Биологические науки / 6.Микробиология
Богданенко І. В., Воронкова О. С., Вінніков А. І.
Дніпропетровський національний
університет ім. Олеся Гончара
КОРИНЕБАКТЕРІЇ
– ЗБУДНИКИ ДИФТЕРІЇ
Вступ
У довакцинальний час на дифтерію в наший країні хворіло від 40 000
до 80 000 дітей щорічно. Смертність від цієї інфекції складала майже 50%,
тобто від дифтерії вмирала кожна друга людина.
У 1932 році було почато масове
проведення профілактичних щеплень, що кардинально змінило ситуацію. В кінці
50-х років показник захворюваності став в 6 разів нижче, ніж перед початком
вакцинації. Подальше зниження рівня захворюваності дифтерією викликало відчуття
уявного спокою і, більш того, в 80-і роки минулого сторіччя в пресі почали
з'являтися необґрунтовані заяви, що щеплення в такій ситуації швидше шкідливі,
чим корисні. Лікарі-педіатри почали скорочувати кількість щеплень, батьки
відмовлялися вакцинувати своїх дітей. Дорослих взагалі майже не щепили і
наслідки зруйнованої системи імунізації не змусили себе чекати [5].
У 1991 році захворюваність
дифтерією почала рости. У 1994 р. в Україні дифтерією захворіли 3003 людини, що
в 27,55 раз перевищує рівень захворюваності в 1990 р. З хворих дифтерією
протягом року померло 111 осіб. І вже в 1995 році кількість випадків дифтерії в
порівнянні з 1990 роком виросла в 50 разів. Дифтерією захворіло близько 5,5
тисяч осіб. У 1995 р.
захворіли дифтерією 4842 особи, з них померло – 187. 17% хворих
госпіталізуються на третій день після звернення по медичну допомогу і пізніше;
є випадки, коли діагноз встановлюють лише посмертно.
Доля неприщеплених серед хворих складає 17% у дітей, 44-48% – у дорослих 30-50
років і 68,8 % – у дорослих старше 60 років [6]. Останнім часом батьки все більше відмовляються від
щеплення проти дифтерії за власним бажанням.
Щоб припинити епідемію дифтерії
довелося масово щепити дорослих і проводити додаткові щеплення дітям. Тільки
завдяки цим діям рівень захворюваності дифтерією почав знижуватися і лише в
2005 році нарешті кількість хворих знизилася до рівня 1990 року. У 2006 році
дифтерією захворіло лише 68 осіб. Паралельно знижувалася і кількість померлих
від дифтерії [3].
Отже, головними висновками стало
те, що якщо взагалі припинити проведення вакцинації від дифтерії, то
захворюваність знову почне рости і через декілька років досягне рівня
довакцинального періоду з сотнями смертельних випадків [1].
З огляду на це метою роботи було розглянути мікроорганізми
та фактори, що сприяють розвитку захворювання на дифтерію, заходи профілактики
цього захворювання.
Завданням роботи було розглянути:
- властивості Corynebacterium
diphtheriae;
- патогенез уражень;
- профілактику захворювання;
- причини нових спалахів дифтерії в Україні за останній
час.
Характеристика збудника
Мікроорганізми роду Corynebacterium – прямі або ледь зігнуті палички, не утворюють спор,
нерухливі і мають різний ступінь плеоморфізму (різноманітність форм),
грампозитивні, гетеротрофи, факультативні анаероби, каталазопозитивні [4].
Для морфології C. diphtheriae характерні: велика різноманітність у довжині клітин – від коротких кокоподібних
до тонких булавоподібних; плеоморфізм – клітини можуть мати форму булави,
сперматозоїда, ракетки, овоїда, тощо; невпорядковане розташування, яке часто
нагадує римські цифри X, Y; наявність гранул; може бути виражена внутрішньоклітинна
смугастість, що є, очевидно, скупченням зерен волютину. Звичайно колонії
коринебактерій на твердих поживних середовищах (наприклад, на кров'яному агарі)
забарвлені в білий або жовтуватий колір, непрозорі, мають круглу форму, діаметр
1-2 мм. Найчастіше вони бувають м'якої маслянистої консистенції, деякі види
роду коринебактерій можуть утворювати крихкі шорсткуваті R-колонії. Багато видів цього роду утворюють яскраві
пігменти. Представники його не відзначаються високою ферментативною активністю. Живильні середовища повинні містити амінокислоти,
вітаміни, іони металів (Са2+, Mg2+, Fe2+ і ін.), що грають роль ростових чинників. На
сироваткових середовищах (наприклад, середовищі Лефлера) дають зростання вже
через 10-12 годин; за цей час контамінуюча мікрофлора зазвичай не встигає розвинутися. У рідких
середовищах утворюють помутніння і осад. Найбільшого поширення набули
середовища з телуритом, оскільки збудник резистентний до високих концентрацій
телуриту калію або натрію, які інгібують зростання супутньої мікрофлори. Оптимальна температура росту – 37°С, стійкі до низьких температур, чутливі до високих, оптимальний рН 7,4 – 8,0. Всі дезінфікуючі речовини
у звичайних концентраціях (3-5%)
вбивають коринебактерії дифтерії через 20-30 хвилин [8].
