Kostyleva_A_V__Kuznetsov_O_Yu_Pseudomonas

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ИВАНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНТСТВА

ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ»

КАФЕДРА МИКРОБИОЛОГИИ И ВИРУСОЛОГИИ КАФЕДРА ДЕТСКИХ БОЛЕЗНЕЙ ЛЕЧЕБНОГО ФАКУЛЬТЕТА

Костылева А.В., Кузнецов О.Ю.

ПЕДИАТРИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СИНЕГНОЙНОЙ ИНФЕКЦИИ

Методические разработки

Иваново 2011

Костылева А.В., Кузнецов О.Ю. ПЕДИАТРИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СИНЕГНОЙНОЙ

ИНФЕКЦИИ: Методические разработки. – Иваново, 2011. – 38 с.

В предлагаемых учебных материалах приводятся сведения о распространенности и биологических свойствах синегнойной палочки - одного из основных возбудителей инфекционных заболеваний, вызываемых псевдомонадами. Рассматриваются вопросы клиники, диагностики пневмонии и сепсиса, вызванных синегнойной палочкой, подходы к тактике лечения больных.

Предназначено для самостоятельной подготовки студентов к лабораторным занятиям и экзаменам по медицинской микробиологии, а также интернам и ординаторам, изучающим педиатрические аспекты инфекционных заболеваний.

Рецензенты:

Почетный работник высшего профессионального образованияРФ, зав.кафедрой

микробиологии с вирусологией и иммунологией ГОУ ВПО «Ярославская государ-

ственная медицинская академия» д.м.н., профессор Романов В.А.

Заслуженный деятель науки РФ, зав.кафедрой детских болезней лечебного факуль-

тета, д.м.н, профессор Чемоданов В.В.

2

Предисловие

Инфекции, вызванные синегнойной палочкой, относятся к актуальной проблеме клиниче-

ской медицины и педиатрии в частности, поскольку обусловливают высокие показатели заболеваемости и смертности индивидов. Интерес к этой инфекции не ослабевает, а в по-

следние годы значительно возрос, поскольку увеличился удельный вес заболеваний, вы-

зываемых условно-патогенными микроорганизмами, в частности грамотрицательной фло-

рой, среди которой видное место занимает синегнойная палочка.

3

Возбудители синегной инфекции.

Морфологическая характеристика и физиологические свойства.

Среди представителей четырех родов (Xanthomonas, Zoogloea, Gluconobacter, Pseudomonas) семейства Pseudomonadaceae бактерии последнего рода (Pseudomonas) являются клинически наиболее важными. Несмотря на то, что данный род включает свыше 200 ви-

дов (табл.1), лишь незначительный круг этих бактерий представляет интерес для клиниче-

ской практики.

Среди микроорганизмов, входящих в род Pseudomonas, наибольшую важность для медицины представляют виды P. mallei и P. aeruginosa. Другими представителями этого рода, встречающимися в исследуемом материале больных, являются P. fluorescens. Следу-

ет отметить, что представители видов, входивших до недавнего времени в род Pseudomonas, — Р. сеpacia и P. pseudomallei — теперь выделены в самостоятельные виды: Burkhalderia cepacia и Burkhalderia pseudomallei.

Таблица 1

Группы бактерий рода Pseudomonas

*- Недифференцированные виды Особенность выделенных шрифтом и курсивом видов см. в тексте выше перед таблицей.

Представители рода Pseudomonas (греч. рseudo – ложный; греч. monas, англ. monad –

единица) – это прямые или изогнутые палочки (не спиральные) со средними размерами

0,5-1,0 х 1,5-5,0 мкм, в своем большинстве подвижные за счет одного или нескольких по-

лярных жгутиков (исключая P.mallei), редко встречаются и неподвижные виды. Псевдо-

монады – классические внеклеточные паразиты.

4

Типовым видом представителей рода Pseudomonas является P.aeruginosa – палочка сине-зеленого гноя или иначе - синегнойная палочка (распространенный микробиологиче-

ский и общеврачебный сленг – «синегнойка»).

P.aeruginosa – является основным возбудителем инфекционных заболеваний, вызы-

ваемых псевдомонадами.

Впервые синегнойная палочка в ране была обнаружена немецким ученым Люке в

1862 г., отметившим характерное сине-зеленое окрашивание перевязочного материала. И

только в 1882 г. Геззард выделил культуру в чистом виде и назвал ее В. руосеапеит (па-

лочка сине-зеленого гноя). Интерес к этой инфекции не ослабевает, а в последние годы значительно возрос, поскольку увеличился удельный вес заболеваний, вызываемых услов-

но-патогенными микроорганизмами, в частности грамотрицательной флорой, среди кото-

рой видное место занимает синегнойная палочка. Другие микроорганизмы, относящиеся к роду Pseudomonas, по сравнению с синегнойной палочкой характеризуются низким уров-

нем вирулентности и значительно меньшим распространением в окружающей среде.

