Лекція № 9

Тема лекції:

Збудники повітряно-краплинних бактеріальних інфекцій

План лекції

1. Короткі дані про морфологію та біологічні властивості коринебактерій дифтерії.

2. Патогенез дифтерії. Імунітет. Особливості взяття матеріалу для дослідження від хворих на дифтерію та транспортування його до лабораторії. Основні етапи лабораторної діагностики. Специфічне лікування. Профілактика.

3. Короткі дані про збудника коклюшу. Особливості взяття матеріалу для дослідження. Специфічна профілактика коклюшу.

4. Мікобактерії туберкульозу. Морфологія, короткі дані про біологічні властивості збудника туберкульозу. Токсичні речовини. Патогенез туберкульозу. Імунітет. Правила збирання харкотиння, дезінфекція плювальниць. Заходи безпеки під час роботи.

5. Лабораторна діагностика туберкульозу. Проба Манту. Специфічна профілактика. Протитуберкульозні хіміотерапевтичні препарати. Медична етика і деонтологія.

Зміст лекції коринебактерії дифтерії

Загальна характеристика. Збудник дифтерії (СогупеЬасІегішп аірпЙіегіае) належить до роду СогупеЬасіегіит. Назва збудника по­ходить від грецьких слів: Иогупе — булава, ЬаШегіоп — паличка і йірМкегіоп — плівка, що означає: булавоподібно потовщені палич­ки, що спричинюють утворення плівки. Вперше збудник дифтерії був виявлений у 1883 році Е. Клебсом у зрізах з дифтерійної плівки. У чистій культурі був отриманий в 1884 році Ф. Леффлером (звідси — бактерія Леффлера, ВЬ). Під час дослідження збудника дифтерії були зроблені значні відкриття в галузі мікробіології. Вперше були отримані препарати: екзотоксин, антитоксична сироватка і ана­токсин. У 1888 році Е. Ру і А. Ієрсен виявили у збудника дифтерії здатність продукувати екзотоксин. У 1892 році Е. Берінг отримав антитоксичну сироватку, яка з 1894 року використовується для лі­кування дифтерії. А в 1923 році Г. Рамон розробив метод перетво­рення екзотоксину на анатоксин, який успішно використовується для активної профілактики дифтерії.

Бактерії роду Corynebacterium значно поширені у природі, серед них є патогенні і непатогенні види. Непа-тогенні коринебактерії є представни­ками нормальної мікрофлори шкіри і слизових оболонок зіва, носоглотки, очей, дихальних шляхів, сечівника, статевих органів. Найчастіше з орга­нізму хворих та здорових людей ви­діляють С. diphtheriae, С. ulcerans, С. pseudotuberculosis, С. xerosis, С. pseudodiphtheriticum. Патогенні коринебактерії можуть бути токсигенними і нетоксигенними.

С. ulcerans та С. pseudotuberculosis — природні патогени великої та малої

рогатої худоби, коней. Можливість зараження людини С. ulcerans украй низька. Проте відомі випадки, коли при клінічній картині захворювання, схожій з такою при дифтерії, були виділені токси-генні С. ulcerans. Такі хворі частіше мешкали у сільській місце­вості і мали контакт із хворими тваринами. Нетоксигенні штами С. ulcerans спричинюють некротичні гранульоми і захворювання легень. Інфекція, зумовлена С. pseudotuberculosis, трапляється се­ред населення дуже рідко, має вигляд казеозного лімфаденіту і ха­рактеризується як професійне захворювання. С. pseudotuberculosis часто є причиною захворювань овець, рідше кіз і коней.

С. xerosis та С. pseudodiphtheriticum (псевдодифтерійна палич­ка Гоффмана) часто перебувають в організмі людини в складі нор­мальної мікрофлори. С. xerosis може спричинювати кон'юнктивіти з тривалим і в'ялим перебігом.

Згадки про дифтерію належать до IV—III ст. до н.е. У стародавні часи її називали "сірійською хворобою", "єгипетською хворобою", "хворобою, що задушує", "злоякісною виразкою глотки", "зашмор­гом ката". Термін "дифтерія" запропонував французький учений Бретонно наприкінці XIX ст.

Дифтерію реєструють у багатьох країнах світу, але рівень захво­рюваності невідомий. Вона регулярно реєструється в країнах Афри­ки. Від початку обов'язкової імунізації проти дифтерії в СРСР з 30-х років до середини 70-х дифтерія вважалася практично ліквідованою інфекцією. Недбале ставлення до проведення обов'язкових щеплень призвело до різкого зростання захворюваності у 80-х роках, яке до­сягло піка в Україні у 1994 році і призвело до епідемії. До того вона охопила 15 країн Європи. За 6 років епідемії в Європі перехворіло 100 тис. осіб, із яких 8 тис. померли. Особливістю цієї епідемії було те, що серед захворілих переважало доросле населення над дитячим (співвідношення становить 5:1—7:1).