Токсигенні C. diphtheriae більш чутливі до антибіотиків, ніж нетоксигенні.
Можливе формування антибіотикорезистентних штамів. Результати
тестування на чутливість in vitro показали, що коринебактерії природно чутливі до еритроміцину, пеніциліну,
ампіциліну, цефуроксиму, хлорамфеміколу, ціпрофлоксацину, гентаміцину та тетрацикліну; деякі штами стійкі
до дії триметоприму та рифампіну.
Нетоксигенні C. diphtheriae чутливі до бета-лактамів, та ванкоміцину і тільки у декількох штамів була виявлена стійкість до моноцикліну, еритроміцину та
рифампіну [7].
За структурою колоній і деякими
біохімічними властивостями C. diphtheriae
розподіляються на так звані колоніальні або культурально-біохімічні варіанти – gravis, mitis, belfanti та internedius [2]. Колонії C. ulcerans схожі на колонії C.
diphtheriae варіанту gravis – чорні, матові,
мають радіальну посіченість, у C.
pseudodiphtheriticum з'являється характерний світлий обвідок. Але не можна
спиратись лише на морфологічні властивості колоній або мікробної клітини. При
ідентифікації C. diphtheriae необхідно використовувати комплекс тестів,
в першу чергу, визначення токсигенності – основної ознаки збудника захворювання, яке проводиться на першу добу росту
підозрілих колоній на чашках первинного
посіву матеріалу [14]. Обов'язковим є імунохімічний тест
на токсигенність (in vitro) – реакція дифузної преципітації в агарі, яка базується на взаємодії дифтерійного екзотоксину і
специфічних антитіл дифтерійного антитоксину. 
Представники
роду Corynebacterium не відзначаються високою ферментативною
активністю, але визначення деяких біохімічних властивостей полегшує їх ідентифікацію. Ферментативну активність
мікроорганізмів вивчають за трьома
тестами – визначення ферментів
цистинази, уреази та нітратредуктази. Середовища Гіса (кольоровий ряд)
використовуються в скороченому варіанті: глюкоза, сахароза, крохмаль. Як
додатковий, можна використовувати тест на піразинамідазу [9]. С. diphtheriae продукує
могутній екзотоксин – основний фактор патогенності. Нетоксигенні штами не викликають розвиток захворювання. Токсин проявляє всі властивості екзотоксину (термолабільний, високотоксичний, імуногенний
білок, що нейтралізується антитоксичною сироваткою).
Патогенез інфекції та профілактика
Вхідні
ворота для збудника – слизові оболонки носоглотки, іноді очей, статевих органів
(у жінок), пошкоджені шкірні покриви. Дифтерійна
паличка колонізує тканини в місці проникнення, викликаючи розвиток місцевого фібринозного запалення. Системні прояви обумовлені дією
токсину, що вражає нервову систему (переважно периферичні симпатичні вузли),
серце і судини, надниркові і нирки [16]. Ферменти С. diphtheriae (гіалуронидаза, нейрамінідаза, фібринолізин)
забезпечують проникнення збудника в різні тканини, включаючи кровотік. Різні
клінічні форми дифтерії можуть викликати ті або інші ускладнення. Токсична
форма іноді викликає зупинку серця, що розвивається навіть в такі ранні терміни
як 3-4-й день хвороби. Декілька пізніше може виникнути дифтерійний міокардит.
Іноді дифтерія ускладнюється паралічем м'язів гортані і глотки, порушенням акомодації
очей. Між 15-м і 22-м днем хвороби, особливо при токсичній формі дифтерії, може
розвинутися параліч м'якого піднебіння (хворий не може ковтати, м'яке
піднебіння відвисає, голос стає гугнявим).
