Corynebacteriae

Záškrt je akutní infekční onemocnění převážně z dětství, což se projevuje hlubokou intoxikací těla toxinem záškrtu a charakteristickým fibrinózním zánětem v místě patogenu. Jméno onemocnění pochází z řeckého slova diphthera - kůže, filmu, protože v místě rozmnožování patogenu se tvoří husté, šedo-bílé filmy.

Příčinná látka záškrtu, Corynebacterium diphtheriae, byla poprvé objevena v roce 1883 E. Klebs v plátcích z filmu získaného v čisté kultuře v roce 1884 F. Lefflerem. V roce 1888 E. Ru a A. Yersen objevili svou schopnost produkovat exotoxin, který hraje hlavní roli v etiologii a patogenezi záškrtu. Příjem antoxického séra E. Beringem v roce 1892 a jeho použití od roku 1894 k léčbě záškrtu umožnilo výrazně snížit letalitu. Úspěšný útok na toto onemocnění začal po roce 1923 v souvislosti s vývojem metody G. Rayonové o získání záškrtu toxoidu.

Příčina záškrtu patří k rodu Corynebacterium (třída Actinobacteria). Morfologicky je charakterizována skutečností, že buňky jsou na koncích zesíleny (řecký sogupe - mace), vytvářejí větvení, zejména ve starých kulturách a obsahují granulované inkluze.

Rod Corynebacterium zahrnuje velké množství druhů, které jsou rozděleny do tří skupin.

• Korynebakterie jsou parazity lidí a zvířat a patogenní pro ně.
• Korynebakterie, patogenní pro rostliny.
• Nepatogenní korynebakterie. Mnoho druhů Corynebacterium je normální obyvatelé kůže, sliznice hrdla, nosohltanu, očí, dýchacích cest, močové trubice a pohlavních orgánů.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]

Morfologie korynebakterií

C. Diphtheriae - rovné nebo mírně zakřivené tyčinky o délce 1,0-8,0 μm a průměru 0,3-0,8 μm, netvoří spory a kapsle. Velmi často mají boule na jednom nebo obou koncích, často obsahují metachromatická granule - zrna volutin (polymetafosforečnany), který při barveny methylenovou modří stát modro-fialové barvy. Pro jejich detekci byla navržena speciální metoda barvení podle Neissera. V tomto případě jsou tyčinky obarvené ve vlasech žluté a zbytky zbytků jsou tmavě hnědé a obvykle se nacházejí u pólů. Corynebacterium diphtheriae je dobře zbarvena anilinovými barvivy, Gram-pozitivní, ale ve starých kulturách je často odbarvena a má negativní Gramově barvení. Je charakterizován výrazným polymorfismem, zejména ve starých kulturách a pod vlivem antibiotik. Obsah G + C v DNA je asi 60% mol.

Biochemické vlastnosti korynebakterií

Záškrt bacil je aerobní nebo fakultativně anaerobní teplotní optimum pro růst 35 až 37 ° C (15 až 40 ° růst ohraničující C), optimální pH 7,6-7,8. K nutričním médiím není příliš náročné, ale roste lépe na médiích obsahujících sérum nebo krev. Záškrt selektivní pro bakterie jsou za tepla nebo za bezsérové médium Roux Leffler, růst na nich objeví v 8-12 hodin, jako konvexní, velikosti špendlíkové hlavičky kolonie šedavě bílé nebo žlutavě krém barvy. Jejich povrch je hladký nebo mírně granulovaný, na okraji kolonie poněkud průhlednější než ve středu. Kolonie se nezačleňují, což vede ke kultuře, která vypadá jako kůže šagreenové. Růst vývar se projevuje jako jednotný mrak nebo půda zůstává transparentní, a je vytvořen na jeho povrchu měkké fólie, které se postupně zahušťuje, rozpadne a vločky usadí na dně.

