Mycobacterium tuberculosis

Mycobacterium tuberculosis, Паличка Коха — бактерія, що викликає переважну більшість випадків туберкульозу. Ця бактерія була вперше описана 24 березня 1882 року Робертом Кохом, який згодом отримав за це відкриття Нобелівську премію з фізіології і медицині 1905 року; бактерія також відома як «паличка Коха». Геном M. tuberculosis був секвенований в 1998 році.

Морфологія

• Гр+ тонкі, злегка зігнуті поліморфні палички (M.tuberculosis) (M.bovis — короткі, товсті палички)
• довжина до 8 мкм (M.bovis — до 2-3 мкм)
• кислото-, луго-, спиртостійкі
• в клітинній стінці є високий вміст ненасичених жирних кислот (міколова кислота), ліпідів, восків (до 40%)
• нерухомі
• спор та капсул не утворюють
• в організмі хворого під дією ХТЗ можуть утворювати фільтрівні та L-форми
• в мазках-препаратах виявляють за методом Ціля-Нільсена
• в клітині при фарбуванні спостерігається тигроїдність — чергування кислотостійких (зерна Шпленгера) і некислотостійких ділянок (метафосфатні зерна Муха)

Фізіологія

M. tuberculosis є облігатним аеробом, це слабо грам-позитивна кислотостійка мікобактерія, що фарбується за Зіль-Нельсеном (кислотостійке фарбування). Хоча більшість мікобактерій не відповідають критерію грам-позитивності (тобто вони не зберігають фарбник кристал-віолет), вони також як і грам-позитивні бактерії не мають другої клітинної мембрани і класифікуються до типу Actinobacteria або «грам-позитивні бактерії з високим GC-вмістом». За сприятливими умовами M. tuberculosis ділиться кожні 15 — 20 годин, тобто надзвичайно повільно в порівнянні з іншими бактеріями, які зазвичай діляться кілька разів на годину (наприклад, E. coli може ділитися приблизно кожні 20 хвилин). Це маленька бацила, що може витримати слабкі дезинфікуючі засоби і виживає в сухих умовах протягом тижнів.

Культуральні властивості

• аероби або факультативні анаероби
• оптимальна температура — 370С
• рН — 7,0-7,2
• вибагливі до поживних середовищ (потребують додавання вітамінів групи В, гліцерину, амінокислот)

на щільних середовищах —

R-форми колоній — крихкі, бугристі, зморшкуваті, кремового кольору, нагадують суцвіття цвітної капусти

на рідких середовищах —

суха, зморшкувата плівка, не змочується водою, піднімається на стінку, бульйон прозорий

Спеціальні поживні середовища

• гліцеринові середовища (гліцериновий бульйон)
• картопляні середовища
• яєчні середовища (Левенштейна-Йєнсена, Петрова, Петран΄яні)
• напівсинтетичні та синтетичні середовища (середовище Сотона)
• середовище для виділення L-форм бактерій
• середовище Прайса (цитратна кров)

В залежності від швидкості росту на спеціальних поживних середовищах мікробактерії поділяються:

1. Швидкоростучі (до 7 діб) — збудники атипових мікобактеріозів (18 видів)
2. Повільноростучі (>7 діб) — M.tuberculosis, M.bovis, деякі атипові мікобактерії (біля 20 видів)

Не ростуть на поживних середовищах — M. leprae

Мікобактерії повільно ростуть на поживних середовищах (швидкість росту залежить від часу генерації — 18-24 год):

1. На щільних — ріст через 18-21 добу (M.tuberculosis), 28-35 діб (M.bovis)
2. На рідких — через 10-14 діб

Резистентність

• стійкі в зовнішньому середовищі (за рахунок великого вмісту ліпідів в клітині)
• стійкі до висушування
• стійкі до високих температур (1000С — 5-7 хв)
• стійкі до дезінфектантів (до фенолів)
• нечутливі до більшості антибактеріальних ХТЗ
• чутливі до УФО

Патогенність

• обумовлена структурними компонентами клітини
• Cord-фактор (диміколат трегалози)

- пригнічує міграцію лейкоцитів

- антифагоцитарний фактор

- місцева токсична дія

Виявляють за допомогою методів Прайса та Школьнікової — мазки поміщають у цитратну кров, через 3-4 доби скельця виймають, фарбують за Цілем-Нільсеном, виявляють мікроколонії у вигляді кіс або жгутів

• Ендотоксин (туберкулін)

Має 3 фракції:

1. туберкулопротеїнова — зумовлює розвиток ГЧУТ
2. туберкулоліпідна — зумовлює незавершений фагоцитоз, сприяє утворенню сирнистого некрозу, гігантських клітин Пирогова-Ланганса. До фракції входять жирні кислоти, фосфатиди, сульфатиди
3. туберкулополісахаридна — сприяє утворенню лімфоцитарного валу

Епідеміологія

• Джерело інфекції — хвора на відкриту форму людина (M.tuberculosis) або тварина (M.bovis)
• Шляхи інфікування:

- повітряно-крапельний

- повітряно-пиловий

- аліментарний

- трансплацентарний (при ураженні плаценти)

Патогенез

При первинному інфікуванні в легенях утворюються локальні вогнища специфічного продуктивного запалення (має типову гістологічну картину):

- при доброякісному перебігу (достатньому імунітеті) — інволюція запального процесу, з наступною петрифікацією (кальцинацією)

- при несприятливому перебігу — подальший розпад тканин, можлива лімфогенна або гематогенна десимінація збудника, ураження різних систем органів (особливо легень: каверни, абсцеси, інфільтрати)

Розрізняють легеневу та не легеневі форми (туберкульоз шлунку та кишечника, нирок, мозкових оболонок, кісток та ін.)

