К роду Streptococcus относятся: Streptococcus pyogenes (гемолитический) и Streptococcus pneumoniae (пневмококк). Впервые стрептококки были обнаружены Бильротом (1874), Л. Пастером (1879). Изучены они были Э. Розенбахом (1884).
Streptococcus pyogenes (гемолитический)
Морфология . Стрептококки - это кокки, имеющие шаровидную форму. Диаметр каждого кокка в среднем 0,6-1 мкм, однако для них характерен полиморфизм: встречаются мелкие и крупные кокки, строго шаровидные и овальные. Стрептококки располагаются цепочкой, что является результатом деления их в одной плоскости. Длина цепочек разная. На плотной питательной среде цепочки обычно короткие, на жидких - длинные. Стрептококки неподвижны, не имеют спор (см. рис. 4) Свежевыделенные культуры иногда образуют капсулу. На ультратонких срезах видна микрокапсула, под ней расположена трехслойная клеточная стенка и трехслойная цитоплазматическая мембрана. Грамположительны.
Культивирование . Стрептококки - факультативные анаэробы. Растут при температуре 37° С и рН среды 7,6-7,8. Оптимальными средами для их выращивания являются среды, содержащие кровь или сыворотку крови. На плотных питательных средах колонии стрептококков мелкие, плоские, мутные, сероватого цвета. На агаре с кровью некоторые разновидности стрептококков образуют гемолиз. β-Гемолитические стрептококки образуют четкую зону гемолиза, α-гемолитические стрептококки образуют небольшую зеленоватую зону (результат перехода гемоглобина в метгемоглобин). Встречаются стрептококки, не дающие гемолиза.
На сахарном бульоне стрептококки растут с образованием пристеночного и придонного мелкозернистого осадка, бульон при этом остается прозрачным.
Ферментативные свойства . Стрептококки обладают сахаролитическими свойствами. Они расщепляют глюкозу, лактозу, сахарозу, маннит (не всегда) и мальтозу с образованием кислоты. Протеолитические свойства у них слабо выражены. Они свертывают молоко, желатин не разжижают.
Токсинообразование . Стрептококки образуют ряд экзотоксинов: 1) стрептолизины - разрушают эритроциты (О-стрептолизин обладает кардиотоксическим действием); 2) лейкоцидин - разрушает лейкоциты (образуется высоковирулентными штаммами); 3) эритрогенный (скарлатинозный) токсин - обусловливает клиническую картину скарлатины - интоксикацию, сосудистые реакции, сыпь и пр. Синтез эритрогенного токсина детерминирован профагом; 4) цитотоксины - обладают способностью вызывать гломерулонефрит.
У стрептококков обнаружены различные антигены. В цитоплазме клетки содержится видовой нуклеопротеидной природы антиген - единый для всех стрептококков. На поверхности клеточной стенки расположены протеиновые типовые антигены. В клеточной стенке стрептококков обнаружен полисахаридный групповой антиген.
По составу полисахаридной группоспецифической фракции антигена все стрептококки делятся на группы, обозначаемые большими латинскими буквами А, В, С, D и т. д. до S. Кроме групп, стрептококки разделены на серологические типы, которые обозначаются арабскими цифрами.
Группа А включает 70 типов. В эту группу входит большинство стрептококков, вызывающих различные заболевания у человека. Группа В включает в основном условно-патогенные для человека стрептококки. Группа С включает патогенные для человека и животных стрептококки. Группа D состоит из непатогенных для человека стрептококков, однако в эту группу входят энтерококки, которые являются обитателями кишечного тракта человека и животных. Попадая в другие органы, они обусловливают воспалительные процессы: холециститы, пиелиты и др. Таким образом, их можно отнести к условно-патогенным микробам.
Принадлежность выделенных культур к одной из серологических групп определяют с помощью реакции преципитации с групповыми сыворотками. Для определения серологических типов используют реакцию агглютинации с типоспецифическими сыворотками.
Стрептококки довольно устойчивы в окружающей среде. При температуре 60° С погибают через 30 мин.
В высушенном гное и мокроте они сохраняются месяцами. Обычные концентрации дезинфицирующих веществ губят их через 15-20 мин. Энтерококки значительно устойчивее, дезинфицирующие растворы убивают их только через 50-60 мин.
Восприимчивость животных . К патогенным стрептококкам чувствителен рогатый скот, лошади, собаки, птицы. Из лабораторных животных чувствительны кролики и белые мыши. Однако стрептококки, патогенные для человека, не всегда патогенны для экспериментальных животных.
Источники инфекции . Люди (больные и носители), реже животные или инфицированные продукты.
Пути передачи . Воздушно-капельный и воздушно-пылевой, иногда пищевой, возможен контактно-бытовой.
Заболевания могут возникать в результате экзогенного заражения, а также эндогенно - при активации условно-патогенных стрептококков, обитающих на слизистых оболочках зева, носоглотки, влагалища. Снижение сопротивляемости организма (охлаждение, голодание, переутомление и пр.) может привести к возникновению аутоинфекций.
Большое значение в патогенезе стрептококковых инфекций имеет предварительная сенсибилизация - как следствие ранее перенесенного заболевания стрептококковой этиологии.
При проникновении в кровяное русло стрептококки обусловливают тяжело протекающий септический процесс.
Заболевания у человека чаще вызывают β-гемолитические стрептококки серологической группы А. Они продуцируют ферменты патогенности: гиалуронидазу, фибринолизин (стрептокиназу), дезоксирибонуклеазу и др. Кроме того, у стрептококков обнаруживают капсулу, М-протеин, обладающие антифагоцитарными свойствами.
Стрептококки вызывают у человека различные острые и хронически протекающие инфекции, как с образованием гноя, так и не нагноительные, различающиеся по клинической картине и патогенезу. Нагноительные - флегмоны, абсцессы, раневые инфекции, ненагноительные - острые инфекции верхних дыхательных путей, рожистое воспаление, скарлатина, ревматизм и др.
Стрептококки часто вызывают вторичные инфекции при гриппе, кори, коклюше и других заболеваниях и нередко осложняют раневые инфекции.
Иммунитет . По характеру иммунитет - антитоксический и антибактериальный. Постинфекционный антимикробный иммунитет малонапряженный. Это объясняется слабой иммуногенностью стрептококков и большим количеством сероваров, не дающих перекрестного иммунитета. Кроме этого, при стрептококковых заболеваниях наблюдается аллергизация организма, чем объясняют склонность к рецидивам.
Профилактика . Сводится к санитарно-гигиеническим мероприятиям, укреплению общей резистентности организма. Специфическая профилактика не разработана.
Лечение . Применяют антибиотики. Чаще используют пенициллин, к которому стрептококки не приобрели устойчивости, а также эритромицин и тетрациклин.
Значение стрептококка в этиологии ревмокардита . Патогенез ревмокардитов изучен недостаточно. Но в пользу роли стрептококка в развитии этого заболевания говорит ряд фактов:
1. У больных ревмокардитом из зева высевают В-гемолитический стрептококк.
2. Ревматизм часто возникает после перенесенной ангины, тонзиллитов, фарингитов, сенсибилизирующих организм.
3. В сыворотке крови больных обнаруживают антистрептолизин, антистрептогиалуронидазу - антитела к стрептококковым ферментам, токсинам.
4. Косвенным подтверждением роли стрептококка является успешное лечение пенициллином.
В последнее время в возникновении хронических форм ревмокардита придают значение L-формам стрептококка.
Профилактика обострений ревмокардита сводится к предупреждению стрептококковых заболеваний (например, весной и осенью проводят профилактический курс введения пенициллина). Лечение сводится к применению антибактериальных препаратов - пенициллина.
Значение стрептококка в этиологии скарлатины . Г. Н. Габричевский (1902) впервые высказал предположение о том, что гемолитический стрептококк является возбудителем скарлатины. Но так как стрептококки, выделяемые при других заболеваниях, не отличались от возбудителей скарлатины, то это мнение не всеми разделялось. В настоящее время установлено, что скарлатину вызывают стрептококки группы А, вырабатывающие эритрогенный токсин.
У переболевших возникает иммунитет - стойкий, антитоксический. Его напряженность определяют постановкой реакции Дика - внутрикожным введением эритрогенного токсина. У не болевших вокруг места введения возникают гиперемия и отек, что характеризуется как положительная реакция (отсутствие антитоксина в сыворотке крови). У переболевших такая реакция отсутствует, так как образовавшийся у них антитоксин нейтрализует эритрогенный токсин.
Профилактика . Изоляция, госпитализация. Контактным, ослабленным детям вводят гамма-глобулин. Специфическая профилактика не разработана.
Лечение . Используют пенициллин, тетрациклин. В тяжелых случаях вводят антитоксическую сыворотку.
