- •Часть I. Общая микробиология 17
- •Глава 1. Введение в микробиологию
- •Глава 2. Морфология и классификация
- •Глава 3. Физиология микробов 50
- •Глава 4. Экология микробов — микроэкология...82
- •Глава 5. Генетика микробов (м.Н. Бойченко).. 104
- •Глава 6. Биотехнология.
- •Глава 7. Противомикробные препараты
- •Глава 8. Учение об инфекции (а.Ю. Миронов, ю.В. Несвижский, д. Н. Нечаев) 136
- •Часть II. Общая иммунология 183
- •Глава 9. Учение об иммунитете и факторы неспецифической резистентности
- •Глава 10. Антигены и иммунная система
- •Глава 11. Основные формы иммунного реагирования
- •Глава 12. Особенности иммунитета
- •Глава 13. Иммунодиагностические реакции и их применение
- •Глава 14. Иммунопрофилактика
- •Часть III. Частная микробиология.. 310
- •Глава 15 Микробиологическая и иммунологи ческая диагностика (а.Ю Миронов) 310
- •Глава 16. Частная бактериология 327
- •Глава 17. Частная вирусология520
- •Глава 18. Частная микология 616
- •Глава 19. Частная протозоология
- •Глава 20. Клиническая микробиология
- •Часть I.
- •Глава 1. Введение в микробиологию и иммунологию
- •1.2. Представители мира микробов
- •1.3. Распространенность микробов
- •1.4. Роль микробов в патологии человека
- •1.5. Микробиология — наука о микробах
- •1.6. Иммунология — сущность и задачи
- •1.7. Связь микробиологии с иммунологией
- •1.8. История развития микробиологии и иммунологии
- •1.9. Вклад отечественных ученых в развитие микробиологии и иммунологии
- •1.10. Зачем нужны знания микробиологии и иммунологии врачу
- •Глава 2. Морфология и классификация микробов
- •2.1. Систематика и номенклатура микробов
- •2.2. Классификация и морфология бактерий
- •2.3. Строение и классификация грибов
- •2.4. Строение и классификация простейших
- •2.5. Строение и классификация вирусов
- •Глава 3. Физиология микробов
- •3.2. Особенности физиологии грибов и простейших
- •3.3. Физиология вирусов
- •3.4. Культивирование вирусов
- •3.5. Бактериофаги (вирусы бактерий)
- •Глава 4. Экология микробов - микроэкология
- •4.1. Распространение микробов в окружающей среде
- •4.3. Влияние факторов окружающей среды на микробы
- •4.4 Уничтожение микробов в окружающей среде
- •4.5. Санитарная микробиология
- •Глава 5. Генетика микробов
- •5.1. Строение генома бактерий
- •5.2. Мутации у бактерий
- •5.3. Рекомбинация у бактерий
- •5.4. Передача генетической информации у бактерий
- •5.5. Особенности генетики вирусов
- •Глава 6. Биотехнология. Генетическая инженерия
- •6.1. Сущность биотехнологии. Цели и задачи
- •6.2. Краткая история развития биотехнологии
- •6.3. Микроорганизмы и процессы, применяемые в биотехнологии
- •6.4. Генетическая инженерия и область ее применения в биотехнологии
- •Глава 7. Противомикробные препараты
- •7.1. Химиотерапевтические препараты
- •7.2. Механизмы действия противомикроб-ных химиопрепаратов
- •7.3. Осложнения при антимикробной химиотерапии
- •7.4. Лекарственная устойчивость бактерий
- •7.5. Основы рациональной антибиотикотерапии
- •7.6. Противовирусные средства
- •7.7. Антисептические и дезинфицирующие вещества
- •Глава 8. Учение об инфекции
- •8.1. Инфекционный процесс и инфекционная болезнь
- •8.2. Свойства микробов — возбудителей инфекционного процесса
- •8.3. Свойства патогенных микробов
- •8.4. Влияние факторов окружающей среды на реактивность организма
- •8.5. Характерные особенности инфекционных болезней
- •8.6. Формы инфекционного процесса
- •8.7. Особенности формирования патоген-ности у вирусов. Формы взаимодействия вирусов с клеткой. Особенности вирусных инфекций
- •8.8. Понятие об эпидемическом процессе
- •ЧаСть II.
