Микробиология Дифтерии. Видовое название возбудителя и его систематическое положение.

Микробиология Дифтерии

Видовое название возбудителя и его систематическое положение.

C.diphtheriae. Род Corynebacterium относится кклассу Actinobacteria

Морфологические свойства.

Прямые или слегка изогнутые неподвижные палочки длиной 1,0-8,0 мкм и диаметром 0,3-0,8 мкм, спор и капсул не образуют. Очень часто они имеют вздутия на одном или обоих концах, часто содержат метахроматические гра­нулы – зерна волютина (полиметафосфаты).

Тинкториальные свойства.

Зерна волютина при окрашивании метилено вым синим приобретают голубовато-пурпурный цвет. Для их обнаружения предло­жен особый метод окрашивания по Нейссеру. При этом палочки окрашиваются в со­ломенно-желтый, а зерна волютина – в темно-коричневый цвет, и располагаются обычно по полюсам. Хорошо окрашивается анилиновыми красителями, грамположительна, но в старых культурах нередко обесцвечивается и имеет отрицательную окраску по Граму.

Культуральные свойства.

К питательным средам не очень требовательна, но лучше растет на сре­дах, содержащих сыворотку или кровь. Избирательными для дифтерийных бакте­рий являются свернутые сывороточные среды Ру или Леффлера, рост на них появ­ляется через 8—12 ч в виде выпуклых, величиной с булавочную головку колоний се­ровато-белого или желтовато-кремового цвета. Поверхность их гладкая или слегка зернистая, на периферии колонии несколько более прозрачные, чем в центре. Коло­нии не сливаются, вследствие чего культура приобретает вид шагреневой кожи. На бульоне рост проявляется в виде равномерного помутнения, либо бульон остается прозрачным, а на его поверхности образуется нежная пленка, которая постепенно утолщается, крошится и хлопьями оседает на дно.

Особенностью дифтерийных бактерий является их хороший рост на кровяных и сывороточных средах, содержащих такие концентрации теллурита калия, которые по­давляют рост других видов бактерий. Это связано с тем, что С. diphtheriae восстанавли­вают теллурит калия до металлического теллура, который, откладываясь в микробных клетках, придает колониям характерный темно-серый или черный цвет.

Физиологические свойства.

Дифтерийная палочка является аэробом или факультативным анаэробом, темпе­ратурный оптимум 35—37 °С, рН= 7,6—7,8

Биохимические свойства.

Ферментируют глюкозу, мальтозу, галактозу с образованием кислоты без газа, но не ферментируют (как правило) сахарозу, имеют цистиназу, не имеют уреазы и не образуют индола. По этим признакам они отличаются от тех коринеформных бактерий (дифтероидов), которые чаще других встречаются на слизистой обо­лочке глаза (С. xerosus) и носоглотки (С.pseudodiphtheriticum) и от других дифтероидов.

В природе существуют три основных варианта (биотипа) дифтерийной палочки: gravis, intermedins и mitis. Они различаются по морфологическим, культуральным, биохимическим и другим свойствам.

Деление дифтерийных бактерий на биотипы было произведено с учетом того, при каких формах течения дифтерии у больных они выделяются с наибольшей частотой. Тип gravis чаще выделяется от больных с тяжелой формой дифтерии и вызыва­ет групповые вспышки. Тип mitis вызывает более легкие и спорадические случаи забо­леваний, а тип intermedins занимает промежуточное положение между ними. С.belfanti, ранее относимый к биотипу mitis, выделен в самостоятельный, четвертый, биотип. Его главное отличие от биотипов gravis и mitis – способность восстанавливать нитраты в нитриты.

Антигенные свойства.

Антигенная структура коринебактерий очень гетерогенна и мозаична. У воз­будителей дифтерии всех трех типов обнаружено несколько десятков соматических антигенов, по которым их делят на серотипы. Для дифференциации дифтерийных бакте­рий предложены различные схемы фаготипирования.

Факторы патогенности.

1) Факторы адгезии, колонизации и инвазии. Структуры, ответственные за адге­зию, не идентифицированы, однако без них дифтерийная палочка не смогла бы ко­лонизировать клетки. Их роль выполняют какие-то компоненты клеточной стенки возбудителя. Инвазивные свойства возбудителя связаны с гиалуронидазой, нейраминидазой и протеазой.