Цель исследования: выявление стрептококка и определение его серовара.
Материал для исследования
1. Слизь из зева (ангина, скарлатина).
2. Соскоб с пораженного участка кожи (рожа, стрептодермия).
3. Гной (абсцесс).
4. Моча (нефрит).
5. Кровь (подозрение на сепсис; эндокардит).
Основные методы исследования
1. Бактериологический.
2. Микроскопический.
Ход исследования
Второй день исследования
Вынимают чашки из термостата и просматривают. При наличии подозрительных колоний из части их делают мазки, окрашивают по Граму и микроскопируют. При обнаружении в мазке стрептококков часть оставшейся колонии пересевают в пробирки на агар с сывороткой для выделения чистой культуры и на бульон с кровью в пробирках. К концу дня 5-6-часовую культуру из бульона или агара пересевают на бульон Мартена с 0,25% глюкозы для определения серологической группы в реакции преципитации по Ленсфильд. Пробирки и флаконы помещают в термостат и оставляют до следующего дня.
Третий день исследования
Вынимают посевы из термостата, проверяют чистоту культуры на скошенном агаре, делают мазки, окрашивают по Граму и микроскопируют. При наличии чистой культуры стрептококка производят посев на среды Гисса (лактозу, глюкозу, мальтозу, сахарозу и маннит), молоко, желатин, 40% желчь и ставят в термостат.
Просматривают бульон Мартена. При наличии специфического роста ставят реакцию преципитации по Ленсфильд для определения серологической группы.
Постановка реакции преципитации по Ленсфильд . Суточную культуру, выросшую на бульоне Мартена, разливают в несколько центрифужных пробирок, центрифугируют в течение 10-15 мин (3000 об/мин).
Надосадочную жидкость сливают в банку с дезинфицирующим раствором, а осадок заливают стерильным изотоническим раствором натрия хлорида и вновь центрифугируют. К осадку, собранному из всех центрифужных пробирок, прибавляют 0,4 мл 0,2% хлороводородной кислоты. Затем пробирку помещают в водяную баню и кипятят 15 мин, периодически встряхивая. После кипячения полученную взвесь вновь центрифугируют. Антиген при этом экстрагируется в надосадочную жидкость, которую сливают в чистую пробирку и нейтрализуют 0,2% раствором гидроксида натрия до рН 7,0-7,2. В качестве индикатора прибавляют бромтимоловый голубой (0,01 мл 0,04% раствора). При указанной реакции цвет меняется от соломенно-желтого до голубого.
Затем в 5 преципитационных пробирок разливают по 0,5 мл антистрептококковых групповых сывороток, которые готовят иммунизацией кроликов (см. главу 19). В 1-ю пробирку вносят сыворотку А, во 2-ю - сыворотку В, в 3-ю - сыворотку С, в 4-ю - сыворотку D, в 5-ю - изотонический раствор натрия хлорида (контроль). После этого пастеровской пипеткой во все пробирки по стенке осторожно наслаивают полученный экстракт (антиген).
При положительной реакции в пробирке с гомологичной сывороткой на границе экстракта с сывороткой образуется тонкое молочно-белое кольцо (рис. 38).
Четвертый день исследования
Производят учет результатов (табл. 25).
В настоящее время определяют дезоксирибонуклеазу, а также антистрептогиалуронидазу, антистрептолизин-О.
Контрольные вопросы
1. Какие основные методы лабораторного исследования для выявления стрептококков Вы знаете?
2. Для чего ставят реакцию преципитации по Ленсфильд?
3. Почему антиген при постановке этой реакции должен быть прозрачным? Опишите технику постановки этой реакции.
Получите у преподавателя антистрептококковыс сыворотки А, В, С, D и изотонический раствор натрия хлорида. Поставьте реакцию преципитации, результаты покажите преподавателю и зарисуйте.
Питательные среды
Агар с кровью (см. главу 7).
Агар с сывороткой (см. главу 7).
Среды Гисса (сухие).
Мясопептонный желатин (МПЖ) . К 100 мл МПБ прибавляют 10-15 г мелко нарезанного желатина. Желатин должен набухать при медленном нагревании в водяной бане (при температуре 40-50° С). К расплавленному желатину прибавляют 10% раствор натрия карбоната (питьевая сода) и устанавливают рН 7,0. Затем сразу фильтруют через складчатый фильтр. Фильтрование идет медленно. Для ускорения процесса фильтрацию можно производить в горячем автоклаве. Профильтрованную среду разливают в пробирки по 6-8 мл и стерилизуют. Стерилизацию производят либо дробно при температуре 100° С 3 дня подряд, либо одномоментно при 110° С 20 мин в автоклаве. Охлаждение среды производят в пробирках, поставленных вертикально.
Приготовление молока . Свежее молоко доводят до кипения, ставят в прохладное место на сутки, освобождают от сливок, вновь кипятят. Оставляют на сутки и снимают верхний слой. Обезжиренное молоко фильтруют через слой ваты, затем подщелачивают 10% раствором натрия карбоната до рН 7,2 и разливают в пробирки по 5-6 мл.
Бульон Мартена . К мясной воде прибавляют равное количество пептона Мартена (фарш из свиных желудков, подвергшихся воздействию хлороводородной кислоты). Полученную смесь кипятят 10 мин, подщелачивают 10% раствором гидроксида натрия до рН 8,0, добавляют 0,5 натрия ацетата, вновь кипятят и разливают в стерильную посуду. К бульону Мартена прибавляют 0,25% глюкозы.
Среда Китта - Тароцци (см. главу 34).
Streptococcus pneumoniae (пневмококк)
Пневмококки впервые описаны Р. Кохом (1871).
Морфология . Пневмококки - это диплококки, у которых стороны клеток, обращенные друг к другу, уплощены, а противоположные стороны вытянуты, поэтому они имеют ланцетовидную форму, напоминающую пламя свечи (см. рис. 4). Размер пневмококков 0,75-0,5 × 0,5-1 мкм, располагаются они парами. В жидких питательных средах часто образуют короткие цепочки, приобретая сходство со стрептококками. Превмококки неподвижны, не имеют спор, в организме образуют капсулу, окружающую оба кокка. В капсуле содержится термоустойчивое вещество антифагин (защищающий пневмококк от фагоцитоза и действия антител). При росте на искусственных питательных средах пневмококки утрачивают капсулу. Пневмококки грамположительны. В старых культурах встречаются грамотрицательные бактерии.
Культивирование . Пневмококки - факультативные анаэробы. Растут при температуре 36-37° С и рН среды 7,2-7,4. Они требовательны к средам, так как не могут синтезировать многие аминокислоты, поэтому растут только на средах с добавлением нативного белка (крови или сыворотки). На агаре с сывороткой образуют мелкие, нежные, довольно прозрачные колонии. На агаре с кровью вырастают влажные колонии зеленовато-серого цвета, окруженные зеленой зоной, что является результатом перехода гемоглобина в метгемоглобин. Пневмококки хорошо растут в бульоне с добавлением 0,2% глюкозы и в бульоне с сывороткой. Рост в жидких средах характеризуется диффузным помутнением и пылевидным осадком на дне.
Ферментативные свойства . Пневмококки обладают довольно выраженной сахаролитической активностью. Они расщепляют: лактозу, глюкозу, сахарозу, мальтозу, инулин с образованием кислоты. Не ферментируют маннит. Протеолитические свойства у них выражены слабо: молоко они свертывают, желатин не разжижают, индол не образуют. Пневмококки растворяются в желчи. Расщепление инулина и растворение в желчи является важным диагностическим признаком, отличающим Streptococcus pneumoniae от Streptococcus pyogenes.
Факторы патогенности . Пневмококки продуцируют гиалуронидазу, фибринолизин и др.
Токсинообразование . Пневмококки образуют эндотоксин, гемолизин, лейкоцидин. Вирулентность пневмококков связана также с наличием в капсуле антифагина.
Антигенная структура и классификация . В цитоплазме пневмококков имеется общий для всей группы протеиновый антиген, а в капсуле - полисахаридный антиген. По полисахаридному антигену все пневмококки разделяют на 84 серовара. Среди патогенных для человека наиболее часто встречаются I, II, III серовары.
Устойчивость к факторам окружающей среды . Пневмококки относятся к группе нестойких микроорганизмов. Температура 60° С губит их через 3-5 мин. К низким температурам и высушиванию они довольно устойчивы. В высушенной мокроте сохраняют жизнеспособность до 2 мес. На питательной среде они сохраняются не более 5-6 дней. Поэтому при культивировании необходимо делать пересевы через каждые 2-3 дня. Обычные растворы дезинфицирующих веществ: 3% фенол, сулема в разведении 1:1000 губят их через несколько минут.
Особенно чувствительны пневмококки к оптохину, который убивает их в разведении 1:100000.
