2 курс / Микробиология 1 кафедра / Доп. материалы / Частная бактериология

561

7. Грамположительные палочки правильной формы

7.1. Листерии

Историческая справка. Листерии получили свое название в 1940 г. в честь английского хирурга, создателя антисептики Д. Листера (рисунок 7.1).

Рисунок 7.1 – Джозеф Листер (Joseph Lister, 1827 – 1912 гг.). Заимствовано из Интернет-ресурсов.

В 1926 г. E.C. Murray с соавторами выделили возбудителя во время эпизоотии среди лабораторных животных в питомнике. В 1929 г. листерии были впервые выделены от больного человека.

Листерии вызывают листериоз – бактериальную инфекцию, которая характеризуется гранулематозным воспалением, септицемией, поражением лимфатической и нервной систем. Листериоз у людей не имеет широкого распространения, но характеризуется тяжелым течением. В Российской Федерации ежегодно регистрируется 30-60 случаев листериоза у людей.

Возбудитель листериоза выделяется из организма более 90 видов диких и домашних животных, птиц, рыб, моллюсков, насекомых. Листерии присутствуют в составе кишечной микробиоты многих млекопитающих. Поэтому источником инфекции для человека служат сельскохозяйственные животные и грызуны.

Таксономическое положение. По современной классификации листерии относятся к домену Bacteria, типу (филуму) Firmicutes, классу Bacilli, порядку Bacillales, семейству Listeriaceae, роду Listeria. По состоянию на 2019 г. в состав рода Listeria входит 20 видов (L. monocytogenes, L. innocua, L. ivanovii, L. grayi, L. seeligeri, L. welschimeri и др.). В составе видов выделяют серовары. В частности, известно не менее 16 сероваров (например, у L. monocytogenes – серовары 7, 1/2а, 1/2b, 1/2с, 3b, 3с, 4а, 4аb, 4b, 4с, 4d, 4е). Большинство случаев заболевания у человека связано с L. monocytogenes серовары 4b, 1/2a, 1/2b. Кроме L. monocytogenes

562

слабо патогенными для человека листериями являются L. ivanovii и L. seeligeri. Описаны также случаи выделения от пациентов L. innocua и L. welschimeri.

Морфологические и тинкториальные свойства. Листерии являются мелкими слегка изогнутыми палочками длиной 0,5÷3 мкм и шириной 0,4÷0,5 мкм с закругленными концами (рисунок 7.2).

Рисунок 7.2 – Электронная микрофотография L. monocytogenes (просвечивающая электронная микроскопия). Заимствовано из Интернет-ресурсов.

По Граму листерии окрашиваются положительно. В мазках из чистой культуры клетки часто располагаются параллельно или под углом друг к другу в виде римской цифры V (рисунок 7.3).

Рисунок 7.3 – Листерии, окраска по Граму. Заимствовано из Интернет-ресурсов.

Листерии не образуют спор, имеют немногочисленные перитрихиально расположенные жгутики, могут образовывать капсулу (рисунок 7.4).

564

Выделение возбудителя из клинического материала и продуктов питания малоэффективно без селективных компонентов. Селективной средой для выделения листерий является кровяной агар с добавлением трипофлавина (акрифлавина) и налидиксовой кислотой. Некоторые штаммы образуют желтый или красноватый пигмент.

На хромогенном агаре Оттавиани – Агости для листерий (Chromocult Listeria Agar Ottaviani – Agosti) L. monocytogenes образует сине-зеленые колонии с зоной просветления в результате проявления фосфолипазной активности (рисунок 7.6).

Рисунок 7.6 – Колонии L. monocytogenes на среде Оттавиани – Агости. Заимствовано из Интернет-ресурсов.

Среда Оттавиани – Агости позволяет не только обнаруживать L. monocytogenes в продуктах питания, но и дифференцировать по фосфолипазной активности разные виды листерий (рисунок 7.7).

Рисунок 7.7 - Рост разных видов листерий на агаре Октавиани-Агости. Заимствовано из Интернет-ресурсов.

