Микобактерии туберкулеза их этиология
Туберкулез - это инфекционное заболевание, возбудителем которого являются микобактерии комплекса Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis, реже М. bovis и М. africanum). Пути передачи туберкулезаной инфекции: аэрогенный, алиментарный, контактный и внутриутробный. Основной путь - аэрогенный. Источником распространения инфекции являются больные туберкулезом легких. При кашле, смехе или чихании заразный больной туберкулезом легких выделяет мельчайшие частицы мокроты, содержащие микобактерии туберкулеза. Эти частицы, диаметром 1-5 мкм, образуют аэрозольную взвесь, которая, в зависимости от окружающих условий, может несколько часов сохраняться в воздухе. Передача заболевания происходит при вдыхании человеком зараженного микобактериями туберкулеза воздуха. Обычно заражение происходит в помещениях. Проветривание и хорошая вентиляция удаляют аэрозольную взвесь из воздуха помещения, а прямые солнечные лучи быстро убивают МБТ. Каждый больной бактериовыделитель, не получающий лечения, может инфицировать от 10 до 15 человек в год.
Вероятность заражения человека алиментарным путем в 10 тыс. раз меньше, чем при аэрогенном пути. Оно возможно при употреблении в пищу мясных и молочных продуктов, инфицированных М. bovis (плохо проваренного мяса, некипяченого или непастеризованного молока). Контактный путь передачи туберкулеза через поврежденные кожные покровы встречается редко и в основном имеет место у патологоанатомов, судебных медиков, реже у врачей других специальностей, в том числе хирургов и стоматологов, и существенного эпидемического значения не имеет. Внутриутробный путь заражения встречается крайне редко и связан со специфическими поражениями плаценты и родовых путей женщин с диссеминированным туберкулезом или аспирацией новорожденным инфицированных околоплодных вод.
Первичное заражение происходит при вдыхании частиц аэрозольной взвеси, содержащих МБТ. Они настолько малы, что минуют защитный слой слизи и реснитчатого эпителия бронхов и оседают в альвеолах легких. Инфекционный процесс начинается с размножения микобактерии в легких и приводит к формированию пневмонического очага. Процесс размножения микобактерии происходит медленно и непрерывно. По лимфатическим путям МБТ попадают в лимфатические узлы средостения. Пневмонический участок в легких и региональный лимфаденит образуют первичный туберкулезный комплекс, откуда с кровотоком МТБ разносятся в органы и ткани. Дальнейшее развитие процесса зависит от состояния иммунной системы. У большинства лиц с нормальным иммунным ответом размножение МБТ будет остановлено, однако часть из них может существовать латентно. У лиц с ослабленным иммунитетом происходит размножение МБТ, и через несколько месяцев развивается первичный туберкулез. Вторичный туберкулез может возникнуть через несколько лет после инфицирования МБТ в результате реактивации старого туберкулезного очага или реинфекции (повторного заражения лиц, уже перенесших первичную инфекцию). туберкулез может поражать любые органы и ткани, но чаще всего (в 80-85% случаев) страдают легкие.
Когда здоровый человек с нормальным иммунитетом инфицирован микобактериями комплекса МБТ, его иммунная система обычно быстро реагирует на возбудителя, стимулируя выработку лимфоцитов, которые останавливают размножение и распространение микобактерий. Обычно иммунный ответ формируется через 4—6 недель после заражения. У не имеющих симптомов заболевания инфицированных лиц единственным показателем инфицирования может быть положительная туберкулиновая проба Манту, особенно у лиц, не привитых БЦЖ. У привитых БЦЖ необходимо проведение дифференциальной диагностики между поствакцинальной и инфекционной аллергией, особенно в тех случаях, когда БЦЖ была привита недавно. Лица, инфицированные МБТ, но не заболевшие туберкулезом, не могут заразить окружающих. Туберкулезная инфекция у человека без признаков заболевания не считается случаем туберкулеза.
Индивидуальный риск инфицирования определяют количество МБТ в воздухе, длительность контакта с возбудителем (продолжительность вдыхания зараженного воздуха) и восприимчивость организма к инфекции.
