Палочка коклюша — Bordetella pertussis. Выделена от больного в 1906 г. Бор де и Жангу. Существуют разно-видности возбудителя коклюша — паракоклюшные бактерии (Bact. parapertussis).
Морфология и биологические свойства. Палочки коклюша мелкие, овальные, неподвижные, размером 0,2— 0,3X1 мкм, грамотрицательные, более интенсивно окрашиваются по полюсам. При специальной окраске видна нежная капсула. Хорошо растут на глицериново-картофельном или кровяном агаре при 35—37°С и рН 6,8—7,4. В настоящее время для их. выращивания используют синтетическую казеиново-угольную агаровую среду (КУА). Колонии микробов мелкие, выпуклые, блестящие, прозрачные, окружены небольшой нерезкой зоной гемолиза. На средах без крови растут в форме S- и R-кoлоний. Неактивны в биохимическом отношении. Образуют термостабильный токсин, а также продуцируют гиалуронидазу, плазмокоагулазу, лецитиназу. Наряду с О-антигеном (соматический) у них имеются поверхностные капсульные антигены. Возбудитель коклюша малоустойчив: погибает при действии солнечных лучей в течение часа, при 56°С — через 10—15 мин, быстро гибнет в 3% растворах фенола и лизола.
Патогенез и клиника . Коклюшем обычно болеют дети. Заболевание характеризуется типичными симптомами и цикличностью течения. Возбудители коклюша, проникнув в организм через верхние дыхательные пути, вызывают катаральное воспаление слизистой оболочки трахеи и бронхов. Катаральный период заболевания длится около 2 нед и переходит в конвульсивный (судорожный), сопровождающийся тяжелыми приступами судорожного кашля, возникающего иногда при различных внешних раздражениях (звук, осмотр, инъекции). Основное значение в патогенезе имеет раздражение кашлевого центра. Судорожный период продолжается 4—6 нед и заканчивается с угасанием приступов (период разрешения) выздоровлением. Источником инфекции могут быть больные, а также здоровые бактерионосители, но наиболее опасны больные в катаральном периоде заболевания. Основной путь передачи — воздушно-капельный. Роль предметов в передаче инфекции незначительна ввиду малой устойчивости бактерий коклюша во внешней среде.
Микробиологическая диагностика. Материал берут тампоном со слизистой оболочки носоглотки. Хороший результат дает метод «кашлевых пластинок». Во время кашля ко рту больного вертикально, на расстоянии 5—10 см, подставляют чашку с питательной средой так, чтобы уловить 5—6 кашлевых толчков. Чашку с посевом быстро закрывают крышкой и помещают в термостат при температуре 37°С. Колонии коклюшного микроба вырастают через 2—5 суток, а паракоклюшного через 1—2 сут. Перед посевом поверхность питательной среды обрабатывают пенициллином (7,5 ЕД на чашку) или добавляют его в питательную среду (30 ЕД на 100 мл). Это задерживает размножение сопутствующей микрофлоры. Колонии бордетелл рассматривают с помощью лупы или бинокулярного стереоскопического микроскопа (МБС-1 или МБС-2). При наличии на чашках подозрительных колоний из части их готовят мазок и окрашивают по Граму. При обнаружении грамотрицательных овоидных мелких палочек из остатка колонии ставят реакцию агглютинации на стекле с коклюшной и паракоклюшной сывороткой, разведенной 1:10 (контроль культуры с каплей изотонического раствора хлорида натрия). Агглютинация наступает в течение 5 мин. Для дифференциации коклюшных и паракоклюшных микробов проводят дополнительные исследования. Паракоклюшные бактерии в отличие от коклюшных растут на простом агаре, изменяют цвет казеиново-угольного агара в буро-коричневый, вызывают потемнение кровяного агара и обладают ферментом уреазой. Серологические методы исследования применяют в поздние сроки заболевания. Реакция агглютинации используется для обнаружения антител в сыворотке крови больного с помощью диагностикумов из коклюшных и паракоклюшных микробов. Диагностическим титром антител считают разведение сыворотки 1:20 и выше, учитывая нарастание титра антител в процессе заболевания. РСК при коклюше чувствительна, антигеном служит взвесь живой культуры.
Профилактика и лечение. Общие меры профилактики сводятся к раннему выявлению и изоляции больных. Для специфической профилактики применяют адсорбированную коклюшно-дифтерийно-столбнячную вакцину (АКДС).
Иммунитет. После перенесенного заболевания возникает прочный и длительный иммунитет.
Для лечения используют антибиотики (стрептомицин, левомидетин, тетрациклины), 7-глобулин и витамины. Детям во время лечения необходим свежий воздух.
