 |
Вопрос 11. Изменчивость микобактерии туберкулеза
|
|
|
|
ОБЩАЯ ФТИЗИАТРИЯ
Вопрос.
Туберкулез — инфекционное заболевание, поражающее людей и животных, вызываемое микобактериями туберкулеза (МБТ), с преимущественно аэрогенным путем передачи возбудителя и респираторным заражением, при котором развивается специфическое гранулематозное воспаление в легких, а при лимфогематогенном распространении МБТ могут также поражаться ткани практически всех органов организма.(Мишин,2015).
Возбудитель относится к классу - Актинобактерии, порядку - Актиномицеты, семейству - Mycobacteriaceae, роду -Mycobacterium.
По роли в патологии выделяют группы представителей рода микобактерий:
Группа облигатных паразитов среди микобактерий численно незначительна и представлена 8 видами, которые при попадании в ткани организма человека вызывают воспаление в виде специфической туберкулезной гранулемы и образуют группу Mycobacterium tuberculosis complex.
I. Туберкулезные микобактерий (типичные штаммы):
1) М. tuberculosis humanus (M. tuberculosis) — человеческий вид, вызывающий 85—90% всех заболеваний туберкулезом у людей.
2)
М. tuberculosis bovines (M. bovis) — бычий вид, вызывающий 10—15% заболеваний у людей (исходно устойчивый к противотуберкулезному препарату пиразинамиду).
3)
М. tuberculosis bovines BCG (M. bovis BCG) — вид вакцинного штамма
4)
М. tuberculosis africanus (M. africanus — африканский вид, вызывающий до 90% заболеваний у населения Южной Африки (исходно устойчивый к противотуберкулезному препарату тиоацетазону).
5)
М. tuberculosis microti (M. microti) — мышиный вид, вызывающий заболевание у полевых мышей и редко у человека.
6)
М. tuberculosis typhus canettii (M. canettii) — вид, вызывающий заболевание у собак и редко у человека.
7)
М. tuberculosis typhus caprae (M. caprae) — вид, вызывающий заболевание у диких млекопитающих (волки, лисы и др.) и редко у человека.
|
|
|
8)
М. tuberculosis typhus pinnipedii (M. pinnipedii) — вид, вызывающий заболевание у морских млекопитающих (тюленей) и редко у человека.
II. Атипичные штаммы — вызывают микобактериозы:
1. фотохромогенные — микобактерий, синтезирующие пигмент на свету (М. kansassi, M. marinum);
2. скотохромогенные — микобактерий, синтезирующие пигмент в темноте (М. gordonae);
3. ахромогенные — микобактерий, не синтезирующие пигмент (М. avium, M. intracellulare,M. xenopi);
4. быстрорастущие микобактерий (M. smegmatis).
Микобактерио́з (лат. mycobacteriosis) — инфекционное заболевание человека и животных, возбудителями которого являются представители большой группы нетуберкулёзных микобактерий (НТМБ).
NB: Латинский префикс «myco-» означает как гриб, так и воск; в данном случае понятие отражает «воскоподобные» компоненты, составляющие часть клеточной стенки микобактериальных клеток.
Вопрос.
Основные видовые признаки МБТ — патогенность и вирулентность.
1) Патогенность — способность возбудителя жить и размножаться в тканях живого организма и вызывать специфические ответные гранулематозные морфологические реакции, приводящие к определенной специфической нозологической форме патологии — туберкулезу.
2) Вирулентность - проявляется прежде всего в интенсивности размножения возбудителя и его активности вызывать специфическое поражение в тканях и органах макроорганизма, а также иммунологические реакции и формировать специфический иммунитет.
Особое значение для жизнедеятельности МБТ играет корд-фактор, или фактор вирулентности, расположенный в клеточной стенке в виде монослоя и состоящий на 70% из миколевой кислоты и на 30% из трегалазы. С ним связывают устойчивость МБТ к воздействию растворами кислот, щелочей и спирта, а также развитие воспалительных и некротических изменений в клетках и тканях органов(патогенность).
