Возбудители дифтерии, коклюша, легионеллеза.
Возбудители дифтерии
Заболевание известно со времён глубокой древности, о нём упоминают в своих трудах Гиппократ, Гомер, Гален. На протяжении многих веков неоднократно менялось название болезни: «смертельная язва глотки», «сирийская болезнь», «петля палача», «злокачественная ангина», «круп». В XIX веке П. Бретонно, а позже его ученик А. Труссо представили классическое описание болезни, выделив её как самостоятельную нозологическую форму под названием «дифтерит», а затем «дифтерия» (греч. diphthera - плёнка, перепонка).
Э. Клебс (1883) обнаружил возбудитель в плёнках из ротоглотки, через год Ф. Лёффлер выделил его в чистой культуре. Спустя несколько лет был выделен специфический дифтерийный токсин (Э. Ру и А. Йерсен, 1888), обнаружен антитоксин в крови больного и получена антитоксическая противодифтерийная сыворотка (Э. Ру, Э. Беринг, Ш. Китазато, Я.Ю. Бардах, 1892-1894). Её применение позволило снизить летальность от дифтерии в 5-10 раз. Г. Рамон (1923) разработал противодифтерийный анатоксин. В результате проводимой иммунопрофилактики заболеваемость дифтерией резко снизилась; во многих странах она даже была ликвидирована.
Род Corynebacterium включает более 60 видов, большинство из которых являются условно-патогенными, обнаруживаемых на слизистых оболочках и кожных покровах.
Морфология и тинкториальные свойства. Дифтерийные бактерии — тонкие слегка изогнутые палочки длиной 3—5 мкм, шириной 0,3 мкм с характерным расположением в мазках: попарно, под углом друг к другу, напоминая цифру V. Концы палочек имеют булавовидные утолщения, содержащие зерна волютина (тельца Бабеша—Эрнста). Эти зерна, являющиеся запасными питательными веществами, служат одним из дифферен-щиально-диагностических признаков при идентификации дифтерийных палочек. Бактерии дифтерии грамположительны, неподвижны, не образуют спор, некоторые штаммы имеют микрокапсулу. Для возбудителя дифтерии характерен полиморфизм. Наряду с типичными формами дифтерийной палочки, можно обнаружить карликовые, кокковидные, толстые с колбовидным утолщением на концах, гигантские, клиновидные, нитевидные, ветвящиеся и другие формы. На поверхности дифтерийной палочки имеются фимбрии, облегчающие адгезию к эпителию слизистой оболочки.
Для окрашивания мазков дифтерийных бактерий применяют щелочной метиленовый синий Леффлера и окраску по методу Нейссера для выявления зерен волютина, которые приобретают синий цвет, выделяются на желтоватом фоне бактериальной клетки, по полюсам. Зерна волютина можно наблюдать и с помощью люминесцентной микроскопии.
Культивирование и ферментативные свойства. Дифтерийная палочка хорошо растёт при 36-37°С; оптимум рН 7,4-8,0. Коринебактерии являются факультативными анаэробами Питательные среды должны содержать аминокислоты, витамины, ионы металлов (Са2+, Mg2+ Fe2+ и др.), играющие роль ростовых факторов. На сывороточных средах (например, среде Лёффлера) дают рост уже через 10-12 ч; за это время контаминирующая микрофлора обычно не успевает развиться. Наибольшее распространение получили среды с теллуритом, так как возбудитель резистентен к высоким концентрациям теллурита калия или натрии, ингибирующим рост сопутствующей микрофлоры.
Культивирование на теллуритовых средах дает возможность обнаруживать и дифференцировать бактерии дифтерии по характеру роста: колонии типа gravis — серовато-черные, матовые с радиальной исчерченностью и неровными краями, типа mitis — черные, гладкие, выпуклые над поверхностью; бактерии типа intermedius образуют колонии мелкие, блестящие, черные с прозрачными краями. Деление дифтерийных бактерий па три типа (gravis — тяжелый, mitis — средний, intermedius — промежуточный) обусловлено культуральными и биохимическими особенностями возбудителя.
При идентификации возбудителя дифтерии определяют ферментативные свойства, позволяющие дифференцировать его от других коринебактерий.
Ферментативная активность микроорганизмов изучается путем определения ферментов цистиназы, уреазы, способности расщеплять до кислоты глюкозу, сахарозу, крахмал. В редких случаях, когда необходимо идентифицировать C.ulcerans, добавляется тест на восстановление нитратов в нитриты.
