Новиков Д.К. Медицинская микробиология

-чувствительные культуры – их рост подавлен всеми тремя концентрациями (можно применять антибиотики в средней терапевтической дозе);

-среднечувствительные (можно применять антибиотики только в увеличенной дозе) – рост подавляют вторая и третья концентрация антибиотиков;

-умеренно-устойчивые подавляет только третья наиболее высокая концентрация (антибиотики применяют только местно);

-устойчивые (антибиотики применять нельзя по тестам in vitro) - растут на всех трех концентрациях.

7.7.4.Ускоренные методы

Позволяют получить результат через 3-6 часов. При этом используют два основных принципа.

Первый принцип основан на ускоренном определении роста микроорганизмов по изменению окислительно-восстановительного потенциала (изменения рН определяют индикатором), продукции микроорганизмами биологически активных веществ (протеин А стафилококка, протеаз и др.). Чаще всего пользуются методом, основанным на изменении рН среды в процессе роста микроба в присутствии антибиотиков.

При использовании метода бумажных дисков или серийных разведений антибиотиков в агаре через 4-6 часов роста культуры поверхность чашки обрабатывают индикатором или вносят его в пробирки. В местах роста микроба среда окрашивается в красный цвет, при отсутствии роста микроба цвет среды не меняется. Учет и критерии оценки, как и при обычных методах.

На ускорении роста микроорганизмов с использованием специальных добавок к питательной среде основаны другие известные тесты. Разработаны автоматизированные тест-системы ускоренного определения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам. В стрипы с критическими концентрациями препаратов (около 30 антибиотиков) вносят определенную концентрацию испытываемого штамма на специальной среде для роста микроорганизмов. После инкубации в течение 4-6 ч определяют прирост мутности раствора по сравнению с контрольными на автоматическом анализаторе или визуально.

7.7.5. Определение антибиотиков в сыворотке крови, моче и других биологических жидкостях

Эти методы используют для определения биологической активности антибиотиков и их концентрации в тканях макроорганизма. На практике используют два метода.

131

Метод серийных разведений. Готовят ряд разведений эталонного антибиотика на жидкой питательной среде и параллельно исследуемый материал. Во все пробирки вносят тестовый микроорганизм в определенной концентрации. Учитывают результаты по помутнению среды. Определяют концентрацию антибиотика умножением наибольшего разведения исследуемой жидкости, задерживающей рост бактерий, на минимальную концентрацию эталонного антибиотика, задерживающего рост.

Метод диффузии в агар. Этот метод точнее, чем метод серийных разведений и чаще используется на практике. Готовят чашку Петри с двумя слоями агара. Первый слой - голодный агар, второй слой состоит из агара в смеси с тест-культурой. После застывания второго слоя агара на его поверхности делают 6 лунок. В половину из них вносят разведения испытуемого раствора, а в остальные – стандартный раствор. Пробы для повышения точности дублируют. Размеры зон задержки роста тест-культуры после инкубации измеряют и производят расчет активности (концентрации) антибиотиков с использованием расчетных таблиц или стандартных кривых.

7.8. Ограничение развития устойчивости к противобактериальным препаратам

Ограничение развития устойчивости к противобактериальным препаратам может быть достигнуто следующим образом:

-следует избегать неправильного, нерационального использования антибиотиков:

-применять только при наличии показаний,

-назначать их в определенных дозах – небольшие дозы антибиотиков способствуют селекции устойчивых клонов микроорганизмов,

-соблюдать интервалы между введениями,

-применять в течение определенного времени;

-комбинировать препараты только по показаниям, например, при туберкулезе; смешанной полимикробной инфекции; тяжелых, неотложных состояниях и т. п.;

-постоянно контролировать уровень резистентности микроорганизмов у пациентов стационаров и амбулаторных больных;

-ограничивать применение антибиотиков, что предполагает соглашение между клиницистами и микробиологами:

-уменьшить использование антибиотиков в клинической практике, животноводстве и т.п.;

-не использовать новые препараты до тех пор, пока проявляют эффективность уже используемые средства.

132

VIII. ОСНОВЫ УЧЕНИЯ ОБ ИНФЕКЦИИ

8.1. Инфекция (инфекционный процесс)

Инфекция (инфекционный процесс) – комплексный патологи-

ческий процесс, возникающий в результате взаимодействия патогенных микроорганизмов с макроорганизмом, сопровождающийся повреждением тканей, нарушением функции его органов и систем и последующим развитием ответных защитно-приспособительных реакций.

