Введение
Заселившие Землю примерно 4 миллиарда лет назад микроорганизмы и в настоящее время являются самой многочисленной группой живых существ, составляя третье царство, которое по предложению Геккеля (1866) имеет собирательное название – протисты. В свою очередь, протисты подразделяются на высшие и низшие. Высшие протисты, клетки, которых сходны с животными и растительными клетками, являются эукариотами. К низшим протистам относятся бактерии (включая и риккетсии) и сине-зеленые водоросли, сильно отличающиеся по строению своих клеток от всех других организмов и имеющие общее название – прокариоты.
По своему химическому составу все живые существа нашей планеты во многом сходны. Их важнейшими компонентами являются ДНК, РНК, белок. Основная физическая единица живого так же универсальна – это клетка. Однако строение клеток прокариот (бактерий и сине-зеленых водорослей), с одной стороны, и клеток животных и растений (в том числе микроскопически малых) – эукариот, с другой стороны, позволяют говорить о весьма существенных различиях между двумя этими группами.
Прокариотов можно рассматривать как реликтовые формы, сохранившиеся с давних времен, а появление эукариотических форм рассматривают как гигантский скачок в эволюции организмов. Однако микроорганизмы, и, в частности, прокариоты, испытывая непрерывное влияние окружающей среды, пожалуй, как ни одна другая форма жизни, постоянно эволюционируют. Заполняя на планете все сколько-нибудь пригодные для жизни экологические ниши, они проходят отбор на выживание, изменяя свои свойства – фенотипические признаки. В свою очередь, измененные прокариоты (в том числе и патогенные для животных и людей) влияют на эволюционные изменения этих животных и человека, являясь одним из факторов естественного отбора. Создание и развитие научно-технологической цивилизации позволяет человеку в какой-то степени влиять на данный фактор эволюционного процесса, сдерживая, а в некоторых случаях и ликвидируя те или иные причины естественного, биологического отбора. Инфекционная микробиология, изучающая микроорганизмы патогенные или условно-патогенные для человека и животных, и является тем инструментом, что позволяет сдерживать или ликвидировать некоторые причины биологического отбора. Одной из задач инфекционной микробиологии является установление наиболее оптимальных схем и методов идентификации бактерий, изучение их биологических свойств, разработка способов быстрого типирования инфекционного агента. Для искомой типизации можно использовать различные способы: серологические (РА, РСК, РНГА, РДП и т.п.), иммуноаналитические (ИФА, РИА, ФИА и т.п.), генетические (ДНК-ДНК гибридизация, ПЦР и др.), но в любом случае первоначальные исследования по выявлению инфекционного агента и его идентификации будут чисто бактериологическими. Опираться эти исследования должны на фенотипические признаки, характерные для того или иного рода, вида, биотипа бактерий. В предлагаемом учебном пособии приводятся наиболее характерные из доступных для исследований бактериологические тесты, а также фенотипические признаки патогенных и условно-патогенных бактерий. Для описания более детальных исследовательских тестов, направленных на изучение таксономического положения бактерий в систематике, их номенклатуры, существует специальная литература.
Бактерии рода Bacillus
Прямые палочки до 10 мкм, с закругленными или обрубленными концами, часто в парах или цепочках. Подвижные (кроме В. anthracis) за счет перитрихиальных жгутиков. Образуют эндоспоры, характеризующиеся повышенным коэффициентом светопреломления, устойчивостью к повреждающим агентам и высоким содержанием дипиколиновой кислоты (5-20% сухой массы). Клетка-спорангий образует одну эндоспору. Род включает 48 видов; некоторые виды — строгие аэробы, другие — факультативные анаэробы. Возможно изменение окрашивания по Граму, но на ранних стадиях роста бактерии грамположительны. Хемогетеротрофы, метаболизм строго дыхательный или дыхательный и бродильный одновременно (редко строго бродильный); большинство видов образуют каталазу. Род Bacillus содержит несколько патогенных для человека видов (табл. 1); типовой вид — Bacillus subtilis.