Таким образом, выделенный микроорганизм является возбудителем дифтерии, если он обладает токсигенными свойствами, определенным спектром ферментативной активности (расщепление глюкозы, крахмала, отсутствие разложения сахарозы, наличие фермента цистиназы, отсутствие фермента уреазы) и характерными морфолого - культуральными признаками (образование колоний черного или серого цвета на кровяно - теллуритовых средах, с учетом, при необходимости, морфологии клеток - полиморфные, не образующие спор палочки).
Антигенная структура и токсинообразование. По антигенной структуре дифтерийные бактерии неоднородны и делятся на 11 сероваров. Однако экзотоксин, продуцируемый дифтерийными палочками и являющийся основным фактором патогенности, антигенно тождествен у различных сероваров. Токсинообразование связано с состоянием лизогении, т. е. токсигенность присуща только штаммам, содержащим умеренный фаг, гены которого детерминируют способность клетки вырабатывать экзотоксин. Элиминация фага ведет к потере токсинообразования. В лабораторных условиях доказана возможность конверсии нетоксигенных штаммов коринебактерии в токсигенные с помощью бактериофага, содержащего геном токсигенности.
Резистентность. Коринебактерии дифтерии устойчивы к факторам окружающей среды, высыханию и могут долго сохранять жизнеспособность, например, на мягких игрушках — до 3 мес. Дезинфицирующие вещества (5% раствор карболовой кислоты, 1% раствор сулемы и др.) убивают коринебактерии дифтерии в течение 1—10 мин. Температура 60 °С приводит к их гибели в течение 10 мин, прямой солнечный свет — в течение нескольких часов.
Дифтерийные бактерии чувствительны к пенициллину, эритромицину, тетрациклину и другим антибиотикам.
Патогенность для животных. К дифтерийному экзотоксину чувствительны морские свинки. Токсигенность коринебактерии определяется внутрикожным методом, позволяющим на одной морской свинке изучить токсигенность нескольких штаммов. При подкожном введении дифтерийных бактерий свинка погибает на 2—5-й день. На вскрытии обнаруживаются резкое увеличение и гиперемия надпочечников — специфическое действие экзотоксина.
Патогенез и клиника. Входными воротами инфекции являются слизистые оболочки поверхности зева, дыхательных путей, носоглотки и носа; реже процесс локализуется на слизистых глаз, наружных половых органах у девочек, раневой поверхности кожи.
Размножение возбудителя происходит в области входных ворот. Токсигенные штаммы бактерий выделяют экзотоксин и ферменты, провоцируя формирование очага воспаления. Местное действие дифтерийного токсина выражается в коагуляционном некрозе эпителия, развитии гиперемии сосудов и стаза крови в капиллярах, повышении проницаемости сосудистых стенок. Экссудат, содержащий фибриноген, лейкоциты, макрофаги и нередко эритроциты, выходит за пределы сосудистого русла. На поверхности слизистой оболочки в результате контакта с тромбопластином некротизированной ткани фибриноген превращается в фибрин. Фибриновая плёнка прочно фиксируется на многослойном эпителии зева и глотки, но легко снимается со слизистой оболочки, покрытой однослойным эпителием, в гортани, трахее и бронхах. Вместе с тем при лёгком течении заболевания воспалительные изменения могут быть ограничены лишь простым катаральным процессом без формирования фибринозных налётов.
Нейраминидаза возбудителя значительно потенцирует действие экзотоксина. Основную его часть составляет гистотоксин, блокирующий синтез белка в клетках и инактивирующий фермент трансферазу, ответственную за образование полипептидной связи.
Дифтерийный экзотоксин распространяется по лимфатическим и кровеносным сосудам, обусловливая развитие интоксикации, регионарного лимфаденита и отёка окружающих тканей. В тяжёлых случаях отёк нёбного язычка, нёбных дужек и миндалин резко суживает вход в глотку, развивается отёк шейной клетчатки, степень которого соответствует тяжести болезни. Токсинемия приводит к развитию микроциркуляторных нарушений и воспалительно-дегенеративных процессов в различных органах и системах - сердечно-сосудистой и нервной системах, почках, надпочечниках. Связывание токсина со специфическими рецепторами клеток проходит в виде двух фаз - обратимой и необратимой.
В обратимую фазу клетки сохраняют свою жизнеспособность, а токсин может быть нейтрализован антитоксическими антителами.
В необратимую фазу антитела уже не могут нейтрализовать токсин и не препятствуют реализации его цитопатогенной активности.
