разгар заболевания выявляют антитела к II фазе антигена. При анамнестической реакции определяются антитела к I и II фазе.

Культивирование проводят только в специализированных лабораториях на куриных эмбрионах и культурах клеток.

Аллергическая проба строго специфична с 3-8 дня заболевания. Биопроба проводится на морских свинках, белых мышах, хлоп-

ковых крысах. У них через 7 дней после заражения возбудитель накапливается в печени, селезенке и других органах, что можно выявить при вскрытии трупов животных и приготовлении мазковотпечатков для выделения возбудителя.

Реакция иммунной флюоресценции применяется для выявления антигена.

Используют молекулярные методы: ПЦР (в том числе в молоке), метод гибридизации ДНК, вестерн-блотинг.

Профилактика. Неспецифическая проводится в очагах, включает контроль за состоянием здоровья животных, достаточную термическую обработку молочных и мясных продуктов, дезинфекцию. Для специфической профилактики используют живую вакцину из штамма М-44. Применяют ее накожно.

Лечение. Коксиеллы имеют природную устойчивость к беталактамам и аминогликозидам. При острой форме назначают доксициклин, офлоксацин, макролиды (кларитромицин). При хронической форме – комбинации антибиотиков (доксициклин, офлоксацин), которые применяют в течение нескольких лет.

296

XVIII. ХЛАМИДИИ

Хламидии – микроорганизмы со строгим внутриклеточным паразитизмом. Они впервые были обнаружены С. Провачеком и Л. Гальберштедтером в 1907 г. в отделяемом конъюнктивы при трахоме. Обнаруженные Провачеком микроколонии (тельца Гальберштедтера – Провачека) были окутаны мантией («хламидой»). С этого периода все микроорганизмы с аналогичными фенотипическими признаками стали относить к семейству Chlamydiaceae, роду Chlamydia.

Начиная с 1970 г. благодаря развитию ДНК-систематики, при изучении генома хламидий были использованы методы генетической рестрикции и молекулярной гибридизации, что позволило изучить структуру генов 16S и 23S рРНК у различных представителей порядка Chlamydiales. Результаты этих исследований (процент гомологии в последовательности генов 16S и 23S рибосомальной РНК), а также различия культуральных, биохимических, антигенных свойств хламидий, клинические проявления заболеваний и строго определенный круг хозяев явились предпосылкой к изменению номенклатуры и таксономии микроорганизмов, входивших в порядок Chlamydiales

(К. Еwerett, 1999).

В настоящее время выделено 4 семейства: Chlamydiacea, включающее 2 рода, патогенных для человека микроорганизмов – Chlamydia и Chlamydophila и 3 семейства родственных хламидиям микроорганизмов – Parachlamydiaceae, Simcaniacae и Waddliaceae.

Наибольшую роль в патологии человека из рода Chlamydia играет C. trachomatis, имееющая 15 сероваров. Серовары L-1, L-2, L-3 являются возбудителями пахового лимфогранулематоза; сероварианты А, Ва, В и С – возбудители трахомы. Остальные (от D до К) вызывают различные урогенитальные заболевания, пневмонию новорожденных, путь передачи – контактный.

Из рода Chlamydophila патогенными для людей являются

C.pneumoniae, C. psittaci, C.abortus. C. pneumoniae имеет 4 серовари-

анта – TWAR, AR, KA, CWZ. Они вызывают пневмонии, ОРВИ, изучается их участие в патогенезе атеросклероза, бронхиальной астмы, саркоидоза. Путь передачи данных инфекций – воздушно-капельный.

C.abortus распространены среди животных, они колонизируют плаценту, вызывают аборты у животных, реже у женщин, работающих с овцами.

C. psittaci имеют восемь серовариантов. Они вызывают орнитоз (пситтакоз). Путь передачи – воздушно-капельный. Источник инфекции – птицы (для орнитоза – голуби, для пситтакоза – попугаи).

Свойства

Структура клеточной стенки хламидии соответствует общему

297

принципу построения грамотрицательных бактерий. Она состоит из внутренней цитоплазматической и наружной мембран (обе являются двойными, обеспечивая прочность клеточной стенки). Антигенные свойства хламидий определяются внутренней мембраной, которая представлена липополисахаридами. В нее интегрированы белки наружной мембраны (Outer membrane proteins – ОМР). На основной белок наружной мембраны - Major Outer Membrane Protein (MOMP)

приходится 60% общего количества белка. Остальная антигеннная структура представлена белками наружной мембраны второго типа – ОМР-2.

Все хламидии имеют общий групповой, родоспецифичный антиген (липополисахаридный комплекс, реактивной половиной которого является 2-кето-З-дезоксиоктановая кислота), используемый при диагностике заболевания иммунофлюоресцентными методами с применением специфических антител.

Белки MOMP и ОМР-2 содержат видо- и серотипоспецифические эпитопы. Однако в них имеются также области с высоким сходством среди видов (родоспецифические эпитопы), что обусловливает возможность появления перекрестных реакций. Основной белок клеточной мембраны и богатые цистеином другие белки связаны дисульфидными связями. Обнаружено пять генов дисульфидсвязанных изомераз, возможно играющих роль в реструктуризации цистеинбогатых белков при дифференциации элементарных телец в ретикулярные. У C. trachomatis выявлено 9 генов, кодирующих поверхностные мембранные белки, у C. pneumonia –18.