Восприимчивость животных . Естественным хозяином пневмококков является человек. Однако пневмококки могут вызвать заболевания у телят, ягнят, поросят, собак и обезьян. Из экспериментальных животных к пневмококку высокочувствительны белые мыши.
Источники инфекции . Больной человек и бактерионоситель.
Пути передачи . Воздушно-капельный путь, может быть воздушно-пылевой.
Входные ворота . Слизистая оболочка верхних дыхательных путей, глаз и уха.
Заболевания у человека . Пневмококки могут вызвать гнойно-воспалительные заболевания разной локализации. Специфическими для пневмококков являются:
1) крупозная пневмония;
2) ползучая язва роговицы;
Наиболее частым заболеванием является крупозная пневмония, захватывающая одну, реже две или три доли легкого. Заболевание протекает остро, сопровождается высокой температурой, кашлем. Заканчивается обычно критически.
Иммунитет . После перенесенного заболевания остается нестойкий иммунитет, так как пневмония характеризуется рецидивами.
Профилактика . Сводится к санитарно-профилактическим мероприятиям. Специфическая профилактика не разработана.
Лечение . Используют антибиотики - пенициллин, тетрациклин и др.
Контрольные вопросы
1. Морфология пневмококков. Культивирование и ферментативные свойства.
2. Какие факторы обусловливают патогенность пневмококков и что защищает пневмококки от фагоцитоза?
3. Что является основными воротами пневмококковой инфекции. Какие заболевания вызывают пневмококки?
Микробиологическое исследование
Цель исследования: выявление пневмококка.
Материал для исследования
1. Мокрота (пневмония).
2. Слизь из зева (ангина).
3. Отделяемое из язвы (ползучая язва роговицы).
4. Выделение из уха (отит).
5. Гной (абсцесс).
6. Плевральный пунктат (плеврит).
7. Кровь (подозрение на сепсис).
1 (Лучше брать утреннюю мокроту (при специфической пневмонии мокрота имеет ржавый цвет). )
Основные методы исследования
1. Микроскопический.
2. Микробиологический.
3. Биологический.
Ход исследования
Биологическая проба . Немного (3-5 мл мокроты) эмульгируют в стерильном бульоне, 0,5 мл этой смеси вводят внутрибрюшинно белой мыши. Через 6-8 ч у мыши отмечаются признаки заболевания. В это время пневмококк уже можно обнаружить в экссудате брюшной полости. Экссудат берут стерильным шприцем. Из него делают мазки, окрашивают по Граму и микроскопируют. Для выделения чистой культуры экссудат засевают на агар с сывороткой. Если мышь погибает или заболевает, делают посев крови из сердца на агар с сывороткой крови для выделения чистой культуры. Посевы ставят в термостат.
Ускоренный метод определения типа пневмококка (реакция микроагглютинации). 4 капли экссудата из брюшной полости зараженной мыши наносят на предметное стекло. К первой капле прибавляют агглютинирующую сыворотку I типа, ко второй - сыворотку II типа, к третьей - III типа, к четвертой - изотонический раствор натрия хлорида (контроль).
Сыворотки I и II типа предварительно разводят в соотношении 1:10, а сыворотку III типа - 1:5. Все капли размешивают, высушивают, фиксируют и окрашивают разведенным фуксином. При положительном результате в одной из капель отмечается скучивание микробов (агглютинация).
Второй день исследования
Посевы вынимают из термостата, просматривают и из подозрительных колоний делают мазки. При наличии в мазках грамположительных ланцетовидных диплококков 2-3 колонии выделяют на скошенный агар с сывороткой для получения чистой культуры. Посевы помещают в термостат. Из бульона делают мазки, окрашивают по Граму и микроскопируют.
Третий день исследования
Посевы вынимают из термостата. Проверяют чистоту культуры - делают мазки, окрашивают по Граму и микроскопируют. При наличии в выделенной культуре грамположительных ланцетовидных диплококков проводят идентификацию выделенной культуры путем посева:
1) на среды Гисса (лактоза, глюкоза, сахароза, мальтоза) проводят посев обычным способом - уколом в среду;
2) на среду с инулином;
3) на среду с оптохином;
4) ставят пробу с желчью.
Проба на инулин . Исследуемую культуру засевают на питательную среду, содержащую инулин и лакмусовую настойку, и ставят в термостат. Через 18-24 ч посевы вынимают из термостата. При наличии пневмококков среда окрашивается в красный цвет (стрептококки консистенцию и цвет среды не меняют).
Определение чувствительности к оптохину . Выделенную культуру засевают на 10% агар с кровью, содержащий оптохин 1:50000. Пневмококки, в отличие от стрептококков, не растут на средах, содержащих оптохин.
Проба с желчью . В агглютинационные пробирки наливают по 1 мл исследуемой бульонной культуры. В одну из них добавляют каплю кроличьей желчи, вторая пробирка служит контролем. Обе пробирки помещают в термостат. Через 18-24 ч наступает лизис пневмококков, который выражается в просветлении мутного бульона. В контроле взвесь остается мутной.
Пробу с желчью можно поставить на плотной питательной среде. Для этого на колонию пневмококков, выросших в чашках с агаром и сывороткой, наносят крупинку сухой желчи - колония растворяется - исчезает.
Четвертый день исследования
Производят учет результатов (табл. 26).
Примечание. к - расщепление углеводов с образованием кислоты.
В настоящее время широко используются серологические методы исследования (РСК и РИГА) для определения стрептококковых антител. Определение группы и серовара выделенной культуры производят с помощью флюоресцирующих антител.
Определение вирулентности пневмококка . Суточную бульонную культуру пневмококка разводят 1% пептонной водой от 10 -2 до 10 -8 , 0,5 мл каждого разведения вводят двум белым мышам. Культуру, вызвавшую гибель мышей в разведении 10 -7 , оценивают как вирулентную, в разведении 10 -4 -10 -6 считают средневирулентной. Культура, не вызвавшая гибель мышей, авирулентна.
Контрольные вопросы
1. Какие методы выделения чистой культуры пневмококков Вы знаете?
2. Какое животное наиболее чувствительно к пневмококку?
3. Какие реакции ставят с экссудатом зараженной мыши и с какой целью?
4. От каких представителей гноеродных кокков следует дифференцировать пневмококк и с помощью какой пробы?
5. Как определить вирулентность пневмококков?
Задание
Составьте схему исследования мокроты, указав его этапы по дням.
Питательные среды
Агар с сывороткой (см. главу 7).
Бульон с сывороткой (см. главу 7).
Агар с кровью (см. главу 7).
Среды Гисса (сухие).
Среда для пробы с инулином . К 200 мл дистиллированной воды прибавляют 10 мл инактивированной бычьей сыворотки, 18 мл лакмусовой настойки и 3 г инулина. Стерилизуют текучим паром при 100° С 3 дня подряд. Желчный бульон (см. главу 7).
Пневмококки. Общая характеристика
Пневмококки – это внеклеточные гноеродные грамположительные, неподвижные, неспорообразующие микроорганизмы. Температурный оптимум 37°С, лучше растут на слабощелочных средах. Поскольку пневмо-кокки продуцируют большое количество молочной кислоты, среда для их культивирования должна обладать хорошей буферной емко-стью. Более обильный рост наблюдается на средах с добавлением гормонов или на кровяном агаре.
Streptococcus pneumoniae, хорошо изученный как основной возбуди-тель пневмонии, в типичных случаях представлен расположенными попарно ланцетовидными кокками (диплококки). В организме чело-века, или в секрете респираторного тракта пара микробов обычно окружена капсулой. Могут быть обнаружены и единичные клетки, короткие цепочки.
Пневмококки растут одинаково хорошо и в присутствии и в отсут-ствие кислорода. Недостаток ферментов каталазы и пероксидазы требует особых сред, так как в обычных условиях культивирования может накапливаться Н 2 О 2 в токсичных концентрациях. Каталаза может быть получена пневмококками из эритроцитов при культи-вировании на кровяном агаре.
Вирулентные, имеющие капсулу штаммы в аэробных условиях об-разуют на поверхности кровяного агара блестящие куполообразные колонии диаметром от 0,5 до 3 мм, окруженные зеленой зоной не-полного гемолиза. При длительном культивировании на искусст-венной среде пневмококки утрачивают способность к образованию капсулы. Они не отличаются устойчивостью и не могут существо-вать вне организма. В аэрозоле, возникающем при выделении кок-ков изо рта и носа, они сохраняются на свету не более 1,5 часов. В цельной мокроте – до 1 месяца. Неустойчивы к высушиванию при комнатной температуре и более чувствительны, чем другие бакте-рии, к дезинфицирующим веществам. При температуре 52°С разру-шаются в течение 10 минут.