565

Листерии ферментируют с образованием кислоты глюкозу, мальтозу, рамнозу, левулезу, трегалозу, салицин, не расщепляют маннит, крахмал, арабинозу, дульцит, инулин, сорбит и ксилозу. Индол и сероводород не образуют, желатин не разжижают, не восстанавливают нитраты в нитриты, обладают уреазной активностью. Листерии являются каталазоположительными и оксидазоотрицательными. Патогенные для человека виды листерий

(L.monocytogenes, L.ivanovii, L.seeligeri) обладают β-гемолитической активностью

(рисунок 7.8).

Рисунок 7.8 – Гемолиз на кровяном агаре L. monocytogenes. Заимствовано из Интернет-ресурсов.

Виды L. innocua и L. welchimeri являются негемолитическими.

Основные характеристики разных видов листерий представлены в таблице

7.1.

Таблица 7.1 – Основные характеристики листерий

566

Антигенная структура. У листерий обнаружено 15 термостабильных соматических О-антигенов и 4 термолабильных жгутиковых Н-антигенов. По структуре О- и Н-антигенов выделяют 16 сероваров листерий.

Факторы патогенности. Листерии обладают специфическими факторами патогенности. К ним относятся листериолизин, фосфолипазы, интерналины, актинполимеризующий белок.

Листериолизин О (LLO) является основным фактором патогенности листерий. Он представляет собой токсин - порообразующий гемолизин, вызывающий повреждение мембран фаголизосом, в результате чего возбудитель, попав в клетку, мигрирует из фагосомы в цитоплазму клетки (“побег из фагосомы”), где происходит его размножение.

Фосфолипазы – ферменты, растворяющие клеточные мембраны и способствующие проникновению бактерий в клетки, в том числе в макрофаги. Фосфолипаза А (PICA, PI-PLC, PlcA, фосфатидилинозитол) участвует вместе с листериолизином О в лизисе мембраны первичной вакуоли, а видоспецифическая для L. monocytogenes фосфолипаза С (PICВ, PlcB, PC-PLC, фосфатидилхолин) участвует в лизисе вторичной вакуоли. Так как фосфотидилхолин также называется лецитином, то фосфолипазу С называют лецитиназой.

Интерналины (InlА, InlВ и InlС) представляют собой мембранные богатые лейцином белки, облегчающие проникновение бактерий с помощью “zipperмеханизма” в макрофаги, энтероциты и гепатоциты (рисунок 7.9).

Рисунок 7.9 – Zipper-механизм проникновения листерий в эукариотические клетки.

Интерналин А (InlА) участвует в инвазии эпителиальных клеток, а интерналин В (InlB) необходим для инвазии клеток гепатоцитов. Интерналины связываются на поверхности эпителиальных клеток с молекулами Е-кадгерина.

Металлопротеаза (Mpl) представляет собой полипептид, переводящий у L. monocytogenes неактивную форму лецитиназы (фосфолипазы С) в ее активную форму.

Белок ActA является поверхностным протеином листерий. Он вызывает полимеризацию актина, в результате чего бактерия окружается цитоплазматическими актиновыми филаментами (F-актин). Через некоторое время

567

актиновые филаменты формируют длинные выступы около одного из концов микробной клетки (“актиновые хвосты”, “пропеллеры”, “кометы”). Образовавшиеся актиновые хвосты обеспечивают внутри- и межклеточную подвижность листерий. Способность листерий перемещаться в соседние клетки за счет полимеризации актина позволяет возбудителю преодолевать защитные барьеры слизистой оболочки кишечника без контакта с антителами, комплементом и нейтрофилами.

Факторы патогенности листерий представлены в таблице 7.2.

Таблица 7.2 - Факторы патогенности листерий

Устойчивость. Листерии устойчивы во внешней среде. В почве они сохраняют жизнеспособность от 6 до 11 месяцев, в воде – в течение года и более. При температуре 100ОС листерии погибают через 10-15 минут, при 70ОС – через 2030 минут, при 55ОС – через 1 час. При варке колбас при температуре 80ОС возбудитель листериоза погибает через 75-90 минут.

Листерии чувствительные к дезинфицирующим средствам: 2,5% раствор формальдегида, 2,5% раствор гидроокиси натрия, раствор хлорной извести с содержанием 2% активного хлора обезвреживают листерии через 20 минут.