Естественным резервуаром синегнойной палочки является почва, загрязненность ко-

торой псевдомонадами особенно велика в местах, орошаемых сточными водами, в том числе недостаточно обезвреженными водами лечебных учреждений. Рост P.aeruginosa

наблюдается в широком диапазоне температур 4-42° С, что значительно повышает ее шан-

сы на выживание в окружающей среде.

Данный микроорганизм выделяют из кишечника 3-24% здоровых лиц и до 30% гос-

питальных пациентов. Иногда P.aeruginosa входит в состав нормальной микрофлоры чело-

века. В частности, у здоровых лиц Р.aeruginosa обнаруживается на коже паховой, подмы-

шечной областей и ушей (до 2% всех обследованных), на слизистой оболочке носа (до

3%), глотки (до 7%) и кишечника (как указано выше). Поскольку инфекцию способны вы-

звать и штаммы синегнойной палочки, сохраняющиеся во внешней среде, особое значение могут иметь резервуары инфекции, в которых этот возбудитель может жить и размно-

жаться. Такими резервуарами являются составные части различных приборов, не подда-

ющиеся или трудно поддающиеся дезинфекции, а также некоторые медикаменты и посуда для сбора анализов. В механизме распространения синегнойной палочки роль этих резер-

вуаров особенно велика.

Достаточно часто наблюдается инфицирование больных синегнойной палочкой че-

рез овощи, которые используются в сыром виде (например, в салатах), когда для их выра-

щивания использовали почву, куда попадает вода после медицинского учреждения. Одна-

ко, здесь возможна помимо синегнойной инфекции также еще и ассоциативная кишечно-

5

клебсиеллезная инфекция, причем госпитальными штаммами. Есть достоверные доказа-

тельства, что P.аeruginosa способна колонизировать растения и, поэтому, резервуарами синегнойной инфекции могут быть декоративные и комнатные растения.

Зарегистрирована загрязненность штаммами синегнойной инфекции умывальников и водопроводных кранов в больницах. P.аeruginosa может высеваться с мыла и щеток, кото-

рыми пользуются хирурги при подготовке к операции.

Отличительной особенностью синегнойной палочки является также крайне низкая потребность в питательных веществах, что обеспечивает сохранение ее жизнеспособности в условиях почти полного отсутствия источников питания. Установлено, что в условиях углеродного голодания число бактерий синегнойной палочки и их ферментативная актив-

ность за 1 неделю снижается в 10-100 раз, а при появлении в среде углеродсодержащих соединений наблюдается практически полное восстановление этих показателей в короткие сроки.

Кроме того, P.aeruginosa сохраняет свою жизнеспособность даже в дезинфицирую-

щих растворах (например, фурацилина). Зачастую наблюдается возникновение госпиталь-

ных штаммов, которые обладают высокой резистентностью ко многим дезинфицирующим растворам в рабочих концентрациях, используемых для хранения катетеров и хирургиче-

ского инструмента. Так, например, при неправильном приготовлении раствора диоцида,

содержащего N-цетилпиридиний хлорид, есть значительный риск его бактериального за-

грязнения. Описаны случаи эпидемий и спорадических пневмоний, септицемии, эндокар-

дита, вызванных штаммами синегнойной палочки, когда в качестве дезинфицирующих средств использовались бензалконий-хлорид, глутаральдегид, хлоргексидин, дезинфекци-

онные средства, содержащие фенол, а распространению инфекции способствовали увлаж-

нитель вентилятора, искусственная почка, сердечный катетер, увлажняющее устройство инкубатора.

Морфология и физиологические свойства. P.aeruginosa - это мелкая прямая или слегка изогнутая грамотрицательная палочка, которая имеет один–два активно работаю-

щих полярно расположенных жгутика. В этой связи клетки в нативных препаратах очень подвижны. Размеры клеток варьируют в пределах 1,5-3 х 0,4-0,5 мкм. Длина жгутиков в 2-

3 раза превышает размер микроба. P.aeruginosa является аэробом, но может расти и в анаэ-

робных условиях. В препаратах мазках чистых культур клетки расположены одиночно,

парно или в виде коротких цепочек, в мазках из патологического материала их чаще мож-

но обнаружить в цитоплазме фагоцитов, однако в этих случаях палочки могут быть суще-

6

ственно деформированы. В определенных условиях синегнойная палочка продуцирует крахмалоподобное вещество (внеклеточную слизь), которое окружает клетку, без форми-

рования морфологически очерченного слоя. Более вирулентные штаммы продуцируют больше данного вещества, что дает основание рассматривать слизь как фактор патогенно-

сти. Эта слизь придает характерную вязкость бульонным культурам и колониям мукоид-

ных штаммов.