Таблица 1. Поражения, вызываемые различными видами рода Bacillus
Поражение
|
Возбудитель
|
Образцы для исследования
|
Сибирская язва
|
В. anthracis
|
Отделяемое из очагов поражения*, кровь, СМЖ, сыворотка (для серологии)
|
Бактериемии, септицемии
|
В. alvei, В. cereus, В. megaterium, В. pumilus, В. sphaericus, В. subtilis
|
Кровь
|
Менингиты
|
В. alvei, В. circulans, В. megaterium, В. pumilus, В. sphaericus, В. subtilis
|
СМЖ
|
Глазные инфекции**
|
В. brevis, В. cereus, В. coagulans, В. subtilis, В. thuringiensis
|
Биоптаты роговицы и стекловидного тела
|
Пневмонии
|
В. cereus, В. sphaericus, В. subtilis
|
Мокрота, промывная жидкость бронхов, биоптаты легочной ткани, плевральная жидкость (при наличии)
|
Эндокардиты
|
В. cereus, В. subtilis
|
Кровь
|
Пищевые токсикоинфекции
|
В. cereus, В. megaterium
|
Подозрительная пища (25-50 г),
Испражнения, рвотные массы***.
|
* — один образец для выделения и один для микроскопии.
** — включают язвы роговицы, эндофтальмиты, кератиты, иридоциклиты, панофтальмиты и абсцессы глазницы.
*** — следует определить количественные соотношения с прочими бактериями.
Bacillus anthracis
Возбудитель сибирской язвы у человека и животных. Заболевание известно с глубокой древности, со времен Гиппократа и Гомера, Галена, Цельса и Вергилия болезнь фигурирует под названием «священный огонь» (ignis sacer) или «персидский огонь» (ignis persicus). Русские врачи Колывано-Воскресенских заводов на Алтае А. Эшке (1758) и Н. Ножевщиков (1762) представили в медицинскую коллегию подробные сведения о данном заболевании, включая клинику, эпидемиологию и связь с аналогичной болезнью у животных. В 1766 году Моран доложил о данной болезни в Академии наук в Париже, что является первой научной работой по сибирской язве за рубежом. В 1769 г. Фурнье выделил сибирскую язву в отдельную нозологическую единицу. С.С. Андриевский, изучавший заболевание во время эпидемии на Урале (1786-1788), дал ему название «сибирская язва», а в 1788 г. путем самозаражения доказал единство этиологии сибирской язвы у людей и животных. Возбудитель впервые описали Поллендер, Брауэлл (1849) и Давэн (1850). Чистую культуру возбудителя описал профессор Дерптского русского ветеринарного училища Ф. Брауэль (1857-1858). В своих опытах ему удалось заразить различных животных. Кох (1876) предложил питательные среды для размножения данных микроорганизмов, а в 1881г. Пастер предложил живую вакцину для иммунопрофилактики заболевания. В связи с монополизацией ее производства Пастеровским обществом, Л.С. Ценковский независимо создал отечественную живую вакцину. В 1902 г. Асколи разработал диагностическую реакцию преципитации, широко используемую на практике.
Распространение
Сибирская язва — типичный зооантропоноз; среди животных наиболее восприимчивы травоядные, но отмечены случаи заболевания среди зайцев, кошек и собак; у человека носит выраженный профессиональный характер (сельскохозяйственные рабочие, работники боен, шерстобиты и щеточники). Наиболее интенсивные очаги заболевания находятся в Азии (Турция, Иран, Китай, Монголия, Индия), Южной Африке, Южной Америке (Аргентина) и Австралии; спорадические случаи регистрируют в Европе, России и США. Ежегодно сибирской язвой заболевает около 1 млн. животных и регистрируется около 40 тыс. случаев заболевания у людей.
Животные заражаются при заглатывании спор во время выпаса или при поедании загрязненных кормов. У животных преобладают ангинозная, карбункулезная, кишечная и септическая формы заболевания, т.е. возбудитель проникает через микротравмы ротовой полости или стенку кишечника. Больные животные выделяют сибиреязвенные палочки с мочой и испражнениями. Болезнь быстро прогрессирует в течение 2-3 суток, а при молниеносных формах – в течение нескольких часов; летальность достигает 80%. Клинические признаки болезни (судороги, диарея с кровью) проявляются непосредственно перед гибелью животного.