Charakteristickým rysem bakterií záškrtu je jejich dobrý růst na krvi a séru, které obsahují koncentrace teluritu draselného, které potlačují růst jiných bakteriálních druhů. To je dáno skutečností, že C. Diphtheriae rekonstruuje teluritan draselný na kovový telur, který, uložený v mikrobiálních buňkách, dává kolonii výraznou tmavě šedou nebo černou barvu. Použití takových médií zvyšuje procento bakterií záškrtu.

Corynebacterium diphtheriae je fermentován glukózu, maltózu, galaktózu na kyselinu bez plynu, ale ne kvasit (obvykle) sacharózy mají tsistinazu nemá ureasu a netvoří indol. Z těchto důvodů, jsou odlišné od těch koryneformní bakterie (diphtheroids), které jsou více pravděpodobné, že se vyskytují na sliznici oka (Corynebacterium xerosus) a nosohltanu (Corynebacterium pseiidodiphtheriticum) a další diphtheroids.

V přírodě existují tři hlavní varianty (biotyp) bakterií záškrtu: gravis, intermediny a mitis. Odlišují se v morfologických, kulturních, biochemických a dalších vlastnostech.

Rozdělení bakterií záškrtu na biotypy bylo provedeno s přihlédnutím k formám záškrtu u pacientů, s nimiž jsou nejčastěji přiděleny. Typ gravisu je častěji izolován od pacientů s těžkým záškrtem a způsobuje propuknutí skupin. Typ mitis způsobuje lehčí a sporadické případy onemocnění a typ intermedius zaujímá mezi sebou mezilehlou pozici. Corynebacterium belfanti, dříve přiřazený biotypu mitis, je izolován v samostatném, čtvrtém biotypu. Jeho hlavní rozdíl od biotypů gravis a mitis je schopnost obnovit dusičnany na dusitany. Kmeny Corynebacterium belfanti mají výrazné adhezní vlastnosti a mezi nimi jsou toxigenní i netoxické varianty.

[8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15]

Antigenická struktura korynebakterií

Corynebacterium je velmi heterogenní a mozaika. Příčinné činitele záškrtu ze všech tří typů odhalily několik desítek somatických antigenů, podle nichž jsou rozděleny do sérotypů. V Rusku byla přijata sérologická klasifikace, podle které se rozlišuje 11 sérotypů bakterií záškrtu, z nichž 7 je primární (1-7) a 4 další, zřídka se vyskytující sérotypy (8-11). Šest sérotypů (1, 2, 3, 4, 5, 7) je gravisového typu a pět (6,8,9,10,11) je typu mitis. Nevýhodou metody sérotypování je to, že mnoho kmenů, zvláště netoxických, má spontánní aglutinaci nebo polyaglutinovatelnost.

[16], [17], [18]

Fagotipirovanie Corynebacterium diphtheriae

Pro diferenciaci bakterií záškrtu byla navržena různá schémata typizace fágů. Ve schématu D. M. Krylova pomocí sady fágů 9 (A, B, C, D, F, G, H, I, K) mohou být zadány většinu kmenů toxinogenní a netoxigenním typu gravis. Vzhledem k citlivosti k uvedenému fágu, stejně jako kultura, antigenní vlastnosti a schopnost syntetizovat koritsiny (baktericidní proteiny) MD Krylov přidělené oddělené skupiny 3 typ Corynebacteria gravis (I-III). V každé z nich existují podskupiny toxigenních a netoxigenních analogů zánětlivých činidel záškrtu.

Odolnost korynebakterií

Corynebacterium diphtheriae vykazuje vysokou odolnost proti nízkým teplotám, ale při vysokých teplotách rychle klesá: při teplotě 60 ° C - po dobu 15-20 minut při varu - po 2-3 min. Všechny dezinfekční prostředky (lysol, fenol, chloramin atd.) V běžně užívané koncentraci zničí během 5-10 minut. Avšak příčinný činitel záškrtu toleruje dobře sušení a může zůstat životaschopný po dlouhou dobu v sušeném hlenu, slinách, v prachových částicích. V jemně rozptýleném aerosolu zůstávají bakterie záškrtu životaschopné po dobu 24-48 hodin.

Patogenní faktory korynebakterií

Patogenita Corynebacterium diphtheriae je určena přítomností řady faktorů.