Єдиним ефективним масовим
протиепідемічним заходом у всіх країнах світу є вакцинація (на лікування одного
дифтерійного хворого потрібно стільки сил і засобів, скільки потрібно для
вакцинації 50 тисяч осіб). На жаль, Україна не випускає власної вакцини проти
дифтерії [11].
Вакцини, вживані для імунізації
населення, в основному характеризуються масою дифтерійного анатоксина, вимірюваного
в так званих одиницях флокуляції, що міститься в ній, і імуногенністю (рівнем
антитоксину), вимірюваним в міжнародних одиницях (IU). На жаль, не всі країни
виробники вакцин указують в документах обидві ці основні характеристики, що, за
відсутності центру по перевірці якості вакцин, утрудняє їх вибір і застосування
[15].
Вакцини з концентрацією
антитоксину від 0,01 IU/мл до 0,09 IU/мл забезпечують базовий імунітет. Для
забезпечення ж колективного імунітету концентрація антитоксину повинна бути
вище 0,1 IU/мл, оскільки однаковий рівень антитоксину може давати різний
ступінь захисту у різних пацієнтів. Досягнення захисного рівня і його підтримка
здійснюється серією щеплень, які проводяться згідно затвердженого Міністерством
охорони здоров'я України календарем щеплень за Наказом №765 від 09.09.2010 р.
«Про порядок проведення профілактичних щеплень в Україні та контроль якості й
обліку медичних імунобіологічних препаратів» [9]. У нашій країні планові щеплення почали проводитися
з 1932 р. До теперішнього часу календар щеплень у зв'язку з епідемічною
ситуацією і рівнем колективного імунітету неодноразово змінювався. У разі епідемії дифтерії для
створення колективного імунітету проводяться позапланові щеплення [12].
Вакцинація – основний щит на
шляху розповсюдження дифтерії. Але величезне значення має якість вакцини.
Найширше для вакцинації населення України застосовувалися вакцини з 2Lf. Досвід Швеції, де був спалах
дифтерії в 1984-1985 рр., свідчить про те, що лише триразова вакцинація
дорослого населення в період епідемії анатоксином по 15 Lf дала надійний імунний захист. А
вакцинації дозою 0,5-3,0 Lf
виявилися неефективними (дані МОЗ). Крім того, потрібно при виборі дози вакцини
враховувати стан імунної системи людей. Велике значення в
зростанні кількості випадків захворювання має недотримання графіка профілактичних
щеплень, бо природного захисного імунітету у
населення не має, з-за цього починається підйом захворюваності дифтерією і,
відповідно, летальності [13]. Якщо раніше дифтерія вважалася дитячим
захворюванням, то тепер на неї почали хворіти і дорослі. З наукової точки зору
цього і слід було чекати: одноразове щеплення не забезпечує вироблення
імунітету. Дорослі люди, які були щеплені 30 років тому, повинні розглядатися
як неприщеплені. Дорослих треба щепити так само, як і дітей – триразово.
Вакцина повинна бути з достатньо високим антигенним навантаженням. Календар
щеплень, який існував раніше, привів до того, що ми сьогодні маємо. Летальність від дифтерії в Україні коливається в
середньому від 4% до 5,5%, хоча в окремих областях досягає 10%.
Епідемія дифтерії обумовлюється
також великою кількістю носіїв. Не всі хворі люди звертаються за лікарською
допомогою, зараз практично відмовилися від санації носіїв нетоксигенних штамів. Адже цілком можливо, коли в популяції
дифтерійного мікроба, що сидить в ротоглотці, можуть бути сусідами нетоксигенний і токсигенний штами [10, 17]. При проведенні аналізу випадково
узяли тільки нетоксигенний штам, а токсигенний – не узяли, така людина вважається
носієм нетоксигенного штаму, що не представляє небезпеки для оточуючих людей, що невірно.
Носійство – це віддзеркалення імунної неспроможності організму. Тижневий курс
санації носія токсигенного штаму дозволяє досягти того, що токсигенний штам більше у даного хворого не виявляється. Але
ця санація без загальної дії на організм буде тільки тимчасовою, до першої
зустрічі з живим дифтерійним збудником, який швидко і легко колонізується на
незахищеній клітинній поверхні. Носійство відновлюється, а ця людина вважається
просанованою. Цим пояснюється безперервність циркуляції збудника в людській
популяції.