Возбудитель коклюша представляет собой небольшие коккобактерии, располагающиеся поодиночке или попарно. Неподвижны, спор не образуют, имеют капсулу, пили. Грамотрицательны. Хемоорганотрофы, метаболизм только окислительный, строгие аэробы. Возбудитель коклюша не растет на простых питательных средах. В качестве факторов роста необходимы некоторые аминокислоты. Рост на простых питательных средах ингибируется образующимися жирными кислотами. Для их нейтрализации применяют кровь, древесный уголь или ионообменные смолы. Возбудитель культивируется на картофельно-глицериновом агаре с добавлением крови (среда Борде-Жангу), на кровяном агаре и на полусинтетическом казеиново-угольном агаре без добавления крови. Колонии коклюшных бактерий мелкие, круглые, с ровными краями, блестящие, напоминающие капельки ртути или зерна жемчуга. Свежевыделенные культуры образуют S-форму колоний (1 фаза), при дальнейшем культивировании могут образовывать R-формы (2 фаза). На кровяных средах образуют зону гемолиза. В.pertussis ферментативно малоактивна, сахаров не расщепляет, не обладает протеолитической активностью, не восстанавливает нитратов.Антигены
Антигенная структура бактерий рода Bordetella довольно сложная. У них выявлено 14 антигенных компонентов, или агглютиногенов. Родовым является агглютиноген 7. Видоспецифический агглютиноген для возбудителя коклюша - агглютиноген 1, для В. parapertussis - 14, для В. bronchiseptica - 12. Кроме агтлютиногена 1 у В. pertussis имеются другие агглютиногены, из которых наиболее часто встречаются 2 и 3. По содержанию этих агтлютиногенов выделяют 4 серовара.Патогенность и патогенез
К факторам вирулентности относится способность возбудителя к адгезии за счет пилей на эпителиоцитах респираторного тракта. С пилями связан филаментозный гемагглютинин, склеивающий В. pertussis с другими бактериями с образованием биопленок, состоящих из разных микробов. Образует белковые токсины, прочно связанные с цитоплазмой:трахеальный токсин (функциональный блокатор), вызывающий раздражение нервных рецепторов слизистой оболочки дыхвтельных путей, что приводит к возникновению приступов кашля. Токсинемия приводит к сосудистому спазму мелких бронхов, судорожному подергиванию вследствие его воздействия на дыхательный и сосудистый центры; кроме того, токсин активирует аденилатциклазную систему и накопление цАМФ, что приводит к нарушению водно-солевого обмена;дермонекротоксин, действующий на клетки миокарда за счет АТФ-азной активности. Отмечается гистаминосенсибилизирующее и лейкоцитозстимулирующее действие этих токсинов.Способность В. pertussis к пенетрации в эпителиоциты, где они сохраняются длительное время, а также незавершенный фагоцитоз в результате их выживания в макрофагах. Капсульный полисахарид защищает бактерии от фагоцитоза. Все гены, контролирующие патогенность, содержатся в одном опероне. Токсическое действие возбудителя приводит к раздражению нервных рецепторов слизистой оболочки респираторного тракта, кашлю и возбуждает дыхательный центр, вследствие чего наступает спазм мелких бронхов.Иммунитет
При коклюше имеет место гуморальный иммунный ответ, сопровождающийся формированием напряженного гуморального иммунитета. Повторные заболевания не отмечены.Экология и эпидемиология
Бордетеллы коклюша и паракоклюша являются обитателями верхних отделов респираторного тракта. В. bronchiseptica обитаег в дыхательных путях собак и других животных. Источником инфекции являются больные дети и бактерионосители. Бордетеллы быстро погибают в воздухе. Заражение происходит воздушно-капельным путем при непосредственном общении с больным ребенком или носителем.Коклюш и паракоклюш
Коклюш (коклюш) - острая, преимущественно детская инфекционная болезнь, вызываемая Bordetella pertussis, характеризуется воздушно-капельным механизмом передачи, катаральным воспалением дыхательных путей и приступами спазматического кашля с репризами. Bordetella parapertussis и Bordetella bronchiseptica вызывают подобные коклюша, но легким течением заболевания. Все три вида бордетел сходны между собой и относятся к одному роду. Это мелкие грамотрицательные овоидные палочки, часто окрашиваются биполярно.Возбудители выделяются со слизью и мокротой преимущественно в катаральный и реже в спазматический периоды. В связи с наличием стертых и атипичных форм, сходством симптомов решающее значение для их диагностики имеют лабораторные методы исследования. Микробиологический анализ проводят одновременно на выделение всех трех возбудителей.Взятие исследуемого материала
Слизь с задней стенки глотки берут стерильным задньоглотковим ватным тампоном желательно во время приступа кашля с обязательным использованием шпателя. При использовании тампонов на тонкой (напр. нихромовая) Дротинцы забирать материал можно и через нижние носовые ходы.При немедленном посеве используют сухой тампон. Если это невозможно - тампон предварительно смачивают раствором алгинат кальция или изотоническим раствором хлорида натрия, поскольку вата подавляет рост Bordetella pertussis. Взятый материал необходимо доставить в лабораторию в течение 2-4-х часов, оберегать его от переохлаждения.Еще лучше взять материал от больного с помощью "кашлевых пластинок". Для этого во время кашля открывают чашку Петри с питательной средой и держат ее на расстоянии 4-8 см перед ртом и носом больного в течение 6-8 кашлевых толчков.Для исследования можно брать мокроты (слизи), отсасывая его шприцом с резиновой трубкой с надгортанных зоны.Основными методами лабораторной диагностики коклюша является бактериологический и серологический. Для экспресс-диагностики, особенно в ранний период болезни, используют реакцию иммунофлюоресценции. Для этого мазки из исследуемого материала обрабатывают специальными флуоресцентными сыворотками и исследуют под люминесцентным микроскопом. Рассматривают 50 полей зрения. Положительным результат считают тогда, когда в поле зрения выявляют 2-3 бактериальные клетки, светящиеся.Бактериологическое исследование