Faktory přilnavosti, kolonizace a invaze

Struktury zodpovědné za adhezi nebyly identifikovány, ale bez nich by bakterie záškrtu nemohly kolonizovat buňky. Jejich úloha je prováděna některými složkami buněčné stěny patogenu. Invazivní vlastnosti příčinného činidla jsou spojeny s hyaluronidázou, neuraminidázou a proteázou.

Toxický glykolipid obsažený v buněčné stěně patogenu. To představuje 6,6-diester trehalózy, obsahující kyselinu (korinemikolovuyu S32N6403) a kyselina korinemikolinovuyu (Sz2N62Oz) v ekvimolárním poměru (trehalosa 6,6'-dikorinemikolat). Glykolipid má destruktivní účinek na tkáňové buňky v místě šíření patogenu.

Exotoxin, který určuje patogenitu patogenu a povahu patogeneze onemocnění. Neoxigenní varianty C. Diphtheriae nezpůsobují záškrty.

Exotoxin je syntetizován jako inaktivní prekurzor - jeden polypeptidový řetězec s molekulovou hmotností 61 kDa. Jeho aktivace se provádí vlastní bakteriální proteázy, které štěpí na dva polypeptidu spojeného disulfidovými vazbami mezi peptidem A (molekulová hmotnost 21 kDa) a B (molekulová hmotnost 39 kDa). Akceptor peptid vykonává funkci - rozpozná receptor se váže na něj a vytváří intramembránový kanál, který vstupuje do buňky a peptid prodává biologickou aktivitu toxinu. Peptid A je enzym, ADP-riboziltransferazu který poskytuje adenosin difosfát přenos ribózu z NAD na jednu z aminokyselinového zbytku (histidin) proteinového elongačního faktoru EF-2. V důsledku změny EF-2 ztrácí svou účinnost, a to vede k potlačení syntézy proteinů na ribozomu translokace kroku. Toxin je syntetizován pouze takové C.diphtheriae, které jsou ve svých chromozomů geny moderovat konverzi profág. Operon kódující syntézu je toxin monocistronní, že sestává z 1,9 tisíc párů bází a má toxP promotor a 3 místa :. ToxS, TOXA a toxB. Plot toxS kóduje 25 aminokyselinových zbytků signální peptid (to lze dosáhnout výtěžku toxinu přes membránu do periplazmatického prostoru bakteriální buňce), TOXA - 193 aminokyselinových zbytků peptidu, a toxB - 342 aminokyselinových zbytků v peptidu toxinu. Ztráta buněk profágu nebo mutací v tox-operonu, aby buněk malotoksigennoy. Naopak lysogenization netoxigenním C. Diphtheriae konvertování fág udělá z nich toxigenních bakterií. Důkazem toho je jednoznačně: toxikogenitu záškrtu bakterií závisí na jejich lysogenization převádí toxikologii-korinefagami. Korinefagi integrovaná do chromozomu koryneformní bakterie pomocí rekombinační mechanismus site-specific a bakteriálních kmenů záškrtu může obsahovat ve svém chromozomu na 2 místech rekombinace (attB), a korinefagi integrované v každém z nich se stejnou frekvencí.

Genetická analýza série netoxigenním kmenů bakterií záškrtu provádí použitím značených sond DNA nesoucí fragmenty Tox-operonu korinefaga ukázaly, že jejich chromozómy jsou sekvence DNA homologní Tox-operonu korinefaga ale buď kódují polypeptidy neaktivní nebo jsou v " tichý "stav, tj. Neaktivní. V této souvislosti je velmi důležité, epidemiologicky otázkou je, zda netoxigenním záškrtu bakterie převedeny na toxický in vivo (v organismu), stejně jako je to in vitro? Možnost takové konverze netoxigenním kultur korynebakterií toxický použitím fágových konverze bylo prokázáno v pokusech na morčatech, kuřecích embryí a bílých myší. Nicméně, ať už k tomu dojde při přírodním epidemickém procesu (a pokud ano, jak často), nebylo to ještě možné zjistit.