Морфологія. Бактерії роду Corynebacterium — це прямі або ледь зігнуті поліморфні палички із заокругленими або гострими кінцями, завдовжки 1—8 мкм, діаметром 0,3—0,8 мкм, спору не утворюють, утворюють мікрокапсулу, нерухливі, мають фімбрії, грампозитив-ні (мал. 28). Для морфології збудників дифтерії характерна велика різноманітність розміру клітин — від кокоподібних до тонких була-воподібних, на кінцях яких є потовщення; вони здатні утворювати фільтрувальні і L-форми. У препараті розміщуються безладно, але часто у вигляді латинських літер X, V, L, що пояснюється особли­вістю їх розходження під час поділу клітин (останньою розрива­ється мікрокапсула і клітини розходяться під кутом). Є. ulcerans і Є. pseudodiphtheriticum здебільшого розміщуються паралельно. На­явність гранул (зерен волютину, або тілець Бабеша—Ернста) зумов­лює внутрішньоклітинну смугастість. Для виявлення зернистості препарат фарбують за Нейссером або метиленовим синім, який має спорідненість до волютину, тому забарвлює гранули більш інтенсив­но, ніж цитоплазму клітин.

Культивування. Класифікація. Є. diphtheriae вибагливі до по­живних середовищ, ростуть на середовищах, що містять кров або сироватку крові. Елективними є середовища: Ру (зсіла цільна кін­ська сироватка), Леффлера (3 частини сироватки великої рогатої худоби і 1 частина цукрового бульйону), нині використовують 10 % сироватковий агар. На зсілій сироватці або сироватковому агарі ріст з'являється через 8—12 год, стороння мікрофлора за цей час не всти­гає прорости. На зсілій сироватці утворюються дрібні випуклі коло­нії сірувато-білого або жовтувато-кремового кольору з гладенькою поверхнею. Колонії не зливаються між собою, тому поверхня куль­тури нагадує вигляд "шагреневої" шкіри. Особливістю збудників дифтерії є їхня резистентність до високих концентрацій калію те­луриту, у той час як супутня мікрофлора гине. Тому для первинного культивування використовують селективне середовище, кров'яно-телуритовий агар (КТА). Є. diphtheriae відновлюють калію телурит до металевого телуру, який накопичується в мікробних клітинах і надає колоніям темно-сірого або чорного кольору.

За структурою колоній і біохімічними властивостями Є. diph­theriae поділяється на 4 біокультивари: gravis, mitis, intermedins і belfanti.

Через 48 год на кров'яно-телуритовому агарі варіанти mitis і belfanti утворюють дрібні (1,5—2 мм у діаметрі), сірі або чорні, кру­глі, з рівним краєм, гладенькі, випуклі, маслянистої консистенції, колонії S-форми. Варіант gravis утворює дрібні (2—3 мм), сірі або чорні, матові, сухі колонії, які можна пересувати петлею по поверх­ні агару, не порушуючи їх цілості, крихкі, плоскі, з радіальною посіченістю, хвилястими краями — R-форми. Варіант intermedins утворює дрібні (0,5—1 мм), сірі, прозорі, плоскі, гладенькі колонії

— перехідна SR-форма.

У рідкому поживному середовищі варіанти mitis і belfanti утво­рюють рівномірне помутніння і порошкоподібний осад, варіант gravis — плівку і великозернистий осад, бульйон зазвичай прозо­рий. Варіант intermedins утворює помутніння, яке згодом просвіт­люється, і дрібнозернистий осад.

Коринебактерії — аероби або факультативні анаероби, оптималь­на температура росту — 35—37 °С, рН 7,6—7,8.

Ферментативна активність. У С. diphtheriae слабо виражені са-харолітичні властивості, вони розщеплюють глюкозу, мальтозу, га­лактозу до кислоти без газу. Варіант gravis розщеплює крохмаль. Виробляють фермент цистиназу, нітратредуктазу, не виробляють уреазу. За цими ознаками проводять диференціацію коринебакте­рій, але основними є визначення ферментів цистинази, уреази і ні-тратредуктази.

Антигенна структура коринебактерій досить різноманітна, у них виявлено декілька десятків соматичних антигенів, за якими їх поді­ляють на серотипи. Розрізняють 11 серотипів С. diphtheriae.

