 |
Общая характеристика патогенных риккетсий
|
|
|
|
Лабораторная диагностика риккетсиозов сельскохозяйственных животных
Витебск - 2011
Общая характеристика патогенных риккетсий
Риккетсиозы - группа заболеваний многих видов животных и человека, вызываемые внутриклеточными паразитами (риккетсиями), которые передаются в основном трансмиссивно и проявляются у животных лихорадками, пневмониями, ринитами, абортами и послеродовыми эндометритами, а также поражением лимфатической системы и форменных элементов крови.
Риккетсии названы в честь американского микробиолога Говарда Тейлора Риккетса, открывшего в 1909 году возбудителя одного из риккетсиозов - пятнистую лихорадку Скалистых гор и погибшего при его исследовании (1910).
Риккетсии довольно многочисленная группа, представленная патогенными и непатогенными видами. Патогенных видов значительно меньше. В природе риккетсии обитают преимущественно в организме насекомых (вшей, блох, клещей), а также грызунов, диких и сельскохозяйственных животных.
Таксономия
В настоящее время риккетсии классифицируются, согласно Определителя бактерий Берджи (1984; 1994) следующим образом:
Царство Procariotae
Отдел Gracilicutes
Секция 9. Rickettsii et Chlamydii. Риккетсии и хламидии.
Порядок I. Rickettsiales.
Порядок Rickettsiales
Сем. Rickettsiaceae Сем. Bartonellaceae Сем. Anaplasmataceae
Род 1 Rickettsia Род 1 Bartonella Род 1 Anaplasma
Род 2 Rochalimaea Род 2 Grahamella Род 2 Aegyptianella
Род 3 Coxiella Род 3 Haemobartonella
Род 4 Ehrlichia Род 4 Eperhytrozoon
Род 5 Cowdria
Род 6 Neoriсkettsia
Род 7 Wolbachia
Род 8 Rickettsiella
Ниже приведены основные патогенные роды и виды риккетсий:
Род 1 Rickettsia
Вид R.conjunctivae - возбудитель риккетсиозного кератоконъюнктивита крупного рогатого скота
Вид R. prowacheki - возбудитель эпидемического сыпного тифа
|
|
|
Всего шестнадцать видов
Род 3 Coxiella
Вид C. burnetii - возбудитель Ку-лихорадки (Ку-риккетсиоза)
Род 4 Ehrlichia
Вид E. canis - возбудитель эрлихиоза собак (эрлихиозного (Rickettsia canis) моноцитоза)
Вид E. phagocytophila - возбудитель эрлихиоза жвачных и всеядных (E. bovis, E. ovis) (эрлихиозного моноцитоза, риккетсиозного моноцитоза)
Вид E. egui - возбудитель эрлихиоза лошадей
Вид E. senetsee - возбудитель лихорадки долины реки Пото- (E. risticii) мак (эрлихиозного колита, моноцитарного эрлихиоза, синдрома диареи лошадей)
Род 5 Cowdria
Вид C. ruminantium - возбудитель риккетсиозного гидроперикардита (коудриоза, инфекционного гидроперикардита, сердечной водянки крупного и мелкого рогатого скота)
Род 6 Neorikettsia
Вид N. helminthoeca - возбудитель неориккетсиоза (эрлихиоза) собак
Род 7 Wolbachia
Вид W. melophagi
Вид W. persise - возбудители болезней насекомых
Вид W. pipientis
Род 2 Grachamella
Вид G. peromysci - возбудитель болезни грызунов
Вид G. talpae - возбудитель болезни кроликов
Род 1 Anaplasma
Вид A. centrale - возбудитель анаплазмоза крупного рогатого скота
Вид A. marginale
Вид A. ovis - возбудитель анаплазмоза овец и коз
Роз 3 Haemobartonella
Вид H. canis
Вид H. felis - возбудители заболеваний собак, кошек,
Вид H. muris диких грызунов
Род 4 Eperythrozoon
Вид E. ovis - возбудитель эперитрозооноза овец
Вид E. suis - возбудитель эперитрозооноза свиней
Вид E. wenyonii - возбудитель эперитрозооноза крупного рогатого скота
Согласно 9-го издания (1994) “Определителя бактерий Берджи” в 2-х томах риккетсии также оставлены в группе (секции) 9 “Риккетсии и хламидии”, в которой упразднена таксономическая категория “триба”, остальные таксономические категории - семейства, роды и виды - остались без изменений.