Вопрос
|
|
|
Также существуют нетуберкулёзные микобактерии (НТМБ), их около 50-ти видов.
По своим морфологическим свойствам они не отличаются от МБТ, но являются самостоятельными видами микобактерии. НТМБ широко распространены в окружающей среде, что служит источником инфекции для человека. НТМБ — потенциальные возбудители заболевания, которое получило название микобактериоз (вследствие естественной устойчивости этих микобактерии к большинству противотуберкулезных препаратов). Лечение микобактериозов вызывает определенные трудности.
Важность инфицирования организма человека некоторыми видами НТМБ в настоящее время определяется тем, что их генетическая структура соответствует таковой у М. bovis BCG и имеется перекрестная чувствительность при внутрикожной пробе с препаратом диаскинтест.
В настоящее время по классификации Runyon (Раньен) (1959) выделяют 4 группы нетуберкулезных микобактерии.
Первые три группы отличаются тем, что они медленно (в течение 1—12 нед) растут на питательных средах, а четвертая — в течение 3—5 дней.
1) Группа 1 — фотохромогенные, образующие пигмент после экспозиции на свету. К ним относят М. kansasii, M. marinum, M. simiae.
2) Группа 2 — скотохромогенные, образующие пигмент желто-оранжевого цвета в темноте. Это самая большая группа среди НТМБ (60—70%). К ним относят М. scrofulaceum, M. xnopi, M. szulgal, М. gordone, M. aquae.
3) Группа 3 — нефотохромогенные, не образующие пигмент. К ним относят М. aviuv complex (1VIAC — М. avium, M. inracellulare, M. paratuberculosis и М. silvaticum), M. bathey, M. malmoense, M. ulcerans,, M. smegmatis, M. nonchromogenicum.
4) Группа 4 — быстрорастущие (в течение 3—5 дней). К ним относят M.fortuitum complex (M.fortuitum и М. chelonae), M. abscessus.
Вопрос
Микобактерио́з (лат. mycobacteriosis) — инфекционное заболевание человека и животных, возбудителями которого являются представители большой группы нетуберкулёзных микобактерий (НТМБ). (ОПИСАНО В 3 ВОПРОСЕ).
Дифференцировать микобактериоз и туберкулез легких бывает весьма сложно, поскольку оба заболевания по клинической картине и рентгенологически, по патоморфологическим изменениям в легких мало чем различаются.
При микобактериозе легких возбудителем заболевания являются ассоциация М. avium-intracellulare, М. skrofuloceum, М. kansasii, М. fortuitum и реже другие.
Клиническая картина и течение микобактериоза во многом определяются видом возбудителя. Начало заболевания может быть острым, подострым и хроническим малосимптомным, т. е. таким же, как и при туберкулезе.
|
|
|
Острые формы возникают с высокой лихорадкой, выраженными симптомами интоксикации, болями в груди, сухим кашлем, кровохарканьем. Хронические формы протекают под маской хронического бронхита с незначительными (или отсутствием) симптомами интоксикации.
Рентгенологически в легких у больных микобактериозом при остром и подостром течении обнаруживаются инфильтраты с распадом, гематогенная диссеминация или кавернозный и фиброзно-кавернозный процессы. При инапперцептном течении характерно формирование осумкованных фокусов (туберкулем), пневмофиброза.
Возможна внелегочная локализация микобактериоза. Поражение внутригрудных или периферических лимфатических узлов (чаще у детей) необходимо дифференцировать от туберкулезной аденопатии.
Иногда развивается генерализованный микобактериоз в виде милиарного процесса по типу милиарного туберкулеза легких, туберкулезного менингита, которые нередко имеют смертельный исход. Одним из наиболее частых возбудителей поражения легких у больных СПИДом являются атипичные микобактерии, которые приобретают выраженную патогенность. Заболевание характеризуется прогрессирующим течением и нередко заканчивается летальным исходом.