Здоровый неинфицированный человек может заразиться туберкулезом при вдыхании воздуха, в котором присутствуют частицы аэрозольной взвеси, содержащие микобактерий. Но не каждый оказавшийся в контакте с больным туберкулезом инфицируется МБТ. Наибольшему риску инфицирования подвергается человек, находящийся в длительном бытовом контакте с выделяющим микобактерий больным туберкулезом легких, который не получает лечения. Риск передачи инфекции от больного туберкулезом легких с отрицательным результатом микроскопии мокроты значительно ниже, а от больного внелегочным туберкулезом - совсем невелик (почти отсутствует). Понимание факторов, обуславливающих инфицирование, необходимо для выявления контактов и новых больных туберкулезом. На риск инфицирования влияют разнообразные факторы, и он возрастает при:
- увеличении длительности контакта с возбудителем (времени вдыхания зараженного воздуха);
- уменьшении размеров зоны контакта (при нахождении в тесном замкнутом помещении с заразным больным туберкулезом);
- плохой вентиляции и недостатке прямого солнечного света в зоне контакта;
- увеличении количества микобактерий, выделяемых больным туберкулезом, в результате:
- поражения легких, верхних дыхательных путей или глотки;
- кашля или других сильных дыхательных движений (чихания, пения и т. п.), особенно если больной не прикрывает при кашле и чихании рот и нос;
- наличия и распространенности распада легочной ткани (определяется рентгенографически);
- недостаточного лечения.
Чем выше выявляется при микроскопии мокроты число КУМ в препарате, тем больше микобактерий выделяет больной с частицами мокроты и тем выше степень его опасности для окружающих.
Инфицирование микобактериями комплекса МБТ не всегда ведет к развитию заболевания туберкулезом.
- У подавляющего большинства (90%) инфицированных лиц туберкулез не развивается, если их иммунная система не ослаблена.
- туберкулез развивается, когда иммунная система не в состоянии локализовать туберкулезную инфекцию, и МБТ начинают быстро размножаться. Лица с ослабленной иммунной системой подвержены более высокому риску развития заболевания туберкулезом.
- У людей, инфицированных МБТ, в любое время может развиться активный туберкулез, однако вероятность возникновения болезни наиболее высока в первые 1-2 года после заражения; со временем риск развития заболевания снижается. У лиц с нормальным иммунитетом, инфицированных МТБ, риск развития туберкулеза в течение жизни оценивается в пределах 10%.
- Ослабление иммунитета вследствие ВИЧ-инфекции самый значительный фактор, влияющий на развитие туберкулеза после инфицирования МБТ. У лиц с сочетанным инфицированием туберкулезом и ВИЧ риск развития туберкулезом в течение жизни оценивается в пределах 50%.
ВОП/СВ и участковый терапевт, принимая пациентов с подозрительными на туберкулез жалобами и симптомами, должны учитывать наличие индивидуальных факторов риска или принадлежность пациента к группе (группам) риска по туберкулезу, которые перечислены в табл. 1.
Табл. 1. Факторы и группы риска инфицирования и заболевания туберкулезом
| Факторы риска инфицирования |
|
| Факторы риска развития заболевания |
|
Мероприятия, направленные на предотвращение распространения туберкулезной инфекции "в учреждениях первичной медико-санитарной помощи, являются важнейшим элементом защиты здоровья медработников и больных, посещающих эти учреждения.
Контроль за распространением инфекции в медицинских учреждениях включает три уровня: административный контроль, контроль за состоянием окружающей среды и индивидуальную защиту органов дыхания. Каждый уровень обеспечивает защиту на определенном этапе эпидемического процесса передачи инфекции. Самыми важными мерами по инфекционному контролю являются меры административного контроля, затем следуют контроль за состоянием окружающей среды и индивидуальная защита органов дыхания. В табл. 3 представлен обзор мероприятий по инфекционному контролю в медицинских учреждениях.
