Тема занятия: Микробиологическая диагностика чумы и туляремии.
Цель: Изучение методов микробиологической диагностики, терапии и профилактики чумы и туляремии.
Модуль 2. Специальная, клиническая и экологическая микробиология.
Содержательный модуль 10. Патогенные прокариоты и эукариоты.
Тема 10: Микробиологическая диагностика чумы и туляремии.
Актуальность темы:
Возбудитель чумы
Чума (от лат. pestis) - высококонтагиозная инфекционная болезнь, вызываемая Yersinia pestis, характеризующаяся тяжелой интоксикацией, высокой лихорадкой, поражением лимфатической системы, септицемией. Возбудитель чумы открыт в 1894г. А. Йерсеном и С. Китасато. Таксономия. Y. pestis относится к отделу Gracilicutes, семейству Enterobacteriaceae, роду Yersinia.
Морфология и тинкториальные свойства. Y. pestis. полиморфная мелкая овоидная палочка, жгутиков не имеет, спор не образует, может образовывать капсулу, грамотрицательна, с биполярной окрашиваемостью в мазках, взятых из патологического материала.
Культивирование. Возбудитель чумы - факультативный анаэроб, психрофил: оптимум роста при 280С. На плотных средах может вырастать в виде колоний R- и S-формы; R-формы обладают высокой вирулентностью, S-формы менее вирулентны.
Ферментативная активность. Возбудитель обладает биохимической активностью, ферментирует углеводы до углекислого газа, синтезирует фибринолизин и коагулазу. В зависимости от ферментации глицерина выделяют «+» и «-»варианты.
Антигенная структура и факторы патогенности. Y. pestis имеет термолабильный капсульный и термостабильный соматический антигены; основные из них F1-, V- и W-антигены. Имеет общие антигены с другими иерсиниями, эшерихиями, сальмонеллами, шигеллами.
Бактерии чумы отличаются высокой вирулентностью, проникают даже через неповрежденную кожу, образуют особый токсин, высокоядовитый для мышей, бактериоцины - пестицины. Большинство факторов вирулентности (V-, W-антигены, мышиный токсин, F1 коагулаза и др.) контролируется генами плазмид.
Резистентность. Солнечный и ультрафиолетовый свет, высушивание, высокая температура и дезинфицирующие средства (фенол, хлорамин и др.) вызывают быструю гибель Y. pestis. Хорошо переносят низкие температуры, замораживание и оттаивание; в патологическом материале переживают до 10 сут, при 0°С сохраняются до 6 мес.
Восприимчивость животных. К возбудителю чумы чувствительны грызуны (сурки, песчанки, суслики, крысы, домовые мыши). Восприимчивы верблюды, кошки, лисицы, ежи и др. Среди лабораторных животных наиболее восприимчивы белые мыши, морские свинки, кролики, обезьяны.
Эпидемиология. Чума - природно-очаговое заболевание, относится к особо опасным инфекциям. Эпидемии чумы в средние века уносили десятки миллионов жизней. Существуют очаги чумы и в настоящее время, особенно в странах Юго-Восточной Азии. Встречаются единичные случаи заболевания в Средней Азии. Основной источник Y. pestis. различные виды грызунов. Основной механизм передачи инфекции - трансмиссивный. Человек заражается в результате укуса инфицированной блохи, а также контактным (при убое больного животного, снятии шкуры, разделке туши) и пищевым (употребление недостаточно термически обработанного мяса больного животного) путями. После заражения источником чумы является больной человек. Особо высокой контагиозностью отличается больной с легочной формой чумы. При любой форме заболевания больных изолируют, проводят строгие карантинные мероприятия.
Патогенез. Возбудитель, проникая через кожу и слизистые оболочки, распространяется по лимфатическим сосудам, быстро размножается, вызывает интоксикацию, поражение лимфатических узлов, легких и других органов.
Различают бубонную, легочную и первично-септическую формы. При бубонной форме поражаются лимфатические узлы (бубон - увеличенный лимфатический узел), откуда возбудители могут распространяться по всему организму, в том числе попадать в легкие, вызывая вторичную пневмонию. При воздушно-капельном пути передачи развивается первичная легочная форма чумы. При массивном заражении может быть первично-септическая форма. Независимо от формы чумы поражаются все системы и органы: сердечно-сосудистая, почки, печень, селезенка, костный мозг, железы внутренней секреции и др.