В результате развиваются общетоксические реакции и явления сенсибилизации. В патогенезе поздних осложнений со стороны нервной системы определённую роль могут играть аутоиммунные механизмы.
Антитоксический иммунитет, развивающийся после перенесённой дифтерии, не всегда защищает от возможности повторного заболевания. Антитоксические антитела оказывают защитный эффект в титрах не менее 1:40.
Инкубационный период длится 2—7 дней. Заболевание различается по форме —
локализованная,
токсическая
распространенная дифтерия
По течению —
легкое,
среднее
тяжелое.
Иммунитет. После заболевания длительное время сохраняется антимикробный и антитоксический иммунитет. Грудные дети дифтерией не болеют, так как у них имеется пассивный иммунитет от матери. Наиболее восприимчивы дети в возрасте от 1 года до 5—6 лет. Для выявления антитоксического противодифтерийного иммунитета используется внутрикожная проба Шика. У детей, восприимчивых к дифтерии, на предплечье в месте введения малых доз дифтерийного токсина через 48 ч появляются покраснение и инфильтрат, что свидетельствует об отсутствии антитоксинов в крови.
Лабораторная диагностика.
бактериологическое исследование материала из очага воспаления;
исследование крови (серологический метод) на выявление специфических антител против возбудителя дифтерии. Обязательно определение специфических антител в процессе болезни с интервалом в 10-14 дней. Диагностическое значение имеет нарастание концентрации антител в 4 раза и более.
Метод иммуноферментного анализа применяют для количественного и качественного определения специфических иммуноглобулинов различных классов.
Бактериологическое исследование проводят с целью лабораторной диагностики дифтерийной инфекции, выявления источников инфекции и наблюдения за распространенностью токсигенных коринебактерии дифтерии.
ВЗЯТИЕ И ДОСТАВКА МАТЕРИАЛА
1. Успех бактериологического исследования в значительной степени зависит от своевременного и правильного взятия материала.
2. Взятие материала должны производить специально обученные медицинские работники лечебно - профилактических учреждений.
3. При исследовании на дифтерию обследуют ротоглотку и нос. При дифтерии редких локализаций (глаз, ухо, рана, кожа, влагалище) помимо пораженных участков, следует брать материал также с миндалин и из носа.
4. Взятие материала осуществляют с помощью стерильных ватных сухих тампонов. Для их приготовления используют деревянные или металлические палочки, на один из концов которых плотно накручивается слой гигроскопической ваты.
5. Материал из ротоглотки и носа берут отдельными тампонами, натощак или не ранее, чем через два часа после еды, с использованием шпателя, не касаясь тампоном языка и внутренних поверхностей щек и зубов. Одним тампоном собирают материал с пораженных участков ротоглотки - миндалин. При наличии налетов, материал следует брать с границы пораженных и здоровых тканей, слегка нажимая на них тампоном. Для взятия материала из носа используют другой тампон, который вводят сначала в один, а потом в другой носовой ход, не касаясь крыльев носа снаружи.
6. При ларингоскопии материал (слизь, пленка) собирают непосредственно из гортани. Материал с пораженных участков кожи следует собирать сухим тампоном после удаления корочек или струпа.
7. Тампоны должны быть доставлены в лабораторию не позднее 3-х часов с момента взятия материала. При проведении обследования контингентов в отдаленных от бактериологических лабораторий районах, рекомендуется засевать материал на чашки с питательной средой или использовать транспортную среду.
Для бактериологического исследования берут материал из-под пленки, а если ее нет (или при обследовании на носительство) — слизь из зева и носа двумя тампонами раздельно. Предварительную бактериоскопию мазка с тампона проводят только по требованию лечащего врача. Посев делают на избирательные питательные среды параллельно: на свернутую сыворотку и среду Клауберга. Наличие роста и обнаружение при окраске по Леффлеру коринебактерий с характерной морфологией и расположением позволяют проводить дальнейшую идентификацию по биохимическим, антигенным свойствам и определению токсигенности. Последнее исследование имеет особенно важное значение при изучении культур, выделенных от бактерионосителей. Носители чаще всего выделяют нетоксигенные штаммы; заболевание же вызывают только токсигенные дифтерийные палочки.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКСИГЕННЫХ СВОЙСТВ КОРИНЕБАКТЕРИЙ
ДИФТЕРИИ С ПОМОЩЬЮ РЕАКЦИИ ПРЕЦИПИТАЦИИ В ГЕЛЕ
В основе метода определения токсигенности коринебактерий дифтерии (тест Элека) лежит процесс встречной иммунодиффузии токсина и антитоксических антител в плотной питательной среде. В местах оптимального количественного соотношения между токсином, продуцируемым коринебактериями, и антитоксином, нанесенным на фильтровальную бумагу, происходит их взаимодействие с образованием преципитата в виде белой линии или "усов".