2) Токсический гликолипид, содержащийся в клеточной стенке возбудителя. Он представляет собой 6,6'-диэфир трегалозы, содержащий коринемиколовую кис­лоту (С₃₂Н₆₄0₃) и коринемиколиновую кислоту (Сз₂Н₆₂0з) в эквимолярных отноше­ниях. Гликолипид оказывает разрушающее дей­ствие на клетки ткани в месте размножения возбудителя.

3) Экзотоксин, обусловливающий патогенность возбудителя и характер патоге­неза заболевания.

Экзотоксин синтезируется в виде неактивного предшественника - единой поли­пептидной цепи с м. м. 61 кД. Его активация осуществляется собственной бактери­альной протеазой, которая разрезает полипептид на два связанные между собой дисульфидными связями пептида: А и В. Пептид В выполняет акцепторную функцию – он распознает рецептор, связывается с ним и формирует внутримембранный канал, через который проникает в клетку пептид А и реализует биологическую активность токсина. Пептид А представляет собой фермент АДФ- рибозилтрансферазу, который обеспечивает перенос аденозиндифосфатрибозы из НАД на один из аминокислотных остатков (гистидина) белкового фактора элонга­ции EF-2. В результате модификации EF-2 утрачивает свою активность, и это приводит к подавлению синтеза белка рибосомами на стадии транслокации. Токсин синтези­руют только такие С.diphtheriae, которые несут в своей хромосоме гены умеренного конвертирующего профага.

Для обнаружения токсигенности дифтерийных бактерий можно использовать следующие способы:

1. Биологические пробы на животных. Внутрикожное заражение морских свинок фильтратом бульонной культуры дифтерийных бактерий вызывает у них некроз в месте введения.

2. Заражение куриных эмбрионов. Дифтерийный токсин вызывает их гибель.

3. Заражение культур клеток. Дифтерийный токсин вызывает отчетливый цитопатический эффект.

4. Метод твердофазного иммуноферментного анализа с использованием мечен­ных пероксидазой антитоксинов.

5. Использование ДНК-зонда для непосредственного обнаружения Юх-оперона в хромосоме дифтерийных бактерий.

Однако наиболее простым и распространенным способом определения токсиген­ности дифтерийных бактерий является серологический – метод преципитации в геле. Суть его состоит в следующем. Полоску стерильной фильтровальной бумаги разме­ром 1,5 х 8 см смачивают антитоксической противодифтерийной сывороткой, со­держащей 500 АЕ в 1 мл, и наносят на поверхность питательной среды в чашке Пет­ри. Чашку подсушивают в термостате 15—20 мин. Испытуемые культуры засевают бляшками по обе стороны от бумажки. На одну чашку засевают несколько штаммов, один из которых, заведомо токсигенный, служит контролем. Чашки с посевами ин­кубируют при 37 °С, результаты учитывают через 24—48 ч. Вследствие встречной диффузии в геле антитоксина и токсина в месте их взаимодействия образуется чет­кая линия преципитации, которая сливается с линией преципитации контрольного токсигенного штамма. Полоски неспецифической преципитации (они образуются, если в сыворотке кроме антитоксина присутствуют в небольшом количестве другие антимикробные антитела) появляются поздно, выражены слабо и никогда не сливаются с полоской преципитации контрольного штамма.

Эпидемиология инфекции.

Единственным источником заражения является человек — больной, выздоравливающий или здоровый бактерионоситель. Заражение происхо­дит воздушно-капельным, воздушно-пылевым путем, а также через различные предметы, бывшие в употреблении у больных или здоровых бактерионосителей: по­суда, книги, белье, игрушки и т. п. В случае инфицирования пищевых продуктов (мо­локо, кремы и т. п.) возможно заражение алиментарным путем.

С.diphtheriae проявляет большую устойчивость к низким температурам, но быстро погибает при высокой температу­ре: при 60 °С – в течение 15-20 мин, при кипячении – через 2—3 мин. Все дезин­фицирующие вещества (лизол, фенол, хлорамин и др.) в обычно применяемой концентрации уничтожают ее за 5—10 мин. Однако возбудитель дифтерии хорошо переносит высушивание и может долго сохранять жизнеспособность в высохшей слизи, слюне, в частичках пыли. В мелкодисперсном аэрозоле дифтерийные бакте­рии сохраняют жизнеспособность в течение 24—48 ч.

Патогенез инфекции.