Человек заражается при контакте с инфицированным материалом (уход за больными животными, переработка шерсти, шкур, щетины, кож и костей), либо при употреблении в пищу мяса больных животных. Пути заражения — ингаляция, заглатывание или проникновение через порезы и ссадины кожи спор Bacillus anthracis. Различают профессиональные (сельскохозяйственные, промышленные) и непрофессиональные (бытовые, случайные) группы заболевания. Ежегодно в мире регистрируют 25-100 тыс. случаев заражения.
Значительную эпидемическую опасность представляют скотомогильники, особенно если трупы животных, павших от сибирской язвы, были зарыты без надлежащих предосторожностей.
В сельских районах заболеваемость носит сезонный характер, пик заболеваемости приходится на летние месяцы.
Морфология возбудителя
Крупная толстая палочка (5-101-2 мкм) с закругленными концами (при образовании цепочек — с обрезанными под прямым углом концами); неподвижна (абсолютный дифференциально-диагностический признак); легко окрашивается по Граму (грамположительна) и анилиновыми красителями. В клиническом материале располагается парами или в виде коротких цепочек, окруженных общей капсулой; на питательных средах образует более длинные цепочки; при этом морфология палочек несколько изменяется — они слегка утолщены на концах и образуют сочленения («бамбуковая трость»). Подобные морфологические изменения еще более явно проявляются при температурной фиксации для окрашивания по Граму. Обработка культур пенициллином приводит к разрушению клеточных стенок и образованию цепочек, состоящих из протопластов («жемчужное ожерелье»). Для защиты от факторов резистентности (фагоцитов, AT) образуют капсулы, наблюдаемые только у бактерий, обитающих в живых организмах либо на средах, содержащих нативную сыворотку (например, среда ГКИ). Капсулы более устойчивы к действию гнилостной микрофлоры, чем микробные тела, и в материале из разложившихся трупов нередко можно обнаружить лишь пустые капсулы («тени» микробов). Для более быстрого обнаружения капсул можно окрасить мазки полихромным метиленовым синим Леффлера (клетки синие, капсулы красно-малиновые). Образуют центрально расположенные эндоспоры, для чего необходимы кислород и определенная температура (12-42°С); в живом организме спор не образуют; также не образуют спор в невскрытых трупах, что обусловлено поглощением свободного кислорода в процессе гниения. Споры отличает высокая устойчивость к внешним воздействиям; в воде они сохраняются до 10 лет, в почве — до 30 лет (возможно и дольше).
Культуральные свойства
Рост. Bacillus anthracis хорошо растет на обычных питательных средах: бактерии можно даже выращивать на сыром или вареном картофеле, настое соломы, экстрактах злаков и бобовых. Температурный оптимум на агаре 35-36°С, на бульоне 32-33°С, оптимум рН 7,0. На жидких средах растет в виде ватных хлопьев, взвешенных комков, не вызывает помутнения среды. Дает характерный рост при посеве уколом в желатин («перевернутая елочка»); позднее верхний слой желатина разжижается, образуя воронку. На твердых средах образует крупные шероховатые серовато-белые колонии (R-формы) диаметром 2-3 мм, типичными считают характерные волокнистые колонии («голова Медузы» или «львиная грива»), образованные переплетающимися цепочками бактерий. Рост вирулентных штаммов на плотных средах и желатине настолько характерен, что может служить диагностическим признаком. На свернувшейся (30 минут при 80°С) лошадиной сыворотке растет в виде гладких прозрачных S-колоний, тянущихся за петлей.
Потребность в кислороде. Палочка сибирской язвы — аэроб или факультативный анаэроб; в анаэробных условиях (либо при значительном варьировании температурного режима) образует мелкие единичные колонии. При культивировании в микроаэрофильных условиях всегда образует гладкие (S), слизистые (М) или смешанные (SM) колонии.
Спорообразование. Споры Bacillus anthracis овальной формы, размером 0,8-1,0 1,5 мкм; сильно преломляют свет. Они очень легко образуются на бедных питательных средах, а при свободном доступе кислорода — даже в дистилляте или нефиксированных мазках (последнее следует иметь в виду при работе с вирулентными штаммами). На плотных средах спорообразование идет быстрее, чем на жидких; через 32-48 ч при 37°С оно бывает практически полным. Прекращается полностью при 15°С и 42-43°С. Скорость прорастания зависит от температуры (оптимум 37°С) и возраста спор; молодые споры в оптимальных условиях прорастают за 1-1,5 ч, старые – за 2-10 ч.