Табл. 2. Уровни инфекционного контроля в медицинских учреждениях
| 1-й уровень - меры административного (организационного) контроля: политика и планирование |
| Цель: профилактика передачи аэрогенной инфекции для снижения риска инфицирования среди медработников и пациентов. Действия работников первичной медико-санитарной помощи: • быстро выявить потенциально заразных больных туберкулезом; • принять своевременные меры по изоляции таких больных от общего потока пациентов; • направить больного в специализированную противотуберкулезную службу для своевременного начала курса соответствующего лечения; • следовать плану инфекционного контроля своего медучреждения |
| 2-й уровень - меры по контролю за состоянием окружающей среды (механическое воздействие) |
| Цель: снизить концентрацию инфекционного аэрозоля в воздухе. Действия работников первичной медико-санитарной помощи: • максимально использовать возможности естественной вентиляции и контроля за движением воздушного потока (удалять воздух из помещений с людьми) в зонах присутствия больных туберкулезом и при сборе мокроты посредством: - проветриваний и - применения оконных вентиляторов или систем вытяжной вентиляции для удаления загрязненного воздуха из изолированных помещений |
| 3-й уровень - индивидуальные средства защиты органов дыхания (респираторы) |
| Цель: защитить медицинских работников в тех ситуациях, когда меры административного контроля и контроля за состоянием окружающей среды не могут в полной мере снизить концентрацию инфекционного аэрозоля в воздухе Работники первичной медико-санитарной помощи должны: • знать, что: - хирургические маски (матерчатые или бумажные) не защищают пользователя от попадания в организм содержащегося во вдыхаемом воздухе инфекционного аэрозоля; - матерчатые и бумажные хирургические маски, если их используют заразные больные туберкулезом, могут предотвратить распространение микроорганизмов от бактериовыделителя к другим людям, так как они задерживают крупные частицы отделяемого возле носа и рта; - без соответствующих мер административного контроля и контроля за состоянием окружающей среды респираторы НЕ способны адекватным образом защитить медработников от инфекции; - респираторы служат важным дополнением к другим мероприятиям инфекционного контроля; • направленно пользоваться респираторами, то есть использовать их в зонах высокого риска инфицирования, а именно: - в изолированных помещениях для больных туберкулезом; - при сборе мокроты или других процедурах, вызывающих у больного откашливание; - в кабинетах бронхоскопии; - в секционных залах; - в кабинетах спирометрии; - во время экстренных хирургических операций у потенциально заразных больных туберкулезом |
Этиология туберкулеза и свойства микобактерии туберкулеза
Возбудитель туберкулеза был открыт Р. Кохом в 1882 г. Возбудитель относится к широко распространенному в природе семейству микобактерий (Mycobacteriacaе), занимающих промежуточное положение между бактериями и низшими грибами и называется микобактерия туберкулеза (МБТ) или бактерия Коха (БК). Она имеет форму слегка изогнутой палочки длиной 1-6 и шириной 0,2-0,6 мкм.
Бактериальная клетка состоит из микрокапсулы, многослойной оболочки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы с органеллами (гранулы, вакуоли, рибосомы), ядерной субстанции. Клеточная стенка является барьером, препятствующим проникновению лекарств внутрь клетки МБТ. Она ограничивает клетку снаружи, обеспечивая механическую защиту. Биополимер пептидогликан, полисахарид арабиногалактан, молекулы миколовых кислот, тесно связанные между собой, образуют своеобразный каркас, составляющий основу клеточной стенки МБТ. В клеточной стенке находятся специфические антигены, вызывающие развитие у макроорганизма реакции гиперчувствительности замедленного типа и образование антител. В ней же находится корд-фактор, состоящий из липидов и высокомолекулярных кислот (тригалоза-6.6-димиколат-производное миколовой кислоты), определяющий вирулентность МБТ.
В состав цитоплазматической мембраны входят липопротеидные комплексы. С ней связаны различные ферментные системы, в частности, окислительно-восстановительные. В бактериальной клетке мембрана является основным осмотическим барьером. Путем инвагинации в цитоплазму она образует лизосомы, имеющие важное значение в жизнедеятельности микробной клетки, например, в синтезе клеточной стенки и др. Цитоплазма имеет гранулярные включения, основную часть которых составляют рибосомы, где завершается синтез белка, есть и другие гранулярные структуры.