Если активированы аутолитические ферменты, то пневмококки про-являют значительную способность к аутолизу (саморазрушению). На этом основано применение теста лизиса бактериальных клеток в присутствии желчи, который позволяет отличить пневмококки от других α-стрептококков. Соли желчи, являясь поверхностно-активными агентами, легко инициируют эту реакцию у пневмокок-ков и очень редко у других кокков. Практически, если идентифици-руемый микроорганизм не разрушается желчью, это не пневмококк.
Пневмококки. Типы (серовары).
Пневмококки сходны по морфологическим и культуральным свой-ствам, но иммунологические различия у них отчетливо выражены. Это открытие было сделано в 1910 году, когда различными культу-рами пневмококков были иммунизированы животные, и сыворотка крови этих животных была использована для агглютинации пневмококков, выделенных из многих других источников.
При росте пневмококки имеют тенденцию выделять водораствори-мые капсульные полисахариды. Говоря об этих специфических рас-творимых субстанциях (SSS) имеют в виду типовые характеристики пневмококков. Они могут быть определены в реакции преципита-ции с культурой пневмококка, а также в крови и моче больных пневмонией.
Описано не менее 88 вариантов и субвариантов. Все могут вызывать пневмонию. Почти 80% всех случаев пневмонии вызываются пнев-мококком. У взрослых – варианты 1, 2, 3, 4, 6, 7, 14, 18 и 19; у де-тей первичную пневмонию вызывают типы 19, 23, 14, 3, б и 1 (по убывающей частоте).
Пневмококк 3 варианта наиболее вирулентен и отличается от дру-гих плотной капсулой и слизистым ростом на питательной среде. Он не имеет ланцетовидной формы. Наличие капсулы и определяет более высокую вирулентность 3 варианта и большую частоту фатальных исходов от вызываемой им пневмонии. Этот вариант наиболее опасен для пожилых пациентов.
Пневмококки. Токсические продукты
Пневмококки имеют факторы вирулентности, главным из них является капсула, блокирующая фагоцитоз. Вирулентные капсульные штаммы обра-зуют гладкие колонии, авирулентные бескапсульные варианты – шероховатые.
Антифагоцитарная активность связана с кислой природой капсуль-ного вещества в сочетании с особыми гидрофильными свойствами, благодаря чему в жидкой среде поглощенные фагоцитами кокки не подвергаются расщеплению и перевариванию. Наоборот, капсульные кокки, находящиеся на поверхности слизистой, легко фагоцитиру-ются.
Предшествующие заболевания легких, например, первичная вирус-ная инфекция, сопровождаются гиперсекрецией слизистой. Разжи-женный секрет не позволяет фагоцитам справляться с капсульными кокками и последние получают возможность интенсивной колони-зации и инвазии клеток.
Пневмококки можно рассматривать как пример патогенного микро-организма, у которого высокая инвазивность сочетается с мини-мальной токсигенностью. Однако, некоторые особенности клиники пневмококковой инфекции указывают на токсемию, несмотря на то, что собственно токсин никогда не удавалось выявить. Пневмококки вырабатывают гемолизины, лейкоцидины, отдельные некротические субстанции, а также нейраминидазу, которая дейст-вует на клеточные мембраны слизистой «носоглотки и бронхов. Мно-гие штаммы продуцируют гиалуронидазу, способствующую распро-странению в тканях.
Пневмококки. Патология инфекции
Пневмококки – наиболее частая причина пневмонии, менингита и воспаления среднего уха. При пневмококковой инфекции наиболее характерным признаком повреждения ткани является присутствие сгустков фибрина в очаге воспаления. При лобарной пневмонии много фибрина в легких; при пневмококковом менингите - много фибрина накапливается в субарахноидальном пространстве.
Пневмония – это воспаление альвеол, бронхиол и мелких бронхов, при котором пораженные участки заполняются фибринозным экссу-датом. Уплотнение (рентгенологически – «затемнение») – результат заполнения воздушных полостей легких этим экссудатом.
Пневмококки обычно вызывают 2 типа пневмоний:
1. Лобарная (долевая) пневмония, включающая от 1 до 5 больших анатомических структур (долей) легких;
2. Бронхопневмония, захватывающая терминальные бронхиолы и прилегающие доли.
Сливная бронхопневмония есть результат слияния очагов бронхоп-невмонии.
Лобарная пневмония – тяжелая токсическая болезнь, проявлением которой является учащенное поверхностное дыхание, тахикардия, цианоз, тошнота и кашель. В крови – лейкоцитоз (30000-40000 /мм3), 90-95% составляют полиморфонуклеарные нейтрофилы. Ха-рактерно также воспаление плевры - плеврит.
С разрешением воспалительного процесса и выздоровлением, экссу-дат в легких разжижается и удаляется, частично рассасыванием, частично отхаркиванием. Воздухообмен в пораженных долях вос-станавливается и легкие возвращаются в исходное состояние.
Изредка замедленное рассасывание приводит к формированию абс-цесса или хронической пневмонии (нерассасывающийся экссудат). С разжижением и рассасыванием пораженные участки замещаются фиброзной тканью, отвердевают. С внедрением интенсивной анти-микробной терапии такие драматические исходы редки.
95% всех случаев лобарной пневмонии – это пневмония, вызванная пневмококком.
Бронхопневмонию обычно вызывает пневмококк, но могут и другие микробы, например, стрептококки, стафилококки, гемофильная па-лочка, изолированно или сочетанно (микст-инфекция).
Бронхопневмония, чаще вторичная, чем первичная - это серьезное осложнение кори, гриппа, коклюша, хронических болезней сердца, сосудов, легких и почек. Наибольшее число случаев приходится на первые и последние годы жизни. Часто это заболевание является терминальным событием у лиц, ослабленных другими болезнями. Бронхопневмония может быть следствием применения анестетиков или аспирации инфицированного материала в легкие во время операции. У новорожденных это заболевание может быть связано с аспирацией инфицированной амниотической жидкости.
В отличие от лобарной пневмонии, при бронхопневмонии имеются рассеянные мелкие очаги воспаления, наиболее частые – у корня легкого. Экссудат состоит из лейкоцитов, жидкости и бактерий, но не содержит фибрина и мало эритроцитов. Плеврит и эмпиема – это осложнения. Довольно часто наблюдается хроническое течение. Застойная пневмония – это бронхопневмония, осложняющая сер-дечную недостаточность.
Пневмококки могут также быть причиной воспаления среднего уха, менингита. Известны случаи возникновения пневмококкового эндо-кардита, артрита, перитонита, кератита и др.
Пневмококки. Источники и пути передачи инфекции
Лобарная (долевая) пневмония — обычно эндемичное заболевание человеческой популяции. Как эпидемическое – оно встречается ред-ко и лишь как осложнение болезней, сопровождающихся снижением резистентности. Источниками инфекции являются больные актив-ной формой и носители.
Пневмококки проникают в организм и выделяются одним и тем же путем – воздушно-капельным. Инфекция обычно передается непо-средственно при вдыхании бактерий, выделяемых больными или носителями из носа и рта с капельками влаги. Возможна и непря-мая передача, при контакте с зараженными объектами.
Практически у каждого человека может быть неоднократное кратко-временное носительство пневмококка. При контакте с больным носительство может длиться от нескольких дней до нескольких не-дель. У носителей, не связанных с контактом с больными, как пра-вило, выделяются маловирулентные штаммы, не встречается носи-тельство наиболее опасного 3 варианта.
Пневмококки. Лабораторный диагноз инфекции
Пневмококки могут быть обнаружены в мокроте и других биологи-ческих жидкостях, если они содержатся в мокроте в большом количестве, прямой микроскопией мазков, окрашенных по Граму.
Для быстрой диагностики могут быть использованы современные методы обнаружения антигенов и антител (иммуноферменгный ана-лиз – ИФА, полимеразная цепная реакция – ПЦР и др.).
Подтверждающим методом является выделение чистой культуры и заражение ею белых мышей, которые высокочувствительны к пнев-мококкам. Смерть животных в течение 16-20 часов после заражения вызывают только вирулентные штаммы. Бескапсульные штаммы не вызывают гибели животных.
Типирование необходимо, прежде всего, для установления, какой из высоковирулентных пневмококков присутствует в патологическом материале. Для этого можно использовать методы, основанные на действии агглютинирующих и преципитирующих типоспецифических сывороток, полученных путем иммунизации животных против разных вариантов пневмококков.
По методу, разработанному Нейфилд (Neifeld), мазок мокроты или другого ис-пытуемого материала смешивается с типоспецифическими сыворот-ками. Если тип пневмококка соответствует сыворотке, его капсула быстро набухает, так как вследствие реакции антиген-антитело рез-ко меняется плотность капсульного вещества. Это явление получило название «реакция набухания по Neifeld».