Биохимия. Возбудитель образует кислоту без газа на средах с глюкозой, фруктозой, мальтозой и декстрином. Слабое или отсроченное образование газа наблюдают на средах с глицерином и салицином (не у всех штаммов). Кислотообразования не находят на средах с арабинозой, рамнозой, маннозой, галактозой, раффинозой, лактозой, инсулином, маннитом, дульцитом, сорбитом и инозитом. Гидролизует крахмал; образует ацетилметилкарбинол и лецитиназу. Bacillus anthracis очень медленно и слабо коагулирует жидкую желточную среду; нередко изоляты вообще лишены такой способности. Положительный результат можно ожидать не ранее 5-7 сут. инкубирования при 37°С; в то же время сапрофитные бациллы разлагают ее за 6-10 ч. В отличие от сапрофитов, палочки сибирской язвы лишены фосфатазы и не разлагают фосфаты, содержащиеся в питательной среде. Молоко свертывают за 3-5 сут.; затем сгусток медленно пептонизируется и разжижается; выделяется аммиак и (в связи с окислением тирозина) накапливается бурый пигмент.
Антигенная структура. Выделяют 3 группы основных антигенов (Аг) Bacillus anthracis, 2 из которых (капсульные Аг и токсин) кодируются плазмидами; отсутствие одной или обеих делает бактерии авирулентными.
Капсульные Аг заметно отличаются по химической структуре от прочих капсулярных Аг бактерий; представлены полипептидами, соединенными с молекулами D-глутаминовой кислоты. По антигенным свойствам выделяют один серотип. AT к капсульным Аг не проявляют защитное действие.
Соматические Аг представлены полисахаридами клеточной стенки; состоят из D-галактозы и N-ацетилглюкозамина в эквимолярных соотношениях; перекрестно реагируют с AT к капсульному полисахариду пневмококков типа 14; введение Аг вызывает синтез AT, не проявляющих защитное действие.
Токсин обычно образуют in vivo (можно выделить из плевральных и перитонеальных экссудатов зараженных животных); in vitro образование токсина можно индуцировать культивированием на средах, содержащих сыворотку; пик образования приходится на18-20 ч инкубирования.
Токсин имеет сложную структуру: включает протективный Аг (взаимодействует мембранами клеток и опосредует проявление активности других компонентов); летальный фактор (проявляет цитотоксический эффект и вызывает отек легких) и отечный фактор (проявляет эффект кальмодулиннезависимой аденилатциклазы, повышает концентрацию цАМФ, вызывает развитие отеков); эти компоненты по отдельности не способны проявлять токсическое действие. Структуры компонентов токсина представлены белками или липопротеинами; их молекулы термолабильны, серологически дифференцируемы и иммуногенны.
Патогенность Bacillus anthracis прямо зависит от капсуло- и токсинообразования; штаммы, не проявляющие подобные свойства, обычно авирулентны.
Капсула защищает бактерии от действия вне- и внутриклеточных продуктов фагоцитов и препятствует поглощению бактерий; на начальных этапах заболевания капсула — важнейший фактор вирулентности. Способностью к капсулообразованию также обладают некоторые вакцинные штаммы (например, Пастера или второй вакцинный штамм Ценковского).
Токсин опосредует проявление признаков и симптомов сибирской язвы. Аккумуляция токсина в тканях и его воздействие на ЦНС приводят к летальному исходу на фоне легочной недостаточности и гипоксии. Разработаны сибиреязвенные анатоксины, но их структура и механизмы действия изучены не полностью.
Лабораторная диагностика в определенной степени зависит от клинической формы заболевания. Для исследования берут содержимое пустулы, гнойное отделяемое из карбункула, кровь, мочу, мокроту, испражнения и рвотные массы. При патологоанатомическом исследовании забирают кусочки органов или целые органы. Все образцы следует помещать в герметичные сосуды и транспортировать закупоренными в опломбированные боксы. Анализы предусматривают не только проведение рутинных бактериологических исследований, но и заражение лабораторных животных для окончательного уточнения диагноза.