Хламидии и хламидофилы – строгие внутриклеточные патогены. Они способны синтезировать АТФ в незначительных количествах путем гликолиза и расщепления гликогена. Гликолитический цикл редуцирован, поскольку отсутствуют некоторые ферменты. Он компенсируется через пентозофосфатный и гексозофосфатные шунты. Хламидии в процессе приспособления к внутриклеточному паразитизму выработали уникальные структуры и биосинтетические механизмы, не имеющие аналогов у других бактерий. У хламидий не обнаружен высококонсервативный ген Ftsz, абсолютно необходимый для клеточного деления всех прокариот, поскольку он ответственен за образование клеточной перегородки во время деления клетки. У хламидий отсутствует пептидогликан – компонент клеточной стенки существующий как у грамположительных, так и у грамотрицательных бактерий, но при этом в геноме содержатся гены, кодирующие белки, которые необходимы для его полного синтеза.

Методом сканирующей электронной микроскопии на поверхности хламидий были выявлены куполообразные структуры, пронизанные микрофиламентами. Микрофиламенты выходят из центра, дости-

298

гают мембраны включений и пронизывают ее. Функцию этой структуры связывают с транспортом питательных веществ от эукариотической клетки к паразиту. в геноме хламидий обнаружены гены, кодирующие аппарат для 3-го типа секреции, который обусловливает вирулентность грамотрицательных бактерий. Это образование осуществляет передачу сигнала от паразита к эукариотической клетке. В процесс взаимодействия хламидий с клеткой хозяина вовлечены не только поверхностные структуры хламидий, но и мембраны включений, поскольку в ассоциации с ними обнаружены хламидийные белки. У них отсутствуют цитохромы, т.е. они являются энергетическими паразитами. Культивируются в культурах клеток и желточном мешке куриного эмбриона.

Имеют уникальный двухфазный цикл развития: до проникновения в клетку хламидии инертны, это спороподобное состояние (элементарные тельца). Они обладают инфекциозностью, т.е. могут заражать клетки. Вначале элементарные тельца адгезируются на клет- ках-мишенях, а затем захватываются везикулами фагоцитов. В клетке везикулы с хламидиями двигаются в перинуклеарном пространстве и формируют включения внутри цитоплазмы. Элементарные тельца превращаются в большие метаболически активные неинфекционные ретикулярные тельца. Они оттесняют ядро клетки-хозяина к периферии. Сами располагаются около ядра и окружаются оболочкой клеточного происхождения «хламидой». Затем ретикулярное тельце делится, образуются дочерние формы, которые превращаются опять в элементарные тельца и выделяются из клетки.

Весь цикл развития занимает около трех суток. Процесс размножения хламидий является асинхронным и даже на клеточной стадии развития состоит из элементарных телец, ретикулярных телец и переходных форм. В инфицированной клетке не происходит слияние фагосомы с лизосомами, поэтому фагоцитоз носит незавершенный характер.

По химическому составу хламидии сходны с грамотрицательными бактериями, имеют в своем составе ДНК и РНК. Способны персистировать, могут переходить в L-формы, неподвижны, нет спор, у ретикулярных телец обнаружена микрокапсула.

Антигены: белковый термолабильный, находится в наружной мембране, проявляет свойства поринов. Он включает детерминанты, которые распознаются видо-, типо- и сероварспецифическими антителами; родоспецифический антиген (ЛПС) термостабилен и состоит из специфической детерминанты и групповой, дающей реакцию с некоторыми сальмонеллами.

Факторы патогенности. Имеют эндотоксин и экзотоксин, термолабильные мембранные эффекторы, которые связаны с типоспе-

299

цифическими хламидийными антигенами и обеспечивают адгезию на клетках-мишенях, тропизм к определенным тканям. Выделяют нейраминидазу, которая разрушает сиаловую кислоту рецепторов, реагирующих с возбудителем. В результате увеличивается проницаемость тканей. Факторами патогенности являются и метаболиты, которые угнетают функции клеток хозяина.

Патогенез зависит от вида, сероварианта возбудителя, входных ворот и действия факторов патогенности. Ведущую роль в патогенезе хламидийной инфекции играют иммунопатологические механизмы.

Учитывая способность хламидий ингибироватъ слияние фагосом с лизосомами, фагоцитоз при хламидийной инфекции непродуктивный. При этом рост хламидий в моноцитах приостанавливается в промежуточном состоянии на стадии между элементарными и ретикулярными тельцами. На этом этапе в цитоплазме моноцитов обнаруживается липополисахарид клеточной стенки и отсутствует главный белок наружной мембраны (МОМР). Макрофаги презентирует Т- хелперам липополисахаридный (ЛПС) антиген и не презснтируют основной протективный антиген хламидий (МОМР). Иммунный ответ заведомо формируется к вариабельному ЛПС и оказывается неспеци-

фическим по отношению к Chlamydia trachomatis.

Из одного общего предшественника Т-хелперов развиваются две функционально различающиеся, но взаимно регулируемые субпопуляции Т-клеток CD4+, продуцирующие собственные цитокины (табл.

).

Продуктами активации Т1-хелперного звена являются:

а) интерлейкин-2 (ИЛ-2) – истинный Т-клеточный лимфокин (индуктор), стимулирующий пролиферацию клонов Т-клеток,

б) фактор некроза опухоли-(TNF- ). Дaнный лимфотоксин

300