Возбудитель коклюша по граму

Микробиология коклюша и паракоклюша

Коклюш — острое инфекционное заболевание преимущественно детского возраста, характеризующееся циклическим течением и приступообразным спазматическим кашлем.

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. Возбудитель сходного с коклюшем, но протекающего более легко заболевания — Bordetella parapertussis — был выделен и изучен в 1937 г. Г. Эльдерингом и П. Кендриком и независимо от них в 1937 г. У. Брэдфордом и Б. Славиным. Bordetella bronchiseptica, возбудитель редко встречающегося у человека коклюшеподобного заболевания, был выделен в 1911 г. у собак Н. Ферри, а у человека — в 1926 г. Брауном. В 1984 г. был выделен новый вид — Bordetella avium, патогенность которого для человека пока не установлена.

Бордетеллы относятся к классу Betaproteobacteria, 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 — 0,5 ? 1,0 — 1,2 мкм. Паракоклюш-

ная палочка имеет такую же форму, но несколько крупнее (0,6 ? 2 мкм). 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 B. 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 °C. 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 1 мм, 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 1 мм, 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 B. 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.

На среде Борде — Жангу все бордетеллы образуют вокруг колоний нерезко ограниченную зону гемолиза, распространяющуюся диффузно в среду.

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. Дифференциальные признаки бордетелл приведены в табл. 46.

Бордетеллы содержат несколько антигенных комплексов. Соматический О-антиген видоспецифичен (см. табл. 43); родовым антигеном является агглютиноген 7. Главные агглютиногены у возбудителя коклюша — 7-й (родовой), 1-й (видовой) и наиболее часто обнаруживаемые типоспецифические 2-й и 3-й. В зависимости от их сочетания у Bordetella pertussis выделяют четыре сероварианта: 1, 2, 3; 1, 2, 0; 1, 0, 3 и 1, 0, 0.

Факторы патогенности. Фимбрии (агглютиногены), белок наружной мембраны пертактин (69 кД) и филаментозный гемагглютинин (поверхностный белок) отвечают за адгезию возбудителя на цилиарном эпителии средних отделов респираторного тракта (трахея, бронхи). Капсула защищает от фагоцитоза. Часто присутствуют гиалуронидаза, лецитиназа, плазмокоагулаза, аденилатциклаза. В составе эндотоксина

Таблица 46

Дифференциальные признаки бордетелл

Микробиология коклюша и паракоклюша

Примечание. (+) — признак положительный; ( — ) — признак отрицательный; (±) — признак иногда положительный, иногда отрицательный; (?) — нет данных.

(ЛПС) два липида: А и Х. Биологическая активность ЛПС определяется липидом Х, липид А обладает низкой пирогенностью и нетоксичен. ЛПС обладает иммуногенностью (цельноклеточная вакцина), но вызывает сенсибилизацию. Имеются три экзотоксина. Коклюшный токсин (117 кД) по структуре и функции подобен холерогену, проявляет активность АДФ-рибозилтрансферазы (рибозилирует трансдуцин — белок мембраны клетки-мишени, являющийся частью системы, ингибирующей клеточную аденилатциклазу), сильный иммуноген, повышает лимфоцитоз и выработку инсулина. Трахеальный цитотоксин представляет собой фрагмент пептидогликана, обладает пирогенностью, артритогенностью, индуцирует медленноволновой сон и стимулирует продукцию IL-1, в ответ на который синтезируется оксид азота (цитотоксический фактор). Повреждает эпителиальные клетки трахеи и вызывает цилиостаз. Термолабильный дермонекротоксин обладает нейротропностью, сосудосуживающей активностью, гомологичен цитотоксическому некротизирующему фактору 1 (CNF1) кишечной палочки. Мишенью его являются Rho-белки мембран клеток. Обнаруживают дермонекротоксин внутрикожной пробой на кроликах (проба Дольда).