Одними из первых тестов, признанными достаточно надежными, является цитохро-

моксидазная проба и образование водорастворимого нефлюоресцирующего фенозинового пигмента – пиоцианина, который легко растворяется в хлороформе. Образованию этого пигмента способствуют включение в питательные среды таких соединений, как глицерин,

магнезия, ионы калия и железа. В анаэробных условиях пигмент обычно бесцветный, но даже встряхивание среды (частичная аэрация) приводит к появлению окраски. Именно пиоцианин окрашивает питательную среду, отделяемое из ран и перевязочный материал в сине-зеленый цвет.

Большинство штаммов P.aeruginosa образует также и другой водорастворимый жел-

то-зеленый флюоресцирующий пигмент пиовердин, который могут образовывать и дру-

гие флюоресцирующие псевдомонады (P.fluorescens, P.putida). Его образование хорошо проявляется при выращивании штаммов на железодефицитных средах. Эти штаммы в уль-

трафиолетовых лучах с длиной волны 254 нм проявляют зеленоватую флюоресценцию.

Штаммы P.aeruginosa могут образовывать также целый ряд других пигментов:

пиорубин (водорастворимый, красный при всех значениях pH),

пиомеланин (водорастворимый пигмент, имеющий окраску от коричневой до

черной),

α-оксифеназин (желтый).

Оптимальная температура для синтеза пигментов in vitro 30-37°С. Для высоковиру-

лентных штаммов характерно образование пигмента пиоцианина, проявляющего свойства бактериолизина, действующего на грамположительные и грамотрицательные бактерии, а

также имеющего умеренную фунгицидную активность.

Крайне интересной является информация о связи между образованием штаммами P.

аeruginosa пигмента пиомеланина и характером вызываемого ими патологического про-

цесса, поскольку синтез пиомеланина связан с изменением физиологических свойств бак-

терий, вызванным нарушением белкового метаболизма в патологически измененных тка-

нях, особенно при злокачественных новообразованиях.

7

Установлено, что меланин способен предохранять клетки синегнойной палочки от неблагоприятного влияния измененных концентраций кислорода в атмосфере и летально-

го действия ультрафиолетовых лучей. Наличие меланина помогает бактериям переносить гипоксию при развитии инфекции в глубоких тканях, а ультрафиолетовая резистентность обеспечивает выживаемость клеток при данном виде лучевой стерилизации объектов внешней среды. Обнаруженные свойства пигмента дают основание считать меланинобра-

зующие штаммы более опасными возбудителями по сравнению со штаммами, не синтези-

рующими данный пигмент.

При выделении культур иногда наблюдают атипичные непигментированные или слабопигментированные формы. Обычно их идентификация требует дополнительного те-

стирования, что усложняет диагностические исследования. Непигментированные штаммы составляют 8,3-18%, а 6-37% всех изолятов могут быть пигментированы слабо.

На жидких средах (например, пептонная вода, бульон Хоттингера) микроорганизм образует характерную серовато-серебристую плѐнку; по мере старения культур возникает помутнение среды сверху вниз.

На плотных средах (например, мясопептонный агар, среды Эндо, Левина, Плоски-

рева) синегнойная палочка образует весьма разнообразные колонии; на средах Эндо и Плоскирева обычно выделяют колонии следующих типов:

-плоские, неправильной формы, иногда склонные к слиянию, с волнистыми краями;

-напоминающие S-колонии Escherichia coli;

-складчатые с неровной поверхностью («маргаритки»);

-слизистые или мукоидные колонии;

-карликовые или точечные, формирующиеся к 18-24 ч роста при 37 °С.

При росте на плотных средах у многих штаммов наблюдают феномен радужного лизиса, развивающийся спонтанно. Феномен характерный только для Pseudomonas aeruginosa можно рассматривать как таксономический признак. Более того, он индивидуально выражен у отдельных штаммов, и его можно использовать для внутривидовой дифферен-

циальной диагностики. При образовании пигмента происходит окрашивание некоторых сред (например, агар Мюллера-Хинтона или МакКонки) в зелѐный цвет.

Биохимические свойства. Как указывалось, Pseudomonas aeruginosa является стро-

гим аэробом, однако при наличии достаточного количества питательных компонентов возбудитель может в течение 2 недель оставаться жизнеспособным и в анаэробных усло-

виях. P.aeruginosa - выраженный хемоорганотроф, имеет исключительно дыхательный ме-

8

таболизм. В качестве источника энергии синегнойная палочка использует Н2 или СО.

Универсальный акцептор электронов — молекулярный кислород. Как и большинство па-

тогенных гноеродных микроорганизмов, синегнойная палочка каталаза-положительна.

Подобно прочим аэробам, синтезирует цитохромоксидазу (индофенолоксидаза), а окси-

дазный тест — один из ведущих при идентификации этой палочки.

