Спирохеты и другие спиральные, изогнутые бактерии

Таксономия.Относятся к порядку Spirochaetales.

Морфология.Представляют собой под­вижные спиралевидные бактерии размерами 0,1/0,3x5/250 мкм. Тело спирохет состоит из многослойной наружной клеточной оболочки, которая покрывает протоплазматический ци­линдр. Протоплазматический цилиндр пред-

ставляет собой цитоплазму, окруженную ци-топлазматической мембраной. Вокруг протоп-лазматического цилиндра, в толще клеточной оболочки, находится двигательный аппарат, представленный периплазматическими жгу­тиками (фибриллами). Фибриллы располо­жены под наружной оболочкой, т. е. между оболочкой и протоплазматическим цилинд­ром. Один конец каждой фибриллы закреплен вблизи полюса цитоплазматического цилин­дра, другой— остается свободным. Из обоих концов клетки выходит одинаковое количест­во фибрилл. Общее число периплазматических фибрилл на клетку варьирует от 2 до более 100 в зависимости от вида. Периплазматические фибриллы являются двигательным аппара­том спирохет, обеспечивая 3 типа движения в жидкой среде: перемещение, вращение вокруг продольной оси и изгибание.

По Граму спирохеты окрашиваются отри­цательно. Дифференциальным методом ок­раски является метод Романовского— Гимзы. Интенсивность окраски по этому методу ро-доспецифична.

Биохимические и Культуральные свойства.Хемоорганотрофы. Встречаются аэробы, мик-роаэрофилы, факультативные и строгие анаэ­робы. В качестве источников углерода и энер­гии используют углеводы, аминокислоты, ли-пиды в зависимости от рода. Способность размножаться на искусственных питательных средах зависит от таксономического поло­жения и условий обитания. Культивируемые формы требуют присутствия в питательной среде сыворотки, тканевых экстрактов. Растут медленно. Некоторые представители порядка могут в неблагоприятных условиях сущес­твования образовывать цисты и L-формы. Делятся поперечным делением; также воз­можно размножение через цистообразование и распад на зерна.

Распространение в природе.Среди спирохет встречаются как свободноживущие в воде, поч­ве формы, так и ассоциированные с различны­ми животными. В патологии человека имеют значение 3 рода: Treponema, Borrelia, Leptospira.

16.8.1. Трепонемы (род Treponema)

Морфология. Род Treponema включает более 10 видов и подвидов. Клетки трепонем име-

ют форму спиралевидных палочек размером 0,1н-0,4х5-н20 мкм. Плохо окрашиваются по Граму и Романовскому— Гимзе. Выявляются при импрегнации серебром, а также с по­мощью фазово-контрастной и темнонольной микроскопии. Имеют более одной двигатель­ной фибриллы на каждом полюсе клетки. В жидких средах осуществляют одновременно вращательное и поступательное движения.

Биохимические свойства. Вкачестве источ­ника углерода и энергии используют различ­ные углеводы и аминокислоты. Патогенные для человека виды являются микроаэрофила-ми. Они не культивируются на искусственных питательных средах. Непатогенные трепоне­мы — строгие анаэробы. Растут на сложных питательных средах, содержащих сыворотку, кусочки почечной или мозговой ткани кро­лика, в анаэробных условиях при 35 "С. Среди культивируемых трепонем встречаются как ферментирующие, так и не ферментирующие углеводы виды. Многие виды продуцируют индол.

При неблагоприятных условиях существо­вания способны образовывать сферические формы (цисты).

Распространениев природе.Среди трепо­нем свободноживущие в природе формы не встречаются. Трепонемы обитают в ротовой полости, пищеварительном тракте и половых органах различных животных.

У человека в составе микрофлоры ротовой полости встречаются следующие виды тре­понем: Т. denticola, Т. macrodenticum, Т. orale, Т. vincentii. Последний вид в ассоциации с фу-зобактериями участвует в развитии фузоспи-рохетоза — некротической ангины Венсана— Плаута.

В патологии человека имеют значение 2 вида — Т. pallidum, разделенный на 3 подви­да: pallidum (возбудитель сифилиса), endemi-сит (возбудитель эндемического сифилиса), pertenue (возбудитель фрамбезии) и Т. carateum (возбудитель пинты).