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 (бронхиолы, альвеолы, мелкие бронхи). При действии экзотоксина эпителий слизистой оболочки некротизируется, в результате чего раздражаются кашлевые рецепторы и создается постоянный поток сигналов в кашлевой центр продолговатого мозга, в котором формируется стойкий очаг возбуждения. Это приводит к возникновению спазматических приступов кашля. Бактериемии при коклюше не бывает. Вторичная 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, длящийся до 4 — 6 нед. и характеризующийся 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 и все менее продолжительными, отторгаются некротизированные участки слизистой оболочки верхних дыхательных путей, часто в виде «слепков» с трахеи и бронхов; продолжительность — 2 — 4 нед.

Иммунитет. После перенесенного заболевания формируется стойкий пожизненный иммунитет; поствакцинальный иммунитет сохраняется всего 3 — 5 лет.

Лабораторная диагностика. Основными методами диагностики являются бактериологический и 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 — ставятся в основном для ретроспективной диагностики коклюша или в тех случаях, когда не выделена чистая культура. Антитела к возбудителю появляются не ранее 3-й нед. 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 плановой профилактики коклюша у детей используют адсорбированную коклюшно-дифтерийно-столбнячную вакцину (АКДС), содержащую 20 млрд убитых коклюшных бактерий в 1 мл. На этом же компоненте основана выпускаемая отдельно убитая коклюшная вакцина, применяемая в детских коллективах по эпидемиологическим показаниям. Этот компонент реактогенен (нейротоксическое свойство), поэтому сейчас активно изучаются бесклеточные вакцины, содержащие от 2 до 5 компонентов (коклюшный анатоксин, филаментозный гемагглютинин, пертактин и 2 агглютиногена фимбрий). Для лечения применяют антибиотики (гентамицин, ампициллин), эффективные в катаральном и бесполезные в судорожном периоде заболевания.

Источник

№ 20 Возбудители коклюша и паракоклюша. Таксономия и характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение.

Коклюш — острая инфекционная болезнь, характеризующаяся поражением верхних дыхательных путей, приступами спазматического кашля; наблюдается преимущественно у детей. Возбудитель коклюша Bordetellapertussis

Таксономия.B.pertussis относится к отделу Gracilicutes, роду Bordetella.

Морфологические и тинкториальные свойства. В.pertussis — мелкая овоидная грамотрицательная палочка с закругленными концами. Спор и жгутиков не имеет, образует микрокапсулу, пили.

Культуральные и биохимические свойства. Строгий аэроб. Оптимальная температура культивирования 37С. B.pertussis очень медленно растет только на специальных питательных средах, например на среде Борде — Жангу (картофельно-глицериновый агар с добавлением крови), образуя колонии, похожие на капельки ртути.Характерна R-S-трансформация. Расщепляют глк. и лактозу до кислоты без газа.

Антигенная структура. О-антиген термостабильный родоспецифический. 14 поверхностных термолабильных капсульных К-антигенов. В.pertussis имеет 6 сероваров. Фактор 7 является общим для всех бордетелл. Для В.parapertussis специфический фактор 14. К — антигены выявляют в реакции агглютинации.

Факторы патогенности. Термостабильный эндотоксин, вызывающий лихорадку; белковый токсин, обладающий антифагоцитарной активностью и стимулирующий лимфоцитоз; ферменты агрессии, повышающие сосудистую проницаемость, обладающие гистаминсенсибилизирующим действием, адгезивными свойствами и вызывающие гибель эпителиальных клеток. В адгезии бактерий также участвуют гемагглютинин, пили и белки наружной мембраны.

Резистентность. Очень неустойчив во внешней среде, быстро разрушается под действием дезинфектантов и других факторов.

Эпидемиология. Коклюш — антропонозная инфекция: источником заболевания являются больные люди и в очень незначительной степени бактерионосители. Заражение происходит через дыхательный тракт, путь передачи воздушно-капельный. Коклюш встречается повсеместно, очень контагиозен. Паракоклюш реже, эпизодический характер. Протекает легче.