Резистентність. С. diphtheriae стійкі в навколишньому середови­щі. Вони тривалий час (до 5 тиж) зберігаються у висушеній слині, слизі, в часточках пилу. У висушених плівках за кімнатної темпе­ратури зберігаються до 7 міс, на іграшках — до 2 тиж, у воді, молоці

— до 6—20 діб, стійкі до низької температури. Під впливом високої температури і дезінфекційних засобів вони швидко гинуть.

Фактори патогенності:

• фактори адгезії і колонізації — фімбрії, інші поверхневі струк­тури;

• фактори інвазії — гіалуронідаза, нейрамінідаза, протеази;

• екзотоксин — основний фактор вірулентності — пригнічує синтез білка на рибосомах клітин, унаслідок чого клітини відмирають. Він уражає практично всі органи, але найбільш чутливими є клітини м'язів серця, нирок, надниркових за­лоз, нервові клітини. Як всі екзотоксини, він складається з 2 фрагментів — А і В. Фрагмент В адсорбується на мембрані клітини, утворює в ній канал, через який проникає фрагмент

А і уражає фермент трансферазу (у клітині еукаріотів його міститься всього 1—2 молекули), який відповідає за елон­гацію (нарощування) поліпептидного ланцюга на рибосомі. Однієї-двох молекул екзотоксину достатньо для того, щоб призупинити синтез білка в клітині. Цим пояснюється висо­ка його токсичність. Екзотоксин продукують лише лізогенні штами коринебактерій у зв'язку з тим, що іюх-ген міститься не в геномі бактеріальної клітини, а в ДНК помірного фага — фагова конверсія. Генетичний аналіз нетоксигенних штамів коринебактерій показав, що понад 20 % їх містить іюх-ген у "мовчазному" стані, тобто вони мають потенційну можливість продукувати токсин. Тому нетоксигенні штами, які виділе­ні від хворих та в осередках дифтерії, вивчати за допомогою ЛПР для визначення Іюх-гену. Можливість перетворення не­токсигенних штамів на токсигенні за допомогою фагової кон­версії була доведена у дослідах на морських свинках, курячих ембріонах і білих мишах. Але чи відбувається подібне пере­творення в природних умовах під час епідемічного процесу, поки що не з'ясовано; — біологічно активні речовини (їх більше ніж 20) пригнічують фагоцитоз, сприяють всмоктуванню і поширенню екзотокси­ну по організму. Нетоксигенні штами мають всі фактори патогенності, крім ек­зотоксину. Останнім часом відмічається зростання кількості захво­рювань з клінічним діагнозом "дифтерія", при яких виділяються нетоксигенні штами С. с1ірпі;пегіае. Якщо в 1994 році питома вага таких випадків в Україні становила 4,6 % , то в 1998 році — 15 %, а в м. Києві — 47 %.

Особливості епідеміології. Дифтерія — антропонозна інфек­ція. Джерелом є хворий, реконвалесцент або здоровий носій. Осно­вним механізмом передачі є повітряно-краплинний, можливий контактно-побутовий. Факторами передачі можуть бути предмети побуту: посуд, книги, білизна, іграшки, а також харчові продукти — молоко, крем. Хворий заразний протягом усього періоду хворо­би і під час реконвалесценції. Середній термін бактеріоносійства у реконвалесцентів триває від 2 до 7 тиж, можливо і до 3 міс. Основну роль в епідеміології дифтерії відіграють здорові носії.

Причиною здорового носійства є недостатність антибактеріаль­ного імунітету. До дифтерії сприйнятливі люди будь-якого віку. Раніше дифтерію відносили до дитячих хвороб через можливість (в умовах широкої циркуляції збудника) заразитися і перехворіти в дитячому віці. Серед дорослих хворіють переважно нещеплені або неправильно щеплені особи.

Особливості патогенезу і клінічної картини. Інкубаційний пері­од триває від 2 до 10 діб. Вхідними воротами збудника є слизові обо­лонки мигдаликів, гортані, глотки, носа, статевих органів, а також кон'юнктива і шкіра.

За локалізацією процесу розрізняють різні клінічні форми диф­терії: дифтерія мигдаликів, назофарингеальна дифтерія глотки (ра­ніше дифтерія зіва), дифтерія переднього відділу носа, ларингеаль-на дифтерія (дифтерія гортані) — первинна дифтерія і дифтерія незвичайних локалізацій: шкіри, вуха, очей, рани, статевих органів — вторинна дифтерія. Найчастіше вторинна дифтерія розвиваєть­ся як автоінфекція, тобто внаслідок перенесення збудника забруд­неними руками (чи іншим шляхом) з місця первинної локалізації.