В соответствии с родовой, видовой принадлежностью большую часть патогенных риккетсий подразделяют на группы заболеваний: заболевания вызываемые эрлихиями - эрлихиозы, коудриями - коудриозы, неориккетсиями - неориккетсиозы, анаплазмами - анаплазмозы, бартонеллами - бартонеллезы и т.д.
|
|
|
В настоящее время наибольшую актуальность имеют возбудители: Ку-лихорадки - C. burnetti, риккетсиозного кератоконъюнктивита - R. сonjunctivae, анаплазмоза крупного рогатого скота - A. centrale, A. marginalae и анаплазмоза овец и коз A. ovis.
Морфологические свойства
Строение риккетсий аналогично строению прочих бактерий. У риккетсий выделяют оболочку, цитоплазму и зернистые включения. Ядерная структура представлена зернышками (от 1-2 до 4). В клетках выявляют ДНК и РНК.
Риккетсии полиморфны. Все многообразие их форм может быть сведено к четырем основным морфологическим типам (по П.Ф. Здродовскому, 1972), (рис. 1, приложение 1):
Тип а. Кокковидные, монозернистые риккетсии, размер 0,3-1 мкм (чаще 0,5 мкм) в диаметре, это наиболее патогенный тип, типичны для интенсивного размножения возбудителя в клетках (рис 1 а);
Тип в. Палочковидные, биполярные (гантелевидные), размер: ширина 0,3 мкм, длина 1-1,5 мкм (также выделяются при активном развитии риккетсиоза) (рис. 1 в).
Тип с. Бациллярные, удлиненные, обычно изогнутой формы, размер: в ширину 0,3-1 мкм, в длину 3-4 мкм (выделяются в начальном периоде болезни, слабовирулентные, часто бизернистые палочки, иногда могут включать по 4 зернышка парно расположенных на полюсах) (рис. 1 с).
Тип d. Нитевидные, полизернистые риккетсии имеют вид длинных причудливо прогнутых нитей, размер: ширина 0,3-1 мкм, длина 10-40 мкм и более; (их выделение также характерно для начальных стадий инфекции - показатель раннего умеренного риккетсиоза) (рис. 1,d).
Встречаются также очень мелкие до 0,2 мкм, проходящие через бактериальные фильтры и невидимые в обычном световом микроскопе формы, которые являются ранней стадией внутриклеточной репродукции возбудителя болезни.
Риккетсии неподвижны, спор и капсул не образуют.
Риккетсии размножаются как и бактерии простым поперечным делением. Выделяют 2 типа деления:
обычное деление кокковидных а - и в - форм с образованием гомогенных популяций;
размножение дроблением нитевидных d - форм с последующим образованием популяций, состоящих из клеток а - и в - типов.
Тинкториальные свойства
Риккетсии окрашиваются грамотрицательно.
Кокковидные формы риккетсий окрашиваются по Романовскому-Гимзе и Цилю-Нильсону в красный цвет, палочковидные и нитевидные в красно-голубой (зерна-гранулы красные, цитоплазма между ними голубая), по Здродовскому - в красный цвет (рис. 2, приложение 2).
|
|
|
Окраска по методу Романовского-Гимзе является классической для выявления риккетсий внутри и вне клеток.
Техника окраски по методу Романовского-Гимзе: препараты-мазки, приготовленные из микробной культуры, высушивают на воздухе 24 часа, фиксируют химическим способом и укладывают в чашки Петри на стеклянные палочки мазком вниз. Краску разводят из расчета одна капля на 1 мл дистиллированной воды (рН 6,8-7,0). Препараты окрашивают холодным (в течение 4-24 часов) или горячим способми (под препараты мазки наливают раствор краски подогретой до 90 0С, красят 20 минут. После окрашивания препараты промывают водой, высушивают и микроскопируют.
В случае необходимости окрашенные препараты можно дополнительно дифференцировать слабым раствором 0,5 % лимонной кислоты в результате чего улучшается контрастность окраски риккетсий в отношении общего фона.
Чаще используют холодный метод. При этом цитоплазма риккетсий окрашивается в фиолетовый или голубой цвет, а ядерные гранулы в красный.