Условия возникновения инфекционного процесса.

Для возникновения инфекционного процесса необходимы три основных условия: патогенный возбудитель, способность его к проникновению во внутренние среды организма, восприимчивость мак-

роорганизма. Причем активность инфекционного процесса, его интенсивность зависят от эффективности действия трех названных условий. Интенсивность инфекционного процесса при первом условии зависит от дозы и вирулентности возбудителя, при втором – от состояния естественных барьеров макроорганизма и места проникновения возбудителя, при третьем – от внутренних и внешних факторов.

Место проникновения микроба в организм обозначается как

входные ворота инфекции.

Облигатно-патогенные микроорганизмы (например, возбудители особо опасных инфекций – чумы, сибирской язвы и др.) обладают высокой вирулентностью, факторами подавления и преодоления естественных барьеров иммунитета. Для защиты от них требуется предварительная активация системы иммунитета, индукция антител и/или иммунных Т-клеток, обладающих способностью резко усиливать иммунные реакции.

Условно-патогенные микробы могут индуцировать инфекционный процесс в организме с нормальными защитными механизмами лишь тогда, когда соотношение инфицирующей дозы на единицу защитного фактора (например, на один фагоцит) будет превышать некий критический уровень. На практике инфекции, вызываемые услов- но-патогенными микробами, возникают обычно у людей с дефицитами в системе иммунитета, когда для этого достаточно небольшой дозы микроорганизмов, не вызывающей заболевания у людей с нормальной иммунной системой.

Собственно инфекционная болезнь – это частное проявление инфекционного процесса, крайняя степень его развития.

Инфекционные болезни – это обширная группа заболеваний человека, вызываемых патогенными вирусами, бактериями, риккетсиями и простейшими. Они развиваются вследствие взаимодействия

133

макроорганизма и микроорганизма, каждый из которых обладает собственной биологической активностью. В настоящее время инфекционные болезни – одна из ведущих причин смертности. В мире от них ежегодно погибает 17 млн человек. Среди наиболее частых инфекционных причин, приводящих к смертельному исходу, следующие: инфекции нижних дыхательных путей – около 4 млн случаев в год, инфекционные диареи – более 2 млн случаев в год, туберкулез – более 1,5 млн случаев в год, малярия – 1 млн случаев в год. Серьезную угрозу представляют новые и возвращающиеся инфекции. К первым относятся заболевания, вызванные ранее неизвестными возбудителями. Причинами вторых становятся «старые» возбудители, появляющиеся в более вирулентной форме или в новой эпидемиологической обстановке. Прототипом новых инфекций является ВИЧ-инфекция. По данным ВОЗ к концу 2000 года в мире было 36 млн ВИЧинфицированных, смертность от данного заболевания превышает 2,5 млн случаев в год, что уступает только смертности от инфекции нижних дыхательных путей. Другим примером новых инфекций является хантавирусный легочный синдром. Возбудителем его оказались хантавирусы, относящиеся к семейству Bunyaviridae. К возвращающимся инфекциям относят геморрагическую лихорадку Эбола, туберкулез, малярию и некоторые другие инфекции.

В течение последних десятилетий установлена прямая или непрямая роль ряда возбудителей в развитии некоторых хронических и онкологических заболеваний, например вирус папиломы человека может приводить к раку шейки матки; вирусы гепатита А и С – к гепатоцеллюлярной карциноме и узелковому периартерииту; вирус Эпштейна-Барра – к лимфоме Беркитта. Практически установлена роль H .pylori в этиологии язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, это привело к кардиальному пересмотру подходов к лечению этой патологии. Доказана также роль H.pylori в развитии рака желудка. В последние годы активно изучается инфекционная природа атеросклероза. Потенциальными «возбудителями» этого заболевания считают C. trachomatis, H. pylori, цитомегаловирусы, вирусы простого герпеса.

8.2. Динамика инфекционного процесса

Любое острое заболевание характеризуется последовательной сменой разных периодов: инкубационный, продромальный, клинический (разгара болезни) и выздоровления (реконвалесценции). Каждому периоду свойственны свои особенности: продолжительность, локализация возбудителя в организме, его распространение и выделение в окружающую среду.

