Содержание
2006 год
Возбудитель дифтерии
- Клебс — Леффлер — Ру — Беринг.
- Биовары—патовары.
- Колонизация и интоксикация.
- Генетика и механизм действия дифтерийного токсина.
- Безвредные двойники и подражатели.
- Классика вакцинологии.
Дифтерия — острое инфекционное заболевание, символом которого является некротический фарингит с тяжелой интоксикацией, развивающейся через 2—10 дней после заражения. Деструкция эпителия, распространяющаяся на сосуды субэпителиальной ткани, ведет к массивной экссудации плазмы и выходу форменных элементов крови. Содержащийся в плазме фибриноген при контакте с тромбопластином некротизированного эпителия превращается в фибрин, который образует на слизистой оболочке пленку, прочно спаянную с подлежащей тканью. Такой тип воспаления называется дифтеритическим (греч. diphthera — кожа, пленка). Поражение глотки — самая распространенная форма заболевания, и большинство других его проявлений можно рассматривать как осложнения дифтерии зева. Процесс нередко захватывает низлежащие дыхательные пути, переходя в дифтерию гортани, трахеи, бронхов. Иногда инфекция распространяется вверх, поражая слизистую оболочку носа и среднего уха. Самостоятельными формами (если иметь в виду входные ворота инфекции) являются дифтерия половых органов (у девочек) и ран. Они встречаются редко и на фоне почти полного искоренения дифтерии в развитых странах практически забыты.
Самое страшное осложнение дифтерии — круп (шотл. croak — карканье; имитационный термин, подражающий хриплому, тяжелому дыханию больного). Это асфиксия, возникающая при закупорке респираторного тракта фибринозным экссудатом, который трудно откашливается и может полностью заблокировать дыхание. Если процесс распространяется на бронхи, то даже трахеотомия не всегда спасает больного. Отсюда понятны прежние названия дифтерии — смертельная язва глотки, удушающая болезнь, которыми пользовались еще врачи древности. В самостоятельную нозологическую единицу заболевание выделено в начале ХIХ в. французским врачом П. Бретонно и его учеником А. Труссо.
Наиболее тяжелый вариант общей интоксикации — гипертоксическая форма дифтерии. В этом случае на первый план выступает поражение миокарда, надпочечников, почек, центральной и периферической нервной системы. Смерть наступает при быстро нарастающем ослаблении сердечной деятельности. Но обычно симптомы развиваются медленнее, в течение 10—14 сут. У погибших определяются глубокие дистрофические изменения в жизненно важных органах — следствие отравления дифтерийным токсином, поступающим из очага инфекции.
В естественных условиях дифтерией болеет только человек (он же служит единственным резервуаром инфекции), хотя на клеточном (точнее субклеточном) уровне все эукариотические системы чувствительны к дифтерийному токсину.
Поиски возбудителя (Corynebacterium diphtheria) начались в лабораториях, руководимых Р.Кохом. В 1883 г. Э.Клебс обнаружил его в пленках, взятых из зева больных дифтерией, а спустя год он был выделен в чистой культуре Ф. Леффлером. Однако окончательное утверждение палочки Клебса—Леффлера в роли возбудителя дифтерии задержалось на несколько лет. Для убеждения скептиков потребовалось два эпохальных открытия. Сначала сотрудники Л.Пастера Э.Ру и А.Иерсен доказали токсичность фильтрата бульонных культур бактерий, изолированных Ф.Леффлером, а в 1888 г. Э. Беринг и С. Китазато (сотрудники Р. Коха) экспериментально обосновали способность сывороток животных, получивших сублетальные дозы дифтерийного и столбнячного токсинов, предупреждать гибель от введения тех же токсинов. Было сформулировано понятие об антитоксине, что явилось первым доказательством образования антител против чужеродных белков. В рождественскую ночь 1891 г. в одной из берлинских клиник П. Эрлих впервые ввел антитоксическую сыворотку ребенку, погибавшему от дифтерии. Блестящий результат этого отчаянного эксперимента обеспечил быстрое внедрение метода пассивной иммунизации в лечение дифтерии. До сих пор антитоксическая сыворотка служит единственным спасением от гипертоксических вариантов и местных осложнений дифтерии.