Окраска риккетсий по Романовскому-Гимзе даёт хорошие результаты лишь при соблюдении определенных требований (надежная фиксация препарата, хорошее качество краски, требуемая рН воды, достаточно длительная окраска).
Для текущей работы метод мало пригоден, так как требует длительного времени.
Чаще в практике используют методы дифференциальной окраски фуксином и метиленовым синим, это методы окраски по Здродовскому и Маккиавелло. Суть окраски этими методами заключается в том, что риккетсии имеют известную кислотоустойчивость. После окраски препаратов фуксином, их дифференцируют кислотой и докрашивают метиленовым синим. В итоге риккетсии сохраняют окраску фуксина, а тканевые элементы, окрашиваются в контрастный синий или голубой цвет.
Техника окраски по методу П.Ф. Здродовского: данный метод является облегченной модификацией способа Циля-Нильсена (обычный карболовый фуксин Циля - основной фуксин 1 г, фенол 5 г, спирт 10 мл, дистиллированная вода 100 мл) разводят в соотношении 10-15 капель на 10 мл дважды дистиллированной воды или фосфатного буфера при рН 7,4. Препарат, сделанный тонким слоем, высушивают на воздухе и фиксируют над пламенем, окрашивают разведенным фуксином 5 минут. Затем промывают водой, быстро (2-3 сек) дифференцируют погружением в ванночку с кислотой (0,5 % лимонной или 0,15 % уксусной, либо 0,01% соляной и др.), промывают водой и докрашивают 10 секунд 0,5 % водным раствором метиленовой сини, промывают, подсушивают фильтровальной бумагой. Риккетсии окрашиваются в рубиново-красный цвет, клеточные элементы - в голубой (протоплазмы) или синий (ядро) цвет.
|
|
|
Техника окраски по методу Маккиавелло: подсушенный препарат фиксируют пламенем спиртовки, окрашивают через фильтровальную бумагу фуксином (0,25 % щелочной раствор основного фуксина, рН 7,2-7,4) 4 минуты, промывают водой, погружают в 0,25 % раствор лимонной кислоты по 1-3 секунды, окрашивают 0,5 % водным раствором метиленовой сини, промывают, подсушивают фильтровальной бумагой. Риккетсии окрашиваются в красный цвет на синем фоне (рис. 3).
Культуральные и биохимические свойства
Патогенным риккетсиям свойственнен внутриклеточный паразитизм. Риккетсии не культивируются на обычных питательных средах. Их репродуцируют на развивающихся куриных эмбрионах (РКЭ), в культуре клеток или в организме лабораторных животных.
Риккетсии - аэробы, поглощают О2 и выделяют СО2, образуют гемолизины, активно окисляют глутаминовую кислоту, выделяя углекислый газ, но индифферентны к глюкозе, образуют эндотоксины, сходные в иммунологических реакциях с бактериальными токсинами, но будучи связанными с риккетсиями в окружающую среду не выделяются.
Токсинообразование
Патогенные риккетсии образуют токсические вещества, играющие важную роль в патогенезе риккетсиозов. От бактериальных токсинов их отличает неотделимость от микробных клеток и их чрезвычайная неустойчивость. Эндотоксины сходны в иммунологических реакциях с бактериальными токсинами, но будучи связаны с риккетсиями, в окружающую среду не выделяются. В то же время они не тождественны эндотоксинам, так как термолабильны (белки) и неустойчивы к действию формалина (при иннактивации сохраняют свои иммуногенные свойства). Всем патогенным видам присущи гемолитические свойства.
Устойчивость
Выживаемость в жидких средах зависит от их свойства, рН и ТоС, лучше сохраняются в белковых средах с нейтральной или слабощелочной рН. Так, Coxiella burnetii сохраняется в молоке при 4оС до 2-х месяцев. В высушеном состоянии сохраняются дольше на различных субсиратах (фекалии вшей) до 1 - 3 лет.
|
|
|
Во внешней среде устойчивость риккетсий (кроме C. burnetii) невысокая. Нагревание во влажной среде до 50-60 0С обеспечивает гибель риккетсий через 5-30 мин, при 70 0С - через 1-3 мин. Риккетсии Бернета (возбудитель Ку-лихорадки) выдерживают длительное (30-90 мин) нагревание при 60-63 0С и полностью погибают только при кипячении. Низкие температуры не убивают, а консервируют риккетсий. Консервируются при минус 20-70 0С, в замороженном состоянии длительное время сохраняют жизнеспособность и вирулентные свойства.