Патогенез. Неинвазивные микробы (не проникают внутрь клетки-мишени). Входными воротами инфекции являются верхние дыхательные пути. Здесь благодаря адгезивным факторам бордетеллы адсорбируются на ресничках эпителия, размножаются, выделяют токсины и ферменты агрессии. Развиваются воспаление, отек слизистой оболочки, при этом часть эпителиальных клеток погибает. В результате постоянного раздражения токсинами рецепторов дыхательных путей появляется кашель. В возникновении приступов кашля имеет значение и сенсибилизация организма к токсинам B.pertussis.

Клиника. Инкубационный период составляет 2-14 дней. В начале болезни появляются недомогание, невысокая температура тела, небольшой кашель, насморк. Позже начинаются приступы спазматического кашля, заканчивающиеся выделением мокроты. Таких приступов может быть 5-50 в сутки. Болезнь продолжается до 2 мес.

Иммунитет. После перенесенной болезни иммунитет стойкий, сохраняется на протяжении всей жизни. Видоспецифический (антитела против В.pertussis не защищают от заболеваний, вызванных В.parapertussis.

Микробиологическая диагностика. Материалом для исследования служит слизь из верхних дыхательных путей, используют метод «кашлевых пластинок» (во время приступа кашля ко рту ребенка подставляют чашку Петри с питательной средой). Основной метод диагностики — бактериологический. Позволяет отдифференцировать возбудителя коклюша от паракоклюша. Посев на плотные питательные среды с антибиотиками. Для идентификации возбудителя — реакция агглютинации на стекле с К-сыворотками. Для ускоренной диагностики применяют прямую РИФ со специфической флуоресцентной сывороткой и материалом из зева. Серологический метод — обнаружение IgG и IgA против феламентозного гемаггютинина и против токсина В.pertussis.

Лечение.Антимикробные препараты — эритромицин, ампициллин (кроме пенициллина). При тяжелых формах коклюша применяют нормальный человеческий иммуноглобулин. Рекомендуются антигистаминные препараты, холодный свежий воздух. При легких формах заболевания достаточно пребывания на воздухе.

Профилактика. Адсорбированная коклюшно-дифтерийно-столбнячная вакцина (АКДС). В ее состав входит убитая культура В. pertussisI фазы, коклюшный токсин, агглютиногены, капсульный антиген. Нормальный человеческий иммуноглобулин вводят неиммунизированным детям при контакте с больными для экстренной профилактики. Разрабатывается неклеточная вакцина с меньшими побочными эффектами, содержащая анатоксин, гемагглютинин, пертактин и антиген микроворсинок.

Паракоклюш вызывает Bordetellaparapertussis. Паракоклюш сходен с коклюшем, но протекает легче. Паракоклюш распространен повсеместно и составляет примерно 15 % от числа заболеваний с диагнозом коклюш. Перекрестный иммунитет при этих болезнях не возникает. Возбудитель паракоклюша можно отличить от B.pertussis по культуральным, биохимическим и антигенным свойствам. Иммунопрофилактика паракоклюша не разработана.

Источник

Вопрос 3. Bordetella pertussis — возбудитель коклюша

B. pertussis (лат. pertussis — сильный кашель) — бактерии, относящиеся к роду Bordetella, вызывают коклюш — острую инфекционную болезнь, характеризующуюся поражением верхних дыхательных путей, приступами спазматического кашля. Наблюдается преимущественно у детей. К роду Bordetella относятся также B.paraрertussis — являются возбудителями паракоклюша, B. bronchoseptica — бронхисептикоза.

Морфологические и культуральные свойства.

Возбудитель коклюша представляет собой небольшие коккобактерии, грамотрицательны, неподвижны, спор не образуют, имеют микрокапсулу и пили. Облигатные аэробы.

Для выделения бордетелл из клинического материала применяют казеиново-угольный агар (КУА) или картофельно-глицериновый агар с добавлением 20% крови и пенициллина (среду Борде-Жангу). Посевы инкубируют при 35-370 3-7 дней при высокой влажности воздуха (например, в запечатанном пластиковом пакете).

