Микробиология туляремии
Туляремия – первичная болезнь животных (грызунов), у человека протекает в виде острого инфекционного заболевания с разнообразной клинической картиной и медленным восстановлением трудоспособности. Возбудитель – Francisella tularensis – открыт Г. Мак-Коем и Ш. Чепином в 1912 г. во время эпизоотии среди земляных белок в местности с озером Туляре (Калифорния), подробно изучен Э. Френсисом, в честь которого и назван род. Это очень маленькие (см. цв. вкл., рис. 96.2), размерами 0,2 – 0,7 мкм кокковидные или эллипсоидные полиморфные палочки, которые очень часто при специальных методах окрашивания дают биполярную окраску;
неподвижны, грамотрицательны, спор не образуют; каталазонегативны, образуют H2S, строгие аэробы, температурный оптимум для роста 37 °C, рН 6,7 – 7,2. Вирулентные штаммы имеют капсулу, образуют кислоту без газа при ферментации некоторых углеводов (глюкоза, мальтоза, манноза, фруктоза, декстрин), степень ферментации у разных штаммов варьирует, содержание Г + Ц в ДНК – 33 – 36 мол %. F. tularensis на обычных средах не растет. Г. Мак-Кой и Ш. Чепин использовали свернутую желточную среду. На ней туляремийная палочка растет в виде нежных мелких колоний, напоминающих капельки росы, затем культура приобретает характер нежного шагреневого налета со слабо выраженной слизистой консистенцией. Э. Френсис предложил для выращивания туляремийной палочки питательный агар, содержащий 0,05 – 0,1 % цистина, 1 % глюкозы и 5 – 10 % крови. На такой среде рост более пышный и грубый: колонии круглые с гладкой поверхностью, молочного цвета, влажные, со слизистой консистенцией, окружены характерным зеленым ореолом. Рост медленный, максимального размера колонии достигают на 3 – 5-й день (1 – 4 мм). Туляремийные бактерии хорошо размножаются в желточном мешке куриного эмбриона, вызывая его гибель на 3 – 4-й день.
Для роста F. tularensis необходимы следующие аминокислоты: аргинин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, пролин, треонин, гистидин, валин, цистин, для некоторых подвидов – серин, тирозин, аспарагиновая кислота; кроме того, для роста они нуждаются также в пантотеновой кислоте, тиамине и ионах Mg2+. С учетом этих особенностей для культивирования F. tularensis можно использовать синтетические среды.
Род Francisella отнесен к классу Gammaproteobacteria, тип Proteobacteria. К этому же роду относится F. novicida, патогенность которой для человека не установлена.
Возбудитель туляремии является внутриклеточным паразитом. Его вирулентность обусловлена капсулой, угнетающей фагоцитоз; нейраминидазой, которая способствует адгезии; эндотоксином; аллергенными свойствами клеточной стенки, а также способностью размножаться в фагоцитах и подавлять их киллерный эффект. Механизмы вирулентности пока не расшифрованы. Кроме того, у туляремийной палочки обнаружены рецепторы, способные взаимодействовать с Fc-фрагментами иммуноглобулинов класса IgG. В результате такого связывания нарушается активность систем комплемента и макрофагов.
F. tularensis в S-форме (вирулентный) имеет два антигена – О и Vi (капсульный антиген). О-антиген обнаруживает родство с антигенами бруцелл. Диссоциация S?SR?R приводит к утрате капсулы, вирулентности и иммуногенности. Вид F. tularensis подразделяют на три географические расы (подвида):
1) голарктическую (слабопатогенная для домашних кроликов, не ферментирует глицерина и не имеет фермента цитруллинуреидазы, встречается в странах северного полушария);
2) среднеазиатскую (малопатогенная для кроликов, имеет цитруллинуреидазу и ферментирует глицерин);
3) неарктическую (американскую), более патогенна для кроликов, ферментирует глицерин, имеет цитруллинуреидазу.
Кроме того, штаммы американского и среднеазиатского подвидов обладают фосфатазной активностью, отсутствующей у штаммов голарктического подвида.
Резистентность. F. tularensis довольно устойчива во внешней среде, особенно если содержится в патологическом материале. В фураже, зерне, загрязненных выделениями больных грызунов, выживает до 4 мес.; в воде – до 3 мес.; во льду – более 1 мес. Чувствительна к прямым солнечным лучам (погибает за 30 мин), высокой температуре (при 60 °C гибнет через 10 мин), под действием 3 % раствора лизола, 50 %-ного спирта, формалина и других антисептиков погибает через 5 – 10 мин.
Эпидемиология. Основным резервуаром туляремии в природе являются грызуны, среди которых в естественных условиях наблюдаются эпизоотии. Человек заражается только от животных, от человека к человеку возбудитель не передается. Возбудитель обнаружен у 82 видов грызунов и зайцеобразных, наиболее часто встречается у представителей 4 семейств: мышевидных (Muridae), заячьих (Leporidae), беличьих (Sciuridae) и тушканчиковых (Dipodidae). На территории России основными носителями являются мышевидные грызуны: водяные крысы, обыкновенные полевки, домовые мыши и ондатры.