Ядерная субстанция ответственна за синтез белка и передачу наследственных признаков. Основным способом размножения является деление клетки на две дочерние. Носителем генетической информации кроме хромосомы могут быть и плазмиды, которые, благодаря малому размеру, способны проникать из клетки в клетку. Основными биохимическими компонентами МБТ являются туберкулопротеиды, липиды и полисахариды. Белковая фракция – основной носитель антигенных свойств микобактерий. Липидные фракции способны стимулировать специфическую воспалительную реакцию макроорганизма с образованием элементов туберкулезной гранулемы (эпителиоидных и гигантских клеток).
Туберкулез вызывают три вида микобактерий: чаще человеческий – М. tuberculosis, в Африке – М. africanum и реже бычий – М. bovis,. У крупного рогатого скота преобладает М. bovis. Однако животные могут болеть и туберкулезом, вызванным человеческим видом. Заболеваемость крупного рогатого скота в личном хозяйстве бактериовыделителей в 5 раз выше, чем в семьях, где проживают здоровые лица.
В настоящее время расшифрован геном МБТ, состоящий из 4.000 генов, 4.111.529 пар нуклеотидов с большой способностью к мутации. Известны гены, определяющие лекарственную устойчивость, системы превращения противотуберкулезных препаратов в безвредные вещества. Особенностью генома МБТ является наличие генов, дублирующих функционирование ключевых ферментных систем, т.е. процессы, на которые действует химиопрепарат, могут перестать быть необходимыми клетке для её жизнедеятельности. В настоящее время установлено влияние генома МБТ на клинические особенности и течение туберкулеза. Так, при туберкулезе, вызванном штаммами семейства Beijing, отмечаются более выраженная клиническая симптоматика и более тяжелое течение, чем при наличии МБТ других (индивидуальных) генотипов.
Кроме МБТ, существует много атипичных микобактерий, которые мало вирулентны для человека, однако у ослабленных людей, особенно ВИЧ-инфицированных, могут вызвать заболевания, называемые микобактериозами. Клинически и рентгенологически они сходны с туберкулезом, однако считаются незаразными.
Атипичные микобактерии по Раньяну делятся на 4 группы:
- I – фотохромогенные – образующие пигмент на свету,
- II – скотохромогенные, образующие пигмент в темноте,
- III – нефотохромогенные – не образующие пигмента,
- IV – быстрорастущие.
Чаще в патологии человека имеют значение комплекс М. avium – intracellulare (III гр.), М. kansassi (I гр.), М. scrofulacum (II гр.), М. fortuitum (IV гр.) и др., хотя большинство микобактерий IV гр. относится к сапрофитам. Атипичные микобактерии являются устойчивыми к ряду противотуберкулезных препаратов, поэтому лечение микобактериозов подчас затруднено. Микобактериоз, как и туберкулез, считают ВИЧ-ассоциированной инфекцией, при которой могут возникать распространенные, подчас генерализованные процессы.
Микобактерии противотуберкулезной вакцины БЦЖ также могут переходить в L-формы. Отсутствие типичных МБТ в мокроте больных не исключает наличия L-форм. Встречаются также ультрамелкие формы МБТ, проходящие через бактериальные фильтры. В процессе химиотерапии удельный вес их возрастает. Некоторые ученые придают им значение в этиологии саркоидоза.
МБТ кислото-спирто- и щелочеустойчивы. Это их свойство широко используется при окраске мазка по Цилю-Нильсену, обработке материала при посеве на питательные среды. МБТ хорошо переносят низкую температуру, могут годами храниться в холодильнике, сохраняя жизнеспособность. Установлено, что при длительном хранении при температуре – 70° МБТ сохраняли 100% выживаемость и биологические свойства.