Для выделения возбудителя используют такие традиционные среды: картофельно-глицериновый агар с кровью кролика (Борде-Жангу), коммерческий селективно-угольный агар (КВА) или молочно-кровяной агар. Для подавления роста грамположительной микрофлоры дыхательных путей к сред рекомендуют добавлять пенициллин. При посеве методом "кашлевых пластинок" антибиотик наносят на поверхность агара в объеме ОД мл (10 ЕД) и равномерно втирают шпателем. При посеве тампоном делают сначала штрих в виде центральной дорожки, а затем через нее перпендикулярно штрихами петлей. Для увеличения частоты выделения возбудителя посевы проводят одновременно на 2 чашки (одна без пенициллина). Выращивание проводят при 37 ° С в течение трех-пяти суток.Колонии на среде исследуют под стереоскопическим микроскопом или с помощью лупы. Они мелкие, выпуклые, блестящие, сероватого цвета, напоминающие капли ртути или перламутр. На среде Борде-Жангу вокруг колоний возникает небольшая зона гемолиза. Колонии Bordetella parapertussis несколько больших размеров коричневого цвета. Из типичных колоний изготовляют мазки? окрашивают по Граму и микроскопируют. Одновременно ставят реакцию агглютинации на стекле с коклюшным и паракоклюшнимы сыворотками в разведении 1:10. При положительном результате выделяют чистую культуру бордетел и проводят его идентификацию по ряду признаков.Бордетелы не ферментируют углеводов, не образуют индола, нитраты восстанавливает только Bordetella bronchiseptica. Основное значение при идентификации имеют особенности роста и реакции агглютинации с видовыми неадсорбированными и, при возможности, с адсорбированными монорецепторными сыворотками к антигенам 1, 12, 14. С целью идентификации выделенных культур (даже на этапе образования колоний) можно применить реакцию непрямой гемагглютинации с эритроцитарным антительным диагностикумом.Серологическое исследование
Серологическое исследование проводят в основном для ретроспективной диагностики или в тех случаях, когда культура бордетел не выделена. Антитела к возбудителям образуются на третьей неделе болезни и позже. Для их выявления используют реакции агглютинации, связывания комплемента и особенно непрямой гемагглютинации. В связи с массовыми прививками детей против коклюша, все серологические реакции необходимо ставить методом парных сывороток. Диагноз подтверждают лишь при 4-кратном нарастании титра антител в динамике. У детей первых двух лет жизни серологические реакции часто бывают отрицательными.Аллергические пробы
Аллергические пробы путем введения внутрикожно 0,1 мл аглютиногена (10 ЕД) проводят чаще при массовых эпидемиологических обследованиях.Профилактика и лечение
Для вакцинопрофилактики используют тривакцину АКДС (адсорбированная коклюшно-дифтерийно-столбнячная), содержащую убитые коклюшные бактерии в 1 фазе (S-форме). Для лечения используют противококлюшный иммуноглобулин и антибиотики: тетрациклины, макролиды (эритромицин).ГБОУ ВПО “Уральский государственный медицинский университет” Министерства здравоохранения Российской Федерации Кафедра микробиологии, вирусологии и иммунологии
Методические указания к практическим занятиям для студентов
ООП специальности 060301.65 Фармация Дисциплина С2.Б.11 Микробиология
1. Тема: Возбудители коклюша и паракоклюша.
2. Цели занятия : Изучить со студентами свойства возбудителей коклюша и паракоклюша, факторы патогенности и патогенез вызываемых заболеваний, методы диагностики, профилактики и лечения коклюша и паракоклюша.
3. Задачи занятия:
3.1. Изучение свойств возбудителей коклюша и паракоклюша.
3.2. Изучение факторов патогенности возбудителя и патогенеза коклюша.
3.3. Изучение методов диагностики, профилактики и лечения коклюша и паракоклюша.
3.4. Выполнение самостоятельной работы.
компетенции |
||||
Способность и |
Морфологичес- |
Пользоваться |
Методикой |
|
готовность |
кие, культураль- |
инструментарием |
приготовления |
|
анализировать |
ные, биохимии- |
при проведении |
препарата для |
|
социально значимые |
ческие свойства |
микробиологических |
бактериоскопического |
|
проблемы и процессы, |
возбудителей |
исследований |
исследования. |
|
использовать на |
коклюша и |
Техникой посева |
||
практике методы |
паракоклюша |
материала на |
||
гуманитарных, |
питательные среды. |
|||
естественнонаучных, |
||||
медико-биологических |
||||
и клинических наук в |
||||
различных видах |
||||
профессиональной и |
||||
социальной |
||||
деятельности |
||||
Способность и |
Принципы и |
Проводить |
||
готовность к участию |
санитарно- |
биологическим |
||
в постановке научных |
диагностики, |
просветительную |
понятийным |
|
задач и их |
профилактики и |
работу с населением |
аппаратом |
|
экспериментальной |
||||
реализации |
4. Продолжительность занятия в академических часах : 3 часа.
5. Контрольные вопросы по теме:
5.1. Морфологические, тинкториальные, культуральные и биохимические свойства возбудителей коклюша, паракоклюша.
5.2. Факторы патогенности возбудителей коклюша, паракоклюша и патогенез вызываемых заболеваний.
5.3. Методы диагностики, профилактики и лечения коклюша и паракоклюша.
6. Задания и методические указания к их выполнению.