16.8.1.1. Возбудитель сифилиса (Т. pallidum)

Возбудитель сифилиса Т. pallidum подвил pallidum был открыт в 1905 г. Ф. Шаудином и Э. Гоффманом.

Морфология.Представляет собой типич­ные по морфологии трепонемы размером 0,09/0,5x5/20 мкм, имеющие 8—12 завитков. Двигательный аппарат представлен идущими от каждого полюса клетки тремя периплазма-тическими фибриллами. Слабо воспринимает анилиновые красители. По Граму не окрашива­ется. По Романовскому—Гимзе окрашивается в бледно-розовый цвет. Выявляется при импре­гнации серебром, а также с помощью фазово-контрастной и темнопольной микроскопии.

Культуральные свойства.Вирулентные штам­мы на питательных средах не растут. Для на­копления культуры заражают кролика в яичко. Невирулентные штаммы можно культивиро­вать на средах, содержащих мозговую и почеч­ную ткань, в анаэробных условиях при 35 °С.

Культивирование приводит к потере виру­лентных и изменению антигенных свойств.

Биохимические свойства.Возбудитель сифилиса является микроаэрофилом. Биохимические свойства вследствие некуль-тивируемости изучены плохо.

Антигенная структура.Обладает сложной ан­тигенной структурой. Имеет специфический термолабильный белковый антиген и неспе­цифический липоидный антиген. Последний по своему составу идентичен кардиолипину, экстрагированному из бычьего сердца, пред­ставляющего по химической структуре ди-фосфадил глицерин.

Факторы патогенности.Изучены плохо. Считают, что в процессе прикрепления к клеткам принимают участие адгезины, синтез которых происходит, возможно, только при попадании возбудителя в организм человека. Липопротеины участвуют в развитии имму­нопатологических процессов.

Резистентность.Чувствителен к высыханию, солнечным лучам, дезинфицирующим вещес­твам, нагреванию. При нагревании до 55 °С гибнет в течение 15 мин, при 100 °С — мгно­венно. На предметах домашнего обихода со­храняет заразительность до высыхания. При неблагоприятных условиях образует цисты и L-формы.

Эпидемиология.Сифилис является чисто антропонозной инфекцией. В естественных условиях болеет только человек. Заболевание распространено повсеместно. Заражение про-

исходит, как правило, контактно-половым, реже — контактно-бытовым и трансплацен­тарным путями. Возможно заражение кровью, собранной у инфицированных лиц на раннем этапе инфекции. Поэтому для разрушения возбудителя кровь консервируют при — 3 °С в течение 5 дней. Патогенез и клиника.

Сифилис— венерическая антропонозная инфекционная болезнь, характеризующаяся первичным аффектом, высыпанием на коже и слизистых оболочках с последующим по­ражением различных органов и систем.

Проникшие в организм трепонемы из мес­та входных ворот попадают в регионарные лимфатические узлы, где размножаются. Из лимфатических узлов возбудитель попадает в кровяное русло, где прикрепляется к эндоте-лиальным клеткам, вызывая развитие эндар-териитов, ведущих к развитию васкулитов и последующему тканевому некрозу. С кровью трепонемы разносятся по всему организму, обсеменяя различные органы и ткани: печень, почки, костную, нервную и сердечно-сосу­дистую системы.

Болезнь протекает в несколько циклов. Инкубационный период составляет 3—4 не­дели. Первичный период характеризуется появ­лением твердого шанкра (язвочки с твердыми краями на месте внедрения возбудителя — слизистых оболочках половых органов, рта, ануса), увеличением и воспалением лимфати­ческих узлов. Первичный период длится 6—7 недель. Затем наступает вторичный период, который характеризуется появлением на коже и слизистых оболочках папулезных, везику­лярных или пустулезных высыпаний, а также поражением печени, почек, костной, нервной и сердечно-сосудистой систем. В элементах сыпи содержится большое количество жи­вых трепонем, в этот период больной на­иболее заразен. Вторичный сифилис длится годами. Высыпания могут самопроизвольно исчезать, а при ослаблении защитных сил организма появляются вновь. Такие рециди­вы могут повторяться несколько раз. После вторичного сифилиса, который длится 2—4 года, наступает третичный период, который

длится десятилетиями и характеризуется об­разованием сифилитических бугорков (гумм). Гуммы являются результатом развития в ор­ганизме иммунопатологического процесса, в ответ на сохранившиеся в организме трепо-немы. Бугорки и гуммы склонны к распаду с последующими обширными деструктивными изменениями в пораженных органах и тканях. Без лечения может наступить четвертичный период — спинная сухотка, которая характери­зуется развитием прогрессирующего паралича вследствие поражения ЦНС.