Рис. Чистая культура B. pertussis. Окраска по Граму.

На среде Борде-Жангу B. рertussis образует мелкие сероватые блестящие колонии, напоминающие капли ртути или жемчужины, у вирулентных штаммов с небольшой зоной гемолиза, а на КУА — выпуклые влажные колонии серовато-кремового цвета.

Биохимическая активность очень низкая. Бордетеллы расщепляют глюкозу и лактозу до кислоты без газа.

Антигенные свойства. Бордетеллы имеют соматический термостабильный родоспецифический О-антиген, обнаруживаемый у S-форм всех видов, а также 14 поверхностных термолабильных капсульных К-антигенов (факторов) — агглютиногенов. Фактор 7 является общим для всех видов бордетелл. Специфическими для B. рertussis является 1 фактор, для B. paraрertussis — 14, для B. bronchoseptica — 12.

Факторы патогенности.

1. Факторы адгезии:

а) пили (фимбрии) — обеспечивают адгезию бордетелл на эпителиоцитах респираторного тракта,

б) филаментозный гемагглютинин и пертактин (белок наружной мембраны клеточной стенки) — склеивают B. рertussis с другими бактериями с образованием биопленок,

в) капсульные агглютиногены (полисахариды) — защищают бордетеллы от фагоцитоза.

2. Токсины:

а) пертуссин (син., пертуссис-токсинкоклюшный токсин, лимфоцитоз-стимулирующий фактор, гистамин-сенсибилизи-рующий фактор) — важнейший экзотоксин, под действием формалина превращается в анатоксин, состоит из двух субъединиц: А — активная субъединица, В — связывающая. Он стимулирует работу аденилатциклазы в клетках респираторного тракта путем ингибирования регуляторного белка G1, регулирующего активность клеточной аденилатциклазы. Пертуссин повышает проницаемость сосудов, усиливает чувствительность к гистамину и серотонину, стимулирует миграцию лимфоцитов, моноцитов.

Читайте также: Все о коклюше у взрослых

б) трахеальный цитотоксин — фрагмент пептидогликана бордетелл — механизм действия мало изучен, вероятно, он стимулирует продукцию цитокинов, оказывает повреждающее действие на эпителиоциты респираторного тракта.

в) дермонекротический токсин (син. термолабильный токсин, т к инактивируется при нагревании до 560 в течение 15 мин) оказывает повреждающее действие на эпителиоциты респираторного тракта, вызывает местную воспалительную реакцию.

3. Внеклеточная аденилатциклаза — за счет поступления внутрь эпителиоцитов дыхательных путей усиливает синтез и накопление цАМФ внутри клеток хозяина, подавляет хемотаксис фагоцитов и нарушает их «переваривающую» способность.

Эпидемиология. Коклюш и паракоклюш — типичные антропонозные инфекции: болеют только люди.

Источником инфекции является больной человек (особенно на ранних этапах заболевания), иногда бактерионоситель.

Путь передачи инфекции — воздушно-капельный.

Входными воротами инфекции является слизистая оболочка верхних дыхательных путей. После контакта неиммунизированного человека с коклюшным больным вероятность развития заболевания составляет 75-90%.

Патогенез.

Проникнув через верхние дыхательные пути, B. рertussis прикрепляется к поверхности эпителия бронхов и трахеи и размножается, вызывая поражение эпителиальных клеток дыхательных путей. Позднее может развиться некроз отдельных участков эпителия. В кровь бактерии не поступают. Бордетелы выделяют токсины и ферменты патогенности, которые раздражают рецепторы клеток и вызывают кашель.

Инкубационный период при коклюше около 2-х недель, после чего начинается катаральный период, характеризующийся легким кашлем и чиханием. Температура тела повышается незначительно. В это время возбудитель выделяется в большом количестве с каплями слизи, а больной является опасным источником инфекции. Во время следующего, пароксизмального периода кашель усиливается и приобретает характер «петушиного крика», кашель сопровождается тяжелой гипоксией, судорожным синдромом и нередко заканчивается рвотой. Частые продолжительные приступы сухого кашля могут приводить к перевозбуждению дыхательного центра, развитию апноэ и гипоксической энцефалопатии.