На занятии студенту необходимо:
6.1. Ответить на вопросы преподавателя.
6.2. Принять участие в обсуждении изучаемых вопросов.
6.3. Выполнить самостоятельную работу.
Теоретическая справка Коклюш - острое инфекционное заболевание дыхательных путей, основным
симптомокомплексом которого являются приступы судорожного кашля. Паракоклюш – это острое инфекционное заболевание дыхательных путей, клинически проявляющееся в виде легкой формы коклюша.
Возбудитель – Bordetella pertussis - впервые был обнаружен в 1900 г. в мазках из мокроты ребенка и затем выделен в чистой культуре в 1906 г. Ж. Борде и О. Жангу. Впоследствии возбудитель получил название палочка Борде-Жангу.
Возбудитель паракоклюша – Bordetella parapertussis .
Возбудители коклюша и паракоклюша относятся к отделу Gracilicutes ,
порядку Burkholderiales, семейству Alcaligenaceae, роду Bordetella, видам Bordetella pertussis (палочка Борде-Жангу, возбудитель коклюша) и Bordetella parapertussis (возбудитель паракоклюша).
Морфологические и тинкториальные свойства. Бордетеллы грамотрицательные. Возбудитель коклюша имеет форму овоидной палочки (коккобактерии). Паракоклюшная палочка более крупная. Бордетеллы располагаются чаще поодиночке. Спор не образуют, образуют капсулу. Неподвижные.
Культуральные свойства . Бордетеллы – облигатные аэробы. Оптимальная температура роста - 35-36°С. Требовательны к питательным средам. Для выращивания коклюшной палочки используется среда Борде-Жангу (картофельноглицериновый агар с добавлением крови и пенициллина), на ней она растет в виде гладких, блестящих, прозрачных куполообразных с жемчужным или металлическим ртутным оттенком колоний. На казеиново-угольном агаре (КУА) вырастают гладкие выпуклые колонии, имеющие серовато-кремовый цвет и вязкую консистенцию. Колонии паракоклюшных бактерий по внешнему виду не отличаются от коклюшных, но крупнее.
Биохимические свойства . Бордетеллы не ферментируют углеводов, не образуют индола, не восстанавливают нитраты в нитриты, вызывают гемолиз эритроцитов.
Антигенная структура . Выделяют соматический термостабильный О- антиген и поверхностные термолабильные капсульные К-антигены или агглютиногены (факторы 1-16).
Резистентность . Возбудитель коклюша вне организма быстро погибает (в течение нескольких часов). Высоко чувствителен к действию ультрафиолетовых лучей, дезинфицирующих веществ и температуре. При 50-55О С погибает через 30 минут, при кипячении - мгновенно. Чувствителен к полимиксину, стрептомицину, тетрациклину. Устойчив к пенициллину и сульфаниламидам.
1. Факторы адгезии:
Пили (фимбрии);
- филаментозный гемагглютинин;
- пертактин - белок наружной мембраны клеточной стенки;
- капсулъные агглютиногены.
Эти факторы способствуют адгезии бактерий к мерцательному эпителию верхних дыхательных путей (бронхов, трахеи).
2. Токсины бордетелл:
а) Пертуссис-токсин (коклюшный термолабильный экзотоксин). Он связывается с клетками, проникает в них, вызывает накопление цАМФ и гибель клетки.
б) Внеклеточная аденилатциклаза (аденилатциклазный гемолизин) нарушает “переваривающую” способность фагоцитов.
в) Трахеальный цитотоксин вызывает некроз и десквамацию мерцательного эпителия.
г) Дермонекротический токсин вызывает местную воспалительную реакцию эпителия респираторного тракта.
д) Термостабильный эндотоксин стимулирует выработку цитокинов, повреждающих эпителиальные клетки респираторного тракта.
3. Ферменты патогенности – гиалуронидаза, плазмокоагулаза. Эпидемиология . В естественных условиях к коклюшу восприимчив только
человек. Источник инфекции при коклюше и паракоклюше – больной человек
типичной или стертой формой, особенно в период до появления спазматического кашля. Путь передачи возбудителя - воздушно-капельный . Бордетеллы обладают специфическим тропизмом к реснитчатому эпителию респираторного тракта хозяина. К инфекции восприимчивы люди всех возрастов, но более всего дети от 1 года до 10 лет. Наиболее тяжело коклюш протекает у детей первого года жизни.
Патогенез . Входные ворота - слизистые оболочки гортани, трахеи, бронхов. Бордетеллы не проникают внутрь клетки (неинвазивные микробы) и не поступают в кровь.
Первая стадия – адгезия возбудителя на поверхности клеток.
Вторая стадия – местное повреждение тканей токсинами микроба. Возбудитель размножается на поверхности клеток эпителия, обусловливая развитие воспалительных катаральных явлений и возникновение очагов некроза. В более низкие отделы (мелкие бронхи, бронхиолы, альвеолы) возбудитель распространяется бронхогенным путем. Бактериемии при коклюше не бывает.
Третья стадия – стадия системных проявлений. Следствием некротических поражений является постоянное раздражение рецепторов афферентных волокон блуждающего нерва; возбуждение передается в область кашлевого центра, где формируется стационарный очаг возбуждения. В результате развивается основной симптомокомплекс коклюша – приступы судорожного кашля.
Клиника.
