1)ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ УЧЕНИЯ О ГЕНЕТИКЕ
МИКРООРГАНИЗМОВ
Генная инженерия в медицинской микробиологии
Продукты, получаемые генно-инженерным способом с помощью
рекомбинантных штаммов бактерий:
• вакцины;
• гормоны;
• интерфероны;
• цитокины.
Генетические методы, применяемые в микробиологической диагностике:
• процентное содержание Г+Ц бактериальном геноме;
• метод молекулярной гибридизации;
• полимеразная цепная реакция (ПЦР).
Полимеразная цепная реакция. Цели:
• обнаружение в патологическом материале конкретного вида
микроорганизма без выделения чистой культуры;
• идентификация микроорганизмов;
• генотипирование микроорганизмов.
Этапы проведения ПЦР:
• выделение ДНК из патологического материала;
• добавление праймеров (участки ДНК, комплементарные 3’-концам
искомого гена), добавление ДНК-полимеразы и нуклеотидов;
• нагревание;
• расплетение ДНК на две нити;
• охлаждение;
• связывание праймеров с комплементарными участками искомого
гена;
• нуклеотиды присоединяются к 3’-концам праймеров, ДНК-
полимераза достраивает вторые цепочки ДНК;
• повторение циклов (30?50) – накопление (амплификация) искомого
гена;
• резкое нарастание (двукратное после каждого цикла) количества
искомого гена;
• определение продуктов ПЦР с помощью электрофореза
2)Токсины микроорганизмов
Токсигенность ? способность микроорганизмов продуцировать
экзотоксины (токсигенные микроорганизмы).
Токсичность ? это способность микроорганизмов продуцировать
эндотоксины (токсичные микроорганизмы).
Типы токсинов по механизму действия:
• цитотоксины ? блокируют синтез белка (в клетке) на субклеточном
уровне. Включают следующие группы: антиэлонгаторы,
энтеротоксины, дермонекротоксины.
• мембранотоксины ? повышают проницаемость мембран
эритроцитов (гемолизины) и лейкоцитов (лейкоцидины), разрушая их.
• функциональные блокаторы ? блокируют функции определенных
тканевых систем. Этот тип токсинов включает: термолабильные и
термостабильные энтеротоксины, токсиноблокаторы, нейротоксины.
• эксфолиатины и эритрогенины ? влияют на процесс
взаимодействия клеток между собой и межклеточными веществами.
Эксфолиатины образуются некоторыми штаммами Staphylococcus
aureus, эритрогенины ? Streptococcus pyogenes.
ЭКЗОТОКСИНЫ
• продукты жизнедеятельности
живых клеток
• белки
• термолабильны
• высокотоксичны
• действуют спустя латентный
период
• обладают строгой
специфичностью действия
(поражают определенные
органы и ткани)
• превращаются в анатоксины
(т.е. под действием формалина
токсин утрачивает свою
ядовитость, сохраняя при этом
иммуногенные свойства)
• полностью нейтрализуются
антителами-антитоксинами
ЭНДОТОКСИНЫ
• продукты разрушения клеток
• липополисахаридный слой
клеточной стенки
грамотрицательных
микроорганизмов
• термостабильны
• менее токсичны
• действуют сразу
• действуют однотипно (оказывают
общетоксическое действие)
• в анатоксины не переходят
• нейтрализация антителами
неполная
3)
ШИГЕЛЛЫ |
Enterobacteriaceae, Shigella, S.dysenteriae (типовой вид) - серогруппа А, S.flexneri – серогруппа В, S.boydii – серогруппа С, S.sonnei – серогруппа D. Серогруппы В и D чаще всего вызывают дизентерию. |
Мелкие грамотрицательные неподвижные палочки, не имеют спор, капсул, имеют фимбрии. |
Выделяют более 40 серотипов на основе О-антигенов и К-антигенов, Н-антигенов нет. Международная классификация шигелл основана с учётом их биохимических признаков и особенностей антигенной структуры (4 подгруппы): Подгруппа А (маннит-неферментирующие, серологически различаются?12 серотипов) - S.dysenteriae Подгруппа В (маннит-ферментирующие, серологически сходны ? 6 серотипов, X, Y) - S.flexneri У S.flexneri также выделяют 3 биотипа по особенностям ферментирования глюкозы и маннита: Биотип Бойд 88 – глюкоза и маннит К. Биотип Манчестер – глюкоза и маннит КГ. Биотип Ньюкасл (серотип 6) – глюкоза К или КГ, маннит нет. Подгруппа С (маннит-ферментирующие, серологически различаются ? 18 серотипов) - S.boydii Подгруппа D (маннит-ферментирующие, медленно ферментирующие лактозу и сахарозу – через 24 часа инкубации и позже) - S.sonnei – включает всего 1 серотип, но 14 биотипов по способности ферментировать мальтозу, рамнозу и ксилозу. Также эпидемическое значение имеет колициногенотипирование (способность синтезировать специфические бактериоцины) и колицинотипирование (чувствительность к известным бактериоцинам). |
Важнейшее свойство шигелл – способность внедряться в эпителиальные клетки (энтероциты), размножаться в них и вызывать их гибель (Инвазивность). ?Все вирулентные штаммы содержат крупные плазмиды, кодирующие синтез определённых поверхностных белков (ответственных за вирулентность - инвазию). Также ферменты инвазии. ?Факторы адгезии и колонизации: пили, белки наружной мембраны и ЛПС. ?Экзотоксины: 1. Токсин Шига (веротоксин). Вызывает прямое цитотоксическое действие - гибель клеток и приток жидкости в очаг поражения (нарушает синтез белка, всасывание солей и воды, что приводит к аккумуляции жидкости в подслизистой оболочке). 2. Шигаподобные токсины (SLT-I, SLT-II) – цитотоксические свойства. Данные экзотоксины выражены наиболее у S.dysenteriae типа 1, но другие шигеллы их тоже образуют (кодируются tox-генами конвертирующих фагов), а также у EHEC, некоторых сальмонелл. 3. Энтеротоксины (LT) – выражены у шигелл Флекснери, Зонне и Бойда. Активируют аденилатциклазу и вызывают диарею (ответственны за пищевые токсикоинфекции шигеллы Зонне) ?Эндотоксин (пирогенное, энтеротропное и нейротропное действие). ? Микрокапсула. |
