Микробиология кампилобактериозов
К семейству Campylobacteriaceae относятся аэробные или микроаэрофильные подвижные вибриоидные не образующие спор грамотрицательные бактерии трех родов: Campylobacter, Helicobacter и Arcobacter. Состав родов по мере получения новых данных постоянно уточняется.
Кампилобактериоз – инфекционное заболевание, характеризующееся острым началом, лихорадкой, поражением желудочно-кишечного тракта. Исследования, проведенные в последние годы, показали, что в ряде стран кампилобактерии вызывают от 3 до 15 % всех случаев острых кишечных заболеваний.
В инфекционной патологии человека и животных важнейшую роль играют виды C. jejuni, C. coli и C. lari, вызывающие ОКЗ сходного клинического течения. На основании способности к росту при относительно высокой температуре инкубации (42 °C) они объединены в одну группу термофильных кампилобактерий. Среди прочих мезофильных видов кампилобактерий, предпочитающих умеренную температуру инкубации (37 °C), известную роль в патологии человека играет C. fetus, зачастую являющийся возбудителем артритов, менингитов, васкулитов; виды C. concisus и C. sputorum расцениваются как комменсалы полости рта, возможно, играющие роль в патогенезе пародонтита, а виды C. fennelliae, C. cinaedi и C. hyointestinalis встречаются в толстом кишечнике при иммунодефицитах различного генезиса.
Кампилобактерии – грамотрицательные, тонкие, спирально изогнутые палочки размером 0,2 – 0,3 ? 0,5 – 5,0, иногда до 8,0 мкм. Они могут образовывать один полный (или чуть больше) виток спирали, могут быть С– или S-образной формы или напоминать крылья чайки при соединении двух клеток в короткую цепочку. В старых культурах клетки могут иметь кокковидную или гиперспирализованную форму. Спор и капсул не образуют, имеют 1 или 2 (иногда до 5) полярно расположенных жгутика, обеспечивающих им высокую подвижность со стремительным штопорообразным или винтообразным поступательным движением. Жгутики могут быть в 2 – 3 раза длиннее клетки. Подвижность лучше видна при темнопольной или фазовоконтрастной микроскопии. Содержание Г + Ц в ДНК – 30 – 38 мол %.
Кампилобактерии являются хемоорганотрофами. Будучи термофилами, способны к росту при температуре 37 – 44 °C, но не при 25 °C. Большинство кампилобактерий – микроаэрофилы и капнофилы, оптимальная атмосфера для культивирования патогенных видов имеет состав: О2 – 5 %, СО2 – 10 %, N2 – 85 %. Некоторые кампилобактерии при выращивании могут проявлять себя как облигатные анаэробы. Энергию освобождают из аминокислот и трикарбоновых кислот, но не из углеводов, к окислению и ферментации которых не способны.
Для культивирования кампилобактерий чаще используют специальные питательные среды, в основу которых положены среды для выделения бруцелл. Однако в эти среды необходимо добавлять вещества, повышающие аэротолерантность кампилобактерий и снижающие редокс-потенциал среды (кровь, тиогликолат натрия, метабисульфит натрия, пируват натрия, сульфат Fe2+). Обычно используют мясные, печеночные, кровяные среды, часто в них добавляют антибиотики (новобиоцин, циклогексамид, бацитрацин, триметоприм) для подавления сопутствующей микрофлоры. На питательных средах рост кампилобактерий наблюдается обычно через 2 – 4 сут. На жидких питательных средах наблюдается диффузное помутнение с трудно разбиваемым выраженным осадком. На полужидких средах они вырастают в виде диффузного мутного кольца толщиной 1 – 4 мм под поверхностью среды. Если кампилобактерии растут в условиях строгого анаэробиоза, отмечается помутнение всей среды.
На плотных средах с кровью кампилобактерии образуют два типа колоний: а) округлые неправильной формы, с ровными краями, диаметром 2 – 8 мм, бесцветные или светло-серые, прозрачные, гомогенные (напоминают капли воды); при длительном культивировании могут приобретать серебристо-матовый оттенок; б) колонии правильной округлой формы, с ровными краями и диаметром 1 – 2 мм, с блестящей выпуклой поверхностью, прозрачные, гомогенные; в старых колониях центр более плотный, чем периферия, и может образовываться желтоватый пигмент. Консистенция колоний невязкая, зона гемолиза отсутствует.