Если в мокроте мало пневмококков или повторное типирование не дает результата, исследуемым материалом можно заразить внутрибрюшинно белых мышей и через несколько часов использовать для типирования перитонеальный экссудат.
Пневмококки. Отличие от других стрептококков
Практически используются следующие характеристики:
1. На кровяном агаре пневмококки дают неполный гемолиз;
2. Пневмококки
в тканях и жидкостях организма имеют капсулу, стрептококки – крайне редко;
3. Если 1 часть желчи добавить к 3 частям жидкой культуры, пневмококки растворяются, стрептококки – нет;
4. Пневмококки
ферментируют инулин, стрептококки – нет;
5. Пневмококки
более патогенны для белых мышей, чем стрепто-кокки;
6. Для более детальной дифференциации используется агглютина-ция и преципитация со специфическими сыворотками.
Пневмококки. Иммунитет при инфекции
Естественный иммунитет у человека достаточно высок. Пневмокок-ковая пневмония в большинстве случаев развивается у лиц со сни-женной резистентностью. Перенесенное заболевание приводит к развитию иммунитета к тому типу пневмококка, которым была вызвана болезнь. Продолжитель-ность иммунитета от 6 месяцев до года.
Пневмококки. Профилактика инфекции
1. Ограничение контакта с больными пневмонией.
2. Выделения изо рта и носа больного должны собираться и подвергаться дезинфекции.
3. После осмотра больного руки персонала следует обработать дезраствором.
4. Больной должен принимать меры к ограничению распростране-ния капель влаги при кашле и разговоре.
Заключение
– Капсула является главным фактором вирулентности пневмо-кокков, поскольку она защищает микроб от фагоцитоза в орга-низме человека, являющегося естественным хозяином этого микроба.
– Пневмококки образуют мало каталазы и пероксидазы, но они хорошо растут на обогащенных средах, продуцируя достаточное количество молочной кислоты. Факультативные анаэробы. В отличие от других стрептококков растворяются в желчи.
– Водорастворимые капсульные полисахариды определяют типоспецифичность пневмококков. По меньшей мере 88 вариантов и субвариантов Streptococcus pneumoniae могут вызвать болезнь. Наиболее вирулентным является вариант 3, имеющий утолщен-ную капсулу и образующий на среде слизистые колонии.
– Пневмококки являются причиной трех основных болезней: пневмония (долевая и бронхопневмония), менингит и воспале-ние среднего уха. Отличительным признаком пневмококкового поражения является образование фибрина в очаге воспаления.
– Пневмонию могут вызвать разные микроорганизмы. Она может наблюдаться в виде вспышек, часто как госпитальная инфекция.
Пневмококк является грамположительным, альфа-гемолитическим (в аэробных условиях) или бета-гемолитическим (в анаэробных условиях), анаэробным (организм, для существования которого не нужен кислород) микроорганизмом. Представитель рода Streptococcus.
В 1884 году Э. Френкель и А. Вайчелбаум дали точное описание морфологии и этиологической роли микроба и назвали его возможным этиологическим агентом пневмонии.
Морфологические характеристики
Pneumococcus представляют собой грамположительные глобулярные бактерии размером от 0,5 до 1,5 микрометров. Их клетки расположены в парах, заключенных в общую капсулу. Не образует споры и не имеет полос. В условиях искусственного кормления они образуют капсулу только с добавлением крови или сыворотки.
Культурные особенности
Для их роста микроорганизмы требуют слабощелочного рН 7,2-7,6. На кровяном агаре они образуют небольшие колонии диаметром около 1 мм с плоской периферией, напоминающей капли росы. Другие колонии могут выглядеть блестящими из-за производства капсульных полисахаридов.
Антигенная структура
Основными антигенами являются капсулярные полисахариды. Исходя из этого, пневмококки подразделяются на 84 серотипа.
Факторы патогенности и вирулентности
Пневмококк отделяет белки под названием адгезин, что позволяет им прикрепиться к эпителиальным клеткам, а также имеет пневмолизин, который образует поры в мембранах клеток мерцательного эпителия из верхних дыхательных путей.
Перекись водорода, производимая пневмококком, усиливает разрушение ткани, но ведущим фактором патогенности является капсула, которая защищает бактерии Streptococcus pneumoniae от фагоцитоза. Несвоенные виды не являются патогенными для человека.
Эпидемиология
Пневмококк — это естественный обитатель верхних дыхательных путей у 5-40% людей. Поскольку 40-70% людей в свое время являются носителями вирулентных пневмококков, нормальная слизистая оболочка дыхательных путей обладает большой естественной устойчивостью.
Пациенты, страдающие пневмококковой инфекцией, приобретают краткосрочный иммунитет. Тяжесть заболевания самая высокая среди самых молодых и самых старых слоев населения, а также в менее развитых странах. Взрослые серотипы 1-8 ответственны за около 75% пневмококковой пневмонии и более половины всех случаев смерти от бактериемии. Типы 6, 14, 19 и 23 наиболее распространены у детей.
Патогенез и клиническая картина
Streptococcus pneumoniae является важным возбудителем, вызывающим:
- сепсис;
- менингит;
- пневмония.
Предрасполагающими факторами являются перенапряжение, усталость или нарушение функции очищения эпителиального эпителия верхних дыхательных путей. Инфекция может распространяться через кровь, что может привести к или воспалению других тканей и органов.
Пневмококковая пневмония составляет около 60% всей бактериальной пневмонии. Типичные локализации:
стрептококковая пневмония в горле;
стрептококковая пневмония в носу.
Симптомы пневмококковой болезни зависят от локализации инфекционного процесса. Они могут включать:
- кашель;
- одышка;
- лихорадка;
- боль в груди.
Микробиологическая диагностика
Для микробиологического диагноза необходимо изучить:
- мокрота;
- раневые выделения;
- гной;
- ликвор.
Микроскопические препараты, окрашенные по Граму, получают из изучаемых материалов. Для выделения чистой культуры проводили культуру на кровяном агаре. Наблюдение небольших колоний после 18- го часа культивирования является признаком роста пневмококка.
В случае пневмококкового сепсиса необходимо положить кровь в питательной среде на кровать пациента.
Важная особенность заключается в том, что нежизнеспособные бактерии окрашиваются как грамотрицательные.
Конкретная профилактика
При профилактике пневмококковых инфекций вводится поливалентная вакцина, содержащая полисахаридные антигены 23 серотипов. Вакцинаты приобретают длительный иммунитет. Таким образом, пневмококковая болезнь предотвращается путем искоренения колонии носоглотки.
Лечение
Пневмококки плохо устойчивы и легко погибают даже при комнатной температуре, чувствительные к желчным солям. Дезинфицирующие растворы убивают их примерно на 2 минуты.
Пенициллин G и хлорамфеникол используются часто. Лечение пневмококковых инфекций осложняется появлением резистентных к пенициллину и других штаммов антибиотиков. В Соединенных Штатах 15% пневмококков устойчивы к пенициллину. Увеличение использования ванкомицина для инвазивных инфекций S. pneumoniae может способствовать развитию резистентности или толерантности к этому препарату.
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА МИКРОБИОЛОГИИ
ПНЕВМОКОККИ
КАЗАНЬ 1999
УДК 576.851.21(07)
Печатается по решению Центрального координационно-методического совета Казанского государственного медицинского университета.
Составители:
(Заведующий кафедрой микробиологии д.м.н., профессор О.К.Поздеев, ассистент кафедры микробиологии к.м.н., Е.Р.Федорова.
Рецензенты:
заведующий кафедрой эпидемиологии Казанского государственного медицинского университета, д.м.н., доцент М.Ш. Шафеев, заведующий кафедрой эпидемиологии Казанской государственной медицинской академии, д.м.н., профессор В.Е. Григорьев.
Пневмококки /O.K. Поздеев, Е.Р. Федорова -Казань: КГМУ,1999. - 14 с.
Казанский государственный медицинский университет, 1999
Пневмококк (Streptococcus pneumoniae) впервые выделил Пастер (1881) во время работы над антирабической вакциной и первоначально посчитал его возбудителем бешенства. Этиологическую роль микроорганизма в развитии пневмоний у человека доказали Френкель и Вайхзельбаум (1884). Бактерии колонизируют организмы человека и животных и входят в группу так называемых «оральных» стрептококков. Являются основными возбудителями воспаления лёгких, также могут вызвать плевриты, менингиты, ползучие язвы роговицы, гнойные воспаления среднего уха, септические состояния и другие заболевания. В IX издании определителя бактерий Берджи (1994 год) пневмококки включены в 17 группу «Грамположительные кокки».