Возбудитель может проникнуть в организм человека через слизистые обо­лочки различных органов или через поврежденную кожу. В зависимости от локали­зации процесса различают дифтерию зева, носа, гортани, уха, глаза, половых органов и кожи. Инку­бационный период – 2-10 дней. При клинически выраженной форме дифтерии в месте локализации возбудителя развивается характерное фибринозное воспаление слизистой оболочки. Токсин, вырабатываемый возбудителем, сначала поражает эпителиальные клетки, а затем близлежащие кровеносные сосуды, повышая их проницаемость. В выходящем экссудате содержится фибриноген, свертывание кото­рого приводит к образованию на поверхности слизистой оболочки серовато-белого Цвета пленчатых налетов, которые плотно спаяны с подлежащей тканью и при отры­ве от нее вызывают кровотечение. Следствием поражения кровеносных сосудов мо­жет быть развитие местного отека. Особенно опасной является дифтерия зева, так как она может стать причиной дифтерийного крупа вследствие отека слизистой обо­лочки гортани и голосовых связок, от которого раньше погибало в результате ас­фиксии 50—60 % больных дифтерией детей. Дифтерийный токсин, поступая в кровь, вызывает общую глубокую интоксикацию. Он поражает преимущественно сердечно-сосудистую, симпатико-адреналовую системы и периферические нервы.

Иммунитет.

Прочный, стойкий, фактически пожизнен­ный, повторные случаи заболевания наблюдаются редко. Иммунитет носит главным образом антитоксический характер, меньшее значение имеют антимикробные антитела. Для оценки уровня противодифтерийного иммунитета ранее широко применя­лась проба Шика.

Лабораторная диагностика.

Единственным методом микробиологической ди­агностики дифтерии является бактериологический, с обязательной проверкой выде­ленной культуры коринебактерий на токсигенность. Бактериологические исследова­ния на дифтерию проводят в трех случаях:

1. Для диагностики дифтерии у детей и взрослых с острыми воспалительными процессами в области зева, носа, носоглотки.

2. По эпидемическим показаниям лиц, находившихся в контакте с источником возбудителя дифтерии.

3. Лиц, вновь поступающих в детские дома, ясли, школы-интернаты, другие спе­циальные учреждения для детей и взрослых, с целью выявления среди них возмож­ных бактерионосителей дифтерийной палочки.

Материалом для исследования служат слизь из зева и носа, пленка с миндалин или других слизистых оболочек, являющихся местом входных ворот возбудителя. Посевы производят на теллуритовые сывороточные или кровяные среды и одновре­менно на свернутые сывороточные среды Ру (свернутая лошадиная сыворотка) или Леффлера (3 части бычьей сыворотки + 1 часть сахарного бульона), на которых рост коринебактерий появляется уже через 8—12 ч. Выделенную культуру идентифици­руют по совокупности морфологических, культуральных и биохимических свойств, по возможности используют методы серо- и фаготипирования. Во всех случаях обязательна проверка на токсигенность одним из указанных выше методов. Морфо­логические особенности коринебактерий лучше изучать, используя три метода ок­рашивания препарата-мазка: по Граму, Нейссеру иметиленовым синим (или толуидиновым синим).

Лечение и профилактика.

Специфическим средством лечения дифтерии является применение противодифтерийной антитоксической сыворотки. Эффективным методом лечения является приме­нение антибиотиков (пенициллины, тетрациклины, эритромицин) и сульфанил- амидных препаратов. С целью стимулирования выработки собственных антитокси­нов можно использовать анатоксин. Для освобождения от бактерионосительства следует использовать те антибиотики, к которым данный штамм коринебактерий высокочувствителен.

Основным методом борьбы с дифтерией является массовая плановая вакцинация населения. С этой целью используют раз­личные варианты вакцин, в том числе комбинированные, т. е. направленные на од­новременное создание иммунитета против нескольких возбудителей. Наибольшее распространение в России получила вакцина АКДС.

Адсорбированный дифтерийный анатоксин. Состав: очищенный и концентрированный дифтерийный анатоксин, адсорбированный на гидроокиси алюминия. Назначение: для профилактики дифтерии у детей с 5-6-месечного возраста. Способ применения: внутримышечно или подкожно.

Противодифтерийная сыворотка. Состав: очищенная и концентрированная методом Диаферм-3 сыворотка лошадей, гипериммунизированных дифтерийным анатоксином. Назначение: для лечения и профилактики. Способ применения: внутримышечно.

Очищенный дифтерийный токсин для реакции Шика. Состав: очищенный и концентрированный дифтерийный токсин. Назначение: для выявления невосприимчивости к дифтерии у детей. Способ применения: внутрикожно в среднюю часть ладонной поверхности предплечья.