- •Глава 9. Учение об иммунитете и факторы неспецифической резистентности
- •9.1. Введение в иммунологию
- •9.2. Факторы неспецифической резистентности организма
- •Глава 10. Антигены и иммунная система человека
- •10.2. Иммунная система человека
- •Глава 11. Основные формы иммунного реагирования
- •11.1. Антитела и антителообразование
- •11.2. Иммунный фагоцитоз
- •11.4. Реакции гиперчувствительности
- •11.5. Иммунологическая память
- •Глава 12. Особенности иммунитета
- •12.1. Особенности местного иммунитета
- •12.2. Особенности иммунитета при различных состояниях
- •12.3. Иммунный статус и его оценка
- •12.4. Патология иммунной системы
- •12.5. Иммунокоррекция
- •Глава 13. Иммунодиагностические реакции и их применение
- •13.1. Реакции антиген—антитело
- •13.2. Реакции агглютинации
- •13.3. Реакции преципитации
- •13.4. Реакции с участием комплемента
- •13.5. Реакция нейтрализации
- •13.6. Реакции с использованием меченых антител или антигенов
- •13.6.2. Иммуноферментный метод, или анализ (ифа)
- •Глава 14. Иммунопрофилактика и иммунотерапия
- •14.1. Сущность и место иммунопрофилактики и иммунотерапии в медицинской практике
- •14.2. Иммунобиологические препараты
- •Часть III
- •Глава 15. Микробиологическая и иммунологическая диагностика
- •15.1. Организация микробиологической и иммунологической лабораторий
- •15.2. Оснащение микробиологической и иммунологической лабораторий
- •15.3. Правила работы
- •15.4. Принципы микробиологической диагностики инфекционных болезней
- •15.5. Методы микробиологической диагностики бактериальных инфекций
- •15.6. Методы микробиологической диагностики вирусных инфекций
- •15.7. Особенности микробиологической диагностики микозов
- •15.9. Принципы иммунологической диагностики болезней человека
- •Глава 16. Частная бактериология
- •16.1. Кокки
- •16.2. Палочки грамотрицательные факультативно-анаэробные
- •16.3.6.5. Ацинетобактер (род Acinetobacter)
- •16.4. Палочки грамотрицательные анаэробные
- •16.5. Палочки спорообразующие грамположительные
- •16.6. Палочки грамположительные правильной формы
- •16.7. Палочки грамположительные неправильной формы, ветвящиеся бактерии
- •16.8. Спирохеты и другие спиральные, изогнутые бактерии
- •16.12. Микоплазмы
- •16.13. Общая характеристика бактериальных зоонозных инфекций
- •Глава 17. Частная вирусология
- •17.3. Медленные вирусные инфекции и прионные болезни
- •17.5. Возбудители вирусных острых кишечных инфекций
- •17.6. Возбудители парентеральных вирусных гепатитов в, d, с, g
- •17.7. Онкогенные вирусы
- •Глава 18. Частная микология
- •18.1. Возбудители поверхностных микозов
- •18.2. Возбудители эпидермофитии
- •18.3. Возбудители подкожных, или субкутанных, микозов
- •18.4. Возбудители системных, или глубоких, микозов
- •18.5. Возбудители оппортунистических микозов
- •18.6. Возбудители микотоксикозов
- •18.7. Неклассифицированные патогенные грибы
- •Глава 19. Частная протозоология
- •19.1. Саркодовые (амебы)
- •19.2. Жгутиконосцы
- •19.3. Споровики
- •19.4. Ресничные
- •19.5. Микроспоридии (тип Microspora)
- •19.6. Бластоцисты (род Blastocystis)
- •Глава 20. Клиническая микробиология
- •20.1. Понятие о внутрибольничной инфекции
- •20.2. Понятие о клинической микробиологии
- •20.3. Этиология вби
- •20.4. Эпидемиология вби
- •20.7. Микробиологическая диагностика вби
- •20.8. Лечение
- •20.9. Профилактика
- •20.10. Диагностика бактериемии и сепсиса
- •20.11. Диагностика инфекций мочевыводящих путей
- •20.12. Диагностика инфекций нижних дыхательных путей
- •20.13. Диагностика инфекций верхних дыхательных путей
- •20.14. Диагностика менингитов
- •20.15. Диагностика воспалительных заболеваний женских половых органов
- •20.16. Диагностика острых кишечных инфекций и пищевых отравлений
- •20.17. Диагностика раневой инфекции
- •20.18. Диагностика воспалений глаз и ушей
- •20.19. Микрофлора полости рта и ее роль в патологии человека
- •20.19.1. Роль микроорганизмов при заболеваниях челюстно-лицевой области
5.5. Особенности генетики вирусов
Особенность строения вирусного генома заключается в том, что наследственная информация может быть записана как на ДНК, так и на РНК, в зависимости от типа вируса.