Кампилобактерии оксидазоположительны, желатин и мочевину не гидролизуют, реакции с метиловым красным и Фогеса – Проскауэра отрицательны. Они продуцируют цитохромоксидазу, не растут на среде Ресселя; по способности образовывать каталазу делятся на две группы: каталазопозитивные (С. fetus, С. jejuni, С. coli) и каталазонегативные (С. sputorum и С. concisus). Некоторые их виды могут образовывать сероводород, расти в присутствии 1 и 3,5 % NaCl, бриллиантового зеленого, налидиксовой кислоты, цефалотина, гидролизовать гиппурат натрия, образовывать пигмент желтого цвета. На этих свойствах основана межвидовая дифференциация (табл. 43).
Таблица 43
Свойства некоторых видов родов Campylobacter и Helicobacter
Примечание.(+) – положительный признак; ( – ) – отрицательный признак; (?) – непостоянный признак; У – устойчив; Ч – чувствителен.
Кампилобактерии имеют О-, Н– и К-антигены. С. jejuni и С. coli, наиболее часто вызывающие заболевания у человека, серологически гетерогенны. В зарубежной литературе описано 55 серогрупп, различающихся по термостабильному О-антигену. Установлено, что штаммы, выделенные от человека, дают реакцию агглютинации только с сывороткой от людей, а сывороткой от иммунизированных животных они не агглютинируются. Можно предположить, что идет формирование штаммов, специфичных для человека.
Кампилобактерии имеют целый комплекс факторов вирулентности, в том числе липополисахарид, энтеротоксин (вызывает диарею), цитотоксин, повреждающий слизистую оболочку толстой кишки у человека, и др.
При комнатной и, в особенности, при пониженной температурах резистентность кампилобактерий к действию факторов внешней среды весьма высока: в пищевых продуктах, водопроводной и сточных водах, молоке, моче, испражнениях они могут сохранять жизнеспособность в течение 1 – 5 нед. Кампилобактерии очень чувствительны к нагреванию свыше 50 °C, действию прямого солнечного и ультрафиолетового света и воздуха, высыханию, низким и высоким значениям рН среды, чувствительны к действию дезинфицирующих веществ в рабочих концентрациях.
Эпидемиология. Кампилобактерии (особенно термофильные) обнаруживаются у всех видов диких и домашних зверей и птиц, многие из которых являются их естественными резервуарами (крупный и мелкий рогатый скот, куры, скворцы, воробьи, попугаи и др.). Основным резервуаром кампилобактерий следует считать сельскохозяйственных животных, дополнительными – больных людей и домашних животных, диких городских птиц и грызунов. Основной путь передачи инфекции – пищевой (сырое молоко, битая птица, говядина, свинина), дополнительные – водный (речная и морская вода, загрязненная испражнениями животных) и бытовой (грубые нарушения санитарно-гигиенических норм при уходе за больными людьми и животными, а также при кулинарной обработке мясных продуктов). Кампилобактериозу свойственна выраженная летняя сезонность с почти полным отсутствием заболеваемости в зимние месяцы. Чаще заболевание регистрируется в виде спорадических случаев («диарея путешественников»), изредка – в виде более или менее крупных вспышек. После перенесенного заболевания у людей, не леченных антибиотиками, бактерии с испражнениями выделяются достаточно долго, в течение 2 – 5 нед., а иногда до 10 нед.
Патогенез и клиника. У людей кампилобактериоз протекает в основном в виде энтеритов и энтероколитов, хотя описаны заболевания и другой локализации: септицемия, эндокардит, перикардит, менингит; поражения внекишечной локализации чаще отмечаются у людей старшего возраста или у больных со сниженной резистентностью организма.
Инкубационный период 1 – 10 дней, чаще 1 – 5 дней. Начало заболевания чаще острое, реже – подострое. Обычно наблюдаются умеренно выраженная интоксикация и диарея (до 10 – 20 раз в сутки), боли в нижней части живота. В половине случаев отмечается наличие крови в испражнениях, реже – обезвоживание. Чаще возникает и тяжелее протекает заболевание у детей в возрасте от 1 до 3 лет. Патогенез и степень тяжести находятся в прямой зависимости от факторов патогенности, имеющихся у данного штамма кампилобактерии, а также от количества бактерий, попавших в организм.
Иммунитет. Кампилобактерии высокоиммуногенны. Антитела появляются в крови в ранние сроки заболевания и в достаточно высоких титрах. Титр до 1: 5000 бывает уже на 5-й день заболевания; достигнув максимума, титры антител (IgG) в течение длительного времени медленно снижаются и через месяц могут быть еще достаточно высокими.