Иммунитет.Защитный иммунитет после пе­ренесенной инфекции не формируется. В от­вет на антигены возбудителя в организме об­разуются антитела, которые являются свиде­телями инфекционного процесса; развивается ГЗТ и аутоиммунные процессы. Гуморальный иммунный ответ характеризуется первичным образованием неспецифических антител, на-зываемых исторически «реагинами», на липо-идный антиген возбудителя, представляющих собой смесь IgM- и IgG-антител. Титр этих антител в процессе уменьшения в организме количества трепонем падает. Специфические антитела на белковый антиген появляются позже. Они длительно сохраняются независи­мо от присутствия трепонем в организме.

Микробиологическая диагностика.Использу­ют бактериоскопический и серологический методы в зависимости от стадии заболевания. Бактериоскопическое исследование проводят при первичном сифилисе и в период высыпа­ний при вторичном сифилисе. Материалом для исследования служат отделяемое твердого шанкра, пунктаты лимфатических узлов, ма­териал из кожных высыпаний.

Серологическое исследование проводится комплексом серологических реакций, среди которых различают отборочные неспецифи­ческие тесты, использующие кардиолипино-вый антиген и применяемые для обследова­ния населения на сифилис, и диагностичес­кие тесты, использующие трепонемальный антиген и применяемые для подтверждения диагноза.

К отборочным тестам относится реакция микропреципитации или ее аналоги: VDRL (veneral disease research laboratory— англ.) и RPR{rapid plasma reagin — англ.) — флокуляционные

тесты и РСК (реакция Вассермана). Реакция микропреципитации и флокуляционные тес­ты определяют как IgG-, так и IgM-антитела и бывают позитивными на ранних этапах забо­левания. РСК (реакция Вассермана) ставится с кардиолипиновым и трепонемным антиге­нами, определяет IgG-антитела. Отборочные тесты с кардиолипиновым антигеном в коли­чественном варианте используют для контроля эффективности лечения.

При постановке ИФА, РПГА, РИФ, РИТ (реакция иммобилизации трепонем) в ка­честве антигена используют ультразвуковой экстракт трепонем, выращенных в яичке кролика. Это высокочувствительные и высо­коспецифичные реакции на сифилис. Они от­носятся к диагностически подтверждающим тестам. В связи с длительным сохранением специфических антител в организме эти ре­акции не могут быть использованы для оцен­ки эффективности лечения. Кроме того, они будут положительны у больных фрамбезией и беджель.

Лечение.Для лечения используют антиби­отики пенициллинового ряда и висмутсодер­жащие препараты.

Профилактика.Специфическая профилак­тика не проводится. Не специфическая про­филактика сводится к борьбе за здоровый образ жизни, своевременному выявлению и лечению больных, серологическому исследо­ванию, проводимому у доноров, беременных, больных в стационарах, у лиц групп риска (наркоманы, проститутки, гомосексуалисты).

16.8.1.2. Другие патогенные трепонемы и вызываемые ими заболевания

Т. pallidum подвид endemicum является возбуди­телем эндемического сифилиса, именуемого как беджель. Заболевание распространено на Среднем Востоке, в Африке и Юго-Восточной Азии. Болезнь характеризуется появлением сыпи на коже и сли­зистых оболочках с последующими поражениями, напоминающими гуммы при сифилисе. Путь переда­чи — контактно-бытовой.

Т. pallidum подвид pertenue — возбудитель фрам-безии. Болезнь встречается в тропических районах обоих полушарий земного шара. Передается кон­тактно-половым путем и через предметы обихода. Носит характер семейных вспышек. Характеризуется

появлением в месте входных ворот болезненной яз­вочки с последующими кожными высыпаниями, пе­реходящими в дистрофические процессы на коже и в костях.

Т. carateum — возбудитель пинты. Заболевание встречается у лиц с темным цветом кожи в тропичес­ких районах западного полушария. Передается кон­тактным путем и через насекомых (мошек). На месте входных ворот образуется папула, затем происходит генерализация процесса, сопровождающаяся появле­нием различного цвета пятен на коже, гиперкератоза подошв и ладоней, выпадением волос.