Эпидемиология поражений. Пневмококк - один из основных возбудителей бактериальных пневмоний, регистрируемых вне стационаров (2-4 случая на 1000 человек); ежегодно в мире наблюдают не менее 500000 случаев пневмококковых пневмоний (реальная величина значительно больше). Наиболее подвержены инфекции дети и лица преклонного возраста. Резервуар инфекции - больные и носители (20-50% детей дошкольного возраста и 20-25% взрослых лиц); основной путь передачи - контактный; в период вспышек также воздушно-капельный. Пик заболеваемости приходится на холодное время года. В подавляющем большинстве случаев клинические формы инфекции развиваются при нарушениях резистентности организма (в том числе вследствие холодовых стрессов), а также на фоне иной патологии (серповидноклеточной анемии, болезни Ходжкина. ВИЧ-инфекции, миеломы, сахарного диабета, состояний после спленэктомии и др.) или при алкоголизме. Наибольшее эпидемиологическое значение в патологии у взрослых играют варианты 1, 2 и 3; у детей - 1, 2, 3 и 14 варианты. Вирулентность сероваров в нисходящем порядке - 3, 1, 2, 5, 7 и 8 варианты. К пневмококкам чувствительны белые мыши (при заражении они погибают от септицемии в течение суток), телята, ягнята, поросята, собаки и обезьяны.
Морфология. Пневмококки неподвижны, они не образуют спор, имеют слегка вытянутую форму, напоминающую контуры пламени свечи. В мазках из клинического материала располагаются парами, каждая из которых окружена толстой капсулой. В мазках с питательных сред могут располагаться короткими цепочками и быть более округлыми. На простых средах образуют тонкую капсулу; её развитие стимулирует внесение крови, сыворотки или асцитической жидкости. Капсулообразование наиболее хорошо выражено у бактерий III типа. При расположении цепочками капсула может быть общей.
Культуральные свойства. Пневмококки аэробы или факультативные анаэробы; при культивировании предпочтительны капнофильные условия (5-10% СО2). Хемоорганогрофы и хорошо растут на кровяных или сывороточных средах, дополненных внесением 0,1% глюкозы. Могут расти в диапазоне температур 28-42 °С, оптимум - 37 °С. Оптимум рН -7,6-7,8. На плотных средах образуют нежные полупрозрачные четко-очерченные-колонии диаметром около 1мм. Иногда они могут быть плоскими с центральным углублением; подобно прочим стрептококкам, колонии никогда не сливаются
между собой. На кровяном агаре образуют мелкие полупрозрачные колонии зеленовато-серого цвета. Центр колоний более темный, периферия светлее. Под колонией и по ее периферии видна зона а-гемолиза в виде зеленоватой обесцвеченной зоны (что обусловлено переходом гемоглобина в метгемоглобин). Колонии пневмококка III типа часто имеют слизистую консистенцию, величина их до 2 мм. Они мутноваты, могу г сливаться между собой. Образуют S- и R-формы колоний. При переходе из S- в R-форму теряют способность синтезировать капсулу. На жидких средах с сывороткой и 0,2% глюкозой дают равномерное помутнение и небольшой хлопьевидный осадок. При длительном культивировании осадок увеличивается.
Устойчивость. Пневмококки относят к группе нестойких микроорганизмов. В сухой мокроте они сохраняются до двух месяцев. Способны длительно сохраняться при низких температурах; при температуре 60 °С погибают в течение 3-5 минут. 3% раствор карболовой кислоты убивает их за 1-2 минуты. На пневмококки губительно действуют оптохин (в концентрации 1:100000) и желчь, что используют для идентификации бактерий.
Пневмококки отличаются от других микроорганизмов по ряду свойств (табл.1).
Таблица 1 Биохимические свойства пневмококков
|
Тест-субстрат |
Результат |
Тест-субстрат |
Результат |
|
Рост при 100° С |
|||
|
Раффиноза |
|||
|
Среда с 6,5% Nad |
|||
|
а-гемолиз |
|||
|
В-гемолиз |
Трегалоза |
||
|
Фосфатаза |
|||
|
Гиппурат |
в-галактозидаза |
||
|
Глицерин |
|||
|
Обозначения: «+» - 90% или более штаммов положительные; (+) - 80-89% штаммов положительные; d - 21-79% штаммов положительные; (-) - 11-20% штаммов положительные; «- - 90% или более штаммов отрицательные. |
|||
Антигенная структура. У пневмококков обнаружены несколько видов антигенов полисахаридный, 0-соматический антиген, находящийся в клеточной стенке; полисахаридные капсульные К-антигены и М-белок. Полисахаридный соматический антиген аналогичен С-субстанции других стрептококков. Родство обуславливает сходство химической структуры рибиттейхоевых кислот, связанных с холинфосфатом. Капсульные антигены также имеют полисахаридную природу, состоят из повторяющихся в различном сочетании моносахаров: D-глюкозы, D-галактозы и L-рамнозы. По структуре капсульных антигенов пневмококки разделяют на 84 серовара. Следует помнить, что капсульные антигены перекрёстно реагируют с антисыворотками к антигенам стрептококков групп А и В, а также с сыворотками к антигенам клебсиелл и эшерихии. При переходе из S в R-форму капсульные антигены утрачиваются. Для серотипирования пневмококков выпускают групповые сыворотки, обозначаемые латинскими буквами (А, В, С, D и т.д.) и серовариантные, обозначаемые римскими цифрами. Агглютинирующую сыворотку III не включают в смеси сывороток. Её выпускают отдельно и её нельзя разводить. У человека наиболее часто выделяют пневмококки I, II и III серовариантов. Они наиболее вирулентны для человека, поэтому реакцию агглютинации первоначально ставят, используя антисыворотки к этим вариантам. При отрицательном результате реакцию агглютинации ставят со смесью сывороток А, В, С и т.д. (до получения положительного результата), а затем с отдельными антисыворотками. Для более быстрой идентификации сероваров применяют реакцию Нойфельда (иммунного набухания капсулы). Метод основан на способности капсул пневмококков увеличиваться в объёме в присутствии гомологичной антисыворотки, что регистрируют светооптической микроскопией. Капсульные полисахариды обладают сенсибилизирующими свойствами, проявляющимися в развитии реакции гиперчувствительности замедленного типа, выявляемой с помощью кожных проб.
Факторы патогенности. Основным фактором является капсула, защищающая бактерии от микробицидного потенциала фагоцитов и уводящая их от действия опсонинов. Некапсулированные штаммы практически авирулентны и встречаются редко. Большую часть пула противопневмококковых AT составляют AT к Аг капсулы. Важной функцией капсулы и М-белка также является обеспечение адгезии на слизистой. Существенное значение имеет субстанция-С, специфически взаимодействующая с С-реактивным белком. Следствием подобного реагирования являются активация комплементарного каскада и высвобождение медиаторов острой фазы воспаления; их аккумуляция в лёгочной ткани стимулирует миграцию полиморфноядерных фагоцитов. Формирование мощных воспалительных инфильтратов сопровождается нарушением гомеостаза лёгочной ткани и её опеченением. Пневмококки образуют эндотоксин, а- и в-гемолизины (пневмолизины), лейкоцидин. а-пневмолизин является термолабильным белком, способным нейтрализовать 0-стрептолизин,
эритрогенное вещество, нейраминидазу. Пневмококки также синтезируют ряд ферментов, вносящих вклад в патогенез поражений - мурамидазу, гиалуронидазу (способствует распространению микроорганизмов в тканях), пептидазу (расщепляет IgA).
Патогенез поражений. Биотопом пневмококков являются верхние дыхательные пути. Патогенез большинства пневмоний включает аспирацию слюны, содержащей S. pneumoniae, и проникновение бактерий в нижние отделы воздухоносных путей. Существенное значение имеет нарушение защитных дренирующих механизмов - кашлевого толчка и мукоцилиарного клиренса. У взрослых чаще наблюдают долевые поражения лёгких, у детей и лиц преклонного возраста доминируют перибронхиальные или очаговые поражения. Формирование мощных воспалительных инфильтратов сопровождается нарушением гомеостаза лёгочной ткани и её опеченением. Инфекции наиболее вирулентным 3 сероваром могут сопровождаться образованием полостей в паренхиме лёгких. Из первичного очага возбудитель может проникать в плевральную полость и перикард либо гематогенно диссеминировать и вызвать менингиты, эндокардиты и суставные поражения
Клинические проявления. Классическая пневмококковая пневмония начинается внезапно; отмечают подъём температуры тела, продуктивный кашель и боли в груди. У ослабленных лиц и пожилых заболевание развивается медленно, с незначительной лихорадкой, нарушением сознания и признаками лёгочно-сердечной недостаточности. Стрептококковые менингиты регистрируют во всех возрастных группах; они характеризуются бурным началом с подъёмом температуры тела, ригидностью шейных мышц, головной болью, тошнотой и рвотой. Поражения сосудов мозговых оболочек часто сопровождаются потерей сознания; среди детей и в преклонном возрасте летальность может достигать 80%. Довольно часто у лиц с иммунодефицитами (например, ВИЧ-инфицированных) или пациентов со спленэктомией отмечают гематогенные пневмококковые поражения, а также синуситы, мастоидиты, средние отиты, эндокардиты и перитониты. После перенесенного заболевания развивается нестойкий иммунитет, носящий типоспецифический характер и обусловленный появлением антител против типового капсульного полисахарида.