Мутации у вирусов могут возникать спонтанно, в процессе репликации нуклеиновой кислоты вируса, а также под влиянием тех же внешних факторов и мутагенов, что и у бактерий.
Фенотипически мутации вирусного генома проявляются изменениями в антигенной структуре, неспособностью вызывать продуктивную инфекцию в чувствительной клетке, чувствительностью продуктивного цикла к температуре, а также изменением формы и размера бляшек, которые образуют вирусы в культуре клеток под агаровым покрытием (гл. 3.3).
Свойства вирусов могут изменяться при одновременном заражении несколькими ви-
русами чувствительной клетки. Причем изменения свойств при таких условиях могут происходить как в результате обмена между материалами нуклеиновых кислот, принадлежащих разным вирусам(генетическая рекомбинация и генетическая реактивация), так и в результате процессов, не сопровождающихся обменом генетического материала (комплементация и фенотипическое смешивание).
Генетическая рекомбинация встречается чаще у ДНК-содержащих вирусов. Среди РНК-содержащих вирусов она наблюдается у тех из них, которые обладают фрагментированным геномом, например у вируса гриппа. При рекомбинации происходит обмен между гомологичными участками генома.
Генетическая реактивация наблюдается между геномами родственных вирусов, имеющих мутации в разных генах. В результате перераспределения генетического материала формируется полноценный дочерний геном.
Комплементация встречается в том случае, когда один из двух вирусов, инфицирующих клетку, в результате мутации синтезирует нефункциональный белок. Немутантный вирус, синтезируя полноценный белок, восполняет его отсутствие у мутантного вируса.
Фенотипическое смешивание наблюдается в том случае, если при смешанном заражении чувствительной клетки двумя вирусами часть потомства приобретает фенотипические признаки, присущие двум вирусам, при сохранении неизменности генотипа.
5.6. Применение генетических методов в диагностике инфекционных болезней
5.6.1. Рестрикционный анализ
Данный метод основан на применении ферментов, носящих название рестриктаз.
Рестриктазы представляют собой эндонук-леазы, которые расщепляют молекулы ДНК. разрывая фосфатные связи не в произвольных местах, а в определенных последовательностях нуклеотидов. Особое значение для методов молекулярной генетики имеют рестриктазы, которые узнают последовательности, обладающие центральной симметрией и считывающиеся одинаково в обе стороны от оси симметрии.
Точка разрыва ДНК может или совпадать с осью симметрии, или быть сдвинута относительно нее.
В настоящее время из различных бактерий выделено и очищено более 175 различных рес-триктаз, для которых известны сайты (участки) узнавания (рестрикции). Выявлено более 80 различных типов сайтов, в которых может происходить разрыв двойной спирали ДНК.
В геноме конкретной таксономической единицы находится строго определенное (генетически задетерминированное) число участков узнавания для определенной рестриктазы.
Если выделенную из конкретного микроба ДНК обработать определенной рестриктазой, то это приведет к образованию строго определенного количества фрагментов ДНК фиксированного размера.
Размер каждого типа фрагментов можно узнать с помощью электрофореза в агароз-ном геле: мелкие фрагменты перемещаются в геле быстрее, чем более крупные фрагменты, и длина их пробега больше. Гель окрашивают бромистым этидием и фотографируют в УФ-излучении. Таким образом можно получить рестрикционную карту определенного вида микробов.
Сопоставляя карты рестрикции ДНК, выделенных из различных штаммов, можно определить их генетическое родство, выявить принадлежность к определенному виду или роду, а также обнаружить участки, подвергнутые мутациям.
Этот метод используется также как начальный этап метода определения последовательности нуклеотидных пар (секвенирования) и метода молекулярной гибридизации.