1. Инкубационный период продолжается от 5 до 21 дня (в среднем 7-10
2. Катаральный период характеризуется появлением незначительного кашля, насморка, субфебрильной температуры. Кашель не поддается медикаментозному лечению, постепенно усиливается и к концу второй недели приобретает приступообразный характер. В этот период возбудитель обильно выделяется из организма. Продолжительность катарального периода около двух недель.
3. Конвульсивный (судорожный, спазматический, пароксизмальный)
период . Появляется основной симптомокомплекс коклюша - приступы судорожного неукротимого “лающего” кашля, возникающие до 20-30 раз в сутки. Приступы могут развиваться под влиянием как специфических (микроб, его токсин), так и неспецифических (осмотр, звук, свет, инъекции и т.д.) раздражителей. Приступы заканчиваются отделением густой, вязкой мокроты. Кашель сопровождается цианозом лица и тела. При приступах кашля характерна поза больного – согнутая спина, высунутый язык. Может наступить асфиксия вследствие остановки дыхания; иногда наблюдается разрыв межреберных мышц. Температура тела в течение всего конвульсивного периода обычно остается нормальной. Продолжительность конвульсивного периода – 4-6 недель.
4. Период угасания (разрешения, выздоровления) – постепенно уменьшается число приступов, затем они исчезают; состояние нормализуется. Продолжительность периода угасания – 2-4 недели.
Иммунитет . После перенесенного заболевания формируется пожизненный гуморальный иммунитет.
Лабораторная диагностика . Основной метод - бактериологический. Для выделения чистой культуры в качестве материала используют слизь с задней стенки глотки, которую высевают на КУА или среду Борде-Жангу. Материал берут с помощью клювовидного (через рот) или прямого (через нос) тампона с задней стенки глотки. Посев также может быть сделан методом “кашлевых пластинок” (во время кашля ко рту больного на расстоянии 8-10 см подносят открытую чашку с питательной средой). Выросшую культуру идентифицируют по культуральным, биохимическим и антигенным свойствам.
В качестве ускоренного применяют иммунофлуоресцентный метод – РИФ
с материалом из зева больного и флюоресцентной сывороткой (позволяет получить ответ через 4-5 часов после взятия материала).
Серологические методы (реакция агглютинации, непрямой гемагглютинации, связывания комплемента) используют как вспомогательные при выявлении атипичных форм, а также для ретроспективной диагностики, поскольку антитела к возбудителю появляются не ранее третьей недели заболевания.
Специфическая профилактика . Для специфической профилактики коклюша используют адсорбированную коклюшно-дифтерийно-столбнячную вакцину (АКДС), где коклюшный компонент представлен убитыми коклюшными бактериями.
Для лечения применяют антибиотики (гентамицин, ампициллин, эритромицин, тетрациклин), которые эффективны в катаральном периоде и не эффективны в судорожном периоде заболевания.
Возбудитель паракоклюша , Bordetella paraрertussis, близок к возбудителю коклюша по морфологическим и культуральным признакам. Паракоклюш проявляется клинически как легкая форма коклюша. Постановка диагноза возможна лишь при помощи микробиологических методов исследования. Взятие материала и лабораторная диагностика проводится так же, как при коклюше. Коклюш и паракоклюш – два самостоятельных заболевания. Дети, переболевшие коклюшем, могут заболеть паракоклюшем и наоборот.
После обсуждения теоретических вопросов преподаватель объясняет порядок проведения самостоятельной работы.
Самостоятельная работа:
Зарисовать в рабочей тетради схему лабораторной диагностики коклюша.
7. Оценивание знаний, умений, навыков по теме занятия:
Ответы на вопросы и активность на занятии оцениваются по 5-балльной системе.
8. Литература для подготовки темы:
8.1. Основная:
1. Галынкин В., Заикина Н., Кочеровец В. Основы фармацевтической микробиологии. 2008.
2. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: учебник для студентов медицинских вузов. Под ред. А.А. Воробьева. Учебники и учеб. пособия для высшей школы. Издательство: Медицинское информационное агентство, 2012. – 702 с.
3. Микробиология: учеб. для студентов учреждений высш. проф. образования, обучающихся по специальности 060301.65 “Фармация” / под ред. В.В. Зверева, М.Н. Бойченко. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 608 с.: ил.
4. Одегова Т.Ф., Олешко Г.И., Новикова В.В. Микробиология. Учебник для фармацевтических вузов и факультетов. - Пермь, 2009. - 378 с.
8.2. Дополнительная:
1. Коротяев А.И. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология: Учебник для студентов мед. вузов / А.И. Коротяев, С.А. Бабичев. - 5-е изд., испр. и
доп. – СПб.: СпецЛит, 2012. – 759 с.: ил.
2. Медицинская микробиология: учебник. 4-е изд. Поздеев О.К. / Под ред. В.И. Покровского. – 2010. – 768 с.
3. Руководство по медицинской микробиологии. Общая и санитарная микробиология. Книга 1 / Колл. авторов // Под редакцией Лабинской А.С., Волиной Е.Г. – М.: Издательство БИНОМ, 2008. – 1080 с.: ил.
Методические указания переработаны и дополнены профессором Литусовым Н.В.
Обсуждены на заседании кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии.
Коклюш - острое инфекционное заболевание преимущественно детского возраста, характеризующееся циклическим течением и приступообразным спазматическим кашлем.