Клиническая картина. Инкубационный период обычно продолжается 2.3 дня. Заболевание проявляется общими симптомами (головная боль, повышение температуры тела, озноб и др.), а также симптомами, характерными для бубонной или легочной формы.
Иммунитет. Иммунитет различной длительности и напряженности. Описаны случаи повторных заболеваний.
Микробиологическая диагностика. Все исследования проводятся в специальных лабораториях, в защитных костюмах. Материалом для исследования могут служить содержимое бубона, мокрота, кровь, кал, кусочки органов умерших, трупов животных и др. При бактериоскопии мазков обнаруживаются грамотрицательные овоидные биполярно окрашенные палочки, позволяющие поставить предварительный диагноз. Окончательный диагноз ставится на основании выделения и идентификации культуры и гибели зараженных морских свинок и белых мышей после введения исследуемого материала. Используют также ускоренный метод для определения антигена в исследуемом материале (РИФ) и серологический метод (ИФА).
Лечение. Из антимикробных препаратов применяют тетрациклин, левомицетин, рифампицин и др.
Профилактика. Основными являются предупредительные мероприятия, предотвращающие занос инфекции из-за рубежа, и возникновение заболеваний в эндемических по чуме очагах. Специфическую профилактику проводят по эпидемическим показаниям: в случае появления больных чумой или в отношении лиц, проживающих в природных очагах чумы. Применяют живую вакцину из аттенуированного штамма EV, которую можно вводить накожно, подкожно (безыгольная инъекция), перорально и аэрозольно.
Возбудитель туляремии
Туляремия - зоонозная инфекционная болезнь с природной очаговостью, вызываемая Francisella tularensis, характеризующаяся лихорадкой и поражением лимфатических узлов.
Таксономия. F. tularensis относится к отделу Gracilicutes, роду Francisella.
Морфология и культивирование. Мелкие грамотрицательные бактерии грациликуты, жгутиков не имеют, спор не образуют, вокруг бактерий выявляется капсулоподобный слизистый покров. F. tularensis - факультативный анаэроб, не растет на простых питательных средах; культивируется на средах с добавлением желтка или цистина. При культивировании происходят аттенуация бактерий и превращение их из вирулентной S-формы в авирулентную R-форму.
Антигенные свойства и факторы патогенности. F. tularensis содержит оболочечный Vi- и соматический О-антигены, обнаруживает антигенную близость к бруцеллам. Болезнетворные и иммуногенные свойства связаны с Vi-антигеном, с токсическими веществами типа эндотоксина.
Резистентность. F. tularensis длительно сохраняется в окружающей среде, особенно при низкой температуре (8-10 мес); нестойка к высоким температурам: кипячение убивает немедленно, нагревание до 60ºС вызывает гибель через 20 мин; под действием прямых солнечных лучей погибает через 20-30 мин. Бактерии F. tularensis не стойки к обычным дезинфектантам и ионизирующему излучению.
Восприимчивость животных. Возбудитель туляремии патогенен для млекопитающих многих видов, особенно грызунов и зайцев.
Эпидемиология. Туляремия распространена на многих континентах. Источником инфекции являются все виды грызунов, чаще водяная полевка, ондатра, домовая мышь, заяц и др. Передача возбудителя среди животных происходит чаще через кровососущих членистоногих: клещей, комаров, реже блох. Пути заражения человека - трансмиссивный (при укусах инфицированными клещами, комарами, слепнями), контактно-бытовой (через поврежденную кожу или слизистую оболочку глаз), пищевой (при употреблении зараженной воды или пищевых продуктов), воздушный (при вдыхании с воздухом пыли или капелек, загрязненных выделениями грызунов). От человека человеку возбудитель не передается.
Патогенез. В месте внедрения возбудителя развивается первичный очаг. Ведущее значение в патогенезе имеет распространение возбудителей по лимфатическим сосудам. Возбудитель, его токсины, проникая в кровь, вызывают поражение лимфатических узлов (образование бубонов).
Клиническая картина. Инкубационный период составляет 3-7 дней. Болезнь начинается внезапно, температура тела повышается до 38-40ºС, симптомы зависят в значительной степени от пути передачи инфекции и формы болезни. Различают бубонную, глазобубонную, ангинозно-бубонную и септическую формы. Летальность до 5 %.