Диагноз микобактериоза ставится на основании обнаружения в мокроте или других выделениях атипичных микобактерий и положительной реакции на сенситин (фильтрат из убитых атипичных микобактерий), а основанием для дифференциальной диагностики туберкулеза и микобактериоза является отсутствие эффекта при лечении такими противотуберкулезными препаратами, как стрептомицин и изониазид.
Вопрос.
В состав микобактериальной клетки входят вода (85,9%), белки, углеводы, липиды и минеральные соли. Липиды составляют 10—40% сухого вещества.
Белки состоят из туберкулопротеинов, что составляет 56% сухого вещества МБТ. В их состав входят почти все известные аминокислоты. Минеральные вещества — кальций, фосфор, магний, калий, железо, цинк и марганец — в виде различных соединений составляют около 6%.
Отличительные свойства МБТ — кислото- и спиртоустойчивость. Это обусловлено высоким содержанием в клеточных стенках микобактерий миколевой кислоты (С88Н17604), липидов и восков.
Особое значение для жизнедеятельности МБТ играет корд-фактор, или фактор вирулентности, расположенный в клеточной стенке в виде монослоя и состоящий на 70% из миколевой кислоты и на 30% из трегалазы. С ним связывают устойчивость МБТ к воздействию растворами кислот, щелочей и спирта, а также развитие воспалительных и некротических изменений в клетках и тканях органов.
|
|
|
Вопрос
МБТ — грамположительные прямые или слегка изогнутые неподвижные палочки, патогенные для человека и многих видов животных. Наиболее восприимчивы к заражению морские свинки.
Микрокапсула состоит из полисахаридов и играет важную роль в жизнедеятельности МБТ, в том числе придает им устойчивость к неблагоприятным воздействиям внешней среды. Толстая клеточная стенка, насыщенная липидами, ограничивает клетку снаружи, обеспечивая механическую и осмотическую защиту.
Клеточная стенка МБТ состоит из четырех слоев. Первый (внутренний) слой образован пептидогликаном; последующие слои включают миколевые кислоты, гликолипиды, воск и корд-фактор (фактор вирулентности), которые обусловливают склеивание МБТ и оказывают токсическое действие на макрофаги при фагоцитозе. Также это обусловливает гидрофобность МБТ.
В состав цитоплазматической мембраны входят липопротеидные комплексы. С мембраной связаны ферментные системы. В цитоплазме в большом количестве содержаться рибосомы, на которых синтезируется специфический белок.
Для нормального развития МБТ нуждаются в кислороде, поэтому их относят к аэробам. Потребление кислорода микробной клеткой связано с окислительно-восстановительными процессами и высоким уровнем синтеза аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) в МВТ. При формировании гранулем размножение МВТ замедляется из-за снижения в них парциального давления кислорода. Однако имеются сведения о том, что некоторые виды МВТ можно рассматривать как факультативные анаэробы.
Вопрос
Размножение МВТ происходит путем простого деления клетки. Цикл простого деления материнской клетки на две дочерние занимает от 13—14 до 18—24 ч. Микроскопически видимый рост микроколоний на жидких средах можно обнаружить на 5—7-й день, видимый рост колоний на поверхности твердой среды — на 12—20-й день.
|
|
|
Известен более сложный цикл деления — почкование. На одном из полюсов клетки образуется выпуклость, она переходит в шаровидную структуру, которая отпочковывается от материнской клетки, и в ней происходит образование обычных кислотоустойчивых палочек. Весь цикл размножения и воспроизводства продолжается примерно 7—9 сут.
Существует ещё один способ размножения МБТ — спорообразование, что роднит их с актиномицетами. В клетке образуются зёрна, которые выходят наружу и из них формируются обычные палочки. Образование спор происходит в латентной фазе роста возбудителя.
В 1998 г. полностью расшифрован геном МВТ. Он имеет длину 4 411 529 пар нуклеотидов. Для МВТ имеются уникальные гены, в частности гены mtp40 и трЬ70, которые применяются для выявления МВТ с помощью полимеразно-цепной реакции (ПЦР). Расшифровка геномов разных видов микобактерий позволила выделить в геноме комплекса МБТ уникальную область — RD1 {region of difference 1), отсутствующую у М. bovis и М. bovis BCG. В дальнейшем было установлено, что данная область RD1 присутствует также у М. leprae и у ряда НТМБ (М. kansasi и М. marinum).
На основании этих белков в Российской Федерации разработан препарат диаскинтест, который при внутрикожной пробе позволяет проводить дифференциальную диагностику поствакцинной и инфекционной аллергии у детей и подростков.
Вопрос
В 1998 г. полностью расшифрован геном МВТ. Он имеет длину 4 411 529 пар нуклеотидов, которые почти в 70% представлены гуанином и цитозином.
Для МВТ имеются уникальные гены, в частности гены mtp40 и mpb70, которые применяются для выявления МВТ с помощью полимеразноцепной реакции (ПЦР).
Геном МБТ радикально не отличается от других видов микобактерий. Большая часть генов обеспечивает синтез клеточной стенки и фактора вирулентности(корд-фактор).
Тождественность дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) комплекса МБТ (М. tuberculosis, M. bovis, M. bovis BCG, M. africanum, M. microti, М. Canettii, М. саргае и М. pinnipedii) составляет 99,9%.
Расшифровка геномов разных видов микобактерий позволила выделить в геноме комплекса МБТ уникальную область — RD1 {region of difference 1), отсутствующую у М. bovis и М. bovis BCG.
В области RD1 кодируется синтез двух секреторных белков: ESAT-6, CFP-10.
Белки ESAT-6 и CFP-10 определяют скорость размножения МБТ, степень вирулентных свойств и массивность развития специфических изменений в органах. При этом белок ESAT-6 проявляет усиливающие свойства в комплексе ESAT-6—CFP-10, который формирует длительный постинфекционный иммунный ответ.
В то же время область RD1 отсутствует не только у М. bovis BCG и М. bovis, у целой группы НТМБ(20 видов).
При этом отсутствие области RD1, а следовательно, отсутствие возможности синтеза секреторных белков (ESAT-6 и CFP-10) M. bovis BCG позволяет проводить диагностику инфекционной и послевакцинной чувствительности к туберкулину у детей и подростков. Однако при отсутствии области RD1 у большого числа НТМБ, широко распространенных
во внешней среде, могут возникать существенные трудности в диагностике, особенно в регионах, где распространены данные микобактерий.
На основании этих белков в Российской Федерации разработан препарат диаскинтест, который при внутрикожной пробе позволяет проводить дифференциальную диагностику поствакцинной и инфекционной аллергии у детей и подростков.
Вопрос
Видоспецифические антигены МВТ находятся в клеточной стенке. Они вызывают в организме развитие реакций клеточного иммунитета и антителообразование. Антигенными свойствами обладают белки, полисахариды и липиды. Такие антигены могут быть получены как из фильтратов культур, так и из разрушенных разными способами микобактериальных клеток. Также используются методы генной инженерии.
Антигенный компонент МБТ, индуцирующий формирование ГЗТ, — белки, а полисахариды и липиды таким действием не обладают. Однако гликолипиды клеточной стенки (мурамиллипептид, димиколат) обладают мощным адъювантным действием, что широко используется для усиления иммунного ответа на слабоиммуногенные антигены или гаптены, в том числе на туберкулин.
Вопрос
Благодаря клеточной стенке и своим формам размножения МБТ обладают значительной устойчивостью к неблагоприятным воздействиям внешних физических и химических агентов, холоду, теплу, влаге и свету. В естественных условиях при отсутствии солнечного света МБТ могут сохранять свою жизненную способность в течение нескольких месяцев. В высохшей мокроте они могут оставаться живыми до 1 — 1,5 лет (в жилом помещении), на страницах книг — до 10 мес. В почве и воде МБТ остаются жизнеспособными около года, в уличной пыли — около месяца. Они выдерживают процессы гниения и могут в течение 3—6 мес оставаться живыми в погребенных трупах. В сыром молоке МБТ выживают 14—18 дней, скисание и пастеризация молока не ведут к их гибели. В масле и сыре МБТ не погибают в течение 8— 12 мес.
При прогревании молока они выдерживают нагревание при температуре 55—60 °С в течение 60 мин, нагревание при 70 °С — в течение 20 мин; Лиофилизированные и замороженные МБТ сохраняют жизнеспособность 30 лет и более. Сухой жар при 100 °С оказывает губительное действие в течение 60 мин. Особо высокой устойчивостью во внешней среде обладают формы МБТ в виде спор, сохраняющих жизнеспособность и способность превращения в типичные клеточные формы в течение длительного времени. Культура МБТ, облученная солнечным светом, погибает в течение 1,5 ч. Ультрафиолетовые лучи убивают их через 2—3 мин. При кипячении МБТ во влажной мокроте погибают в течение 5 мин, а в высушенной мокроте — только через 45 мин. МБТ довольно устойчивы к действию ионизирующей радиации. Так, 36-часовое облучение рентгеновскими лучами культуры МБТ на питательной среде слабо действует на ее жизнеспособность. Ультразвуковые волны разрушают МБТ; они теряют способность размножаться под действием электромагнитных волн с частотой колебаний 2000 кГц. Обычные дезинфекционные агенты слабо эффективны в отношении МБТ. Они устойчивы к кислотам, щелочам, спирту. Слабые растворы серной кислоты или 10—15% гидроксид натрия не убивают МБТ в течение 30 мин. Однако более длительное воздействие концентрированных растворов кислот оказывается для них губительным. 5% карболовая кислота и 5% формалин убивают МБТ в мокроте в течение 24 ч. Надежной дезинфекции мокроты больных туберкулезом можно добиться при применении препаратов йода и хлора, обладающих высоким бактерицидным действием на МБТ. 2% раствор хлорной извести убивает МБТ в течение 24—48 ч. Более высокие концентрации препаратов хлора — 3—5% раствор хлорамина и 10—20% раствор хлорной извести — вызывают их гибель в течение нескольких часов.
ВОПРОС 11. ИЗМЕНЧИВОСТЬ МИКОБАКТЕРИИ ТУБЕРКУЛЕЗА
Одним из характерных свойств МБТ является их способность изменяться под воздействием внешних факторов. Полиморфизм возбудителя проявляется в образовании нитевидных цетных, кокковидных и лекарственно-устойчивых форм. Другой формой клеточного полиморфизма является образование, обусловленное утратой плотной клеточной стенки и образованием сферопластов, окруженных цитоплазматической мембраной, сходной с мембраной клеток макроорганизма. В связи с такой перестройкой меняется не только морфология МБТ, но и антигенный состав, и степень патогенности для человека и животных. L-формы МБТ устойчивы к большинству противотуберкулезных препаратов и характеризуются резко сниженным уровнем метаболизма и ослабленной вирулентностью. L-формы могут длительное время персистировать в организме и поддерживать противотуберкулезный иммунитет. При снижении иммунореактивности организма они способны активизироваться, превращаться в типичные микобактерии, вызывая реактивацию специфического процесса. Выявлен ген, участвующий в превращении типичных МБТ в L-формы. МБТ могут также существовать в виде ультрамелких фильтрующихся форм, представляющих собой частицы (0,22—0,24 мкм) округлой формы, некоторые из них окружены плотной клеточной стенкой. Таким образом, при неблагоприятном изменении каких-либо параметров среды обитания МБТ утрачивают клеточную стенку и трансформируются в обладающие повышенной устойчивостью к вредным воздействиям — гипоксии, действию противотуберкулезных препаратов и др. Они приобретают способность долго сохраняться и даже размножаться почкованием в виде зернистых различной величины шаров. При длительном неблагоприятном воздействии (например, продолжительный курс химиотерапии) зернистые шары могут распадаться на мельчайшие некислотоустойчивые фильтрующиеся формы. При исключении неблагоприятных факторов фильтрующиеся и формы реверсируются в классическую палочковидную форму.
|
|
|