Заключення
В роки найвищого підйому захворюваності показник
бактеріологічного підтвердження клінічного діагнозу дифтерії перевищував 80%. З
1995 року почалось поступове зниження цього показника і в 1998 році
зареєстровано найнижчий його рівень за всі роки епідемії – 66%, в тому числі у
дітей – 83%, у дорослих – 62%. Вкрай незадовільний показник у м. Києві – 36%,
Івано-Франківській області – 45%, АР Крим – 52%, Тернопільській, Волинській,
Вінницькій областях – 57-61% [2].
Відмічається тенденція зростання питомої ваги захворювань
з клінічним діагнозом – дифтерія, при яких виділяються нетоксигенні штами
коринебактерій дифтерії. Якщо в 1994 році питома вага таких випадків складала
4,6%, то в 1998 – 15%. Поодинокі випадки дифтерії з виділенням нетоксигенних
штамів зареєстровані в 10 областях. В м. Києві такі випадки, навпаки
переважають (47%). Серед 62 випадків дифтерії з виділенням нетоксигенного штаму
в м. Києві в 53,2% був встановлений діагноз «реконвалесцент дифтерії». Останнім
часом все більше з’являється випадків відмови батьків від щеплень проти
дифтерії, що може викликати появу епідемії з смертельними випадками [4].
Література:
1.
Бобильова О.О. Епідемічна та
санітарно-гігієнічна ситуація в Україні / О.О. Бобильова, С.П.
Бережнов, Л.М. Мухарська // Сучасні інфекції. – 2000. – № 2. – С. 4-7.
2.
Бочков Н.П. Справочник врача
общей практики / Н.П. Бочков, В.А.
Насонова. – М.: ЭКСМО – Пресс, 2002. – 338с.
3.
Воробьев А.А. Микробиология и иммунология / А.А.
Воробьев. – М.: Медицина, 1999. – 464с.
4.
Коротяев А.И. Микробиология,
вирусология и иммунология / А.И. Коротяев, С.А. Бабичев. – М.:
Медицина, 2008. – 780с.
5.
Лабинская А.С. Микробиология с техникой
микробиологических исследований / А.С. Лабинская. – М.: Медицина, 2005. – 480с.
6.
Мухарська Л.М. Інфекції в
Україні. Сучасний стан, епідемічні особливості / Л.М. Мухарська, М.М.
Аронова, О.О. Гладка // Здоров’я України. – 2002. – № 2. – С. 31-42.
7.
Про затвердження методичних вказівок щодо визначення
чутливості мікроорганізмів до антибактеріальних препаратів: Наказ МОЗ України №
167 від 05.04.2007. – К: МОЗ України, 2007. – 63 с.
8.
Про заходи щодо покращення
бактеріологічної діагностики дифтерії в Україні: Наказ МОЗ України №192 від
03.08.1999р. – К. МОЗ України, 1999.
9.
Про порядок проведення
профілактичних щеплень в Україні та контроль якості й обліку медичних
імунобіологічних препаратів: Наказ МОЗ України №765 від 09.09.2010р. – К: МОЗ України, 2010. – 72с.
10.
Поздеев О.К. Медицинская
микробиология / О.К. Поздеев. – М.: ГЭОТАР – МЕД, 2002. – 768с.
11. Страчунский Л.С.
Антибактериальная терапия / Л.С. Страчунский, Ю.Б. Белоусова, С.Н. Козлов. – М.: Медицина, 2000. –
307с.
12. Тимченко В.Н.
Инфекционные болезни у детей / В.Н. Тимченко, Л.В. Быстрякова. – СПб.:
СпецЛит, 2001. – 560 с.
13. Ющук Н.Д. Инфекционные болезни / Н.Д. Ющук, Ю.Я. Венгеров. – М.: Медицина, 2003. – 544 с.
14. Encyclopedia of Ukraine. (Editor-in-Chief: V. Kubijovyč / D.H. Struk). Univ. of Toronto Press: Toronto-Buffalo-London,
1984-1993. – Vol. 2. – Р. 606.
15. Picker L.J. Differential expression of homing-associated adhesion molecules
by T-cell subsets in man / L.J. Picker // J. Immunology. – 1990. – V. 145. – P.
3247-3255.
16. Receptor-Based Antidote for Diphtheria / Jeong-Heon Cha, Joanna S. Brooke,
Mee Young Chang et аl. // Infection and Immunity. – May 2002. – V. 70. – №. 5.
– Р. 2344-2350.
17.
WHO/UNICEF strategy for diрhtheria control in the NIS //
Geneva: WHO/EURO. – 1995. – 13 Jan. – e-pub.