Vzhledem k tomu, že se toxin záškrtu v těle pacientů, je selektivní a specifické účinky na určité systémy (zejména ovlivňuje sympatho-adrenální systém, srdce, krevních cév a periferních nervů), pak samozřejmě, nejen inhibuje biosyntézu proteinů v buňkách, ale také způsobuje další poruchy metabolismu.

K detekci toxicity bakterií záškrtu lze použít následující metody:

• Biologické testy na zvířatech. Intrautánní infekce morčat s filtrátem z bujónové kultury difterických bakterií způsobuje jejich nekrózu v místě podání. Jedna minimální letální dávka toxinu (20-30 ng) zabije morčata o hmotnosti 250 g se subkutánní injekcí ve 4-5 dnech. Nejcharakterističtějším projevem působení toxinu je porážka nadledvin, jsou zvětšeny a ostře hyperemické.
• Infekce kuřecích embryí. Záškrtový toxin způsobuje jejich smrt.
• Infekce buněčných kultur. Difterický toxin způsobuje zřetelný cytopatický účinek.
• Metoda zkoušení imunosorbentů vázaných na enzymovou vazbu v pevné fázi s použitím antitoxinů značených peroxidázou.
• Použití DNA sondy pro přímou detekci toxo-operonu v chromozomu bakterií záškrtu.

Nicméně nejjednodušší a nejběžnější způsob stanovení toxicity bakterií záškrtu je sérologická metoda srážení gelu. Podstata je následující. Proužek sterilního filtračního papíru o rozměrech 1,5 x 8 cm zvlhčí antitoxický záškrtu sérum obsahující 500 AE 1 ml a aplikován na povrch média v Petriho misce. Šálek se suší v termostatu po dobu 15-20 minut. Testované kultury jsou inokulovány plaky na obou stranách papíru. Několik kmenů se vysévá na jednu šálek, z nichž jedna, známá jako toxická, slouží jako kontrola. Šálky a plodiny byly inkubovány při 37 ° C, výsledky umožňují 24-48 hodin. Vzhledem interdifúze gel antitoxin a toxinu v místě jejich interakce tvoří čirý precipitační linii, která se spojí s Precipitinový upoutaných toxigenního kmene. Pásy nespecifické srážek (jsou tvořeny, v případě, že sérum antitoxin přítomen kromě malých množství jiným antimikrobiálním protilátek) se objeví později, jsou mírné a nikdy sloučit s pruhem kontrolního kmene srážek.

Postinfekční imunity

Silné, přetrvávající, prakticky celoživotní opakované případy onemocnění jsou zřídka pozorovány - u 5-7% pacientů, kteří se zotavili. Imunita je převážně antitoxická, antimikrobiální protilátky jsou méně důležité.

Pro posouzení úrovně imunity antidifteristy byl Šikův test dříve široce používán. Za tímto účelem bylo intradermálně injikováno 1/40 Dim toxinu pro morče dětem v objemu 0,2 ml. Pokud není antitoxická imunita 24-48 hodin v místě aplikace injekce se objeví zarudnutí a otok více než 1 cm v průměru. Tento pozitivní reakce Schick ukazuje na úplnou absenci anti-toxinu, nebo, že jeho obsah je menší než 0,001 AU / ml krve. Negativní reakce Chick je pozorována, když obsah antitoxinu v krvi je vyšší než 0,03 AE / ml. Pokud je obsah antitoxinu nižší než 0,03 AE / ml, ale vyšší než 0,001 AE / ml, Shickova reakce může být buď pozitivní, nebo někdy i negativní. Navíc samotný toxin má výraznou alergenní vlastnost. Proto, pro stanovení úrovně antidifterické imunity (kvantitativní obsah antitoxinu), je lepší použít RPGA s diagnostikou erytrocytů citlivou na difterický toxoid.

Epidemiologie záškrtu

Jediným zdrojem infekce je osoba - nemocný, zotavující nebo zdravý nosič. Infekce se vyskytuje přes vzdušných kapének, vzdušným prachem ze strany, jakož i prostřednictvím různých položek, které byly v použití u pacientů nebo zdravých bakterií dopravcům: nádobí, knihy, prádlo, hračky, atd V případě infekce potravin (mléko, smetana, atd .... Atd.), je možné infikovat stravovací cestou. Nejvíce masivní exkrece patogenu se vyskytuje v akutní formě onemocnění. Nejvíce epidemiologicky významné jsou však osoby s vymazanými atypickými formami onemocnění, protože často nejsou hospitalizovány a nejsou zjevně zřejmé. Pacient záškrtu je nakažlivý po celou dobu onemocnění a část období zotavení. Průměrná doba přepravy bakterií při rekonvalescenci se pohybuje od 2 do 7 týdnů, ale může trvat až 3 měsíce.

Zvláštní úlohu v epidemiologii záškrtu hrají zdravé bakteriální nosiče. V podmínkách sporadické morbidity jsou hlavními distributory záškrtu, což přispívá k ochraně patogenu v přírodě. Průměrná doba trvání přepravy toxigenních kmenů je o něco méně (asi 2 měsíce) než netoxické kmeny (přibližně 2-3 měsíce).

Důvodem pro tvorbu zdravých nosičů toxikogenní a netoxigenním záškrtu bakterií není plně popsán, protože i vysoká úroveň antitoxický imunity ne vždy poskytuje kompletní osvobození těla od patogenu. Možná je úroveň antibakteriální imunity jistá. Přeprava toxigenních kmenů bakterií záškrtu má primární epidemiologický význam.

[19], [20], [21], [22], [23], [24], [25], [26], [27], [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35], [36], [37]

Symptomy záškrtu

Lidé v jakémkoli věku jsou náchylní k difterii. Příčinná látka může proniknout do lidského těla skrz sliznice různých orgánů nebo poškozenou pokožku. V závislosti na lokalizaci procesu se rozlišuje záškrt hrdla, nosu, hrtanu, ucha, očí, pohlavních orgánů a kůže. Možné smíšené formy, například záškrtu hrdla a kůže atd. Doba inkubace - 2-10 dní. Při klinicky vyjádřené formě záškrtu vede lokalizace patogenu k charakteristickému fibrinóznímu zánětu sliznice. Toxin produkovaný patogenem nejprve ovlivňuje epiteliální buňky a potom blízké krevní cévy a zvyšuje jejich propustnost. Výtok exsudát obsahuje fibrinogen, koagulaci, což vede k tvorbě na povrch sliznice šedobílého filmy útoků a která pevně připájeny k předmětu tkáně a odtržením od něj způsobit krvácení. Důsledkem porážky krevních cév může být vývoj lokálního otoku. Zvláště nebezpečné je záškrt hltanu, protože může dojít k záškrtu záď kvůli otoku hrtanu sliznice a hlasivek, které dříve umírají udušením 50-60% pacientů s záškrtu děti. Difterický toxin, který vstupuje do krve, způsobuje hlubokou intoxikaci. Ovlivňuje primárně kardiovaskulární, sympaticko-nadledvinový systém a periferní nervy. Tak, příznaky záškrtu jsou tvořeny kombinací lokálních symptomů v závislosti na umístění vstupní brány a celkové příznaky způsobené otravy toxinu a projevují v podobě adynamia, letargie, bledost kůže, snížení krevního tlaku, myokarditida, paralýzu a dalších periferních poruch nervové. Roztrofování u očkovaných dětí, pokud je přítomno, se zpravidla vyskytuje v mírné formě a bez komplikací. Úmrtnost v období před aplikací seroterapie a antibiotik byla 50-60%, nyní - 3-6%.

Laboratorní diagnostika záškrtu

Jediný způsob mikrobiologické diagnostiky záškrtu je bakteriologický s povinným testováním izolované kultury korynebakterií za toxigenicitu. Bakteriologické studie týkající se záškrtu se provádějí ve třech případech:

• pro diagnostiku záškrtu u dětí a dospělých s akutními zánětlivými procesy v oblasti krku, nosu, nosohltanu;
• o epidemiologických indikacích osob, které byly v kontaktu se zdrojem příčinného činidla záškrtu;
• osoby nově přijaté do dětských domovů, denní školky, internátní školy a další speciální instituce pro děti a dospělé, aby se mezi nimi mohly identifikovat nosiče bakterií záškrtový bacil.

Materiálem pro výzkum je hlen z hltanu a nosu, film z mandlí nebo jiných sliznic, které jsou vstupní branou patogenu. Plodiny produkují telluritovye na séra nebo krve a média současně despread bezsérové médium Roux (složený koňským sérem) nebo Lefflera (3 díly bovinního séra a 1 díl cukru bujónu), ve kterém se objeví růst již po 8-12 hodin. Získaná kultura byla identifikována korynebakterií soubor morfologických, kulturních a biochemických vlastností, pokud je to možné, používají metody šedé a fágové typizace. Ve všech případech je nutné zkontrolovat toxicitu jedním z výše uvedených metod. Morfologické rysy korynebakterií jsou lépe studovány pomocí tří metod barvení nátěru: podle Gram, Neisser a methylenová modř (nebo toluidinová modř).

Léčba záškrtu

Zvláštní léčbou záškrtu je použití antitoxického antidotumového séra obsahujícího alespoň 2000 IU na ml. Sérum se podává intramuskulárně v dávkách od 10 000 do 400 000 IU, v závislosti na závažnosti průběhu onemocnění. Účinným způsobem léčby je použití antibiotik (penicilinů, tetracyklinů, erythromycinu atd.) A přípravků sulfanilamidu. Pro stimulaci vývoje vlastních antitoxinů lze použít anatoxin. Pro uvolnění bakteriálního transportu by měly být používány ty antibiotika, které jsou vysoce citlivé na tento kmen korynebakterií.

Specifická profylaxe záškrtu

Hlavním způsobem boje proti záškrtu je množství rutinní očkování obyvatelstva. Za tímto účelem, různá provedení používají vakcíny, včetně kombinace, tj. E. Zaměřené na současném vytváření imunity proti několika patogenům. Nejběžnější v Rusku dostal vakcínu DTP. To se adsorbuje na hydroxid hlinitý suspenze pertuse bakterií zabitých formalinem nebo thimerosal (20 miliard v 1 ml), a obsahuje difterický toxoid flokulační dávku 30 jednotek a 10 jednotek tetanického toxoidu vázání 1 ml. Očkovaných dětí od 3 měsíců věku, a pak stráví revakcinace: První 1,5-2 roky později ve věku 9 a 16 let, a pak každých 10 let.

Díky masové vakcinaci zahájené v roce 1959 v SSSR byl výskyt záškrtu v zemi v roce 1966 ve srovnání s rokem 1958 snížen 45krát a její míra v roce 1969 byla 0,7 na 100 000 obyvatel. Následovalo v 80. Letech. XX století. Snížení objemu očkování vedlo k vážným následkům. V letech 1993-1996. Rusko bylo postiženo epidemií záškrtu. Dospělí byli nemocní, většinou neočkováni a děti. V roce 1994 bylo registrováno téměř 40 tisíc pacientů. V souvislosti s tím bylo obnoveno masové očkování. Během tohoto období bylo očkováno 132 milionů lidí, z toho 92 milionů dospělých. V letech 2000-2001, pokrytí dětí očkováním v předepsaném období bylo 96% a posilovací vakcína - 94%. Díky tomu se výskyt záškrtu v roce 2001 snížil oproti roku 1996 o 15krát. Avšak s cílem snížit výskyt až na jednotlivé případy je nutné v prvním roce života očkování pokrýt nejméně 97-98% dětí a v následujících letech poskytnout masivní posilovací dávku. K dosažení úplné eliminace záškrtu v nadcházejících letech je nepravděpodobné, že by to mohlo být způsobeno rozšířeným nosičem toxigenních a netoxických bakterií záškrtu. Na vyřešení tohoto problému bude nějaký čas trvat.