Иммунитет. После перенесенной инфекции иммунитет сохраняется долго, иногда пожизненно; развивается аллергизация к антигенам возбудителя.
Микробиологическая диагностика. Основана на серологическом, биологическом и бактериологическом исследованиях материалов, взятых от больного (смывы, кровь, пунктат бубонов). Применяют РА с туляремийным диагностикумом, РИГА с эритроцитарным диагностикумом, а также РСК, РИФ, ИФА. Бактериологические исследования материала, взятого от больного, обычно безуспешны. Выделяют и идентифицируют возбудителя после заражения исследуемым материалом морских свинок или белых мышей. Проводят кожные аллергические диагностические пробы с тулярином. туляремийным антигеном. При положительной реакции на месте инъекции через 12-24 ч появляются краснота и отечность.
Лечение. Применяют аминогликозиды (стрептомицин, канамицин и др.), тетрациклин, левомицетин, эритромицин.
Профилактика. Профилактические меры сводятся к борьбе с грызунами, защите водоисточников, санитарно-просветительской работе. Для создания активного иммунитета по эпидемическим показаниям применяют эффективную живую туляремийную вакцину, полученную из штамма № 15.
Конкретные цели:
1. Выучить морфологию, культуральные, биохимические и антигенные свойства возбудителей чумы и туляремии.
2. Выучить источники, пути передачи и некоторые клинические проявление чумы и туляремии.
3. Ознакомиться с методами лабораторной диагностики чумы и туляремии.
4. Определить значение токсина в развитии чумы и туляремии.
5. Обусловить понятие “анатоксин” и “антитоксин”.
6. Особенности иммунитета при чуме и туляремии.
7. Ознакомление с методами и средствами профилактики и лечение чумы и туляремии.
Уметь:
1. Осуществить посев на питательные среды исследуемого материала.
2. Приготовить мазки и окрасить их.
3. Провести микроскопию препаратов с помощью иммерсионного микроскопа.
4. Анализировать морфологические, культуральные, ферментативные признаки возбуди-телей чумы и туляремии.
Теоретические вопросы:
1. Характеристика возбудителей чумы и туляремии. Биологические свойства.
2. Эпидемиология, патогенез и клинические особенности чумы и туляремии.
4. Лабораторная диагностика.
5. Особенности и характер иммунитета.
6. Принципы лечения и профилактики чумы и туляремии.
Практические задачи, которые выполняются на занятии:
1. Изучение морфологии возбудителей чумы и туляремии в микропрепаратах.
2. Изучение культуральных и биохимических свойств чумы и туляремии.
3. Микроскопия демонстрационных препаратов из чистых культур возбудителей чумы и туляремии.
4. Зарисовка демонстрационных препаратов и схемы микробиологической диагностики чумы и туляремии в протокол занятия.
5. Оформление протокола.
Литература:
1. Воробьев А.В., Быков А.С., Пашков Э.П., Рыбакова А.М. Микробиология.- М.: Медицина, 1998.- 336с.
2. Пяткин К.Д., Кривошеин Ю.С. Микробиология с вирусологией и иммунологией.- Киев.: Высшая шк., 1992.- 431с.
3. Медицинская микробиология /Под ред. В.И. Покровского.- М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001.- 768с.
4. Конспект лекции.
Короткие методические указания к работе на практическом занятии:
В начале занятия проводится проверка уровня подготовки студентов к занятию. Самостоятельная работа состоит из микроскопии и зарисовки демонстрационных препаратов, изучения биологических препаратов для диагностики, специфической терапии и профилактики чумы и туляремии, изучения схемы постановки и учета реакции агглютинации с «сывороткой крови больного туляремией», постановки кровяно-капельной реакции на стекле, изучение схем лабораторной диагностики чумы и туляремии.
В конце занятие проводится тестовый контроль и анализ итогов результатов самостоятельной работы каждого студента.
Алгоритм лабораторной работы:
1. Изучение биологических свойств возбудителей чумы и туляремии.
3. Разбор схемы патогенетических и клинических проявлений этих заболеваний.
4. Изучение методов лабораторной диагностики возбудителей чумы и туляремии.
5. Изучение основных принципов терапии и профилактики чумы и туляремии.
6. Микроскопия и анализ демонстрационных препаратов из чистых культур.
7. Зарисовка демонстрационных препаратов и схемы лабораторной диагностики чумы и туляремии в протокол.
8. Оформление протокола.