2.5. Вирулентность – мера патогенности.

Патогенность микроорганизмов в пределах вида может меняться. Степенью, мерой патогенности является вирулентность (от лат. virulentus — ядовитый). Она характеризует индивидуальное качество определенного штамма патогенного микроба. Вирулентность — признак непостоянный; может увеличиваться или уменьшаться при определенных условиях. Штаммы одного и того же вида бактерий по вирулентности могут быть высоко-, умеренно, слабовирулентными или авирулентными (невирулентными). Высоковирулентные штаммы вызывают более тяжелые заболевания и быстро распространяются среди людей. Изменения вирулентности могут быть итогом модификационной изменчивости. Генотипические варианты изменения вирулентности возникают при мутациях или рекомбинациях генетического материала. Повысить вирулентность можно, например, многократными пассажами через организм восприимчивых животных или методами генной инженерии.

Стойкое ослабление вирулентности патогенных бактерий используют при изготовлении вакцинных препаратов. Для этого используют биологические (например, добавление гомологичных иммунных сывороток к питательным средам и др.), химические (добавление фенола, сулемы и др.) и физические (высушивание, обработка УВЧ и др.) методы.

Для количественного выражения вирулентности применяют условные единицы, которые определяют экспериментальным путем:

• минимальная смертельная доза (ДЛМ) (DLM — dosis letalis minima) — это минимальное количество бактерий, которое способно вызвать гибель 95 % экспериментальных животных;

• 50% смертельная доза — ЛД50 (LD50 — dosis letalis 50 %) — JTO минимальное количество микробов, при введении которых наступает гибель 50 % экспериментальных животных;

• инфицирующая доза 50 % ИД50 (ID50 — infective dosis 50%) — минимальное количество бактерий, вызывающих развитие инфекционной болезни у 50 % экспериментальных животных.

Косвенные данные о вирулентности могут быть получены путем качественного и количественного определения факторов патогенности (токсиногенности, наличия капсульных антигенов, определения ферментов агрессии: гемолизина, лецитиназы, фосфатазы и др., выявления адгезинов).

2.6. Генетическая регуляция факторов патогенности

Патогенность бактерий определяется генами, входящими в состав хромосомных и мобильных генетических элементов — плазмид, транспозонов, умеренных бактериофагов.

В составе геномов некоторых бактерий обнаружены особые зоны, где сконцентрированы генетические элементы, ответственные за патогенность. Они получили название «островов» (от англ. island — остров) патогенности, если фрагмент ДНК содержит 10 200 тыс. пар нуклеотидов (т. п.н.), или «островков» (от англ. islets — маленький остров) — если размер фрагмента ДНК включает 1—10 т. п.н. Эти фрагменты ДНК способны распространяться среди родственных патогенных и непатогенных видов бактерий путем генетических рекомбинаций, так как могут входить в состав генома фагов, транспозонов или плазмид. Вероятно, такой механизм горизонтального переноса генетической информации лежит в основе формирования новых вирулентных штаммов.

В одной бактериальной клетке может находиться одна плазмида, детерминирующая патогенность, или комплекс нескольких различных плазмид. Например, известны полиплазмиды E.coli, которые детерминируют синтез энтеротоксинов (ST и LT) и антигенов колонизации. Такие полиплазмиды влияют на степень патогенности бактерий и обусловливают тяжесть заболевания.

Экспрессия генов вирулентности не является конститутивной. Она зависит от условий внешней среды и ее температуры, вне- или внутриклеточного расположения микроорганизмов и других факторов. Известно, что гены вирулентности «включаются» в организме хозяина и «выключаются», если микроб переходит во внешнюю среду. Например, генетическая система «теплового шока» включается в разгар инфекционной болезни при высокой температуре, и тогда вирулентность достигает максимальных значений.