Возбудитель - Bordetella pertussis - впервые был обнаружен в 1900г. в мазках из мокроты ребенка и затем выделен в чистой культуре в 1906г. Ж. Борде и О. Жангу. Возбудитель сходного с коклюшем, но протекающего более легко заболевания, - Bordetella parapertussis - был выделен и изучен в 1937г.Г. Эльдерингом и П. Кендриком и независимо от них в 1937г. У. Бредфордом и Б. Славиным. Bordetella bronchiseptica, возбудитель редко встречающегося у человека коклюшеподобного заболевания, был выделен в 1911г. у собак Н. Ферри, а у человека - в 1926г. Брауном. В 1984г. был выделен новый вид - Bordetella avium, патогенность которого для человека пока не установлена.
Бордетеллы грамотрицательны, хорошо окрашиваются всеми анилиновыми красителями. Иногда выявляется биполярная окраска за счет зерен волютина на полюсах клетки. Возбудитель коклюша имеет форму овоидной палочки (коккобактерии) размером 0,2-0,5х1,0-1,2мкм. Паракоклюшная палочка имеет такую же форму, но несколько крупнее (0,6х2мкм). Расположены чаще поодиночке, но могут располагаться попарно. Спор не образуют, у молодых культур и у бактерий, выделенных из макроорганизма, обнаруживается капсула. Бордетеллы неподвижны, за исключением. В bronchiseptica, которая является перитрихом. Содержание Г+Ц в ДНК составляет 61-70 мол%. Относятся к гемофильным бактериям. Бордетеллы - строгие аэробы, хемоорганотрофы. Оптимальная температура роста - 35-36 °С. Возбудитель коклюша в гладкой S-форме (так называемая фаза I), в отличие от двух других видов бордетелл, не растет на МПБ и МПА, так как его размножению мешают накопление в среде ненасыщенных жирных кислот, образующихся в процессе роста, а также возникающая при росте коллоидная сера и другие продукты метаболизма. Для их нейтрализации (или адсорбции) в среду выращивания коклюшных бактерий необходимо добавлять крахмал, альбумин и древесный уголь или ионообменные смолы. Микроб требует наличия в среде выращивания 3 аминокислот - пролина, цистеина и глутаминовой кислоты, источником которых служат гидролизаты казеина или фасоли. Традиционная среда для выращивания коклюшной палочки - среда Борде-Жангу (картофельно-глицериновый агар с добавлением крови), на ней она растет в виде гладких, блестящих, прозрачных куполообразных с жемчужным или металлическим ртутным оттенком колоний диаметром около 1мм, которые вырастают на 3-4-й день. На другой среде - казеиново - угольном агаре (КУА) - также на 3-4-й день вырастают гладкие выпуклые колонии диаметром около 1мм, имеющие серовато-кремовый цвет и вязкую консистенцию. Колонии паракоклюшных бактерий по внешнему виду не отличаются от коклюшных, но крупнее и выявляются на 2-3-й день, а колонии B.bronchiseptica выявляются уже на 1-2-й день.
Характерной особенностью коклюшных бактерий является их наклонность к быстрому изменению культуральных и серологических свойств при изменении состава питательной среды, температуры и других условий выращивания. В процессе перехода от S-формы (фаза I) к стабильной шероховатой R-форме (фаза IV) через промежуточные фазы II и III наблюдаются плавные изменения антигенных свойств; патогенные свойства теряются.
Паракоклюшные бактерии и В.bronchiseptica, а также фазы II, III и IV коклюшных бактерий растут на МПА и МПБ. При выращивании на жидкой среде наблюдается диффузное помутнение с придонным плотным осадком; клетки могут быть несколько крупнее и полиморфными, иногда образуют нити. В R-форме и промежуточных формах бактерии проявляют выраженный полиморфизм.
Бордетеллы не ферментируют углеводов, не образуют индола, не восстанавливают нитраты в нитриты (за исключением B.bronchiseptica). Паракоклюшные бактерии выделяют тирозиназу, образуя пигмент, окрашивающий среду и культуру в коричневый цвет - признак отрицательный; Бордетеллы содержат несколько антигенных комплексов (агглютининов и т. д.). Соматический антиген является видоспецифическим; родовым антигеном является агглютиноген 7. При иммунизации в сыворотке человека и животных образуются агглютинины, преципитины, комплементсвязывающие, опсонизирующие, бактерицидные и протективные антитела. В опытах на животных выявлены 4 различные субстанции, определяющие антигенные и токсические свойства коклюшной палочки: термолабильный дермонекротоксин (он же протективный антиген), эндотоксин, лимфоцитоз-мулирующий и гистаминсенсибилизирующий факторы. Для диагностики заболевания имеют значение только агглютиногены и, в некоторой мере, дермонекротоксин. Главными у возбудителя коклюша агглютиногенами являются; 7 (родовой), 1 (видовой) и наиболее часто обнаруживаемые типоспецифические 2 и 3. В зависимости от их сочетания выделяются несколько серовариантов: 1, 2, 3; 1, 2, 0; 1,0, 3... Термолабильный экзотоксин коклюшной палочки - главный фактор патогенности. Он обладает тропизмом к нервной и сосудистой системам, имеет белковую природу, разрушается при 56 °С, обнаруживается при внутрикожном введении культуры кролику (вызывает некроз - проба Дольда).»Молчащие» гены этого токсина обнаружены у двух других видов бордетелл. Термостабильный экзотоксин коклюшной палочки обладает сенсибилизирующим и общетоксическим действием. Кроме того, коклюшные бактерии могут продуцировать гиалуронидазу, лецитиназу, плазмокоагулазу. Капсула у бактерий в фазе I препятствует фагоцитозу.