Эти открытия не только утвердили этиологическую значимость бактерий Клебса—Леффлера, но заставили по-новому взглянуть на патогенез инфекционных заболеваний, механизмы выздоровления и возможности их искусственного (иммунологического) усиления. Дифтерия занимает почетное место в истории бактериологии, являясь классическим примером инфекции с почти идеальным мономолекулярным механизмом патогенеза, абсолютно точными представлениями о генетических основах вирулентности возбудителя, способах специфической профилактики и терапии.
Родовое название возбудителя дифтерии, Сorynebacterium, отражает один из морфологических признаков этой группы бактерий: они имеют палочковидную форму с утолщениями на одном или обоих концах (греч. koryne — булава, дубинка). Клетки окрашиваются неравномерно из-за включений (зерен) волютина. Последние красятся метахроматически метиленовой синькой (желтая окраска на фоне голубого цвета клеток), на чем основаны специальные методы обнаружения дифтерийной палочки. С диагностической целью препараты обрабатывают одним из способов, дифференцирующих включения волютина (обычно по Леффлеру, слабо щелочным раствором метиленовой синьки). Коринебактерии грамположительны, но при окраске по Граму выявить зерна волютина (их называют зернами Бабеша—Эрнста) не удается.
В мазках дифтерийные палочки располагаются достаточно характерно: картину сравнивают с растопыренными пальцами, китайскими иероглифами, частоколом, латинскими буквами L, V, Y (рис. 1). Могут возникать ветвящиеся формы (особенно в старых культурах) — признак, по которому коринебактерии вместе с микобактериями некогда причисляли к актиномицетам. В целом складывается впечатление полиморфизма, который усиливается из-за неодинакового размера клеток (их длина колеблется от 1 до 8 мкм), а также из-за того, что в дифтеритических пленках и чистых культурах кроме одиночных клеток встречаются скопления бактерий, напоминающие войлок.
Неоднородность дифтерийной палочки находит отражение и в культуральных свойствах. По характеру роста на плотных питательных средах различают три биотипа (биовара) C. diphtheriae: gravis, intermedius и mitis. Колонии типа gravis формально напоминают R-форму бактерий (радиальная исчерченность, неровный край, без гемолиза). Колонии типа mitis больше похожи на S-форму (гладкие, выпуклые, с ровным краем, более мелкие, окружены зоной гемолиза). Тип intermedius занимает промежуточное положение, но по размеру колоний значительно уступает gravis и mitis (рис. 2). Биотипы дифтерийной палочки различаются и по ферментативной активности, причем gravis превосходит другие варианты. Немало усилий потрачено на то, чтобы связать различные типы дифтерийных бактерий с вирулентностью, превратив их из биоваров в патовары, т.е. в разновидности (варианты) с неодинаковой патогенностью. Этого сделать не удалось. Между культурально-биохимическими особенностями возбудителя и тяжестью заболевания нет четкой зависимости, и эти многолетние усилия представляют больше исторический интерес, отражая искренние (а порой и тенденциозные) заблуждения бактериологов, оставивших о себе память в ошибочных терминах — gravis (лат. тяжелый), mitis (легкий), intermedius (промежуточный).
Рис. 2. Колонии C. diphtheriae на кровяном теллуритовом агаре (48 ч, 37°С): а — тип gravis, б — тип mitis, в — тип intermedius
Подобно всем коринебактериям (их около 20 видов), дифтерийная палочка непритязательна к питательным средам, но ее предпочитают культивировать на средах с кровью или сывороткой, так как в первых генерациях (т.е. при выделении от больного) она растет скудно и лишь при повторных посевах привыкает к новому режиму. Кстати, успех Леффлера во многом предопределило использование среды, обогащенной сывороткой крови. Не создают проблем и условия культивирования. Дифтерийная палочка — факультативный анаэроб и отлично развивается в обычной атмосфере при 37°С. Культуры хорошо сохраняются: на свернутой сыворотке, защищенной от высыхания и света, возбудитель остается вирулентным более года. Словом, работа с дифтерийной палочкой не создает больших хлопот, тем более, что разработаны и производятся специальные коммерческие среды для выделения и идентификации возбудителя. Чаще пользуются кровяными средами с теллуритом, на которых колонии дифтерийной палочки легко дифференцировать от сопутствующей микрофлоры, тем более, что рост грамотрицательных бактерий в подобных условиях подавляется (см. рис. 2). Остальное дополняет микроскопия, изучение ферментативной активности и (главное!) способности к токсинообразованию.