Эпидемиология. Источником инфекции является больной человек, реконвалесцент и носитель токсигенных штаммов коринебактерий дифтерии. Наибольшее количество возбудителей выделяют больные с ярко выраженной клиникой. Опасными источниками инфекции являются также больные с атипичными формами, не распознанные и поэтому не госпитализированные.
Возбудитель дифтерии выделяется от больного с капельками слизи при кашле и чиханье, поэтому основной механизм передачи — воздушно-капельный, также возможно заражение через предметы, используемые больным, и инфицированные пищевые продукты (обычно молоко).
Восприимчивость неиммунных людей к возбудителю дифтерии всеобщая. Однако возможность развития не только тяжелых, но и легких форм болезни, а также носительства (бессимптомные формы инфекции) свидетельствует об определенной роли неспецифических факторов защиты организма, вирулентности и степени токсигенности возбудителя, но особенно — инфицирующих доз при заражении.
Общеизвестно, что чем теснее общение с источником дифтерии, тем более вероятно развитие манифестной формы инфекции, и наоборот, с увеличением расстояния между источником и реципиентом (восприимчивым человеком) растет вероятность развития бессимптомных форм инфекции.
Наблюдения в условиях естественно складывающегося обычного общения в достаточно крупных популяциях (города, страны и т. п.) показали, что в допрививочные времена болело дифтерией примерно 20% населения, остальные приобретали иммунитет за счет перенесения бессимптомных форм.
Масштабные наблюдения, таким образом, показывают сложившуюся вероятность получения дозы, приводящей к развитию манифестных форм дифтерии. Необходимо подчеркнуть, что остальное, незаболевшее, население (80%) — это тоже восприимчивые люди, но они заражались небольшими дозами и постепенно приобретали устойчивый иммунитет. Этот иммунитет в основном носит антитоксический характер, именно поэтому возможно вторичное (иммунное) носительство.
В недавнем прошлом дифтерия была одной из ведущих социальных проблем не только вследствие высокой заболеваемости, но и в связи с высокой последующей инвалидностью, летальностью и смертностью. В настоящее время за счет внедрения в широкую практику специфической профилактики заболеваемость либо исчезла вовсе (там, где прививки проводятся в строгом соответствии с современными требованиями науки и практики), либо — где имеются нарушения в принятой системе специфической профилактики — наблюдается заболеваемость, как правило, не достигающая уровня допрививочного времени.
В допрививочный период отмечалась высокая заболеваемость дифтерией, которая в наиболее неблагоприятные годы достигала в России показателя 150-170 на 100 тыс. населения в год. В 2001-2003 гг. в России показатели заболеваемости составили 0,2—0,4 на 100 тыс. населения.
Для дифтерии характерна своеобразная многолетняя динамика: подъемы заболеваемости чередовались без особой закономерности с интервалом 8, 10, 12 и даже 20 лет.
С введением специфической профилактики заболеваемость резко снизилась, и в некоторых странах и городах упала до нуля. Однако в связи с нарушениями в системе специфической профилактики, которые имели место в 90-х гг. XX в., произошел подъем заболеваемости. Таким образом, в современных условиях подъем заболеваемости происходит не в результате угасания естественно формируемого популяционного иммунитета, а вследствие нарушений в системе специфической профилактики.
Сезонность заболеваемости дифтерией также имеет определенное своеобразие: подъем начинается осенью с формированием детских коллективов, достигает максимума в конце осени — зимой (декабрь), затем наблюдается постепенное снижение заболеваемости. Весеннего подъема обычно не бывает.
Структура заболеваемости дифтерией.
В допрививочное время дифтерия справедливо включалась в группу «детских инфекций», поскольку страдали от этой нозоформы главным образом дети. Группой риска считались дети примерно 4-7 лет, хотя и в более старшем возрасте дети заболевали достаточно часто.
Такое возрастное распределение связано с постепенным после рождения угасанием иммунитета к дифтерии, полученного от матери, а также более активным включением в общественную жизнь (посещение детских учреждений, массовых зрелищ и т. д.).