Эпидемиология. Источник инфекции при коклюше и паракоклюше - больной типичной или стертой формой, особенно в период до появления спазматического кашля. При коклюшеподобном заболевании, вызванном B.bronchiseptica, источником инфекции могут быть домашние и дикие животные, среди которых иногда наблюдаются эпизоотии (свиньи, кролики, собаки, кошки, крысы, морские свинки, обезьяны), при этом чаще всего у животного поражается респираторный тракт. Механизм заражения - воздушно-капельный. Бордетеллы обладают специфическим тропизмом к цилиарному эпителию респираторного тракта хозяина. К инфекции восприимчивы люди всех возрастов, но более всего дети от 1 года до 10 лет.
Патогенез и клиника. Инкубационный период при коклюше от 3 до 14 дней, чаще - 5-8 дней. Возбудитель, попавший на слизистую оболочку верхних дыхательных путей, размножается в клетках цилиарного эпителия и далее бронхогенным путем распространяется в более низкие отделы (бронхионалы, альвеолы, мелкие бронхи). При действии экзотоксина эпителий слизистой оболочки некротизируется, в результате чего раздражаются кашлевые рецепторы, и создается постоянный поток сигналов кашлевой центр продолговатого мозга, в котором формируется стойкий очаг возбуждения. Это приводит к возникновению спазматических приступов кашля. Бактериемии при коклюше не бывает. Bторичная бактериальная флора может приводить к осложнениям.
В течении заболевания выделяют следующие стадии: 1) катаральный период, длящийся около 2 нед. и сопровождающийся сухим кашлем; состояние больного постепенно ухудшается; 2) конвульсивный (судорожный), или спазматический период, делящийся до 4-6 нед и характеризующий возникающими до 20-30 раз в сутки приступами неукротимого «лающего» кашля, причем приступы могут быть спровоцированы даже неспецифическими раздражителями (свет, звук, запах, медицинские манипуляции, осмотр и т. д.); 3) период разрешения, когда приступы кашля становятся реже все и менее продолжительными, отторгаются некротизированные участки слизистой оболочки верхних дыхательных путей, часто в виде «слепков» с трахеи и бронхов; продолжительность - 2-4нед.
Иммунитет. После перенесенного заболевания формируется стойкий пожизненный гуморальный иммунитет. У больных коклюшем и переболевших в крови накапливаются агглютинины, преципитин комплементсвязывающие антитела.
Лабораторная диагностика. Основными методами диагностики являются бактериологический серологический; для ускоренной диагностики, особенно на ранней стадии болезни, может быть использована реакция иммунофлуоресценции. Для выделения чистой культуры в качестве материала используют слизь из носоглотки или мокроту, которые высевают на КУА или среду Борде Жангу. Посев также может быть сделан методом «кашлевых пластинок». Выросшую культуру идентифицируют по совокупности культуральных, биохимических и антигенных свойств. Серологические реакции - агглютинации, связывания комплемента, пассивной гемагглютинации - ставят в основном для ретроспективной диагностики коклюша или в тех случаях, когда не выделена чистая культура. Антитела к возбудителю появляются не ранее 3-й недели заболевания, диагноз подтверждается возрастанием титра антител в сыворотках, взятых с 1-2-недельным интервалом. У детей первых двух лет жизни серологические реакции часто бывают отрицательными.
Специфическая профилактика и лечение. Для проведения плановой профилактики коклюша детей используют адсорбированную коклюшно-дифтерийно-столбнячную вакцину (АКДС), где коклюшный компонент представлен убитыми коклюшными бактериями в концентрации 20 млрд. микробных тел на 1 мл. Из этого же компонента состоит выпускающаяся отдельно убитая коклюшная вакцина, применяемая в детских коллективах по эпидемиологическим показаниям. Для лечения применяют антибиотики (гентамицин, ампициллин), которые эффективны в катаральном периоде и эффективны в судорожном периоде заболевания.
Тестовый контроль:
1. Методы используемые для окраски дифтерийной палочки:
1) метод Грама
2) метод Нейссера
3) метод Ожешко
4) Метод Циля –Нельсена
2. Биологические варианты дифтерийной палочки:
3) Интермедиус
3. ассоциированные препараты для профилактики дифтерии, коклюша:
2) брюшнотифозная вакцина с тетраанатоксином.
Возбудитель коклюша относится к роду Bordetella. Микробиология изучает несколько видов возбудителей заболевания, которые не дают при своем развитии перекрестного иммунитета. Специалисты выделяют возбудителя вида Bordetella pertussis, который способен спровоцировать развитие в организме коклюша, помимо этого, выделяется вид Bordetella parapertussis, вызывающий паракоклюш. Исследователям известен третий вид этих микроорганизмов (Bordetella bronchiseptica), который провоцирует развитие бронхопневмоний у грызунов. Этот вид патологического микроорганизма способен выделяться во внешнюю среду в результате коклюшеподобного кашля.
Морфологические и биохимические свойства бактерии, культурология
Bordetella pertussis представляет собой овоидную палочку, относящуюся к грамотрицательным бактериям и имеющую закругление на своих концах. Этот микроорганизм не имеет в своем внешнем строении образований в виде жгутиков и спор, способен образовывать капсулу.
