Содержание
Дифтерия принадлежит к немногим инфекциям, патогенетическую сущность которых определяет мономолекулярная интоксикация. Своевременное введение антител, нейтрализующих токсин (их вводят в виде антитоксической сыворотки или антитоксического иммуноглобулина), обрывает симптомы заболевания, а в опытах на животных предупреждает развитие местных поражений и смертельной интоксикации. Размножение бактерий почти всегда ограничивается слизистыми оболочками, не выходя за пределы эпителиального барьера. Однако токсин, секретируемый возбудителем, преодолевает этот рубеж и через регионарный лимфоидный барьер проникает в кровяное русло, поражая органы, которые наиболее интенсивно снабжаются кровью и содержат максимальное число рецепторов к токсину (см. ниже).
Дифтерийный токсин убивает клетки эпителия, подавляет фагоцитоз, а повреждая эндотелиоциты и стенку сосудов, вызывает обильную экссудацию. Экссудат свертывается, плотно спаиваясь с подлежащей тканью. Образуется толстая плотная пленка — псевдомембрана, содержащая сгустки фибрина, некротизированные ткани и бактерии. Возбудитель получает здесь великолепные условия для размножения и продукции токсина. Дифтерийная палочка продуцирует ферменты (нейраминидазу и N-ацетилнейраминиатлиазу), которые, действуя на эстафетной основе, обеспечивают бактерии энергетическим сырьем: нейраминидаза отщепляет N-ацетилнейраминовую кислоту от гликопротеинов слизи и поверхности клеток, а лиаза расщепляет ее на пируват и N-ацетилманнозамин. Пируват служит готовым источником энергии, стимулируя рост коринебактерий.
Не обладая капсулой, возбудитель находит внутри дифтеритической пленки отличную защиту от эффекторов иммунитета. Палочка дифтерии не образует спор, но в пленках не погибает при 98°С в течение часа, хотя чистая культура даже при 60°С гибнет через несколько минут. В высохшей пленке дифтерийная палочка сохраняет жизнеспособность около месяца, тогда как в чистом виде (например, на детских игрушках) выживает лишь несколько дней.
Выделив впервые культуру дифтерийной палочки, Ф. Леффлер не скрывал опасений, что его открытие может быть ложным. Причиной этих сомнений были противоречия с имевшими тогда непререкаемый авторитет постулатами Р. Коха, согласно которым микроб мог быть признан возбудителем болезни при трех обязательных условиях:
- он должен выделяться от всех больных данным заболеванием;
- обязан отсутствовать у здоровых и больных другими заболеваниями;
- основные симптомы должны быть воспроизведены при заражении чистой культурой экспериментальных животных.
Сомнения возникли прежде всего по второму пункту, так как бактерии, похожие на дифтерийную палочку (а иногда не отличимые от нее), выделялись из зева здоровых людей и недифтерийных больных. В этом быстро разобрались. Было установлено, что коринебактерии (они получили это название в 1896 г.) достаточно разнородны, и кроме истинной дифтерийной палочки человек инфицируется и другими представителями этой группы микроорганизмов. Их собирательно именуют ложнодифтерийными палочками, или дифтероидами. Есть четкие биохимические (ферментативные) и менее надежные (но все-таки значимые) морфологические и культуральные признаки, по которым истинные дифтерийные палочки отличаются от «псевдовидов».
Но оставалась другая загвоздка: путаницу вносили штаммы, которые по классическим маркерам невозможно отдифференцировать от патогенетически значимых изолятов дифтерийной палочки. Проблема решилась с открытием дифтерийного токсина. Оказалось, что единственное отличие безвредных двойников от вирулентных штаммов состоит в том, что они не продуцируют токсин, т.е. являются нетоксигенными. Нетоксигенные штаммы не вызывают дифтерии, хотя и способны персистировать в респираторном тракте человека. По сути, это факультативные представители нормальной микрофлоры, а бессимптомность инфекции доказывает, что токсинообразование — не обязательный (или, по крайней мере, не единственный) фактор колонизации.
Загадка токсигенных и нетоксигенных двойников дифтерийной палочки прояснилась в 1951 г. Оказалось, что токсигенные штаммы заражены умеренными фагами (b- и w-фаги), которые вносят в клетку tox-ген, ответственный за синтез токсина. Штаммы, не инфицированные лизогенными фагами или потерявшие их, лишены токсигенности. Бактериальная клетка сохраняет определенный контроль над токсинообразованием, продуцируя особый белок, который в присутствии ионов железа (Fe2-) подавляет транскрипцию tox-гена. Если содержание железа в среде падает ниже определенного уровня, образование токсина усиливается. Этим объясняется повышенный синтез токсина на поздних стадиях роста бактериальной культуры, когда основная часть неорганического железа израсходована. Сходная ситуация возникает, по-видимому, и в очагах дифтерийного поражения (в псевдомембранах), способствуя интоксикации.
Наконец, сомнениям Леффлера способствовало и то, что «классическая» дифтерийная палочка иногда обнаруживается в зеве здоровых людей. Но и это противоречие вскоре отпало: носители токсигенных штаммов защищены от токсина антитоксическими антителами. Поэтому они не болеют, но служат наиболее значимым резервуаром дифтерийной инфекции. Число носителей в разные годы и в разных регионах неодинаково (это во многом зависит от масштабов активной иммунизации) и, по сильно усредненным данным, составляет 0,2—0,5%. С практической точки зрения различают транзиторное носительство (1—7 дней), кратковременное (7—15 дней), средней продолжительности (15—30 дней) и затяжное (более месяца).
Дифтерийный токсин относится к токсинам, которые проявляют ферментативную активность внутри поражаемых клеток. Он принадлежит к категории АДФ-рибозил-трансфераз, т.е. ферментов, переносящих АДФ-рибозу (она отщепляется от НАД) на акцепторные белки-мишени, блокируя их биологическую (ферментативную) активность (см. «Болезнетворность бактерий»). Дифтерийный токсин АДФ-рибозилирует фактор элонгации-2 (EF-2), который необходим для построения пептидных цепей на рибосомах эукариотических клеток. Его блокада подавляет синтез белка и вызывает гибель клеток (рис. 3). Прокариотические клетки используют другой фактор элонгации и поэтому не чувствительны к дифтерийному токсину.
