Содержание
Менингококковый липополисахарид отличается рядом структурных особенностей, усиливающих его биологическую (патогенетическую) активность. Его часто называют липоолигосахаридом, так как он построен лишь из базисной части — липида А и кор-углевода (см. «Болезнетворность бактерий»). В нем отсутствуют боковые углеводные радикалы, которые детерминируют эпитопное многообразие липополисахаридных антигенов (О-специфичность) и в известной мере экранируют биологически активный фрагмент молекулы, липид А. Такая структура типична для липополисахаридов R-форм. У большинства бактерий R-формы образуются в результате патологической изменчивости, тогда как для менингококка это видовая норма. R-липополисахариды близки (но не идентичны) в антигенном отношении. Этим отчасти объясняются антигенное родство всех менингококков и их антигенные связи с другими грамотрицательными бактериями — феномен, который вносит определенный вклад в патогенез менингококковых инфекций (см. ниже). Имеет значение и то, что липополисахаридный эндотоксин менингококка сиалирован. Присутствие сиаловой (нейраминовой) кислоты обеспечивает резистентность к альтернативному пути активации комплемента, что является важным фактором устойчивости бактерий в сосудистом русле. Заметим также, что при росте менингококки сбрасывают свои мембранные компоненты в виде пузырьков (англ. blebs). Это содействует выделению значительных количеств эндотоксина, который входит в состав таких пузырьков. По особенностям липополисахарида дифференцируют 13 иммунотипов менингококка. В антигенной формуле штамма их обозначают буквой L и соответствующим номером.
Снаружи менингококки покрыты полисахаридной капсулой. На основании ее антигенных особенностей дифференцируют серологическиe группы: A, B, C, D, E (29E), I, K, X,Y, W(W135), Z. Более 90% инфекций связано с группами А, В и С. Штаммы группы А ответственны за большинство крупных эпидемических вспышек, группы В и (в меньшей степени) С превалируют в межэпидемические периоды, вызывая спорадические заболевания и ограниченные вспышки в небольших коллективах. Впрочем, иногда ситуация меняется, и в эпидемический процесс включаются другие менингококки.
По антигенным особенностям белков наружной мембраны большинство серогрупп можно дополнительно разделить на серотипы (1—20, PorB) и субтипы (1—10, PorA). Часть из них ограничена определенными группами, другие — представлены в разных серогруппах. Примером такого серотипирования является В:4:Р1 — штамм серогруппы B, серотипа (PorB) 4, субтипа (PorA) P1. Для описания антигенных свойств липополисахарида добавляется буква L c конкретным (1—13) номером.
Некоторые из типовых (субтиповых) антигенов предложено использовать в качестве маркеров эпидемичности, хотя причины, лежащие в основе неодинаковой вирулентности менингококковых штаммов, не известны. Для эндемичных и спорадических инфекций такой зависимости не обнаружено. Серотипирование помогает в развитии вакцинальной стратегии, но не дает возможности решать эпидемиологические вопросы.
Главную роль в изучении закономерностей распространения менингококковой инфекции играет клонирование штаммов на основе современных методов генетического анализа. Это позволяет судить не только о вариабельности единичных генов, но и давать заключение о множественных изменениях хромосомных «домашних» (англ. housekeeping) генов, констатируя их внедрение в менингококковый процесс. N. meningitidis относится к представителям поликлональных бактерий. Из многих генотипов серогруппы А лишь отдельные клоны вызывают крупные эпидемии. Это характерно и для других серогрупп менингококка. Группы В и С имеют сходные с менингококком А закономерности распространения и внутригрупповую неоднородность клонов по вирулентности.
Менингококк принадлежит к числу прихотливых и трудных для культивирования бактерий. Его требуется выращивать на средах с добавлением нативных биологических субстратов (кровь, сыворотка, асцитическая жидкость) либо на сложных синтетических средах. Множественная ауксотрофность менингококка (т.е. зависимость от ростовых факторов) позволяет легко дифференцировать его от непатогенных нейссерий, постоянно обитающих в носоглотке. Последние, в отличие от N. meningitidis, растут на простых питательных средах при комнатной температуре; менингококк же не размножается при температуре ниже 25оС. Подобно всем нейссериям, менингококк относится к аэробам, хотя и размножается лучше в атмосфере 3—10% CО2. Как и другие аэробы, он продуцирует оксидазу, по которой его колонии легко распознать при первичных посевах из клинического материала (рис. 3).
Рис. 3. Идентификация колоний менингококка по оксидазному тесту. Смешанная культура на кровяном агаре: а — колония менингококка и контаминирующих бактерий перед внесением 1% раствора триметил-р-фенилендиамина; б — та же культура после добавления реагента; колонии N.meningitidis выглядят темными, особенно по краям
Менингококки склонны к аутолизу, что, по-видимому, имеет патогенетическое значение. Это проявляется и in vitro. Поэтому культуры необходимо часто пересевать (субкультивировать), иначе они гибнут. Не удивительно, что менингококк весьма неустойчив во внешней среде. Он быстро погибает в стандартных растворах дезинфектантов, при высыхании, чувствителен к высоким и низким температурам и, в отличие от большинства бактерий, быстро теряет жизнеспособность в обычном холодильнике. Перечисленные признаки (прихотливость в питании, неустойчивость во внешней среде, которая, кстати, исключает необходимость дезинфекционных мероприятий в очагах инфекции) сближают N. meningitidis с гонококком (см. «Гонококк»).
В естественных условиях менингококк выделяется только от человека. Самой распространенной формой менингококковой инфекции является носительство бактерий в носоглотке. По усредненным данным, около 10% здоровых людей инфицированы менингококком. Обычно это кратковременное явление, не имеющее последствий для носителя и его окружения, тем более что 9/10 штаммов принадлежат к невирулентным клонам. Но в 5% случаев носительство становится злостным (длительное, иногда многолетнее и обильное инфицирование). Это серьезно осложняет ситуацию, тем более что такое носительство часто связано с эпидемическими штаммами групп А, В и С, доминирующих при инвазивных менингококковых поражениях. Носительство может осложниться очаговым воспалительным процессом — назофарингитом, локальной формой клинически значимой менингококковой инфекции. Как правило, это относительно безобидный процесс, но бактерии иногда проникают в кровь, что существенно осложняет прогноз. Кроме того, назофарингит сопровождается усиленным размножением бактерий, повышая вероятность контаминации окружающих.
Менингококк способен не только выживать, но и размножаться в кровяном русле (менингококцемия) и, оседая в различных тканях, инициировать генерализованный септический процесс. Особенно часто поражаются оболочки (мягкая, арахноидальная) головного и спинного мозга с развитием гнойного менингита. В процесс вовлекаются и другие органы (эндокард, надпочечники, кожа, суставы), чем определяется общая картина менингококкового сепсиса, т.е. генерализованной менингококковой инфекции. Парадоксально, но бессимптомные носители и больные менингококковым назофарингитом сами редко страдают столь серьезно, так как защищены от внутрисосудистой инвазии сывороточными антителами. Чаще они становятся рассадником воздушно-капельной инфекции, чреватой серьезными последствиями для окружающих. К счастью, и это случается редко: лишь в небольшом проценте случаев (по разным данным, 1:200—1:2000) очаговый менингококковый процесс, возникший в результате экзогенного инфицирования, эволюционирует в гнойный менингит и (еще реже) в молниеносные варианты септицемии. Есть данные, что в межэпидемический период на одного больного с генерализованной менингококковой инфекцией приходится (в год) до 50000 носителей. Возможно, что это тоже связано с естественным клонированием, т.е. с пластичностью штаммов, которая помогает им выживать в виде гетерогенных популяций в условиях коллективного иммунитета. Внутри каждой серогруппы в носоглотке носителей периодически возникают клоны, склонные к извазии, которые, проникая в чувствительный организм, способны вызывать менингококцемию.