С введением прививок, из-за нарушений при реализации специфической профилактики (необоснованные медицинские отводы и т. д.) заболеваемость среди детей сохраняет доминирующее положение, однако в ряде случаев взрослые болеют с той же частотой, что и дети: это также определяется характером нарушений в системе прививок.
Факторы риска дифтерии.
снижение иммунитета к дифтерии в различных возрастных группах,
высокий уровень носительства токсигенных штаммов.
По мере снижения заболеваемости дифтерией за счет хорошо проводимой специфической профилактики имеет место постепенное снижение носительства токсигенных культур при сохранении уровня носительства нетоксигенных штаммов. Такая же закономерность отмечается в другой ситуации: при подъеме заболеваемости дифтерией имеет место повышение уровня носительства токсигенных культур при практически стабильном уровне носительства нетоксигенных штаммов.
Этот факт интересен тем, что прививки направлены только на нейтрализацию токсина дифтерии и не обладают антимикробным действием. По-видимому, в организме иммунных людей имеет место не только нейтрализация токсина, но и токсинообразования, что нарушает метаболические процессы токсигенных культур. Таким образом, снижение количества (исчезновение) токсигенных культур не только имеет положительный эпидемиологический смысл (снижается или вообще исчезает возможность заражения и заболевания неиммунных людей), но и дает основание для благоприятного прогноза на будущее.
В условиях высокого уровня популяционного антитоксического иммунитета проникновение умеренного бактериофага в бактериальную клетку и, соответственно, трансформация ее в tox+ ведет к гибели последней из-за возникновения трудностей и даже невозможности паразитировать в организме иммунного человека. Однако если в популяции появляются неиммунные люди, то возможна успешная вегетация токсигенных (tox+) культур и развитие заболеваемости. Итак, надо помнить, что существенное уменьшение, особенно исчезновение токсигенных культур дает право констатировать сложившееся благополучие, но не дает основания для ослабления прививочных мероприятий.
Профилактика дифтерии.
Борьба с дифтерией ведется путем специфической профилактики с помощью анатоксина (обезвреженного, но сохранившего специфические антигенные свойства токсина), поскольку, как уже упоминалось, в основе противодифтерийного иммунитета лежит нейтрализация действия экзотоксина.
Современная система специфической профилактики дифтерии, которая использует многолетний опыт успешного применения анатоксина, строится на принципах многократного введения препарата — вакцинация и несколько ревакцинаций, в том числе взрослого населения. Ревакцинации необходимы в связи с тем, что иммунитет постепенно угасает и требует стимулирования.
При ревакцинации от дифтерии достигается так называемый бустер-эффект, т. е. иммунная реакция при повторных введениях препарата оказывается весьма мощной, неадекватной небольшим дозам вводимого препарата (доза небольшая, а иммунная реакция весьма значительна).
Вакцинопрофилактика остаётся основным способом контроля дифтерии. Схема иммунизации детей предусматривает иммунизацию вакциной АКДС начиная с 3 мес жизни (вакцинируют 3-кратно с интервалом 30-40 дней). Ревакцинацию проводят через 9-12 мес после законченной вакцинации. Для ревакцинации в 6-7, 11-12 и 16-17 лет применяют АДС-М. В отдельных случаях, например при противопоказаниях к коклюшному компоненту АКДС, АДС-М применяют и для вакцинации. В современной эпидемиологической ситуации особую значимость приобрела иммунизация взрослых. Среди взрослых в первую очередь прививают лиц из групп повышенного риска:
лиц, проживающих в общежитии;
работников сферы обслуживания;
медицинских работников;
студентов;
преподавателей;
персонал школ, средних и высших специальных заведений;
работников детских дошкольных учреждениях и др.
Для прививок взрослых применяют АДС-М в форме плановой иммунизации каждые 10 лет до 56 лет включительно. Лица, переболевшие дифтерией, также подлежат прививкам. Заболевание дифтерией любой формы у непривитых детей и подростков расценивают как первую вакцинацию, у получивших до заболевания одну прививку - как вторую вакцинацию. Дальнейшие прививки проводят согласно действующему календарю прививок.
Поствакцинальный иммунитет сохраняется в течение 4—5 лет
Специфическое лечение. Главным в специфическом лечении всех форм дифтерии является своевременное введение дифтерийной антитоксической сыворотки, действие которой направлено на нейтрализацию циркулирующего в крови экзотоксина. Обязательно лечение носительства токсигенных штаммов бактерий, которое проводится антибиотиками — тетрациклином или эритромицином.