Иммунитет. После перенесенного заболевания формируется прочный иммунитет. Повторные случаи заболевания встречаются очень редко и протекают легко. Большое значение имеют IgA.

Иммунитет является видоспецифическим, поэтому антитела против B. рertussis не защищают от заболеваний, вызванных другими видами бордетелл.

Микробиологическая диагностика.

Материалом является слизь с задней стенки глотки.

Основной метод диагностики — бактериологический. Забирать материал принято «методом кашлевых пластин»: во время приступа кашля ко рту больного подносят открытую чашку с питательной средой и держат ее вертикально на протяжении 5-8 кашлевых толчков.

Материал засевают на среды КУА или Борде-Жангу, в которые добавили пенициллин для угнетения посторонней микрофлоры. Посевы инкубируют 72 часа

На среде Борде-Жангу выбирают мелкие куполообразные гладкие колонии со слабой зоной гемолиза, а на казеиновоугольном агаре (КУА) — мелкие серовато-кремового цвета колонии. Из колоний, выросших на чашках, готовят мазки, окрашивают по Граму и микроскопируют. При наличии в мазках грамотрицательных коккобактерий ставят ориентировочную реакцию агглютинации с коклюшной и паракоклюшной сыворотками.

Для определения уреазы в агглютинационные пробирки вносят 0,3 мл 2% раствора мочевины, 0,3 мл густой суспензии выделенной культуры и 2-3 капли 0,1% раствора фенолфталеина. В положительном случае через 20-30 мин появляется малиновое окрашивание.

Выделенную культуру идентифицируют в реакции агглютинации на стекле с К-сыворотками.

Для ускоренной диагностики применяют прямую РИФ со специфической флюоресцентной сывороткой и материалом с задней стенки глотки, который берут через нос специальными тампонами из альгината кальция, закрепленными на длинной проволоке.

Мазки готовят на 2-стеклах: одно обрабатывают флюоресцирующей противококлюшной сывороткой, другое — флюоресцирующей паракоклюшной сывороткой. В положительном случае при микроскопии обнаруживают темные клетки с четким светящимся венчиком. Однако чувствительность и специфичность этого метода составляет не более 50%.

Для ретроспективного подтверждения клинического диагноза применяют развернутую реакцию агглютинации и РСК с парными сыворотками. Агглютинины в крови больных появляются через 3-4 недели заболевания в титрах 1:20 и выше. В условиях массовой вакцинации детей против коклюша диагностическое значение имеет нарастание титра антител в парных сыворотках.

Специфическое лечение. Для лечения применяют противококлюшный иммуноглобулин и антибиотики: эритромицин, ампициллин. В качестве поддерживающей терапии назначают кислородные ингаляции и антигистаминные препараты. Пребывание на свежем воздухе, проветривание помещений снижают частоту приступов кашля у заболевших.

Специфическая профилактика. В течение 1 года жизни каждому ребенку необходима базовая трехкратная вакцинация убитой коклюшной вакциной, которая содержит инактивированные нагреванием или мертиолятом B. рertussis. Коклюшная вакцина входит в состав АКДС. Иммунизацию проводят, начиная с 3-х месячного возраста, троекратно, с интервалами между введением препарата 4-6 недель.

В настоящее время разработаны и применяются бесклеточные (ацеллюлярные, субкорпускулярные вакцины), содержащие очищенные антигены возбудителя коклюша (филаментозный гемагглютинин, пертактин, агглютиногены или пертуссис-анатоксин) в различных комбинациях.

Для экстренной профилактики коклюша у контактировавших неиммунизированных лиц назначают иммуноглобулин и/или эритромицин в первые 5 дней после контакта с заболевшим.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник