Антигенная структура дифтерии

Дифтерия — острое антропонозное (им болеют только люди) инфекционное заболевание, с преимущественно воздушно-капельным путем передачи, вызываемое палочкой Клебса-Леффлера, которое проявляется развитием фибринозно-некротического воспаления в месте входных ворот на слизистых оболочках и кожных покровах, синдромом интоксикации, в случаях тяжелого течения признаками токсического поражения сердца, надпочечников, периферической нервной системы, почек.

Патогенез поражений дифтерии

Входные ворота для возбудителя дифтерии — слизистые оболочки носоглотки, иногда глаз, половых органов (у женшин), повреждённые кожные покровы. Дифтерийная палочка колонизирует ткани в месте внедрения, вызывая развитие местного фибринозного воспаления. При этом тип воспаления зависит от строения слизистых оболочек. Например, в однослойном цилиндрическом эпителии дыхательных путей формируется крупозное воспаление, на многослойном плоском эпителии образуется жёлто-серая фибринозная плёнка, плотно спаянная с прилежащими тканями. Подобный тип поражений известен как дифтеритическое воспаление. Разрастание плёнок и переход процесса на воздухоносные пути могут вызвать асфиксию. Системные проявления обусловлены действием токсина, поражающего нервную систему (преимущественно периферические симпатические узлы), сердце и сосуды, надпочечники и почки.

Ферменты дифтерии (гиалуронидаза, нейраминидаза, фибринолизин) обеспечивают проникновение возбудителя в различные ткани, включая кровоток. Однако (в отличие от токсинемии) бактериемия клинически не проявляется.

Дифтерия. Нёбные миндалины, нёбные дужки и нёбный язычок покрыты беловато-грязными пленками. Отмечается изъязвление тканей. Форсированное оттеснение языка позволяет увидеть надгортанник (пленки на нем отсутствуют).

Этиология (возбудитель и причины)

Возбудитель дифтерии относится к роду Corynebacterium, представленного большой группой микроорганизмов, обозначаемых как коринеформные бактерии или дифтероиды. По морфологическим свойствам Corynebacterium diphtheriae представляет собой палочку с закругленными утолщенными концами (за счет наличия зерен волютина), что обусловило родовое название. Однако, в культуре проявляет выраженный полиморфизм (кокковидные, колбовидные, сегментовидные, нитевидные и др. формы).

Может образовывать L- и фильтрующиеся формы. Спор, капсул не образует, неподвижна, на поверхности имеет фимбрии, токсигенные штамы имеют микрокапсулу, в состав которой входит корд-фактор. По Граму окрашивается положительно, зерна волютина выявляются при окраске по Леффлеру или Нейссеру. Факультативный анаэроб, хорошо растет в присутствии кислорода при 37°С. Чаще для культивирования используются кровяные среды с теллуритом, к действию которого резистентны дифтерийные бактерии, но чувствительна сопутствующая флора.

Читайте также:  Профилактика заражения гепатитом В

Антигенная структура неоднородна. Выделяют О- и К-антигены. Видовая специфичность обусловлена поверхностными термолабильными К-антигенами (нуклеопротеиды, белки), на основании их выявления проводится серологическое типирование (около 58 серовариантов). По морфологическим, культуральным, биохимическим, антигенным свойствам выделяют 3 основных биовара: gravis, mitis, intermedius.

Узнать больше

  • Дифтерия: симптомы, осложнения, диагностика, лечение

Факторы вирулентности возбудителя прежде всего обеспечивают ему способность адгезироваться на эпителиальных покровах слизистых оболочек (гораздо реже на раневой поверхности кожи) и колонизировать их. К ним следует отнести фимбрии, поверхностные К- антигены, корд-фактор, а также наличие таких ферментов как протеазы, гиалуронидаза, нейраминидаза, дезоксирибонуклеаза, рибонуклеаза, которые участвуют в преодолении защитного барьера пристеночной слизи.

Этиология (возбудитель и причины)

Кроме того, ферменты своим участием в расщеплении гликопротеидов слизи обеспечивают бактерии энергетическим сырьем и тем самым стимулируют их рост и размножение на поверхности эпителия. Инвазивными свойствами не обладает. Основным фактором вирулентности , ответственным за все клинические проявления заболевания, является термолабильный экзотоксин белковой природы.

Штаммы , не образующие токсин, заболевания дифтерией не вызывают. Способность к токсинообразованию связана с наличием у токсигенных штаммов (независимо от биоварианта) tox гена, кодирующего структуру токсина. Приобретение tox гена обусловлено лизогенизацией бактерии умеренным фагом. Кроме синтеза токсина, tox ген обеспечивает устойчивость бактерии к действию литических фагов и фагоцитозу. Дифтерийный экзотоксин состоит из двух фрагментов: высокомолекулярного дерматонекротизина и низкомолекулярного гистотоксина. По механизму действия оба фрагмента едины, но токсическая активность у гистотоксина выше. Нативный гистотоксин как все бактериальные токсины состоит из двух субъединиц (фрагмент В — проводник, фрагмент А — собственно токсин).

Фрагмент “А” внутри клетки-мишени проявляет ферментативные свойства, является инактиватором трансферазы, обуславливающей удлинение полипептидной цепи на рибосоме. Т.е. экзотоксин проявляет свойства цитотоксина, нарушая внутриклеточный синтез белка, что вызывает некроз чувствительных клеток. Мишенью токсину служит всякая эукариотическая клетка, но наиболее выражен некротизирующий эффект прежде всего в отношении эпителиоцитов, затем эндотелиоцитов, кардиомиоцитов, клеток миелиновых оболочек периферических нервов, коры надпочечников, канальцевого эпителия почек.

Токсическая активность дифтерийного экзотоксина превалирует над его иммуногенностью. В высохшей фибринной пленке при комнатной температуре возбудитель сохраняет жизнеспособность до 7 месяцев, на предметах обихода в течение 1-2 недель, в пыли — до 5 недель, в молоке, воде — около 3 недель. Дезинфектанты и антисептики в обычных концентрациях вызывают гибель возбудителя в течение 1 (этанол) -10 (хлорамин, фенол) минут, кипячение убивает микроба через минуту.

Читайте также:  Ботулизм: откуда берется, как развивается, профилактика

Лабораторная диагностика дифтерии

Дифтерия – острое инфекционное заболевание, вызываемое дифтерийной палочкой (Corynebacterium diphtheriae), характеризующеесяместным фибринозным поражением слизистых оболочек рото- и носоглотки (diphthera – пленка), а также тяжелой интоксикацией с поражением сердечно-сосудистой, нервной системы и надпочечников. Лабораторная диагностика дифтерии осуществляется в соответствии со схемой 14.

Схема 14.Микробиологическая диагностика дифтерии

Микроскопический метод в настоящее время фактически не применяется из-за его низкой информативности в связи с субъективизмом учета и выполняется только по требованию лечащего врача. Микроскопии подвергают мазки, окрашенные по Граму, метиленовым синим, по Нейссеру (для выявления включений волютина).

Дифтерийные палочки (Corynebacteriumdiphtheriae) при окраске по Нейссеру содержат полярно расположенные темно-синие, почти черные, включения волютина и располагаются в виде римских цифр V или Х, тогда как сходные с ними дифтероиды и ложнодифтерийные бактерии (Corynebacteriumpseudodiphtheriae) зерен волютина не имеют и располагаются в виде частокола. Разработан также метод прямого флюорохромирования дифтерийных палочек корифосфином, окрашивающим включения волютина в красно-коричневый цвет, а цитоплазму в зеленый или желтый цвет, что позволяет повысить эффективность бактериоскопического метода.

Бактериологический метод-основной метод диагностики дифтерии.

Исследуемый материал засевают на одну из специальных питательных сред для культивирования дифтерийных палочек, наиболее часто на среду Клауберга (МПА с гли­церином, дефибринированной кровью и теллуритом натрия, задерживающим рост сопутствующей непатогенной микрофлоры). На среде Клауберга Corynebacterium diphtheriae образует 2 типа колоний:

а) серовато-черного цвета с радиальной исчерченностью поверхности, напоминающие цве­ток маргаритки или розетку (биовар gravis);

б) черные, круглые, выпуклые колонии колонии за счет восстановления теллурита (биовар mitis).

В мазке из типичной для дифтерийной палочки колонии обнаруживают грамположительные палочки булавовидной формы, расположенные в виде римских цифр V или Х, содержащие зерна волютина (рис. 16). Оставшуюся часть колонии пересевают на кровяной МПА для выделения чистой культуры.

Рис. 16. Возбудитель дифтерии – Corynebacteriumdiphtheriae. Окраска по Нейссеру. Расположение в виде римских цифр V или Х, включения волютина по полюсам. х900

Лабораторная диагностика дифтерии

Идентификацию выделенной культуры проводят с учетом, прежде всего, ключевых свойств (токсигенность, наличие цистиназы). Токсигенность обычно определяют с помощью реакции преципитации в геле («чашечный» метод).

Для этого в чашку Петри с питательной средой (МПА, 15—20 % лошадиной сыворотки, 0,3 % мальтозы, 0,03 % цистина) накладывают полоску фильтровальной бумаги, пропитанную анти­токсической противодифтерийной сывороткой (5000 АЕ/мл), чашку подсушивают 30 минут в термостате, после чего засевают штрихами исследуемые культуры перпендикулярно полоске бумаги. В качестве контроля используют токсигенную куль­туру. Посевы инкубируют в термостате при 370 С в течение 18-20 часов. При наличии токсигенности в местах соединения ток­сина с антитоксическими антителами в питательной среде образуются белые линии преципитата, напоминающие усики. Для определения токсигенности дифтерийных бактерий также разработаны ИФА и ПЦР.

Читайте также:  Трахеит, бронхит — это трахеобронхит, симптомы и лечение

Цистиназу у выделенных культур (проба Пизу) определяют путем посева методом укола петли исследуемой культуры на цистиновый МПА с азотнокислым свинцом. Посевы помещают на сутки в термостат при 370 С. При наличии цистиназы в среде образуется почернение (образование сульфида свинца) по ходу укола, вокруг которого появляется коричневое облачко.

Выделенную культуру идентифицируют и дифференцируют от сходных с ней непатогенных коринебактерий по биологическим свойствам (табл. 16).

Для определения уреазы петлю исследуемой культуры вносят в пробирку, содержащую спиртовый раствор мочевины и индикатор феноловый красный.

Пробирку выдерживают 30 минут в термостате при 370 С, при наличии уреазы содержимое пробирки окрашивается в красный цвет.

При выделении нетоксигенной культуры ставят реакцию агглютинации с противодифтерийной сывороткой для выявления видового антигена Corynebacterium diphtheriae.

Серологический метод –РА, РНГА с целью определения антител в парных сыворотках крови больных дифтерией.

Таблица 16.Биологические свойства коринебактерий

Вид Волютин Гемолиз ферментация токсин цистиназа уреаза РА с ПДС
сахарозы глюкозы крахмала
C. diphtheriae биовар биовар   + +   – +   –   + +   + –   ± ±   + +   – –   + +
± + +
C. pseudodiphtheriae ± +

Патогенность

Основная статья: Дифтерия C. diphtheriae способна вызывать не только дифтерию зева, но и поражение кожных покровов.

Как токсигенные, так и нетоксигенные штаммы C. diphtheriae являются возбудителями дифтерии[8]. Токсигенные штаммы (типа gravis) вызывают более сложные формы дифтерии. Токсигенность обусловлена наличием гена tox, источником которого является лизогенный бактериофаг в интегрированном состоянии[9][10]. Имелись сообщения об эффектах действия противофаговой сыворотки на уровень вирулентности возбудителя дифтерии[11]. Также имеется информация о действии бактериофага C. diphteriae на C. ulcerans и C. ovis[12]. Кроме дифтерии C. diphtheriae способна вызывать эндокардиты[13] и поражения кожных покровов (см. рисунок).