В темных сырых помещениях МБТ сохраняются несколько месяцев, на белье, мебели и одежде, на рассеянном свету, в высохшей мокроте – в течение месяца. На страницах книг МБТ могут оставаться жизнеспособными до 3 месяцев. Погибают при кипячении, воздействии хлорсодержащих (хлорамин, хлорная известь) препаратов, которые используются для дезинфекции, а также под влиянием ультрафиолетовых лучей, в частности, прямого солнечного света. В настоящее время используются новые дезинфекционные средства, действующие на МБТ и не содержащие хлора (полидез, септоцид, триацид и др.). Из других физических факторов губительное действие на микобактерии проявляет ультразвук.
Микобактерии туберкулеза являются факультативными аэробами, т.е. могут существовать и при незначительном доступе воздуха. Размножаются они медленно (одно деление за 14-24 часа). Видимый рост на плотных питательных средах появляется на 1420-е сутки после посева материала; в жидких – на 6-8-е сутки при посеве лекарственно-чувствительных и на 12-14-е сутки – устойчивых штаммов МБТ. Для их нормального развития требуются сложные многокомпонентные питательные среды. Рост наблюдается обычно в виде шероховатых R-вариантов-колоний.
Неблагоприятно для больного развитие лекарственной устойчивости (ЛУ) МБТ. Штамм МБТ считается устойчивым, если уровень устойчивых бактерий в популяции достигает 1% (для пиразинамида – 10%). Устойчивость бывает первичная, когда больной еще не лечился данным препаратом и вторичная, возникающая в процессе антибактериального лечения. Особенно опасно наличие устойчивости к нескольким противотуберкулезным препаратам (полирезистентность).
К туберкулезу с множественной лекарственной устойчивостью – (МЛУ) относятся случаи резистентности МБТ к любым двум и более препаратам, если ими являются изониазид и рифампицин. (Multi Drug Resistance – МDR). В последние годы его частота возрастает. Следует отметить, что такой туберкулез клинически протекает неблагоприятно, имеет склонность к прогрессированию, частым обострениям, значительно хуже поддается лечению. При этом наблюдается снижение показателей иммунорезистентности.
Быстро развивается лекарственная устойчивость при назначении только одного препарата (монотерапия), недостаточной концентрации его в крови и тканях. Поэтому необходимо комбинированное лечение, применение достаточно высоких терапевтических доз каждого АБП. В организме больного туберкулезом чаще наблюдается одновременно наличие как чувствительных, так и разной степени устойчивости популяций МБТ. В процессе лечения чувствительные особи погибают, устойчивые – сохраняются и размножаются.
Лекарственная устойчивость является генетически обусловленной, возникает в результате мутаций и закрепляется в последующих поколениях МБТ. Мутации могут быть как предсуществующими, так и индуцированными. Установлены гены, контролирующие развитие устойчивости к основным противотуберкулезным препаратам. Мутации, возникающие в генах, специфичны для каждого препарата. Механизм развития ЛУ в настоящее время представляется следующим образом.
Возникновение спонтанных мутаций – изменения в составе рибосом, клеточной стенки микобактерий, в частности, не допускающие проникновения препарата в клетку. Спонтанные мутации появляются в среднем 1 на 108 микобактерий. Индуцированные мутации – известно мутагенное действие ультрафиолетовых лучей, радиоактивности, а также самих противотуберкулезных препаратов, особенно в невысоких концентрациях.
Различные механизмы обмена генетическим материалом характерны также для микобактерий: трансформация – перенос на чувствительные штаммы ДНК из устойчивых, например, с помощью плазмиды; трансдукция (чаще) – тип передачи информации в виде части ДНК от одной клетки к другой с помощью фага; конъюгация – генетический тип обмена путем непосредственного контакта клеток, может стимулироваться мутагенами; рекомбинация ДНК – гены одного типа информации замещаются генами другого типа.
Наряду с лекарственной устойчивостью негативно влияет на эффективность химиотерапии способность МБТ переходить под влиянием антибактериальных препаратов (АБП) в персистирующие формы с очень низким уровнем метаболизма. На них препараты действуют значительно слабее.
Читайте также:
|