Лабораторная диагностика. Для диагностики кампилобактериозов используют микроскопический, бактериологический и серологический методы. Микроскопический метод используется в качестве ориентировочного. Тонкий мазок испражнений, зафиксированный на огне, окрашивают 1 %-ным водным раствором основного фуксина в течение 10 – 20 с, затем промывают водой. Поскольку для окрашивания большинства других бактерий требуется 2 – 5 мин, в мазке за 10 – 20 с обычно успевают окраситься только кампилобактерии. В нативном материале они имеют характерную форму (S-образные короткие цепочки в виде крыльев чайки, реже – С-образные с оттянутыми концами).
Основной метод диагностики – бактериологический. Материал для посева – испражнения или содержимое прямой кишки, иногда кровь, а также вода, молоко, другие пищевые продукты, смывы с предметов и т. д. Посевы делают на специальные питательные среды, создают микроаэрофильные условия и инкубируют при температуре 37 и 42 °C. После получения типичных колоний культуру идентифицируют по совокупности признаков.
Серологический метод исследования играет весьма важную роль при широкомасштабных эпидемиологических исследованиях, но в диагностике кампилобактериозов его роль невелика. Реакция агглютинации ставится с аутоштаммами, можно с живой музейной культурой, но с формалинизированной культурой результаты получаются более четкими. Наиболее чувствительные методы РИФ и ИФМ. Могут также использоваться РСК, латекс-агглютинация, иммуноэлектрофорез, РПГА.
Специфическая профилактика и лечение. Специфическая профилактика не разработана; другие профилактические мероприятия включают строгое соблюдение норм переработки, транспортировки и хранения пищевых продуктов, правил личной гигиены, защиту водоемов от загрязнения сточными водами (особенно животноводческих хозяйств).
Для лечения кампилобактериозов используют антибиотики; наиболее эффективны гентамицин и эритромицин, менее эффективны канамицин, левомицетин и полусинтетические пенициллины.
Хеликобактеры. Helicobacter pylori был открыт в 1982 г. Б. Маршаллом и Р. Уорреном при исследовании биоптатов слизистой желудка. К роду Helicobacter в настоящее время относят уже более 10 видов, часть которых ранее включали в род Campylobacter. H. pylori несколько крупнее других видов (0,5 – 1,0 ? 2,5 – 5 мкм) и имеет форму палочки, спирали или «дуги вола». Лофотрих (до 5 жгутиков) или монотрих, иногда в популяции присутствуют обе формы. На агаровых средах малоподвижен или неподвижен. Растет на средах для кампилобактерий, но лучше растет на «шоколадном» агаре, образуя на нем через 2 – 7 сут. колонии диаметром 0,5 – 1,0 мм. На 10 %-ном кровяном агаре отмечается слабый ?-гемолиз. Для роста требуются микроаэрофильные условия или атмосфера, обогащенная СО2. В аэробных или анаэробных условиях не растет.
Н. pylori оксидазо– и каталазопозитивен; сероводород не образует, гиппурат не гидролизует, обладает высокой уреазной активностью. Устойчив к хлориду трифенилтетразолия в концентрации 0,4 – 1,0 мг/мл; устойчив к 0,1 % раствору селенита натрия, в меньшей степени – к 1 %-ному глицину.
Факторами вирулентности Н. pylori служат подвижность; уреаза (нейтрализует HCl и повреждает эпителиоциты); протеиновый цитотоксин, вызывающий вакуолизацию эпителиальных клеток и повреждающий межклеточные мостики; липополисахарид; протеиназа; липаза; каталаза, гемолизин и др.
Заражение людей, вероятнее всего, происходит по фекально-оральному механизму. Возбудитель, проникая через муцин в подслизистую желудка, колонизирует эпителиоциты, нередко внедряясь в них. Прогрессирующее очаговое воспаление приводит к развитию гастрита, пептических язв желудка и двенадцатиперстной кишки. В дальнейшем может происходить развитие аденокарциномы или лимфомы желудка (MALT'омы – Mucosa Associated Lymphoid Tissue Lymphoma).
Наиболее эффективным препаратом для лечения хронического гастрита и язвенной болезни желудка или двенадцатиперстной кишки является ДеНол (коллоидный субцитрат висмута), избирательно действующий только на Н. pylori, который сочетают с трихополом (метронидазолом) и амоксициллином (или кларитромицином) для усиления терапевтического действия.