134

Инкубационный период начинается с момента проникновения микроба до появления первых симптомов заболевания. Продолжительность инкубационного периода может составлять от нескольких часов до нескольких месяцев и даже лет при отдельных инфекциях и зависит от быстроты размножения микроба, особенностей токсических продуктов, реактивности организма и других факторов. После инкубационного периода наступает продромальный период, когда появляются первые симптомы заболевания, после которого наступает

период развития основных клинических симптомов. Клинические проявления инфекционных болезней многообразны. Основными их признаками являются лихорадка, изменение картины крови, нарушение центральной и вегетативной нервной системы, функции органов дыхания, пищеварения и многих других синдромов и симптомов.

В период реконвалесценции постепенно восстанавливаются физиологические функции макроорганизма. Этот период, как и все остальные стадии инфекционного процесса, неодинаков при различных заболеваниях и имеет различную продолжительность во времени.

Исходы болезни: выздоровление (реконвалесценция), бактерионосительство, летальный исход.

8.3. Формы инфекционного процесса

Разнообразие форм инфекционного процесса зависит от условий инфицирования, биологических свойств возбудителя, его локализации в организме, особенностей макроорганизма и других факторов.

По происхождению различают экзогенную инфекцию, которая возникает при заражении микробами извне и эндогенную инфекцию вызванную микроорганизмами, находящимися в самом макроорганизме.

В зависимости от локализации возбудителя различают очаговую (местную, локальную) инфекцию при которой возбудитель остается в местном очаге и не распространяется по всему организму, и генерализованную инфекцию, при которой микроорганизмы распространяется по всему макроорганизму. Однако, при определенных условиях (снижении резистентности организма), местный процесс может стать этапом генерализованного процесса.

По распространенности микроорганизмов в организме выделяют следующие формы: бактериемия – состояние, при которых возбудитель находится в крови, но не размножается в ней. Септицемия возникает тогда, когда кровь служит местом обитания и размножения микробов. При возникновении во внутренних органах отдаленных гнойных очагов развивается септикопиемия.

135

Токсинемия развивается при поступлении в кровь бактериальных токсинов.

Моноинфекции – это инфекции, вызванные одним видом микробов. Инфекция, вызванная одновременно несколькими видами мик-

робов – это смешанная (или микст-) инфекция. При вторичной ин-

фекции к уже развившемуся инфекционному процессу, присоединяется новый инфекционный процесс, вызванный другим микробом или микробами. Наиболее часто вторичную инфекцию вызывают представители условно-патогенной микрофлоры, например, при ВИЧинфекции из-за снижения количества лимфоцитов Т-хелперов активно развивается грибковая флора, приводя к местному или генерализованному кандидозу, или при снижении резистентности организма на фоне острой респираторной вирусной инфекции развивается бактериальная пневмония. Суперинфекция – это повторное заражение тем же возбудителем до того, как произошло выздоровление (например, при сифилисе). Реинфекция – это также повторное заражение одними и тем же микробом, но после полного выздоровления. Рецидив – появление признаков того же заболевания, обусловленное возбудителем, оставшимся в организме, после кажущегося выздоровления.

Формами инфекционного процесса являются инфекционное забо-

левание и бактерионосительство, которое может быть хроническим, транзиторным и острым. Транзиторное носительство связано с кратковременным (чаще всего – однократным) выделением возбудителя при отсутствии клинических проявлений заболевания. Острое носительство – это выделение возбудителя в пределах от нескольких дней до двух-трех месяцев. Острое носительство обычно является следствием недавно перенесенного заболевания. Хроническое носительство – это выделение возбудителя в течение нескольких месяцев или даже лет. Этот вид носительства также чаще всего формируется в результате перенесенного заболевания и развивается у лиц с дефектами иммунной системы.

По длительности течения заболевания условно выделяют следующие формы инфекционного процесса:

-острую (длительностью до 1-3 месяцев);

-затяжную или подострую (от 3 до 6 месяцев);

-хроническую, которая длится свыше 6 месяцев и характеризуется сменой периодов обострений и ремиссий.

В отдельную форму выделяют медленные вирусные инфекции

(ВИЧ-инфекция, куру, скрепи и др.), особенностью которых является продолжительный многолетний инкубационный период и неуклонно прогрессирующее течение.