Выделение возбудителя проводят по стандартной схеме (рис. 1) с посевом на обычные питательные среды, определением подвижности, окраской по Граму и изучением биохимических особенностей (дифференциально-диагностические признаки Bacillus anthracis и родственных спорообразующих анаэробов представлены в табл. 2 и 3).
Серологические исследования позволяют идентифицировать инфекцию у больных и реконвалесцентов; возбудитель можно выявлять AT, мечеными флюоресцеинами (особенно в смешанных культурах), диффузией в геле, в РСК, РНГА и ИФА.
Кожные пробы (реакция ГЗТ) проводят внутрикожным введением 0,1 мл бактериального аллергена (антраксин); применяют для ретроспективной диагностики при эпидемиологических исследованиях.
Реакция Асколи имеет большое значение, т.к. позволяет идентифицировать возбудитель при отрицательных результатах бактериологических исследований. Однако для прижизненной диагностики она не имеет серьезных преимуществ перед вышеуказанными бактериологическими и серологическими методами.
Типирование бактериофагом. Возможно проведение дифференциальной диагностики с помощью бактериофагов.
Отличительная особенность возбудителя — высокая чувствительность к пенициллину; выращивание на средах, содержащих пенициллин, приводит к проявлению феномена «жемчужного ожерелья».
Биологическая проба. Заражение подопытных животных проводят одномоментно с посевом на питательные среды. Материал можно вводить белым мышам (по 0,1-0,2 мл в спину), кроликам и морским свинкам (по 0,2-0,5 мл в область живота). Обычно мыши погибают через 1-2 суток, морские свинки и кролики — через 2-4 суток. Наблюдение продолжают в течение 10 дней. У павших животных обычно исследуют печень, селезенку, лимфатические узлы, почки, кровь из полостей сердца, места введения заразного материала. Делают посевы на питательные среды.
Профилактика
Иммунизация. Для профилактики зоонозов иммунизируют животных живой вакциной, приготовленной из некапсулированного штамма Bacillus anthracis, или протективным Аг.
Таблица 2. Морфология, особенности роста и патогенность В. anthracis и родственных спорообразующих анаэробов
Признак
|
В. anthracis
|
В. cereus
|
В. subtilis
|
В. mesentericus
В. pumilus
|
В. megaterium
|
В. mycoides
|
Капсулообразование в атмосфере с повышенным содержанием СО2
|
+
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
Подвижность (висячая капля)
|
–
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
Гемолиз ЭБ
|
–
|
+
|
–
|
±
|
–
|
+
|
Рост на жидких средах:
|
|
|
|
|
|
|
на бульоне
|
Среда с осадком (хлопьевидным), прозрачная, без пленки, кольцо около стенок легко смывается
|
Среда мутная, осадок трудноразбиваемый, крошковатый, прочные пленка и пристеночное кольцо
|
Бульон мутный, при образовании пленки среда просветляется
|
Бульон остается почти прозрачным, на поверхности среды морщинистая пленка
|
Помутнение среды, пленки не образует, осадок незначительный
|
Помутнения среды нет, на дне ватообразный осадок, пленки не образует
|
на молоке
|
Подкисление, свертывание и пептонизация (медленная)
|
Пептонизация быстрая, со свертыванием или без него
|
Подщелачивание, медленная пептониза-ция
|
Пептонизация медленная, иногда свертывание
|
Пептонизация
|
Пептонизация, иногда, может быть без свертывания
|
на твердых средах:
|
|
|
|
|
|
|
на агаре
|
Серо-белые, как пушинки, колонии, при увеличении вид «львиной гривы»
|
Колонии белые, твердые, круглые, иногда окрашенные в желтоватый цвет, по краям извитые нити
|
Колонии белые или сероватые, ползущие на стенку пробирки, в конденсатной воде пленка
|
Толстый матово-белый морщинистый налет, образует пленку в конденсатной воде
|
Колонии слизистые, желтовато-белые, темнеют при наличии тирозина в среде
|
Войлоковидные наложения, ползущие по поверхности среды
|
на желатине
|
Медленное разжижение, образует фигуру «перевернутой елочки»
|
Разжижение быстрое и сильное, вдоль укола образует горизонтальные отростки
|
Колония окружена венком из отростков, на поверхности разжиженного желатина образует пленку
|
Колонии круглые, разжижение медленное
|
Медленное воронкообразное разжижение
|
Быстрое разжижение
|
Патогенность:
|
|
|
|
|
|
|
для мышей
|
+
|
+
|
–
|
–
|
–
|
–
|
для морских свинок и кроликов
|
+
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
ЭБ — эритроциты барана.
Таблица 3. Метаболические особенности В. anthracis и родственных спорообразующих анаэробов
Признак
|
В. anthracis
|
В. cereus
|
В. subtilis
|
В. mesentericus
В. pumilus
|
B. megateritum
|
В. mycoides
|
Лакмусовая сыворотка
|
Краснеет
|
Синеет
|
Синеет
|
Краснеет
|
—
|
—
|
Ферментация:
|
|
|
|
|
|
|
Свернутой яичной среды
|
± (медленно)
|
+
|
—
|
+
|
—
|
+
|
Арабинозы
|
–
|
–
|
+К
|
+ К
|
± К
|
–
|
Ксилозы
|
–
|
–
|
+К
|
+К
|
± К
|
–
|
Крахмала
|
+
|
+
|
+
|
–
|
+
|
+
|
Салицина
|
± (медленно)
|
+
|
Сведений нет
|
+
|
Сведений нет
|
Сведений нет
|
Восстановление метиленового синего в среде (через 48ч)
|
–
|
+
|
±
|
–
|
Сведений нет
|
–
|
Образование уреазы
|
—
|
±
|
~
|
—
|
±
|
±
|
Редукция нитратов
|
±
|
±
|
+
|
–
|
±
|
±
|
Реакция Фогеса-Проскауэра
|
+
|
–т
|
+
|
+
|
—
|
±
|
Чувствительность к пенициллину
|
+
|
~
|
—
|
—
|
~
|
—
|
К — ферментация с образованием кислоты.
Рисунок 1. Принципиальная схема бактериологического выделения
возбудителя сибирской язвы
Bacillus cereus
Bacillus cereus (от лат. cera — воск, свеча) широко распространена в природе, морфологически сходна с Bacillus anthracis (характерно расположение микробных тел в виде штакетника), но обладает подвижностью, чувствительна к действию -фага бацилл и гемолизирует эритроциты барана. Вызывает спорадические случаи пищевых отравлений у человека. Температурный оптимум роста 30°С, оптимум рН 7-9,5. На МПА образует «распластанные» колонии с неровными краями; на КА колонии «распластанные», зернистые, с широкой зоной гемолиза, на яичном агаре образует широкую зону преципитации белого цвета (эффект бактериальной лецитиназы), зона быстро растет, и через несколько суток инкубации охватывает всю поверхность чашки. Колонии, выросшие на агаре, имеют характерный восковидный вид. На жидких средах бацилла образует белый хлопьевидный осадок, нежную пленку на поверхности и вызывает помутнение бульона. Следует отметить высокую протеолитическую активность микроорганизма — разжижает желатин в течение 1-4 сут (80% штаммов); все штаммы образуют лецитиназу и ацетилметилкарбинол, расщепляют до кислоты глюкозу и мальтозу, а часть штаммов — также и сахарозу, глицерин, лактозу, галактозу, инулин, дульцит и декстрин.
Bacillus cereus вызывает два типа пищевых отравлений (гастроэнтеритов); интоксикацию опосредует энтеротоксин, образуемый вегетирующими формами, прорастающими из спор устойчивых к определенным термическим режимам обработки пищевых продуктов (обычно овощей). Бациллы образуют токсины только in vivo, во время прорастания спор.
Первый тип отличает укороченный инкубационный период (около 4-5 ч), характерны изнуряющие диарея и рвота. Заболевание развивается при употреблении пищи, обсемененной большим количеством микроорганизмов. Часты случаи отравлений в связи с употреблением жареного риса, содержащего проросшие споры Bacillus cereus, эти случаи не менее часто ошибочно связывают с отравлениями стафилококковым энтеротоксином. Подобные отравления можно считать токсикозами (или гнилостной инфекцией), связанными не столько с активностью токсина, сколько с действием метаболитов, накапливающихся в пищевых продуктах.
Второй тип отравлений характеризует более продолжительный инкубационный период (около 17 ч); патогенез полностью опосредован действием энтеротоксина, больные жалуются на схваткообразные боли в животе, диарею; этот комплекс симптомов часто и ошибочно принимают за пищевые отравления, вызванные клостридиями.
Патогенез обоих типов отравления в большей или меньшей степени связан с действием энтеротоксина; механизмы его действия остаются до конца не изученными, но его активность не связана со стимуляцией аденилатциклазы.
Предрасполагающие факторы — различные нарушения иммунитета.
Вторичные иммунодефициты, вызванные применением цитостатиков и иммунодепрессантов, а также различными патологическими состояниями, сопровождаемыми иммунодепрессиями (например, острыми лейкозами), могут быть причиной тяжелых, часто фатальных инфекций Bacillus cereus с массированными бактериемиями, эндокардитами и менингитами.
Применение -лактамных антибиотиков для подавления роста Bacillus cereus может вызвать бурный рост резистентных штаммов.
Протезы. Вероятность развития непищевых инфекций также велика у лиц с протезированными органами, катетерами, а также у пациентов с гемодинамическими нарушениями.
Диагностика
Диагностическим признаком считают обнаружение в подозрительных продуктах более 105 бактерий в 1 г/мл продукта либо 102-103 бактерий в 1 г/мл каловых и рвотных масс или промывных вод.
Прочие виды, имеющие значение
Включают Bacillus subtilis, В. megaterium, В. alvei, В. laterosporus, В. pumilus, В. thuringiensis и В. sphaericus. Два первых вида — широко распространенные сапрофиты, остальные виды — энтомопатогены. Они могут вызвать заболевания человека в составе микробных ассоциатов, особенно у лиц с иммунными расстройствами. Значительная часть героина, продаваемого уличными торговцами, обсеменена Bacillus sublilis, отсюда тяжелые глазные инфекции и бактериемии у наркоманов. Также следует упомянуть В.stearothermophilus, патогенную для насекомых и применяемую в качестве средства биологического воздействия в первую очередь на гусениц чешуекрылых (Lepidiptera). Механизм энтомоцидного действия связан со способностью образовывать белковые кристаллические структуры (гранулы) при спорообразовании, они высвобождаются при прорастании споры и выделяют бактериальные токсины под действием пищеварительных ферментов желудочно-кишечного тракта гусеницы.
Питательные среды для культивирования бактерий рода Bacillus
Среда ГКИ (Шляхов, 1973). К раствору Хенкса добавляют 40% (объем/объем) стерильной сыворотки крови крупного рогатого скота, инактивированной при 56°С 30 мин. Раствор Хенкса можно заменить бульоном Хоттингера (рН 7,2—7,4). Среду используют для обнаружения способности капсулообразования у В. anthracis.
Среда Томова (Шляхов, 1973). В состав среды входят 50 мл пептонного агара (10%-ный раствор агара, 2,5%-ный раствор пептона, 0,5%-ный раствор натрия хлорида), 100 мл сыворотки крови крупного рогатого скота, 50 мл куриного белка, 25 мл 0,4% гемина в 0,01 н растворе натрия гидроксида, 25 мл 0,01 н уксусной кислоты. В стерильной колбе смешивают сыворотку крови, белок, подогревают до 50°С и добавляют к расплавленному пептонному агару, имеющему температуру 50°С. Затем добавляют раствор гемина, уксусную кислоту, компоненты перемешивают и стерильно разливают в чашки Петри. На данной среде возбудитель сибирской язвы растет в S-или SM-форме. Среда обладает селективными свойствами: растут В.anthracis, В. cereus, не растут В. subtilis, В. megaterium, В. brevis, В. mycoides.
Среда Knisely (1966). К расплавленному питательному агару добавляют 40 мг/мл лизоцима, 30 ЕД/мл полимиксина, 300 мг/мл натриевой соли этилендиаминотетрауксусной кислоты (ЭДТА), 40 мг/мл таллия ацетата. Растворы предварительно стерилизуют фильтрацией. Устанавливают рН 7,35. Через 24-48 ч инкубирования при 37°С В. anthracis вырастает в виде мелких, гладких колоний. Другие виды бацилл на этой среде обычно не растут.