Листерии хорошо переносят низкие температуры, замораживание, высушивание. В молоке и мясе при температуре 4°С листерии не только не гибнут, но и размножаются.

Листерии чувствительны к пенициллинам, тетрациклинам, аминогликозидам, фторхинолонам, устойчивы к цефалоспоринам.

Экология листерий. Листерии (в том числе L. monocytogenes) широко распространены в природе. Листерии являются сапронозным микробом, способным к свободному существованию в различных природных субстратах (растительных, водных, почвенных) в широком диапазоне температур (от 4 до 45ОС) и рН (4,8-9,0), в присутствии 20% хлорида натрия и 15% углекислого газа. В почве и воде листерии находятся в симбиотических связях с простейшими или в некультивируемом состоянии, что приводит к формированию эндемических очагов инфекции. L. monocytogenes способна заражать растения через корневую систему, в результате чего растения становятся инфицированными. Листериям свойственна высокая метаболическая пластичность, способность перехода от сапротрофного к паразитическому существованию.

569

Кишечник Лимфоузел

Селезенка

Плацента

Рисунок 7.11 – Алиментарный путь инфицирования человека листериями и распространение возбудителя по организму. Заимствовано из Интернет-ресурсов.

Продукты питания инфицируются в процессе производства и хранения. Наиболее часто заражение происходит при употреблении овощей (салаты, капуста), мягких сыров, колбасных изделий в вакуумной упаковке, продуктов быстрого приготовления (сосисок, гамбургеров и др.), зараженной воды. Входными воротами при этом является желудочно-кишечный тракт.

Возможно также инфицирование человека контактно-бытовым путем от инфицированных животных и грызунов, воздушно-пылевым путем при обработке инфицированных шкур и шерсти, трансмиссивным путем при укусах насекомых. Особое значение имеет вертикальная передача возбудителя от беременной женщины плоду во время беременности (трансплацентарная передача) или в процессе родов.

Заражение человека от человека не установлено. Заболевание людей возникает в основном при наличии иммунодефицитов. Листерии способны в организме человека переходить в L-форму и длительное время паразитировать внутри клеток хозяина, что обусловливает бессимптомное бактерионосительство.

Таким образом, основные пути инфицирования человека листериями – водный и алиментарный (рисунок 7.12).

570

Рисунок 7.12 – Пути заражения человека листериозом. Заимствовано из Интернетресурсов.

Выделяют 2 типа листериоза: неинвазивная форма и инвазивная форма. Неинвазивная форма (фебрильный листериозный гастроэнтерит)

представляет собой легкую форму болезни. Вспышки этой болезни связаны с употреблением продуктов питания, содержащих в большом количестве L. monocytogenes. Инкубационный период при этой форме заболевания составляет несколько дней. Симптомами болезни являются диарея, повышенная температура, головная боль, мышечные боли.

Инвазивная форма болезни отмечается у людей повышенного риска (беременные женщины, больные ВИЧ-инфекцией, пожилые люди, дети грудного возраста). Инкубационный период составляет 1-2 недели. Для этой формы характерны повышенная температура, мышечные боли, септицемия, менингит. В этих случаях отмечается высокая смертность (20-30%).

Патогенез. Патогенез листериоза обусловлен способностью L. monocytogenes к внутриклеточному существованию (незавершенный фагоцитоз). Чаще всего возбудитель проникает в организм человека через кишечник. Затем листерии проникают в клетки хозяина. Причем с помощью интерналина листерии поглощаются не только “профессиональными фагоцитами” (макрофагами), но и “непрофессиональными фагоцитами” (энтероцитами, гепатоцитами). В эукариотических клетках листерии с помощью листериолизина покидают фагосому и реплицируются в цитоплазме. В цитоплазме клетки бактерия размножается каждые 50 минут. В организме листерии перемещаются от клетки к клетке с помощью актиновых хвостов, так как при температуре 37ОС листерии не образуют жгутиков.

Взаимодействие листерий с эукариотическими клетками включает следующие этапы (рисунок 7.13):

- связывание листерий со специфическими рецепторами эукариотической клетки;