Среди форм инфекционного заболевания выделяют: типичную,

атипичную, субклиническую, латентную, абортивную. Типичной

136

форме присущи характерные признаки данного заболевания, атипичное заболевание протекает необычным образом. Субклиническая инфекция характеризуется отсутствием клинических проявлений, однако в результате ее обычно формируется полноценный иммунитет, и организм освобождается от возбудителя. Латентная инфекция протекает скрыто, возбудитель находится в особой стадии своего существования (например L-форма или провирус) и не поступает в окружающую среду. Под влиянием некоторых факторов латентная инфекция может трансформироваться в острую, в результате возбудитель приобретает свои обычные свойства (герпетическая инфекция, бруцеллез, туберкулез, токсоплазмоз). Абортивная форма заболевания характеризуется тем, что болезнь после типичного начала быстро прекращается. Это связано или с развивающимся иммунным ответом, или же является результатом проводимой антимикробной терапии.

По тяжести течения выделяют легкую, среднюю и тяжелую сте-

пень тяжести инфекционного заболевания.

8.4. Особенности эпидемического процесса

Эпидемический процесс – процесс возникновения и распространения среди населения специфических инфекционных состояний (заболеваний), вызванных циркулирующим в коллективе возбудителем.

Основными составными частями эпидемического процесса являются источник инфекции; механизмы, пути и факторы передачи; восприимчивость коллектива.

Выделяют три степени интенсивности эпидемического процесса:

-спорадическая, при которой заболеваемость определенной нозологической формы на данной территории и в данный промежуток времени не превышает обычный уровень, при этом случаи заболевания не имеют между собой видимой эпидемической связи;

-эпидемия, во время которой заболеваемость данной нозологической формой значительно превышает уровень спорадической заболеваемости; заболевание распространяется на обширные территории;

-вспышка – «маленькая эпидемия», ограниченное по времени и территории увеличение заболеваемости в сравнении с обычным уровнем, при этом случаи заболевания обычно связаны между собой единой эпидемической цепью;

-пандемия – максимальное увеличение заболеваемости, болезнь распространяется на континенты и может охватить весь земной шар.

Эндемическое заболевание (эндемия) – заболевание, характерное лишь для данной местности.

137

Источник инфекции – место естественного пребывания, размножения и выделения в окружающую среду возбудителя. Источником инфекции может быть человек (больной или носитель) или больное животное.

Перемещения возбудителя из источника инфекции в восприимчивый организм, который обеспечивает сохранение возбудителя как биологического вида в природе, осуществляется с помощью четырех механизмов передачи. Аэрозольный механизм передачи является специфическим для возбудителей инфекционных болезней, местом первичной локализации которых являются дыхательные пути. Фекально- оральный механизм передачи является специфическим для возбудителей инфекционных болезней, местом первичной локализации которых является желудочно-кишечный тракт. Трансмиссивный механизм передачи является специфическим для возбудителей инфекционных болезней, местом первичной локализации которых является кровь. Контактный механизм передачи является специфическим для возбудителей инфекционных болезней, местом первичной локализации которых являются наружные покровы.

По специфической среде обитания возбудителя выделяют три класса инфекционных болезней.

Это антропонозы – источник обитания и заражения – человек; по характеру взаимоотношения возбудителя с организмом человека здесь выделяют следующие подгруппы инфекций:

-кишечные с кишечной локализацией возбудителей и фекальнооральным механизмом передачи (брюшной тиф, гепатит А);

-респираторные с локализацией возбудителей в дыхательных путях и аэрозольным механизмом передачи (корь, краснуха);

-кровяные с локализацией возбудителей в крови и трансмиссивным механизмом передачи (сыпной тиф);

-наружных покровов с локализацией возбудителей на кожных покровах и наружных слизистых оболочках и контактным механизмом передачи (прямой и косвенный контакт);

-«вертикальные», для возбудителей которых характерным является вертикальный механизм передачи от матери плоду (сифилис).

Зоонозы: основной резервуар возбудителя – животные и членистоногие. Зоонозы делятся на болезни домашних (бруцеллез, ящур), синантропных животных (грызуны) и болезни, вызываемые дикими животными (туляремия, бешенство).

Сапронозы – основной резервуар возбудителя – объекты окружающей среды (почва, вода и др.); среди сапронозов выделяют водные (холера), почвенные (столбняк), зоофильные – сапрозоонозы (сибирская язва, лептоспироз).

138

8.5. Патогенность и вирулентность

Все микроорганизмы различаются по своей способности вызывать инфекционный процесс у человека или животных, т.е. по патогенности. Патогенность, или болезнетворность, является видовым признаком и представляет собой потенциальную возможность микроорганизма вызывать заболевание в чувствительном к нему макроорганизме. Патогенность создает специфику инфекционного процесса, закреплена генетически и определяется способностью микроорганизмов образовывать токсины, ферменты агрессии, наличием рецепторов к клеткам-мишеням.