Диагностика.Проводится теми же методами,что и при сифилисе.

Лечение.Антибиотиками пенициллинового ряда.

16.8.2. Боррелии (род Borrelia)

Спирохеты рода Borrelia вызывают как ант-ропонозные (возвратный тиф), так и зооноз-ные (болезни Лайма) инфекционные болезни с трансмиссивным механизмом передачи воз­будителей (клещи, вши). Род Borrelia включа­ет более 20 видов, большинство из которых непатогенно для человека.

Боррелии представляют собой тонкие спи­рохеты размером 0,3/0,6x2/20 мкм,с 3—10 крупными завитками. Двигательный аппарат представлен 15—20 фибриллами. Они хоро­шо воспринимают анилиновые красители, по Романовскому—Гимзе окрашиваются в сине-фиолетовый цвет. Боррелии обладают уни­кальным, не имеющим аналогов среди других бактерий генетическим аппаратом, который состоит из небольших размеров линейной хромосомы и набора циркулярных и линей­ных плазмид. Боррелии могут культивиро­ваться на сложных питательных средах, со­держащих сыворотку, асцит, тканевые экстра­кты, при температуре 28—35 °С в атмосфере с 5—10 % С0₂, а также в куриных эмбрионах при заражении в желточный мешок.

Чувствительны к высыханию и нагреванию. При действии температуры 45—48 °С гибнут в течение 30 мин. Устойчивы к низким темпе­ратурам и замораживанию.

16.8.2.1. Возбудители болезни Лайма (В. burgdorferi, В. garini, В. afzelii)

Возбудителем болезни Лайма в Северной Америке является вид В. burgdorferi, который

впервые был открыт в 1975 г. при обследо­вании детей, больных артритами, в городке Лайма (Lyme) в США, а в 1982 г. выделен из иксодового клеща У. Бургдорфером.

На Евро-Азиатском континенте возбудите­лями этого заболевания являются В. garini и В. afzelii. Эти виды различаются между собой по антигенной структуре.

Морфология и культуральные свойства.Возбудители болезни Лайма представляют типичные по морфологическим и тинктори-альным свойствам боррелии, которые хорошо культивируются на питательных средах при выделении из клещей. Выделить возбудитель из материала от больного (крови, ликвора) удается редко.

Антигенная структура.Возбудители болезни Лайма обладают сложной антигенной струк­турой. Они имеют белковые антигены фибрил­лярного аппарата (р41) и цитоплазматического цилиндра (р93), антитела к которым появля­ются на ранних этапах инфекции, но не обла­дают защитными свойствами. Протективную активность имеют антигены, представленные липидмодифицированными интегральными белками наружной мембраны, обозначаемые как osp{outer surface protein — англ.) А, В, С, D, E, F, детерминация синтеза которых осу­ществляется группой плазмид. OspA-антиген обладает антигенной вариабельностью, под­разделяясь на 7 сероваров, и является ви-доспецифическим.

Антигенный состав подвержен вариациям в процессе жизненного цикла боррелии. При их культивировании на питательных средах и нахождении в организме человека на поздних стадиях заболевания у боррелии преобладает антиген ospA,тогда как при пребывании в кле­ще и в организме человека на ранних этапах заболевания у них преобладает антиген ospC.

Факторы патогенности.Липидмодифици-рованные белки наружной мембраны обеспе­чивают способность боррелии прикрепляться и проникать в клетки хозяина. В результате взаимодействия боррелии с макрофагами про­исходит выделение ИЛ-1, который индуци­рует воспалительный процесс. Osp А-протеин принимает участие в развитии иммунопато­логических реакций, приводящих к развитию артритов. В этом процессе участвует также бе-

лок теплового шока, который начинает синте­зироваться бактериями при температуре 37 "С и который по своей структуре и молекулярной массе идентичен таковому человека.

Распространение в природе и эпидемиология.Резервуаром возбудителей в природе являют­ся мелкие млекопитающие, главным образом лесные белолапчатые мыши. Заболевание пе­редается человеку через укусы клещей рода Ixodes и распространено в ареале обитания этих клещей на территориях Северной Америки, Австралии, Евразии, в том числе в России, пре­имущественно в летний период. Естественная восприимчивость людей высокая. От человека человеку заболевание не передается.