На місці проникнення і розмноження збудника виникає місце­ва запальна реакція (набряк, гіперемія) — катаральне запалення. Внаслідок дії екзотоксину й інших факторів утворюються вогни­ща некрозу, які більш виражені на периферії зони розмноження збудника. Екзотоксин спричинює паралітичне розширення крово­носних судин, підвищує їх проникність, тому в зону запалення і не­крозу виділяється велика кількість макрофагів й фібриногену, який глибоко просочує багатошаровий епітелій мигдаликів ротоглотки, зсідається і утворює волокнисті маси і плівки фібрину. Ця плівка щільно з'єднується з підслизовим шаром, тому під час її знімання спостерігається виділення крові. Плівка має сіруватий колір, а в разі геморагічного просочування — чорний. Процес поширюється за межі мигдаликів на м'яке і тверде піднебіння, язик, ротоглотку. На некротичних ділянках легко оселяється вторинна мікрофлора (стафілококи, стрептококи), яка може змінити клінічну картину і зумовити ускладнення.

Якщо процес розвивається на одношаровому епітелії, який не­щільно прилягає до підслизового шару (гортань, трахея), розвива­ється крупозне запалення. Фібринозні плівки можуть легко відді­лятися під час кашлю, закривати дихальні шляхи, що призводить до раптової смерті через асфіксію (задушення). Крупозне запалення гортані при дифтерії називається істинним крупом (набряк слизової оболонки гортані і голосових зв'язок призводить до асфіксії, від якої раніше вмирало 50—60 % дітей, хворих на дифтерію). Поширення процесу на дрібні розгалуження бронхіального дерева призводить до спадного крупу, який може супроводжуватися розвитком вогни­щевої пневмонії.

Дифтерійний токсин активно всмоктується, внаслідок чого роз­вивається токсинемія. Поширюючись лімфогенним шляхом, він спричинює збільшення регіонарних лімфатичних вузлів (токсич­ний лімфаденіт), а також набряк тканин: підщелепної ділянки, шиї і навіть грудної клітки. Після потрапляння в кров токсин може при­звести до розвитку інфекційно-токсичного шоку, синдрому дисемі-нованого внутрішньосудинного згортання крові (ДВЗ-синдрому). Фіксуючись на чутливих клітинах, екзотоксин зумовлює ураження судин, а також різних органів і тканин. Це призводить до того, що в серцевому м'язі утворюються крововиливи, тромби, некротичні змі­ни, наслідком чого є розвиток міокардиту та порушення інервації серця. У нервовій системі екзотоксин спричинює руйнування мієлі­нової оболонки нервів, що призводить до розвитку парезів і паралі­чів, у надниркових залозах є причиною порушення кровотоку. Кро­вовиливи призводять до зменшення кількості гормонів, адреналіну. У нирках можуть бути крововиливи, запалення в тканині, а інколи в канальцях і клубочках. Подібні запальні процеси з ушкодженням кровоносних судин відбуваються і в інших органах: слизових обо­лонках дихальних шляхів, легенях, шкірі. Таким чином, при диф­терії спостерігаються поліорганні порушення.

Клінічна картина дифтерії залежить як від місцевих уражень, що пов'язано з локалізацією вхідних воріт, так і від загальних, зу­мовлених дією токсину і біологічно активних речовин. У хворого розвивається в'ялість, адинамія, блідість шкіри, зниження артері­ального тиску, міокардит, параліч периферичних нервів.

Дифтерія у щеплених дітей має легкий перебіг без ускладнень. Летальність до застосування дифтерійної сироватки і антибіотиків становила 50—60 %. Нині дифтерія також становить неабияку за­грозу здоров'ю, летальність серед дорослих досягає 3—7 %, серед дітей — вища.

Імунітет. Постінфекційний імунітет нетривалий і нестійкий. Че­рез 1—1,5 роки він не захищає від повторного зараження і захворю­вання, але інфекція має легший перебіг. В організмі накопичуються антитоксичні й антимікробні антитіла. Для оцінки рівня протидиф­терійного імунітету, зумовленого антитоксином, використовують РПГА.