Микроорганизм является исключительно аэробом. Оптимальный температурный режим среды для развития микроорганизма равен 37º С. Рост бактерии происходит очень медленно и только в питательных средах, при этом бактерия формирует колонии, внешне напоминающие каплю ртути. Для бактерии характерна R-S-трансформация. Бактериальный организм способен осуществлять расщепление глюкозы и лактозы до образования кислоты, при этом отсутствует процесс синтеза газа.
Бордетеллы, являясь строгими аэробами, могут культивироваться на следующих специальных питательных средах:
- картофельном агаре с добавлением 20-25% человеческой крови;
- казеиновом агаре.
Для подавления роста иных представителей микроорганизмов к специальной питательной среде делают пенициллиновые добавки. Коклюшные и паракоклюшные микроорганизмы на картофельно-глицериновой среде с добавлением человеческой крови в процессе роста образуют небольшие блестящие колонии, форма которых близка к капле ртути, а на казеиново-угольной среде бактерии создают серовато-кремовые колонии.
Обе разновидности бактерий имеют гемолитические свойства. В. pertussis способен диссоциировать: свежеполученные бактериальные частицы имеют S-форму (первая фаза, имеющая характерные морфобиологические свойства). Вторая и третья фазы представляют собой переходные формы.
Бактерии в четвертой фазе относят к R-форме, эту фазу имеют микроорганизмы, выделяемые на последнем этапе недуга. Положительный диагноз при проведении бактериальной диагностики коклюша ставится только при выявлении микроорганизма в первой фазе.
Антигенная структура, патогенность, резистентность и эпидемиология
Бактериальные частицы обладают сложной антигенной структурой, специалисты в области микробиологии различают несколько общих для рода антигенов и специфических антигенов, характерных для определенного вида бактериальных частиц и типовых антигенов. Бактерии содержат в своем составе биоактивные субстанции, для которых характерно наличие токсических свойств. Основными такими субстанциями являются:
- термолабильная дермонекротическая субстанция;
- термостабильная субстанция – эндотоксин;
- гемагглютинин;
- гистаминсенсибилизирующий фактор;
- протективный антиген;
- фактор, стимулирующий лимфоцитоз.
Читайте также: Как проводится лечение краснухи у детей
Помимо этого, микроорганизм имеет О-антиген, являющийся термостабильным и родоспецифическим, и 14 поверхностных термолабильных капсульных К-антигенов.
Основными факторами патогенности являются:
- термостабильный эндотоксин – токсин, способный спровоцировать возникновение и прогрессирование состояния лихорадки;
- белковый токсин, имеющий антифагоцитарную активность, способствующий стимуляции лимфоцитоза;
- ферменты агрессии;
- ферменты, которые способствуют повышению проницаемости сосудов;
- факторы, обладающие гистаминсенсибилизирующими свойствами;
- факторы, провоцирующие гибель клеток эпителия.
В процессе адгезии бактериальных частиц принимают участие гемагглютинин и белки внешней мембраны бактериальной частицы.
Микроорганизм является очень неустойчивым к факторам воздействия внешней среды.
Бактерия быстро разрушается под воздействием дезинфицирующих препаратов.
Коклюш является антропонозной инфекцией. Источником заражения являются больные люди и бактерионосители.
Заражение человека осуществляется путем проникновения микроорганизма через дыхательные пути в процессе воздушно-капельной передачи.
Коклюш является повсеместно встречающимся недугом, болезнь является контагиозной. Паракоклюш встречается реже и протекает значительно легче.
Патогенез недуга в организме человека
Возбудитель коклюша является неинвазивным микробом, то есть эти бактерии не осуществляют проникновения в клетки-мишени. Входными инфекционными вратами являются дыхательные пути. В эпителиальном слое, благодаря наличию адгезивных факторов, бордетеллы адсорбируются на поверхности ресничек клеток эпителиального слоя. Здесь происходят размножение микроорганизмов и выделение ими токсинов. После выделения токсинов и агрессивных ферментов начинаются прогрессирование воспалительного процесса и отек слизистой.
В процессе прогрессирования воспаления и отека происходит гибель части клеток эпителия. В процессе развития недуга возникает постоянное раздражение выделяющимися токсинами нервных рецепторов дыхательной системы и ее слизистой, что провоцирует возникновение кашля. В развитии кашля большое значение отводится сенсибилизирующим свойствам токсинов, выделяемым в процессе жизнедеятельности B.pertussis.
Основная роль в развитии патогенеза коклюша принадлежит токсическим субстанциям, которые обуславливают возникновение постоянного раздражения нервных окончаний, расположенных на слизистой гортани, трахеи и бронхах. Данное раздражение провоцирует возникновение кашля у человека, болеющего коклюшем. Передача импульсов раздражения, возникающих под воздействием коклюшного токсина, осуществляется в центральную нервную систему, что приводит к формированию реакции в виде возникновения застойного очага, который провоцирует кашель у больного. Раздражение, формирующееся под влиянием токсинов и вызывающее кашель, является основным признаком проявления нарушения.
При заражении коклюшем возбудитель проходит инкубационный период, который равен 3-15 дням. Протекание недуга можно разделить на три периода:
- катаральный период;
- период кашля;
- период разрешения.