5.6.2. Метод молекулярной гибридизации
Позволяет выявить степень сходства различных ДНК. Применяется при идентификации микробов для определения их точного таксономического положения.
Метод основан на способности двухцепо-чечной ДНК при повышенной температуре (90 °С) в щелочной среде денатурировать, т. е. расплетаться на две нити, а при понижении температуры на 10 °С вновь восстанавливать
исходную двухцепочечную структуру. Метод требует наличия молекулярного зонда.
Зондом называется одноцепочечная молекула нуклеиновой кислоты, меченная радиоактивными нуклидами, с которой сравнивают исследуемую ДН К.
Для проведения молекулярной гибридизации исследуемую ДНК расплетают указанным выше способом, одну нить фиксируют на специальном фильтре, который затем помещают в раствор, содержащий радиоактивный зонд. Создаются условия, благоприятные для образования двойных спиралей. В случае наличия комплементарности между зондом и исследуемой ДНК, они образуют между собой двойную спираль.
5.6.3. Полимеразная цепная реакция
ПЦР позволяет обнаружить микроб в ис следуемом материале (воде, продуктах, ма териале от больного) по наличию в нем ДНК микроба без выделения последнего в чистую культуру.
Для проведения этой реакции из исследуемого материала выделяют ДНК, в которой определяют наличие специфичного для данного микроба гена. Обнаружение гена осуществляют его накоплением. Для этого необходимо иметь праймеры комплементарного З'-концам ДНК исходного гена. Накопление (амплификация) гена выполняется следующим образом. Выделенную из исследуемого материала ДНК нагревают. При этом ДНК распадается на 2 нити. Добавляют праймеры. Смесь ДНК и праймеров охлаждают. При этом праймеры, при наличии в смеси ДНК искомого гена, связываются с его комплементарными участками. Затем к смеси ДНК и праймера добавляют ДНК-полимеразу и нуклеотиды. Устанавливают температуру, оптимальную для функционирования ДНК-полимеразы. В этих условиях, в случае комплементарности ДНК гена и праймера, происходит присоединение нуклеотидов к З'-концам праймеров, в результате чего синтезируются две копии гена. После этого цикл повторяется снова, при этом количество ДНК гена будет увеличиваться каж-
дый раз вдвое (рис. 5.5) Проводят реакцию в специальных приборах — амплификаторах. ПЦР применяется для диагностики вирусных и бактериальных инфекций.
5.6.4. Риботипирование и опосредованная транскрипцией амплификация рибосомальной РНК
Последовательность нуклеотидных оснований в оперонах, кодирующих рРНК, отличается консервативностью, присущей каждому
виду бактерий. Эти опероны представлены на бактериальной хромосоме в нескольких копиях. Фрагменты ДНК, полученные после обработки ее рестриктазами, содержат последовательности генов рРНК, которые могут быть обнаружены методом молекулярной гибридизации с меченой рРНК соответствующего виды бактерий. Количество и локализация копий оперонов рРНК и рестрикционный состав сайтов как внутри рРНК-оперона, так и по его флангам варьируют у различных вида
бактерий. На основе этого свойства построен метод риботипироваиия, который позволяет производить мониторинг выделенных штаммов и определение их вида. В настоящее вре-мя риботипирование проводится в автоматическом режиме в специальных приборах.
Опосредованная транскрипцией амплифика-ция рРНК используется для диагностики смешанных инфекций. Этот метод основан на обнаружении с помощью молекулярной гиб-ридизации амплифицированных рРНК, специфичных для определенного вида бактерий. Исследование проводится в три этапа:
1. Амплификация пула рРНК на матрице вы-деленной из исследуемого материала ДНК при помощи ДНК-зависимой РНК-полимеразы.
Гибридизация накопленного пула рРНК с комплементарными видоспецифическим рРНК олигонуклеотидами, меченными флю-орохромом или ферментами.
Определение продуктов гибридизации методами денситометрии, иммунофермент-ного анализа (ИФА).
Реакция проводится в автоматическом режиме в установках, в которых одномоментное определение рРНК, принадлежащих различным видам бактерий, достигается разделением амплифицированного пула рРНК на несколько проб, в которые вносятся комплементарные видоспецифическим рРНК меченые олигонуклеотиды для гибридизации.