Лечение. Основу терапии пневмококковой инфекции составляют антибиотики - пенициллин, тетрациклин, левомицетин, ванкомицин, рифампицин, цефтриаксон.
Профилактика. Неспецифическая профилактика пневмококковых инфекций направлена на выявление больных и носителей с последующим их лечением. Для специфической профилактики инфекции детям старше двух лет, взрослым, входящим в группы риска, а также здоровым лицам в период вспышки заболевания проводят прививки поливалентной полисахаридной вакциной «Пневмовекс 23». Препарат содержит 23 капсульных полисахаридных антигенов пневмококков (1, 2, 3, 4, 5, 6В 7F, 8, 9N, 9V, 10A, 11А, 12F, 14, 15В, 17F, 18С, 1-9F, 19А, 20, 22F, 23F, 33F). Антигены
пневмококков получены из 90% штаммов, выделенных из крови больных инвазионной пневмококковой инфекции в США и соответствующих штаммам, встречавшимся в России. Иммунизация проводится двукратно с интервалом 5-8 лет.
После вакцинации создается искусственный, активный, типоспецифический иммунитет.
Лабораторная диагностика. «Золотым стандартом» является выделение возбудителя. Следует помнить, что материал необходимо исследовать быстро, т.к. бактерии склонны к быстрому аутолизу, обусловленному активностью внутриклеточных ферментов. Материалом для исследования является мокрота, плевральный выпот и прочие экссудаты, спинномозговая жидкость, кровь, слизь из носа и зева, отделяемое глазных изъязвлений, выделения из уха, моча, кусочки органов (в случае смерти больного). Сигнальный ответ на пневмококковую инфекцию может быть выдан при обнаружении в мазках из мокроты нейтрофилов и грамположительных ланцетовидных диплококков (не менее 10 в поле зрения). В противном случае прибегают к выделению возбудителя.
Первый этап исследования. Патологический материал подвергают предварительной бактериоскопии (кроме крови). Мокроту помещают в стерильную чашку Петри, отмывают, петлей захватывают гнойно-слизистый комочек, растирают на предметном стекле, высушивают и красят по Граму. В мазке обнаруживают грамположительные ланцетовидной или овальной формы кокки, окруженные капсулой (капсулообразование наблюдается только у пневмококков, выделенных от больных и зараженных животных). Выявление капсул пневмококков можно проводить по методу Бурри-Гинса. Посев патологического материала производят на 5-10% кровяной или сывороточный агар и на среду обогащения (8-10% сывороточный бульон). При подозрении на сепсис пневмококковой природы 5-10 мл крови больного засевают на 45-90 мл сывороточного бульона. Спинно-мозговую жидкость, если она прозрачна, центрифугируют и несколько капель из осадка засевают на питательные среды. В качестве среды обогащения используют полужидкий сывороточный агар. Посевы инкубируют при 37 °С 24 часа. Лучшим методом выделения чистой культуры пневмококков является заражение белых мышей патологическим материалом. Мокроту, отмытую в чашке Петри стерильным физиологическим раствором, растирают в стерильной ступке стерильным пестиком или битым стеклом при добавлении физиологического раствора в отношении 1:2-1:5. Взвесь отстаивают, надосадочную жидкость в количестве 0,5-1 мл вводят белым мышам внутрибрюшинно. При наличии в материале пневмококков мыши погибают в течение 72 часов. В мазках из органов и крови обнаруживают типичные пневмококки. Также производят посев органов и крови на сывороточный бульон и на чашки Петри с кровяным или сывороточным агаром.
Второй этап исследования. Изучают характер роста на питательных средах. На кровяном агаре колонии пневмококков мелкие, круглые, с ровными
краями, нежные, окруженные зоной позеленения среды (что весьма напоминает рост зеленящих стрептококков). На сывороточном агаре колонии нежные, полупрозрачные и прозрачные. При бактериоскопии мазков, окрашенных по Граму. обнаруживают грамположительные диплококки без капсул. После бактериоскопии колонии, подозрительные на пневмококки пересеивают на скошенный сывороточный или кровяной агар или на сывороточный бульон. При микроскопии мазков со среды обогащения наряду с различной микрофлорой можно обнаружить грамположительные кокки, располагающиеся парами или короткими цепочками. Материал со среды обогащения пересеивают на плотные питательные среды. Посевы инкубируют при 37°С 24 часа.
Третий этап исследования. Па скошенном кровяном агаре пневмококки образуют нежный тонкий полупрозрачный налёт. На сывороточном бульоне пневмококки вызывают помутнение и легкий осадок. В мазках с плотных питательных сред пневмококки могут иметь различный вид. Наряду с диплококками удлиненной формы с заостренными наружными концами, напоминающими пламя свечи, встречают клетки правильной овальной и круглой формы. В бульонной культуре пневмококки часто располагаются цепочками. Па основании морфологических и культуральных свойств пневмококки трудно отличить от зеленящих стрептококков, поэтому для их дифференцировки предложен набор специальных тестов:
Растворимость в желчи (дезоксихолатная проба);
Способность разлагать инулин;
Чувствительность к оптохину;
Реакция агглютинации со специфическими антипневмококковыми сыворотками;
Способность разлагать глюкозу, мальтозу, сахарозу, лактозу, маннит, сорбит и салицин.
Наиболее доступными методами, дифференцирующими пневмококки от прочих стрептококков являются проба с оптохином (угнетает их рост); от зеленящих стрептококков их отличает способность ферментировать инулин, а также чувствительность к желчи.
Дезоксихолатная проба. После предварительной бактериоскопии в пробирку с 5 каплями стерильной бычьей желчи вносят 10 капель, выделенной чистой культуры (лучше бульонной). Контролем служит культура, внесённая в пробирку с 5 каплями физиологического раствора. Через 30-60 минут инкубации при 37 °С наблюдают полный лизис культуры в виде просветления в пробирке с желчью, в контрольной пробирке смесь остаётся мутной. Следует помнить, что авирулентные культуры пневмококка устойчивы к желчи.
Устойчивость к желчи также можно проверять посевом в 10% желчный бульон. В среду вносят исследуемый материал, при этом бульон мутнеет. После 24 часовой инкубации при 37 °С на наличие пневмококков укажет просветление бульона в результате лизиса бактерий.
Также можно использовать диски, пропитанные 20% раствором желчи. Диски помешают на выросшую культуру в чашке и инкубируют 1-2 часа при 37 °С. При наличии пневмококков колонии лизируются вокруг диска на расстоянии 1 -2 мм.
Проба на инулин. Культуру пневмококка засевают на среду с инулином. Для этого к 100 мл прогретой при 56 °С в течение 30 мин бычьей сыворотки прибавляют 200 мл стерильной дистиллированной воды, 18 мл лакмусовой настойки и 3 г инулина, стерилизуют текучим паром 30 минут. Посевы инкубируют при 37 °С 24 часа. Пневмококк разлагает инулин, в результате чего среда краснеет. Зеленящий стрептококк не вызывает покраснения среды.
Проба с оптохином. Испытуемую культуру пневмококка засевают на сывороточный бульон с оптохином в разведении 1:100000 или 1:200000. Пневмококк на такой среде не растёт. Также можно определить чувствительность к оптохину и посевом на 10% кровяной агар, содержащий оптохин в разведении 1:50000. Контролем является посев культуры на кровяной агар. Пневмококки не растут на среде с оптохином, на контрольной среде наблюдается рост пневмококков. Можно использовать диски, пропитанные 6 мкг оптохина, которые накладывают после посева на поверхность среды. У пневмококков вокруг диска образуется зона задержки роста не менее 18 мм диаметром.
Проба на вирулентность. Суточную культуру пневмококка, выращенную на сывороточном бульоне разводят 1% стерильной пептонной водой (рН - 7,6) или слабощелочным бульоном до 1:10. Разведённую культуру вводят внутрибрюшинно белым мышам весом 16-20 гр в объёме 0,5 мл и наблюдают в течение 72 часов. Из органов погибшей мыши делают высевы на питательные среды и микроскопируют мазки-отпечатки. К высоковирулентным культурам относят пневмококки, вызывающие гибель мышей после введения культуры в разведении 1:10. Авирулентные культуры не вызывают гибели мышей.