Синтезирует триметиламин, придающий культурам приятный запах жасмина, вино-

града или карамели. Не нуждается в факторах роста. Палочка способна расти на протяже-

нии нескольких пассажей в чисто минеральной среде при добавлении подходящего един-

ственного источника углерода. Ассимилирует ацетаты, пируваты, сукцинаты. Может ути-

лизировать глюкозу, L-аланин при их содержании в среде не менее 0,5%. Не аккумулирует поли-β-оксибутират в качестве внутриклеточного резерва углерода и не гидролизует поли-

β-оксибутират внеклеточно. Продуцирует аргинин дигидролазу.

Несмотря на наличие большого набора факторов вирулентности, синегнойную па-

лочку нужно рассматривать как оппортунистический патоген, так как инфекции редко наблюдают у людей с нормальной резистентностью и неповрежденными анатомическими барьерами.

Появлению синегнойной инфекции может способствовать благоприятная для данно-

го микроорганизма среда: влажные и сырые места стационара, медицинское оборудова-

ние, не подлежащее разборке и стерилизационным мероприятиям, а также группы боль-

ных по риску возникновению синегнойной инфекции. В эти группы риска в первую оче-

редь входят пожилые люди и новорожденные, ожоговые, хирургическое и онкологические больные, больные с иммуносупрессией и др.

Синегнойная инфекция поражает в основном больных с сопутствующими заболева-

ниями, лиц пожилого возраста и детей. В некоторых больничных отделениях данный воз-

будитель может преобладать по частоте инфицирования больных над грамположительны-

ми кокками. Исключительно важным для начала эпидемически опасной ситуации является наличие источника синегнойной инфекции. Таким источником в большинстве случаев мо-

гут быть сами больные, особенно длительно болеющие и с обширными раневыми или ожоговыми поверхностями, инфицированные штаммами синегнойной палочки.

Особенно часто выявляют источники инфекции в онкологических стационарах, а

также в отделениях терапевтического профиля, где могут преобладать кишечные инфек-

ции и дисбактериозы синегнойной этиологии. Это зависит от длительности применения антибиотиков, стероидных и цитостатических препаратов, которые нарушают нормаль-

ную микрофлору кишечника, способствуя селективному размножению и инвазии сине-

9

гнойной палочки. В определенных условиях такое повышенное содержание синегнойной палочки в микробиоценозах кишечника больных может стать эпидемически значимым для формирования первичного очага синегнойной инфекции. Не следует отрицать также и тот факт, что формирование такого очага может быть и при наличии носителей синегнойной палочки, число которых среди здоровых людей не превышает 6%.

Медицинский персонал зачастую является носителем штаммов синегнойной палочки

(в ротовой полости, кишечнике, на руках). Это происходит вследствие нарушения сани-

тарно-гигиенического режима, в том числе и во время перевязки больных. Возникновению внутрибольничной синегнойной инфекции может способствовать практически любой предмет, контаминированный синегнойной палочкой. Это подтверждает тот факт, что си-

негнойная палочки может быть обнаружена с поверхности многих предметов внутри больницы - шкафов, холодильников, аппаратуры, инструментов, даже с мягкого инвентаря

(халаты больных, одеяла, простыни, подушки, шторы на окнах и др.).

Все источники и пути распространения синегнойной инфекции делят на 2 группы:

важные и редко встречающиеся источники и пути распространения инфекции, вызванной синегнойной палочкой.

К важным источникам относят в первую очередь больных, раны которых инфициро-

ваны этим возбудителем, а также больных с синегнойной инфекцией лица; руки обслужи-

вающего персонала. Увлажняющее, вентиляционное и отсасывающее оборудование, пи-

ща, раздатчик пищи и специальная пища для кормления детей, контаминированные рас-

творы, кремы для рук, полотенце для лица - все это также может служить важными факто-

рами распространения синегнойной инфекции.

Редко встречающиеся факторы также могут быть причиной распространения сине-

гнойной инфекции. К ним относят раковины, воду для поливки цветов, щетки и оборудо-

вание для уборки помещений, фекалии обслуживающего персонала.

Все факторы, способствующие возникновению эпидемий, вызванных синегнойной палочкой, объединяют в три основные группы: 1) неправильное проведение стерилизации и дезинфекции инструментов и аппаратуры; 2) применение инфицированных лекарствен-

ных средств (жидкости, растворы, мази); 3) использование неэффективных дезинфициру-

ющих растворов.

Патогенез. До 60-х годов XX века считалось, что в патогенезе заболеваний, вы-

зываемых синегнойной палочкой, ведущая роль принадлежит эндотоксину. Однако с этих позиций трудно было объяснить некоторые клинические особенности течения синегнойной инфекции и экспериментальные данные, полученные при моделировании

10