Мікробіологічна діагностика. Для мікробіологічного досліджен­ня відбирають матеріал із уражених ділянок: одним тампоном з носа і другим тампоном — з ротоглотки (зіва), а при дифтерії незви­чайних локалізацій використовують окремий тампон і відбирають матеріал з вуха чи ока, рани, шкіри, піхви. Для прямої мікроско­пії матеріал також відбирають окремим тампоном або направляють частину видаленої плівки, яку ретельно розтирають між двома сте­клами. Для постмортальних (від лат. post — після і mortis — смерть) дослідженнь відбирають секційний матеріал з мигдаликів, гортані, носа. Матеріал беруть до проведення антибіотикотерапії або не рані­ше ніж через 3 дні після її припинення.

Дослідження проводять мікроскопічним, бактеріологічним і се­рологічним методами.

У разі мікроскопічного методу виготовлені препарати фарбують метиленовим синім (для виявлення зернистості) і за Грамом. Ре­зультат отримують через 1—2 год. Використовують як орієнтовний метод через неможливість відрізнити між собою різні види корине­бактерій.

У разі бактеріологічного методу первинний посів проводять на кров'яний, кров'яно-телуритовий агар і на транспортне середовище. Виділену культуру коринебактерій ідентифікують за культураль-ними, морфологічними і біохімічними властивостями. Обов'язково перевіряють на токсигенність. Це основний метод діагностики.

Серологічні дослідження інколи допомагають підтвердити діа­гноз ретроспективно. Але отримати достовірні результати можна у хворих, яких не лікували протидифтерійною сироваткою.

Принципи профілактики. Для профілактики в дитячих колекти­вах велике значення має виявлення й ізоляція хворих, обстеження контактних, а також введення карантину. Основним методом є спе­цифічна профілактика. Для створення надійного колективного іму­нітету проводять імунізацію всього населення згідно з календарем щеплень. Використовують дифтерійний анатоксин, який входить до різних комбінованих вакцин: АКДП, АДП, АДП-м, АД і АД-м. Вакцину АКДП вводять з 3-місячного віку з інтервалом 1 місяць на 1-му році життя, ревакцинацію проводять через 1,5—2 роки після закінченої вакцинації. Оскільки вакцина АКДП у більш пізній тер­мін не використовується, наступні ревакцинації проводять вакци­ною АДП-м одноразово у віці 6, 11, 14 і 18 років, а пізніше — через кожні 10 років.

Вакцинація, як і перенесене захворювання, через 1—1,5 роки не оберігає від повторного захворювання, тому в період виникнен­ня епідемії діти і особи груп ризику (вчителі, медичні працівники, співробітники дошкільних дитячих закладів, торгівлі і транспорту) підлягають позаплановій ревакцинації 1 раз на рік.

Вакцина АДП містить тільки дифтерійний і правцевий анаток­син — відповідно 60 і 20 флокулюючих одиниць (ФО) в 1 см³, які адсорбовані на алюмінію гідроксиді.

Вакцина АДП-м містить зменшену кількість антигену — 10 ФО дифтерійного і 10 ФО правцевого анатоксину.

Вакцина АД містить очищений концентрований дифтерійний анатоксин, адсорбований на алюмінію гідроксиді (60 ФО/см³). Ви­користовують його за епідеміологічними показаннями для профі­лактики дифтерії дітям, а також тим, хто перехворів на дифтерію, але має низький титр антитіл.

Вакцина АД-м містить зменшену кількість дифтерійного ана­токсину (10 ФО/см³). Вона використовується за епідеміологічними показаннями особам віком понад 12 років.

Крім анатоксину, для профілактики дифтерії використову­ють вакцину "Кодивак", яку виготовляють із глікопептидів клі­тинної стінки нетоксигенних штамів С. diphtheriae. Вона активує Т-лімфоцити, тобто діє як імуномодулятор.

Лікування. Оскільки патогенез зумовлений дією екзотоксину, основним специфічним препаратом для лікування є антитоксич­на протидифтерійна сироватка, яку вводять внутрішньом'язово або внутрішньовенно за методом Безредки. Сироватка ефективна на ранніх етапах захворювання, тому що вона нейтралізує тільки той екзотоксин, який циркулює у крові, і не діє на той, що проник усередину клітини. Дозу сироватки визначають за тяжкістю стану хворого. Багаторазове введення сироватки недоцільне, це збільшує ймовірність виникнення алергійної реакції (сироваткової хвороби), яка може мати різні прояви: висип, свербіж тощо. Утворення цир­кулюючих імунних комплексів може призвести до ураження філь­труючого апарату ниркових клубочків.

Сироватка не діє на збудника, тому поряд із серотерапією прово­дять антибактеріальну терапію. Найбільш ефективними препарата­ми є цефуроксим, ципрофлоксацин, еритроміцин, бензилпеніцилін, ампіцилін.