Серотипирование пневмококков. 18-часовую культуру проверяют в реакции микроагглютинации по Сэбину. На предметное стекло наносят 4 капли культуры пневмококка. К 1 капле добавляют каплю антипневмококковой сыворотки типа 1, ко 2-й - сыворотку типа II, к 3-й - сыворотку - 111, к 4-й - каплю нормальной сыворотки. Смеси на стекле перемешивают петлей и рассматривают под лупой или под микроскопом при малом увеличении. В положительном случае в одной из первых трех капель наблюдается агглютинация. Тип пневмококка определяют в реакции агглютинации со специфическими агглютинирующими сыворотками первых трёх фиксированных типов. Культуры, которые не агглютинируются указанными типами сывороток, относят к Х-группе. Реакцию ставят следующим образом. Разливают 18 - часовую бульонную культуру по 0,5 мл в пробирки. Затем вносят в равном объёме сыворотки, разведённые физиологическим раствором в соотношении 1:5. Контролями служат 2 пробирки, одна из которых содержит испытуемую культуру в смеси с
нормальной кроличьей сывороткой, а другая - только исследуемую культуру. Содержимое пробирок тщательно встряхивают и ставят на 2 часа в термостат при температуре 37 °С, после чего проводят предварительный учет реакции. Окончательные результаты отмечают после дополнительного выдерживания при комнатной температуре в течение 20 часов. Агглютинацию оценивают на четыре плюса, если содержимое пробирок полностью просветляется, а агглютинационная культура представляет собой плотную пленку, не разбивающуюся при встряхивании; на три плюса если при полном просветлении содержимого пробирки агглютинирующая культура легко разбивается на части; на два плюса - если просветления не наступает, в мутном содержимом пробирки хорошо видны невооруженным глазом частицы агглютинированной культуры; при агглютинации на один плюс в пробирке обнаруживают мелкозернистую смесь склеенных пневмококков. При отрицательной реакции, видимой глазом, агглютинации не наблюдают;
содержимое пробирок после встряхивания представляет собой равномерную муть.
Типирование пневмококков Х-группы проводят с помощью групповых
сывороток, содержащих смесь типовых агглютинирующих сывороток, взятых
в равных объёмах. Готовят следующие групповые сыворотки путем
смешивания равных объемов неразведенных типовых диагностических
сывороток (Lund, I960):
А -1, II, IV, V, XVIII серовары;
В - VI, VIII, XIX серовары;
С - VII, XX. XXIV, XXXI, XL серовары;
D - IX, XI, XVI, XXXVI. XXXVII серовары;
Е - X, XXI. XXXIII, XXXIX серовары;
F - XII. XVII. XXII, XXXVII, XXXII, XLI серовары;
G - XIII, XXV. XXIX, XXXIV, XXXV, XXXVIII, XLII, XLVII серовары;
J - XLIII. XLIV, XLV, XLVI серовары.
Агглютинирующую сыворотку III типа используют per se (без смешивания с другими типовыми сыворотками) из-за трудности ее получения в достаточно высоком титре. Типирование проводят в два приёма: сначала с помощью групповых сывороток, а затем с индивидуальными сыворотками той группы, с которой была получена положительная реакция. Серотипирование пневмококков применяют преимущественно для эпидемиологических исследований результатов специфической серотерапии и серопрофилактики.
Микроагглютинацию пневмококков по методу Сэбина можно получить при смешивании антипневмококковых сывороток с экссудатом из брюшной полости мыши, зараженной мокротой больного. Уже через четыре часа после заражения в экссудате обнаруживают чистую культуру пневмококков, дающую положительную агглютинацию по Сэбину.
Ускоренные методы обнаружения и типирования пневмококков. 1. Метод Нойфельда или феномен набухания капсулы пневмококка. По одному комочку свежевыделенной мокроты больного наносят на три
покровных стекла, к каждому из них прибавляют каплю неразведенной специфической антипневмококковой сыворотки (1, II, III типов) и каплю синьки Лёффлера. Капли тщательно смешивают, покрывают предметным стеклом с лункой, смазанной по краям вазелином. Через две минуты рассматривают висячие капли под микроскопом с иммерсионной системой. При положительном случае видно резкое увеличение капсул пневмококков. При отрицательном результате капсулы едва заветны. Реакция набухания специфична и не даёт положительного результата с другими капсульными бактериями. Её не применяю г для исследования мокроты от больных, леченных сульфаниламидами и антибиотиками, т.к. в этом случае могут выделяться безкапсульные пневмококки.
2. Метод преципитации. 5-10 мл мокроты кипятят в водяной бане до получения плотного сгустка. Сгусток растирают и добавляют небольшое количество физиологического раствора, вновь кипятят несколько минут для извлечения специфического полисахарида из пневмококков. Взвесь центрифугируют, с полученной прозрачной жидкостью и специфическими типовыми сыворотками в преципитационных пробирках ставят реакцию кольцепреципитации. Появление кольца на границе соприкосновения жидкостей указывает на положительный результат.
3. Определение капсул пневмококков по Бурри. На конец предметного стекла наносят каплю исследуемого материала и каплю туши. Смесь перемешивают и делают мазок, высушивают на воздухе и, не фиксируя, микроскопируют. Фон препарата - тёмно-дымчатый, микробные тела и их капсулы не окрашиваются. Препарат, изготовленный по Бурри, можно зафиксировать смесью Никифорова, промыть водой, окрасить фуксином Циля, разведенным 1:3 в течение 3-5 минут. На тёмном фоне мазка выделяются неокрашенные капсулы, внутри которых находятся бактерии ярко малинового цвета (метод Гинса).
Биохимические свойства в основном типичны для рода Salmonella. Отличительными особенностями являются: отсутствие газообразования при ферментации S. Typhi, неспособность S. Paratyphi A продуцировать сероводород и декарбоксилировать лизин.
Эпидемиология. Брюшной тиф и паратифы являются антропонозами, т.е. вызывают заболевание только у человека. Источником инфекции являются больной или бактерионоситель, которые выделяют возбудитель во внешнюю среду с испражнениями, мочой, слюной. Возбудители этих инфекций, как и другие сальмонеллы, устойчивы во внешней среде, сохраняются в почве, воде. S. Typhi может переходить в некультивируемую форму. Благоприятной для их размножения средой являются пищевые продукты (молоко, сметана, творог, мясной фарш, студень). Передача возбудителя осуществляется водным путем, играющим в настоящее время существенную роль, а также алиментарным и контактно-бытовым путями. Заражающая доза равна приблизительно 1000 клеткам. Естественная восприимчивость людей к этим инфекциям высокая.
Патогенез и клиническая картина. Попав в тонкую кишку, возбудители тифа и паратифов инвазируют слизистую оболочку при
помощи эффекторных белков ТТСС-1, формируя первичный очаг инфекции в пейеровых бляшках. Следует отметить, что в под- слизистой оболочке осмотическое давление по сравнению с просветом кишечника ниже. Это способствует интенсивному синтезу Vi-антигена, который увеличивает антифагоцитарную активность возбудителя и подавляет выброс провоспалительных тканевых медиаторов клетками подслизистой оболочки. Следствием этого яв- ляются отсутствие развития воспалительной диареи на начальных этапах инфекции и интенсивное размножение микробов в макрофагах, приводящее к воспалению пейеровых бляшек и развитию лимфаденита, следствием чего являются нарушение барьерной функции мезентериальных лимфатических узлов и проникновение сальмонелл в кровь, в результате чего развивается бактериемия. Это совпадает с концом инкубационного периода, который длится 10-14 сут. Во время бактериемии, которая сопровождает весь лихорадочный период, возбудители тифа и паратифов с током крови разносятся по организму, оседая в ретикулоэндотели- альных элементах паренхиматозных органов: печени, селезенки, легких, а также в костном мозгу, где они размножаются в макрофагах. Из купферовских клеток печени сальмонеллы по желчным протокам, в которые они диффундируют, попадают в желчный пузырь, где они также размножаются. Накапливаясь в желчном пузыре, сальмонеллы вызывают его воспаление и с током желчи реинфицируют тонкую кишку. Повторное внедрение сальмонелл в пейеровы бляшки приводит к развитию в них гиперергического воспаления по типу феномена Артюса, их некрозу и изъязвлению, что может привести к кишечному кровотечению и прободению кишечной стенки. Способность возбудителей брюшного тифа и паратифов сохраняться и размножаться в фагоцитирующих клетках при функциональной недостаточности последних приводит к формированию бактерионосительства. Сальмонеллы также могут длительное время сохраняться в желчном пузыре, выделяясь с фекалиями в течение длительного времени, и контаминировать окружающую среду. К концу 2-й нед заболевания возбудитель начинает выделяться из организма с мочой, потом, материнским молоком. Диарея начинается в конце 2-й или начале 3-й нед заболевания, с этого время возбудители высеваются из фекалий.