По чувствительности к туляремии животные могут быть разбиты на четыре группы:
1-я группа – наиболее восприимчивы (полевки, водяные крысы, домовые мыши, белые мыши, морские свинки и некоторые другие). Минимальная смертельная доза составляет одну микробную клетку;
2-я группа – менее чувствительны (серые крысы, суслики и др.). Минимальная смертельная доза – 1 млрд микробных клеток, однако для заражения некоторых из них достаточно одной микробной клетки;
3-я группа (хищники – кошки, лисицы, хорьки). Устойчивы к высоким заражающим дозам, заболевание протекает без видимых проявлений;
4-я группа – невосприимчивы к туляремии (копытные животные, холоднокровные, птицы).
Для человека минимальная инфицирующая доза – одна микробная клетка. Заражение человека происходит всеми возможными способами: прямым и непрямым контактом с больными грызунами, их трупами или с предметами, зараженными грызунами; алиментарным (при употреблении пищевых продуктов и воды, инфицированных грызунами), воздушно-пылевым и трансмиссивным путем. Зараженность туляремийными бактериями установлена у 77 видов кровососущих членистоногих. Особенно большое значение имеют иксодовые клещи, у которых возбудитель сохраняется в течение всей жизни и даже передается трансовариально потомству. Эти обстоятельства способствуют укоренению болезни в природе. Заражение человека клещами происходит не путем укуса, а в результате попадания возбудителя на кожу вместе с испражнениями клеща.
На территории России различают 7 основных ландшафтных типов природных очагов туляремии: пойменно-болотный, луго-полевой, степной, лесной, предгорноручьевой, тундровый и тугайный (пойменно-пустынный).
Особенности патогенеза и клиники. F. tularensis проникает в организм через наружные покровы (поврежденную и неповрежденную кожу и слизистые). На месте внедрения нередко образуются язвочки. Через лимфатические сосуды бактерии попадают в регионарный лимфатический узел и беспрепятственно размножаются в нем; воспалительный процесс приводит к формированию бубона. Отсюда возбудитель проникает в кровь, бактериемия обусловливает генерализацию процесса, в него вовлекаются различные органы и ткани, размножение в которых бактерий приводит к образованию гранулем и некротических язв. С бактериемией и генерализацией связана аллергическая перестройка организма. Инкубационный период при туляремии варьирует от 2 до 8 дней. Болезнь начинается остро: появляются лихорадка, головная боль, боли в мышцах, гиперемия лица. Дальнейшее течение зависит от места входных ворот, в соответствии с которым различают следующие клинические формы туляремии: язвенно-железистую (бубонную), глазо-железистую, ангинозножелезистую, абдоминальную и легочную. Летальность при туляремии не превышает 1 – 2 %.
Постинфекционный иммунитет прочный, стойкий, в большинстве случаев пожизненный, имеет клеточную природу, обусловлен главным образом Т-лимфоцитами и макрофагами, в меньшей степени – антителами. Фагоцитоз у лиц, имеющих иммунитет, имеет завершенный характер.
Лабораторная диагностика. В связи с полиморфной клинической картиной туляремии в ее диагностике решающее значение имеют лабораторные методы: бактериологический, биологический, серологические реакции и аллергическая проба. Бактериологический метод имеет существенную особенность: выделить возбудителя от больного человека непосредственно не удается. Поэтому исследуемым материалом (пунктат бубона, гной из конъюнктивы, пленка из зева, мокрота, испражнения, кусочки органов из трупов грызунов) вначале заражают подкожно белых мышей или морских свинок, а затем уже делают посев крови или материала из органов для получения чистой культуры, которую идентифицируют по морфологическим, культуральным (не растет на обычных средах) свойствам, по реакции агглютинации со специфической сывороткой и окончательно – биологической пробой на белых мышах.
F. tularensis можно выделить также путем заражения в желточный мешок куриных эмбрионов. Возбудитель легко в нем обнаруживается с помощью метода иммунной флуоресценции. Однако биологические пробы и бактериологические исследования по туляремии возможно проводить только в специальных лабораториях. В обычных клинических условиях для диагностики туляремии применяют только серологические реакции (со 2-й нед. развернутая пробирочная агглютинация, РПГА и др.) и аллергическую пробу с тулярином. Последняя является наиболее ранним методом специфической диагностики. При внутрикожной постановке она бывает положительной с 3 – 5-го дня болезни, при накожной – с 6 – 8-го дня. В природных очагах туляремии для контроля эпизоотий среди грызунов используют РПГА и ее варианты (РНАг, РТПГА), а также ИФМ с целью обнаружения антигенов туляремийной палочки в трупах грызунов, погадках хищных птиц, помете хищников.
Специфическая профилактика. Основным методом предупреждения заболевания людей, проживающих на территории природных очагов туляремии, является вакцинация, осуществляемая с помощью живой (ослабленной) сухой накожной вакцины. Вакцину вводят однократно, иммунитет не менее 5 – 7 лет.