Лизоцимовая среда (Claus, Berkeley, 1986). Первоначально готовят раствор лизоцима, содержащий 10000 ЕД/мл в дистиллированной воде, и стерилизуют фильтрацией. 1 мл раствора лизоцима смешивают с 99 мл стерильного питательного бульона и разливают по 2,5 мл в пробирки. При изучении бацилл, патогенных для насекомых, 1 мл лизоцимового раствора (0,1%) смешивают с 99 мл полужидкого агара, который готовят следующим образом. В 1 л дистиллированной воды растворяют 10 г агара, 3 г Na2HPO4, по 5 г дрожжевого экстракта и триптона; фильтруют, устанавливают рН 7,3-7,5 и стерилизуют при 121°С 20 минут. Затем стерильно добавляют раствор глюкозы из расчета 2 г/л. Глюкозу предварительно стерилизуют в виде 10%-ного раствора при 115°С 20 минут. Используют для идентификации видов рода Bacillus.
Дифференциально-диагностическая среда. К 100 мл питательного агара, расплавленного и имеющего температуру 45—50°С, добавляют следующие растворы: 0,5 мл полимиксина М сульфата, 0,5 мл невиграмона, 1,0 мл гризеофульвина, 10 мл моющего средства «Прогресс», 0,1 мл натрия фенолфталеинфосфата. Компоненты перемешивают, разливают в чашки Петри. Среда пригодна 1—2 суток при хранении в условиях холодильника. Через 18—24 ч культивирования посевов в крышку чашки Петри вносят 1-2 мл 25%-ного водного раствора аммиака. Чашку выдерживают (крышкой вниз) при 20°С 1 минуту и учитывают результат. Колонии бактерий с фосфатазной активностью розовеют, остальные колонии, в том числе В. anthracis, остаются бесцветными. Среда обладает селективными свойствами.
Приготовление растворов. Полимиксина М сульфат растворяют в физиологическом растворе с расчетом 10000 ЕД/мл. Невиграмон растворяют в 25%-ном водном растворе аммиака, затем разводят стерильным 0,9%-ным раствором натрия хлорида до концентрации 100 мкг/мл. Моющее средство «Прогресс» разводят стерильной дистиллированной водой до концентрации 0,1%. Гризеофульвин растирают в ступке, растворяют в стерильной дистиллированной воде до концентрации 100 мкг/мл. Натрия фенолфталеинфосфат (коммерческий 10%-ный раствор) прогревают на водяной бане при 56°С 30 минут. Среду используют для выделения из загрязненного материала возбудителя сибирской язвы.
Среда Буза (Шляхов, 1973). К 3%-ному голодному (без пептона) агару (рН 7,2-7,4) добавляют 15% дефибринированной крови барана. Используют для культивирования возбудителя сибирской язвы.
Селективный агар для выделения и идентификации В. cereus (Hoibrook, Anderson, 1980). В 1000 мл дистиллированной воды растворяют 1 г пептона, 10 г маннита, 2 г натрия хлорида, 0,1 г магния сульфата, 2,5 г Na2HPO4, 0,25 г КН2РО4, 0,12 г бромтимолового синего, 10 г натрия пирувата, 14 г агара. Стерилизуют автоклавированием при 121°С 15 минут. К расплавленному и охлажденному до 50°С агару добавляют стерилизованный фильтрацией раствор полимиксина В на дистиллированной воде из расчета конечного содержания 100 ЕД в 1 мл среды. Компоненты перемешивают и среду разливают в чашки Петри. Типичные колонии В. cereus диаметром около 5 мм с характерным синеватым оттенком (расщепление маннита), окружены зоной преципитации желточной эмульсии аналогичного цвета. По этим признакам В. cereus можно отличить от других бацилл, кроме В. thuringiensis. Изменение желточного компонента в среде вызывают также S. aureus, S. marcescens, P. vulgans, но они имеют другую форму колоний и зону просветления вокруг них.
Жидкая среда обогащения для выделения В. cereus (Claus, 1955). В 100 мл дистиллированной воды растворяют 10 г KNO3, 5 г пептона, 3 г мясного экстракта. Устанавливают рН 7,0, стерилизуют при 120°С 15 минут. Исследуемый материал предварительно прогревают при 80°С 10 минут. Через 24 ч инкубирования при 30°С одну бактериологическую петлю засевают на питательный агар с желточной эмульсией. Культивируют при 37°С для подавления роста В. mycoides.
|