Імунітет

• нестійкий
• нестерильний
• клітинний
• антитіла виробляються в низьких титрах і не мають протективного значення (АТ-свідки)
• формується стан ГЧСТ (обмежує розмноження бактерій, фіксує їх у вогнищі запалення) — виявляють за допомогою алергічних реакцій

Лабораторна діагностика

• Матеріал для дослідження:

- харкотиння

- ексудат з плевральної порожнини

- асцитична рідина

- випорожнення

- сеча

- спинномозкова рідина

- кров

Для виявлення бактерії в організмі людини для аналізу збирається зразок слини, зазвичай уранці трьох послідовних днів, оскільки число організмів могло бути низьким. Зразок оброблюється 3 % розчином KOH або NaOH для розчинення і дезактивації. Фарбування за Грамом не виконуватися, оскільки організм є «кислотостійкою бацилою» (AFB), тобто зберігає певні барвники в кислиму розчині. Зазвичай використовується фарбування за Ціль-Нельсеном, при якому AFB забарвлюються в яскраво-червоний колір, що виділяється на блакитному фоні. Причиною такого кислотостійкого фарбування є товста воскоподібна клітинна стінка бактерії. Воскоподібні властивості надаються клітинній стінці присутністю міколової кислоти. Ці властивості також відповідальна за утворення типовї казеозної гранулеми при туберкульозі. Компонент, що відповідає за цей ефект, називаеться корд-фактором (тригалоза-6,6-димиколат). Існує система градації хвороби, заснувала на числі організмів, що спостерігалися у кожному полі зору мікроскопу. Як і інші кислотостійкі бацили, M. tuberculosis можна також виявити за допомогою флюоресцентної мікроскопії, використовуючи фарбник родамін аурамін, який зафарблює бакрерій в золотистий колір. Також, M. tuberculosis можна виявити за допомогою вирощування на середі Ловенштайна-Дженсена, яка традиційно використовувалася для цієї мети. Проте, цей метод дуже повільний: цей організм вимагає 6-8 для росту, що зрачно уповільнює діагностику. Дешо швидше результати можуть бути отримані, використовуючи середовище Мадлебрука.

Методи діагностики

Мікроскопічний метод

Основні переваги: простота, легкість виконання, доступність для будь-якого типу лабораторій

• Недолік: недостатня інформативність
• Матеріал піддають збагаченню, фарбують за Цілем-Нільсеном.
• Більш результативний метод — РІФ

Бактеріологічний метод

• Переваги: дозволяє виділити чисту культуру збудника, ідентифікувати її, визначити вірулентність та чутливість до ХТЗ
• Недолік: отримання результату через 3-4 тижні (до 12 тижнів)

1 етап — матеріал обробляють сірчаною кислотою, висівають на спеціальні середовища 2 етап — вивчення культуральних та ферментативних властивостей

- ніациновий тест — визначають здатність з ніацину синтезувати нікотинову кислоту (M.tuberculosis (+), M.bovis (-)

- метод Прайса, Школьнікової

Біологічний метод

• матеріал вводять в пахвинну ділянку:

- кролю (чутливі до M.bovis)

- морській свинці (чутливі до M.tuberculosis)

• через 1,5-2 тижні збільшуються лімфатичні вузли, некроз в місці введення
• через 3-6 тижнів тварини гинуть від генералізованої інфекції (після розтину в мазках виявляють збудника, у внутрішніх органах — туберкули)

Серологічний метод

• використовують для діагностики ранніх та прихованих форм, нелегеневих, закритих легеневих форм
• недолік: низька специфічність антитіл, часті хибнопозитивні результати
• РЗК, РНГА

Алергічний метод

• оснований на постановці внутрішньошкірної проби Манту. Використовують для:
• визначення рівня поствакцинального імунітету;
• визначення категорій, які підлягають ревакцинації
• діагностики і виявлення тубінфікованих осіб
• діагностики захворювання

Типи туберкулінів

• Аlt-туберкулін («старий», туберкулін Коха) — отримано із бульйонної культури M.bovis і випарено до сухого залишку (недолік — велика кількість баластних речовин)
• РРD (сучасний) — очищений протеїновий дериват

Інтерпретація результатів реакції Манту

• облік результатів проводять через 48-72 год від моменту постановки.
• позитивний результат — поява набряку та гіперемія. Якщо:

d > 5 мм — проба позитивна (імунні)

d > 10 мм — різко позитивна (інфіковані)

d > 15 мм — гіперегічна (інфіковані)

• негативний результат — відсутність папули (відсутність імунітету)

Профілактика

• неспецифічна
• специфічна — проводять згідно з календарем щеплень — на 3-5 добу після народження; в 7, 12, 17, 22, 27-30 — при негативній реакції Манту
• використовують живу вакцину БЦЖ (BCG — Bacillе Calmette et de Guerin)- одержана в 1921 р.

Лікування

• неспецифічне — етітропне

Протитуберкульозні препарати діляться на 2 групи:

• першого ряду (похідні ізоніктинової кислоти, ПАСК, солі стрептоміцину, етамбутол, рифампіцин)
• другого ряду (альтернативні) — циклосерин, канаміцин, етіонамід та ін.
• Препарати призначають тривалими курсами, одночасно декілька препаратів

Примітки та джерела

• Лекції ВНМУ

Посилання

• Database of Mycobacterium tuberculosis genome sequences and related information.
• Методи виявлення мікобактерій туберкульозу Інст. ім. Ф. Г. Яновського