Вирулентность – степень патогенности, является индивидуальным фенотипическим признаком каждого отдельного штамма патогенного микроорганизма. Это – мера патогенности, ее количественная характеристика.

Ввирусологии вместо термина «вирулентность» применяют тер-

мин «инфекционность» или «инфекциозность».

Влабораторных условиях о вирулентности микробов и силе действия их токсинов судят по величине летальной (LD) и инфицирую-

щей (ID) доз.

Летальная доза – это наименьшая доза живого возбудителя или токсина, вызывающая за указанный срок гибель определенного количества животных (в процентах), взятых в опыт.

Инфицирующая доза – это минимальная доза живых микробов, способная вызвать инфекционное заболевание у определенного количества животных (в процентах), взятых в опыт.

Среди этих параметров различают: Dcl (dosis certae letalis) – наименьшее количество живого микроба или его токсина, вызывающее в течение указанного времени гибель 100% экспериментальных животных стандартного возраста и веса, взятых в опыт. Это абсолютно смертельная доза.

Dlm (dosis letalis minima) – наименьшее количество живого микроба или его токсина, вызывающее в течение указанного времени гибель 95% экспериментальных животных, взятых в опыт.

ID100 – это наименьшее количество живых микробов, вызывающее развитие инфекционного заболевания у 100% зараженных экспериментальных животных стандартного возраста и веса, взятых в опыт.

Наиболее точными показателями являются 50% летальная или инфицирующая доза. LD50 – это доза живого микроба или его токсина, вызывающая в течение указанного времени гибель 50% экспери-

139

ментальных животных, взятых в опыт; в свою очередь ID50 – это минимальное количество живых микробов, способное вызвать развитие инфекционного заболевания у 50% зараженных экспериментальных, животных, взятых в опыт.

Штаммы любого вида микроба могут быть подразделены на вы- соко-, умеренно-, слабо- и авирулентные.

Высоковирулентные микроорганизмы даже в малых дозах могут вызывать заболевания со смертельным исходом у иммунологически здоровых индивидуумов, а условно-патогенные маловирулентные – лишь при иммунодефицитах и большой дозе инфекта. Вирулентность патогенных микроорганизмов связана со способностью избирательно прикрепляться к чувствительным клеткам хозяина (адгезия), размножаться на их поверхности (колонизация), проникать в эти клетки (пенетрация) или подлежащие ткани (инвазия), преодолевать неспецифические и специфические факторы иммунитета (агрессия), образовывать экзотоксины (токсигенность), иметь общие антигены с клетками макроорганизма (антигенная мимикрия), оказывать иммуноде-

прессивное действие.

Первые этапы инфекционного процесса – адгезия и колонизация обусловлены неспецифическими и специфическими факторами.

Адгезия микробов к эпителию необходима для их размножения и образования колоний. В этом процессе участвуют электростатические силы и гидрофобные связи: чем выше гидрофобность поверхности бактерии, тем сильнее ее адгезия к клетке хозяина.

Многие бактерии имеют пили, которыми прилипают к поверхности клеток. Липотейхоевые кислоты и М-белки стрептококков (Streptococcus pyogenes) имеются на фимбриях и обусловливают их адгезию к эпителию слизистой оболочки полости рта. Причем лигандом является липидная часть липотейхоевой кислоты, а рецептором – фибронектин на эпителии. Шигеллы прилипают к интегрину на мембранах клеток, находящихся в эпителии, покрывающем пейеровы бляшки, фагоцитируются ими, но не разрушаются и, таким образом, избегают киллинга макрофагами. Neisseria gonorrhoeae использует пили как первичные адгезины и Ора-белок (opacity associated protein) как вторичный адгезин для прикрепления и проникновения в лейкоциты. Антитела, блокирующие молекулы адгезии бактерий, препятствуют развитию инфекции.

Специфичность взаимодействия микроорганизмов с рецепторами на поверхности клеток обусловливает тропность отдельных возбудителей к определенным органам и тканям. Она определяет основные пути проникновения (входные ворота) и механизм передачи инфекции. Так ряд бактерий и вирусов имеет специфические адгезины к рецепторам эпителия дыхательных путей и могут распространяться

140