При воздействии на риккетсий различных дезосредств в обычных концентрациях (3-5 % фенол, 2 % хлорамин, 2 % формальдегид, 10 % перекись водорода, 10 % гидроокись натрия), их гибель наступает через 5 мин, а 1 % раствор хлорной извести убивает риккетсий через 1 минуту.
Риккетсии чувствительны к тетрациклину, дибиомицину, синтомицину, левомицетину и сульфаниламидам.
Лиофилизация обеспечивает длительное сохранение (годами).
Патогенность
Патогенность риккетсий определяется их способностью проникать в чувствительные к ним клетки, где происходит их размножение, синтезировать токсин, действие которого проявляется лишь при жизни микроорганизмов. Токсин не секретируется как истинные экзотоксины и не вызывает интоксикацию организма после гибели возбудителя, как эндотоксины. Он термолабилен, разрушается при нагревании микробной суспензии до 600С. внутривенное введение взвеси живых риккетсий белым мышам, вызывает острую интоксикацию и смерть животных через 2-24 часа.
Риккетсиям свойственна изменчивость проявляющаяся снижением и утратой вирулентности с сохранением иммуногенных свойств, что используют при изготовлении живых авирулентных вакцин.
Дифференциация риккетсий от вирусов и прокариотных микроорганизмов
Риккетсии схожи как с вирусами, так и с бактериями, но существует ряд отличительных особенностей.
Сходство с прокариотными микроорганизмами:
риккетсии имеют трехслойную клеточную стенку;
содержат два типа нуклеиновых кислот, рибосомы и систему дыхания сходную с прокариотами;
окрашиваются анилиновыми красителями;
чувствительны к антибиотикам тетрациклинового ряда, сульфаниламидам, а некоторые виды (N. hilminthoeca) к широкому спектру антибиотиков.
Сходство с вирусами:
риккетсии облигатные внутриклеточные паразиты;
самые мелкие формы риккетсий обладают фильтруемостью через бактериальные фильтры;
риккетсии способны культивироваться только в живой клетке (РКЭ, КК, организме лабораторных животных);
риккетсии обладают тканевым тропизмом;
для риккетсий характерно отсутствие строгой хозяиноспецифичности.
рикетсии стимулируют выработку интерферона.
Сравнительная характеристика прокариотных микроорганизмов и вирусов
| № | Дифференцирующие признаки | Бактерии | Микоплазмы | Риккетсии | Хламидии | Вирусы |
| 1. | Размер до 0,5 мкм | - | + | ±±++ | ||
| 2. | Клеточная оболочка | + | - | + | + | - |
| 3. | Два типа нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) | + | + | + | + | - |
| 4. | Ядро без ограничивающей мембраны | + | + | + | + | - |
| 5. | Бинарное деление | + | + | + | + | - |
| 6. | Рибосомы прокариотного типа | + | + | + | + | - |
| 7. | Окраска анилиновыми красителями | + | + | + | + | - |
| 8. | Рост на искусственных питательных средах | + | + | - | - | - |
| 9. | Рост в живой клетке (РКЭ, КК, организме лабораторных животных) | - | + | + | + | + |
| 10. | Ингибирование антибиотиками и сульфаниламидами | + | + | + | + | ±± |
| 11. | Образование внутриклеточных включений в пораженной клетке | - | - | - | + | + |
| 12. | Наличие в биологическом цикле членистоногих | - | - | + | - | ±± |
Таким образом для микроорганизмов порядка Rickettsiales свойственны:
плеоморфизм;
неподвижность;
грамотрицательное окрашивание;
патогенность для многих видов сельскохозяйственных животных, человека и членистоногих;
невысокая устойчивость во внешней среде (кроме C. burnetii);
особая чувствительность к антибиотикам тетрациклинового ряда.
Основной отличительной особенностью от прокариотных микроорганизмов и вирусов является наличие в цикле развития риккетсий членистоногих (вшей, клещей, блох).
|
|
|