Факультативные анаэробы, мезофилы, неприхотливы к питательным средам. Колонии на агаре круглые, прозрачные, мелкие, бесцветные. На среде Эндо и Левина – также бесцветные колонии (лактозонегативные). Элективно-дифференциальной для шигелл является среда Плоскирева. Содержит соли желчных кислот, угнетающих рост эшерихий. Склонны к S-R-диссоциации. В МПБ S-формы дают равномерное помутнение, R-формы – придонный осадок. Невысокая устойчивость во внешней среде, но способны выживать и размножаться в продуктах, особенно в молоке. |
Шигеллы менее активны, чем другие КП. Наименее б/х активна S.dysenteriae – ферментирует только глюкозу без газа. 1. Ферментируют углеводы без образования газа (только некоторые биотипы шигеллы Флекснери до кислоты и газа). 2. Не разлагают лактозу (способны только шигеллы Зонне через 24-48 часов). 3. Каталазоположительны, оксидазоотрицательны (как все энтеробактерии). 3. Важным диагностическим признаком является отношение к манниту - S.dysenteriae не ферментирует маннит, остальные – маннитположительны. 4. Серогруппа D – индолнегативна, остальные – индолвариабельны. 5. Сероводорода не образуют. Не разжижают желатин, не обладают уреазной активностью. |
Материал для исследования – испражнения. 1. Основной метод – бактериологический. Посев производят на среду Плоскирева. Используют также среды накопления (селенитовый бульон). Выделенные культуры исследуют в РА с поливалентными и моновалентными сыворотками. 2. Серологический метод применяется для диагностики стёртых, бессимптомных форм (РНГА). 3. В качестве экспресс-диагностики эпидемических вспышек дизентерии применяют РИФ, ИФА. 4. Аллергическая проба с дизентерином (через 24 часа инфильтрат и гиперемия 10-20 мм). |
Бактериальная дизентерия или шигеллёз («кровавый понос») – инфекционное заболевание, вызываемое бактериями рода Shigella, протекающее с преимущественным поражением толстого кишечника и общей интоксикацией организма. Патогенез: через рот достигают толстого кишечника. Прикрепляются с помощью пилей и белков к эпителию слизистой оболочки толстого кишечника, внедряются и размножаются в них. Размножение бактерий вызывает гибель эпителиоцитов и проникновение шигелл в подлежащие ткани с развитием воспалительной реакции и их изъязвления. Шигеллы выходят в просвет кишечника и цикл повторяется. Кровь из язвочек попадает в испражнения. Эндотоксин вызывает общую интоксикацию. Токсин Шига вызывает более выраженное обезвоживание, поражение ЦНС, почек. Шигаподобные токсины (цитотоксины) обуславливают разрушение клеток. Энтеротоксины – диарею. Клиническая картина: инкубационный период 1-7 дней, слабость, Т, абдоминальная боль, диарея, снижение АД. Испражнения жидкие, с примесью крови и слизи. Последняя порция – только из слизи («ректальный плевок»). Характерны болезненные тенезмы – безуспешные позывы к дефекации. Наиболее тяжёлую форму дизентерии вызывает S.dysenteriae подгруппы А (шигеллёз Григорьева-Шиги – колит с нейротоксикозом). Наиболее легко – шигеллёз Зонне (гастроэнтерит). Шигеллёз Флекснери – колитный синдром. Могут быть осложнения – кишечные кровотечения, коллапс, перфорация кишечника, выпадение прямой кишки. Возможны лёгкие, стёртые, атипичные формы дизентерии, которые трудно диагностировать. Иногда заболевание переходит в хроническую форму или формируется носительство. |
Распространена повсеместно, особенно в слаборазвитых странах. Источник – больные люди и носители. Механизмы передачи – фекально-оральный (у шигеллы Зонне преобладает алиментарный путь, у шигеллы Флекснери – водный, возможен контактно-бытовой путь, особенно для вида S.dysenteriae) . Определённую роль играют насекомые - пассивные переносчики возбудителей на продукты (мухи, тараканы). Пик заболеваемость июль-сентябрь. Болеют все, но особенно подвержены дети 1-3 лет и пожилые. Особенностью эпидемиологии дизентерии является смена видового состава возбудителей, а также биотипов Зонне и серотипов Флекснери в определённых регионах. |
После дизентерии остаётся прочный и достаточно длительный иммунитет, но типоспецифический. Значительную роль играет местный иммунитет слизистой оболочки кишечника. Лечение: 1. Восстановление нормального водно-солевого обмена; 2. Рациональная антибиотикотерапия; 3. Для экстренной профилактики поливалентного дизентерийного бактериофага (используется с профилактической целью). Эффективных вакцин не имеется. Основной путь борьбы с дизентерией – улучшение системы водоснабжения и канализации, обеспечение санитарно-гигиенического режима на предприятиях пищевой (молочной) промышленности, в детских учреждениях, соблюдение правил личной гигиены. |